Phát triển phần mềm ứng dụng dựa trên FPGA tạo quỹ đạo chuyển động S-Curve cho máy công cụ

NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đon vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TĨNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2021 Tên đề tài: Phát Triển Phần Mềm ứng Dụng Dựa Trên FPGA Tạo Quỹ Đạo Chuyển Động S-Curve Cho Máy Công Cụ Số hợp đồng: 2020.01,163/HD-KHCN Chú nhiệm đề tài: Đồn Phúc Thịnh Đơn vị cơng tác: Viện Kỹ thuật Công nghệ cao - Đại học Nguyễn Tất Thành Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 10 năm 2021 MỤC LỤC MỎ ĐẦU CHƯƠNG TÔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIÉT TẮT Acc giá tốc lớn đạo hàm gia tốc lớn vận tốc bắt đầu vận tốc kết thúc vận tốc di chuyền mong muốn chiều dài cùa chuyển động thời diêm đầu cuối giai đoạn S-Curve thời gian giai đoạn S-curve khoảng thời gian giai đoạn S-curve gia tốc (Acceleration) Dec giảm tốc (Deceleration) FPGA Field-programmable gate array ^max ■/max Vcf Si A) ~ ^7 t,~t7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIẺU, so ĐỒ, HÌNH ẢNH Bảng Điều kiện dùng đê phân loại biên dạng đường cong S-curve Bảng Thông số quỹ đạo kết đầu Bảng Thông số đặc trưng FPGA dịng Cyclonell Hình Chuyển động theo biên dạng vận tốc hình thang chuyển động theo biên dạng S-curve đa thức bậc Hình Mơ hình thí nghiệm tạo quỳ đạo chuyển động s [2] Hình Mơ hình S-curve đa thức bậc Hình dạng biên dạng dựa mơ hình gia tốc cho S-curve Hình Phân loại dạng cho S-curve, Màu, red color is unsatisfied condition Hình Sơ đồ khối cho tạo biên dạng chuyển động S-curve Hình Ket mơ cho nhóm Hình Ket mơ cho nhóm Hình Ket mơ cho nhóm Hình 10 Kết mơ cho nhóm Hình 11 Board DEI hãng Altera Hình 12 Thử nghiệm giải thuật board FPGA Hình 13 Hệ thống thử nghiệm mức độ dao cột nước gắn slide trượt với điều khiển chuyên động Hình 14 Thử nghiệm giải thuật điều khiển cho máy CNC TÓM TẮT KÉT QUẢ NGHIÊN cứu STT Xây dựng thuật toán tạo quỳ đạo + Thuật tốn S-curve sử dụng mơ chuyển động S-Curve cho máy hình đa thức bậc cho điều khiển cơng cụ chuyển động, giải tình (Được thực chủ nhiệm quãng đường di chun nhỏ đề tài) Mơ giải thuật phân Kết quà đạt Công việc thực mem Matlab (Được thực chủ nhiệm đề tài) + Thuật toán đáp ứng tốt với tình tham số đầu vào cho tất trường họp ứng dụng giải thuật vào điều +ứng dụng giải thuật S-Curve vào khiển cho máy CNC dựa điều khiển máy CNC công ty FPGA Co Điện Tử Hiệp Phát giúp giảm (Được thực công ty Co rung động cho máy, tăng độ Điện Tử Hiệp Phát) Sản phẩm đăng ký STT xác chuyển động Sản phẩm đạt Đã nộp đăng báo Bài báo khoa học tạp chí Phát Triển Khoa Học Cơng Nghệ Đại học Quốc gia Tp.HCM Phần mềm mô giải thuật viết Phần mềm ứng dụng (Firmware) Matlab Phần mềm viết cho điều khiển dựa công ty Co Điện Tử Hiệp Phát áp FPGA dụng phát triển FPGA cho sản phẩm thực tế Thời gian thực hiện: tháng Thời gian nộp báo cáo : MỞ ĐẦU Điều khiên chuyển động toán quan trọng điều khiển máy công cụ, robot tay máy, tự động hóa sản xuất, Trong điều khiên chuyển động, vận tốc vị trí điều khiên hồi tiếp vịng kín để tạo chuyển động mong muốn, vấn đề cần đạt điều khiển chuyển động điều khiển chuyển động nhanh, xác, dao động nhỏ, khơng có vọt lố vị trí vận tốc Đê trì chất lượng máy cải thiện hiệu điều khiển chuyển động với nhiều đường di chuyển phạm vi ràng buộc thông số máy, phương pháp điều khiên thường áp dụng sử dụng biên dạng chuyển động đường cong s Nhiều báo nhà nghiên cứu báo cáo phương pháp Tuy nhiên, khơng có nhiều báo cáo việc thực phương pháp xét đến độ dài di chuyển ngắn tùy ý báo cáo có đề cập khơng đủ rõ ràng để áp dụng, cần lưu ý lập trình NC thơng thường độ dài di chuyền tùy ý Do đề tài đề xuất thuật toán đê thiết kế biên dạng chuyên động đường cong s việc xem xét độ dài di chuyển ngan tùy ý Trước áp dụng thuật tốn đề nghị mơ phần mềm matlab để đánh giá hiệu hiệu chỉnh giải thuật cho phù hợp Nhóm tác giả xuất báo tạp chí Phát Triển Khoa Học Cơng Nghệ Đại học Quốc gia Tp.HCM cho tính đề tài Sản phàm nghiên cứu đề tài chuyển giao cho công ty TNHH Cơ Điện Tử Hiệp Phát để phát triển điều khiển cho máy CNC, sản phẩm máy CNC Việt Nam tự sản xuất Phát huy vai trị nhóm nói riêng Viện cơng nghệ cao trường ĐH Nguyễn Tất Thành nói chung việc đầu hướng nghiên cứu mang tính ứng dụng thực tiễn hồ trợ cho xã hội cho doanh nghiệp CHƯƠNG TÒNG QUAN TÀI LIỆU Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, nhu cầu tạo máy móc xác, xuất cao lớn Trong điều khiển chuyển động theo vị trí thành phần quan trọng cấu thành máy công cụ, tay máy máy dây chuyền sản xuất tự động Việc làm chủ công nghệ chế tạo điều khiển chuyển động giúp chủ động cơng nghệ, giảm giá thành, tăng độ xác Đó điều mà cơng ty tự động hóa Việt Nam hướng tới đe cạnh tranh với sản phâm máy móc nhập Trong điều khiển chuyển động, mục tiêu điều khiển nhanh, xác, dao động nhỏ, khơng có vọt lố điều khiên vận tốc điều khiển vị trí Mong muốn khơng thể đạt điều khiển truyền thống [1-3] Các driver điều khiển động co servo có sẵn thị trường hồ trợ điều khiển chuyển động với biên dạng vận tốc hình thang đơn giản Tuy nhiên phương pháp điều khiển vận tốc biên dạng hình thang có đặc điểm chuyển tiếp vận tốc không trơn tru, gia tốc biến đổi khơng liên tục có tượng nhảy gia tốc giảm tốc cấu hình điều khiển dạng có xu hướng gây tượng vọt lố kích thích dao động máy, làm tăng thời gian đe máy đạt đến vị trí cuối với độ xác mong muốn [4,5] Đây vấn đề tiềm ân gây sai lệch hệ thống xác Một cách khắc phục tạo chuyển động theo biên dạng đường cong s [6] Để tạo chuyển động biên dạng đường s có nhiều phương pháp áp dụng hàm số mũ, hàm lượng giác Tuy nhiên tạo chuyển động biên dạng đường cong s sử dụng hàm đa thức phổ biến (Hình 1) Nguyen et al đề xuất phương pháp hồi quy tổng qt để xây dựng mơ hình đường cong s với bậc Sau ơng so sánh đáp ứng đường cong s bậc 3, [7] Ngồi ra, ơng giới thiệu mơ hình đường cong s sử dụng hàm lượng giác so sánh với mơ hình đa thức bậc Ơng mơ hình lượng giác có cấu trúc đơn giản đa thức bậc 3, tạo hiệu suất tốt mơ hình đa thức bậc [3] Hạn che phương pháp ông đưa cơng thức ơng đưa khó áp dụng khơng xem xét hết tinh mà khoảng cách di chuyển nhỏ Hình Chuyển động theo biên dạng vận tốc hình thang chuyển động theo biên dạng S-curve đa thức bậc Chen cộng nêu toán chuyển động ứng dụng cho máy cơng cụ số có cân nhắc đến khoảng cách di chuyển ngắn [8], Trong Chen phân loại hàm đa thức bậc S-curve thành loại tùy theo tham số vận tốc quãng đường di chuyển Tuy nhiên báo này, Chen lại không đưa cách xử lý cụ thê cho loại S- curve profile Huang cộng cung cấp phương pháp đê tạo chuyển động S-curve bậc [9] Trong Huang đưa việc phân loại S-curve profile gồm 12 loại dựa vào vận tốc quãng đường di chuyển Phương pháp Huang rõ ràng dễ áp dụng Tuy nhiên nhóm nghiên cứu tham khảo phương pháp nhận thấy nhiều điều kiện Huang đưa bị sai Đồng thời nhiều trường họp áp dụng tốn khơng tìm nghiệm đầu Hơn phương pháp trình bày Huang khơng thuyết phục nhóm nghiên cứu tính bao qt thơng số đầu vào Chính lý dựa ý tưởng phương pháp Huang, nhóm nghiên cứu trình bày giải pháp cho việc phân loại biên dạng đường cong s bao gồm loại Ngoài phương pháp trình bày đảm bảo tính tống quát, trọn vẹn biến tham sổ đầu vao Các điều kiện ràng buộc vận tốc quãng đường bố trí sửa lại Hệ thống mơ hình hóa mơ đảm bảo trường hợp ln có nghiệm cho tình tham số đầu vào FPGA-SOPC based network motion controller Signal process circuits Servo dirves Motors Hình MƠ hình thí nghiệm tạo quỳ đạo chuyển động s [2] Sau xây dựng giải thuật tạo quỳ đạo chuyển động S-curve, để ứng dụng vào thực tế nhiều tác giả đề xuất áp dụng FPGA [9] Bộ điều khiển tăng giảm tốc độ theo biên dạng đường cong s cho máy công cụ thực chip FPGA Các xử lý tín hiệu số (Digital Signals Processors) vi điều khiên dùng ứng dụng điều khiên Tuy nhiên yêu cầu điều khiển khắt khe hệ thống đại phần lớn xử lý tín hiệu sổ vi điều khiển khơng đáp ứng tốc độ tính tốn Hơn vi xừ lý, vi điều khiến xử lý tín hiệu số thực thi nhiệm vụ cách nên cần thời gian lâu để hoàn thành nhiệm vụ Sự đơn giản khả lập trình FPGA làm cho cơng nghệ trở thành lựa chọn ưa thích thiết kế Khi so sánh tính điều khiển hoạt động điều khiển dùng cơng nghệ FPGA tốt so với DSPs [9] Do đề tài sau xây dựng mô giải thuật bang phần mềm Matlab giải thuật ứng dụng vào điều khiên cho máy CNC dựa công nghệ FPGA công ty Cơ Điện Tử Hiệp Phát CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Mơ hình tốn đường cong S-curve đa thức bậc Đường cong S-curve đa thức bậc bao gồm đoạn bao gồm: giai đoạn tăng gia tốc, giai đoạn gia tốc số, giai đoạn giảm gia tốc, giai đoạn vận tốc số, giai toạn tăng giảm tốc, giai đoạn giảm tốc số, giai đoạn giảm giảm tốc Hình mơ tả giai đoạn S-curve đa thức bậc Mơ hình tốn cho sau: Giai đoạn 1: tăng gia tốc 7,(0 = jmax «,(0 = «0+7max^l V/ e [t0, rJ < v ự) = + +17maxT- _2 (2.1) _3 •5,(0 = 50 + vor, + ^aor, + jmaxƯ O Giai đoạn 2: gia tốc sổ Í7)(0 = Víe[/1,t2]< ữị(0 ^max 7max^ỉ v,(0 = v/ơ1) + ữmaxr2 5.(0 = 5.(0 + zV / zV 1/ zV 1/ (2.2) raax ^=^(vmax)trongđó vmax e [min{vs.,vc} + ứ,; / 7max ’ Vcf J Các thông sô thời gian tính tốn sau: U=T7 = (3.10) r4 = đạt tới, amax đạt tới, -đmax đạt tới Khi điều kiện (7A): (1), (3), (10) thỏa mãn, (5), (9), (13) không thỏa mãn (7B): (2), (3), (11) thỏa mãn, (7) không thỏa mãn Trong hai điều kiện (7-A) (7-B) có điều kiện thỏa mãn thuộc type Vận tốc tối đa di chuyển hiệu chỉnh lại sau s = staid (vmax) vmax e [min {vs.,ve} + a2 maií /7max, vcf ] Type 7: vcf Các thơng số thời gian tính tốn sau: 5~ ~ ’*6 - (3.11) J max r4=0 đạt tới, ứmax đạt tới, -đmax đạt tới Khi điều kiện (8A): (1), (3) thỏa mãn, (5), (9), (10) không thỏa mãn (8B): (1), (4) thỏa mãn, (6), (11) không thỏa mãn (8C): (1), (4) thỏa mãn, (6), (11) không thỏa mãn (8D): (1), (4) thỏa mãn, (6), (11) không thỏa mãn Trong bốn điều kiện (8-A), (8-B), (8-C) (8-D) có điều kiện thoa mãn thuộc type Neu điều kiện (12) Sị > slald (max(v., vc)) sau phương trình Sị = statd(vmax) khơng có nghiệm Đê giải vấn đề ta hiệu chỉnh vận tốc kết thúc tham sổ đầu vào với vận tốc bắt đầu tham số đầu vào vc = v5 Vận tốc toi đa di chuyển hiệu chỉnh lại sau: Type 8A - điều kiện (12) thỏa mãn, vmax nghiệm phương trình: Type 8: V f ) vmax e [max(v4„ vc), Vy] si = S'a'dtv^ Type 8B - điều kiện (12) không thỏa mãn, vniax nghiệm phương trình: ve = vs and 5, = s'lald (vmax) where vmax e [v4, vc/.] Các thơng số thời gian tính tốn sau: 7] = r3 = Vmm~Vs, V Vmax V Jmax ■ r5 = r6= T2 =0 (3.12) ĩ6 = r4 = 2.3 Kết mô giải thuật Mô thực phần mềm Matlab để kiểm tra tính hiệu giải thuật đề nghị Hình mơ tả sơ đồ khối cho tạo biên dạng chuyển động S-curve Motion Profile Output Tham số đầu vào S-Curve Profile Generator maximum acceleration maximum jerk j path length s start velocity vs Type Judgment Time Calculation end velocity V feed rate Vy Hình Sơ đồ khối cho tạo biên dạng chuyển động S-curve Bảng mô tả thông số đầu vào tương ứng cho nhóm Trong mồi nhóm vận tốc bắt đầu, vận tốc kết thúc, vận tốc di chuyển mong muốn cho giống Chỉ có quãng đường di chuyển khác để làm nôi bật lên việc phân loại trường hợp Gia tốc tối đa đ v chọn cho hệ thống 2m/ s2 Đạo hàm gia tốc tối đa /■ nv chọn 100 m / s3 Bảng Thông số quỹ đạo kết đầu Group 11 z □ □ 21 Type Start Velocity (m/s) End Velocity (m/s) Feedrate (m/s) 8A 8B 8A 8B 8A 8B 8A 8B 8B 0.01 0.01 0.01 0.022 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.005 0.005 0.005 0.005 0.05 0.05 0.05 0.05 0.022 0.022 0.022 0.01 0.022 0.022 0.005 0.005 0.005 0.005 0.02 0.02 0.02 0.02 0.065 0.065 0.065 0.065 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 Trong nhóm 1: siaid () = 0.005; siaid Given Path Length (m) 0.0082 0.0042 0.0028 0.0028 0.0018 0.0003 0.0082 0.0047 0.0026 0.0011 0.0082 0.0047 0.0026 0.0011 0.0082 0.0029 0.0013 0.00001 Final Path Length (m) 0.0082 0.0042 0.0028 0.0028 0.0018 0.0003 0.0082 0.0047 0.0026 0.0011 0.0082 0.0047 0.0026 0.0011 0.0082 0.0029 0.0013 0.00001 slald Maximum velocity (m/s) Total time (s) 0.08 0.0719 0.0553 0.0553 0.0415 0.0139 0.08 0.0795 0.0591 0.0314 0.08 0.0795 0.0591 0.0529 0.08 0.0716 0.0539 0.05 0.1443 0.0959 0.0791 0.0791 0.0634 0.0251 0.1277 0.0841 0.0586 0.0428 0.1277 0.0841 0.0586 0.0214 0.1113 0.0457 0.025 0.0002 (max {v5, vc} + /ỹmax ) = 0.0033; (min {vc} + ứ;iax/ỹmax) = 0.0024 (max {v5,ve}) = 0.00035 Quãng đường di chuyển chọn ứng với trường họp type 1, type 5, type 8A, type 8B tương ứng Hình kết mơ cho nhóm Trong nhóm 2: Slatd (vẹ/) = °-0048’^ (min{v5.,vc} + ữL/Ãax) = °-0027 ỉ s,a,d (max{v ,yj) = °-0012 Quãng đường di chuyển chọn ứng với trường hợp type 2, type 6, type 8A, type 8B tương ứng Hình kết mơ cho nhóm Trong nhóm 3: Staid (vc/) = 0.0048;^ (min{v5, vc} + ứ,;ax/ỹmax) = 0.0027; statd (max{vy, vc}) = 0.0012 Quãng đường di chuyển chọn ứng với trường hợp type 3, type 7, type 8A, type 8B tương ứng Hình kết mơ cho nhóm Trong nhóm 4: (V ) = 0.004;? tatd \ CJ ) (max {( V5.,’ V,e)))/ = 0.0014 s,n, tatd \ Quãng đường di chuyển chọn ứng với trường hợp type 4, type 8A, type 8B tương ứng Type 8-B thực hai lần có lần quãng đường di chuyển nhỏ để minh họa cho tính khả thi giải thuật Hình kết mơ cho nhóm Hình Kết mơ cho nhóm Hình Ket mơ cho nhóm Hình Kết mơ cho nhóm 001 Hình 10 Kết mơ phởng cho nhóm Thảo luận • Kết mơ hình 7-10 cho biên dạng S-curve tương đồng với dạng cho hình • Ket mơ cho bảng quãng đường di chuyển mong muốn với quãng đường di chuyển thực tế cho tất nhóm dạng điều chứng tỏ tính hiệu giải thuật • Từ kết mơ ta thấy giải thuật đề nghị ứng dụng cho qng đường di chun nhỏ • Trong trường họp biên dạng chuyên động thuộc Type ~ type 4, vận tốc lớn với vận tốc chạy mong muốn • Trong trường họp biên dạng chuyên động thuộc Type ~ type 8, vận tốc lớn nhỏ vận tốc chạy mong muốn • Trong type 8B, quãng đường di chuyển nhỏ vận tốc kết thúc phải hiệu chỉnh vận tốc lúc bắt đầu • Trong type 6- type 8, vận tốc kết thúc vận tốc bắt đầu phải lựa chọn thỏa mãn |v - v,| < ứaiax/ỹmax Nếu không thỏa mãn điều kiện vận tốc kết thúc hiệu chỉnh với vận tốc bắt đầu CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trong phần phát triển thành công giải thuật tạo biên dạng đường cong s cho điều khiển chuyên động Và mơ giải thuật phần mềm Matlab Trong phần chủng ta ứng dụng giải thuật đê xảy dựng điều khiển chuyển động dựa FPGA Việc ứng dụng thực công ty Cơ Điện Tứ Hiệp Phát 3.1 ủng dụng điều khiến tạo chuyến động S-curve FPGA 3.1.1 Sơ lược FPGA FPGA loại mạch tích họp cỡ lớn dùng cấu trúc mảng phần tử logic mà người dùng lập trình Vi mạch FPGA cấu thành từ phận: • Các khối logic lập trình (logic block) • Hệ thống mạch liên kết lập trình • Khối vào/ra (IO Pads) • Phần tử thiết kế sằn khác DSP slice, RAM, ROM, nhân vi xử lý Thiết ke hay lập trình cho FPGA thực chủ yếu ngôn ngừ mô tả phần cứng HDL VHDL, Verilog, AHDL, hãng sản xuất FPGA lớn Xilinx, Altera thường cung cấp gói phần mềm thiết bị phụ trợ cho trình thiết kế, có số hãng thứ ba cung cấp gói phần mềm kiêu Synopsys, Synplify Các gói phần mềm có khả thực tất bước tồn quy trình thiết kể IC chuẩn với đầu vào mã thiết kế HDL (còn gọi mã RTL) 3.1.2 Lựa chọn chip FPGA Trên thị trường việt nam có hãng cung cap chip FPGA Xilinx Altera Đê thuận tiện cho việc nghiên cứu tác giả lựa chọn giải pháp sử dụng Kít phát triển DE1 hãng Altera để thực việc nghiên cứu Thiết ke chip loại Cyclonell hãng Altera bao gồm năm mơ hình sản phẩm chip: EP2C5 EP2C8 EP2C20, EP2C35, EP2C50 EP2C70 Đặc điểm chip FPGA dịng Cyclonell hiển thị Bảng Thơng sơ đặc trưng FPGA dòng Cyclonell EP2C20 EP2C35 EP2C50 Feature EP2C5 EP2C8 M4K RAM blocks 26 36 Total RAM bits 119,808 Embedded multipliers 13 18 26 35 86 150 PLLs 2 4 4 Maximum user I/O pins 158 182 315 475 450 622 LEs 4,608 8,256 18,752 33,216 50,528 68,416 52 105 129 EP2C70 250 165,888 239,616 483,840 594,432 1,152,000 Board DEI board mạch phục vụ cho việc nghiên cứu phát triển lĩnh vực logic so (digital logic), tổ chức máy tính (computer organization) FPGA Hình 11 Board DEI hãng Altera Board DEI cung cấp nhiều tính hồ trợ cho việc nghiên cứu phát triên, thông tin chi tiết board DEI > FPGA: - Vi mạch FPGA Altera Cyclone II EP2C20F484C7 - Vi mạch Altera Serial Configuration - EPCS4 > Các thiết bị xuất nhập: - USB Blaster cho lập trình điểu khiển API người dung; hồ trợ che độlập trình JTAG AS - Cổng VGA-out - Bộ điều khiển USB Host/Slave với cổng USB kiểu A kiểu B - Cổng noi PS/2 chuột/bàn phím - Bộ giải mã/mã hóa âm 24-bit chất lượng đĩa quang với jack cắm line-in, line-out, microphone - Header mở rộng 40-pin với lóp bảo vệ diode - Cơng giao tiếp RS-232 cổng nối 9-pin > Bộ nhớ: - SRAM 512-Kbyte - SDRAM 8-Mbyte - Flash 4-MB - Khe SD card > Switch, đèn led, LCD, xung clock - nút nhấn, 10 nút gạt - 10 LED đở, LED xanh, Led đoạn - Bộ dao động 50-MHz 27 - MHz cho đồng hồ nguồn 3.1.3 Thừ nghiệm chip FPGA Hình 12 mơ tả hình ảnh thử nghiệm board FPGA cho giải thuật tạo quỹ đạo chuyển động S-curve Trong FPGA sử dụng kểt hợp với board điều khiển trung tâm Board FPGA sử dụng cho việc tạo chuyển động S-curve Hình 13 mơ tả hệ khí cho thí nghiệm ứng dụng FPGA cho điều khiển chuyển động Hệ thống thí nghiệm bao gồm slide trượt có gắn ống hình trụ cao đựng nước Ngoài phần thực nghiệm tác giả quay lại video mô tả chuyển động slide trượt có gan bình đựng nước Một video dùng điều khiển chuyển động bình thường với driver Yaskawa có dùng phương pháp vận tốc hình thang ta thấy nước có sóng sánh Cịn video thứ hai có áp dụng board FPGA với giải thuật đề nghị nước sóng sánh Qua thể hiệu cùa điều khiển Kết thí nghiệm cho thấy dùng điều khiển Yaskawa có cài đặt thơng số gia tốc giảm tốc nước vần sóng sánh nhiều Trong sử dụng điều khiển FPGA đề nghị nước sóng sánh Qua thể hiệu điều khiển Hình 12 Thử nghiệm giải thuật board FPGA Hình 13 Hệ thống thử nghiệm mức độ dao cột nước gắn slide trượt với điều khiển chuyển động Hình 14 mơ tả mày CNC mà điều khiển FPGA dự tính sè sử dụng Đây điều khiển máy CNC công ty Co Điện Tử Hiệp Phát tự sản xuất Hình 14 Thừ nghiệm giải thuật điều khiển cho máy CNC CHƯƠNG KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5» Ket luận: Thông qua đề tài nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu áp dụng thành cơng giải thuật tạo biên dạng chuyên động đường cong s với tính cơng nghệ sau: Đưa phưong pháp phân loại dạng cho mơ hình đa thức bậc S-curve, giải vấn đề khoảng cách di chuyển ngắn Trình bày phưong pháp phân loại cách hệ thống, bao quát tất tham số đầu vào ứng dụng thành công vào thực tế cụ the điều khiên máy CNC công ty Co Điện Tử Hiệp Phát €♦ Kiến nghị: Đe tài phần q trình làm chủ cơng nghệ phần mềm để điều khiển chuyển động Xa cần phối hợp với doanh nghiệp lĩnh vực tự động hóa đe giúp họ làm chủ cơng nghệ thiết ke driver phần cứng Đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho xã hội Nhóm nghiên cứu mong muốn có hồ trợ nhà trường, phịng KHCN đề nhóm tiếp tục phát triển tiếp hướng nghiên cứu Chủ nhiệm đề tài (Ký ghi rõ họ tên) TÀI LIỆU THAM KHẢO Li D, Wu J, Wan J, Wang s, Li s, Liu C: The implementation and experimental research on an S-curve acceleration and deceleration control algorithm with the characteristics of end-point and target speed modification on the fly Int J Adv Manuf Technol 2016(12) Available from, https://doi.org/10.1 007/SƠ0170-016-9715-9 Yang Q, Wu Y, Liu D, Chen L, Lou D, Zhai z, Liu z (2016) Characteristics of serrated chip formation in high-speed machining of metallic materials Int J Adv Manuf Technol 2016 (1) Available from, https://doi.org/10.1007/s00170-015-8265-x Luo F, Zhou Y, Yin J: A universal velocity profile generation approach for high-speed machining of small line segments with look-ahead Int J Adv Manuf Technol 2006 (11) https://doi.Org/l 0.1007/s00170-006-0735-8 Der-Min Tsay, Cheng-Feng Lin: Asymmetrical inputs for minimizing residual response, IEEE International Conference on Mechatronics 2005, Taipei, Taiwan, July 2005 Available from https://doi.Org/l0.1109/ICMECH.2005.1529259 Wang L, Cao J: A look-ahead and adaptive speed control algorithm for high-speed CNC equipment Int J Adv Manuf Technol 2013 Available from https://doi.org/10.1007/sQQ 170-012-3924-7 Fang, Y., Hu, J., Liu, w., Shao, Q., Qi, J., & Peng, Y.: Smooth and time-optimal S-curve trajectory planning for automated robots and machines Mechanism and Machine Theory 2019 Available from http://dx.doi.org/10.101 6/j.mechmachtheory.2019.03.019 Kim D N., Teck-Chew Ng and I-Ming Chen: On Algorithms for Planning S-Curve Motion Profiles Int Journal of Advanced Robotic Systems, Vol 5, No 1(2008) Youdong c., Xudong Ji, Yong Tao, and Hongxing Wei: Look-Ahead Algorithm with Whole S-Curve Acceleration and Deceleration Advances in Mechanical Engineering, Vol 2013, Available from http://dx.doi.Org/10.l 155/2013/974152 Haiming Huang: An adjustable look-ahead acceleration/deceleration hybrid interpolation technique with variable maximum feedrate Int J Adv Manuf Technol, 2017(11) Available from https://doi.org/10.1007/s00170-017-1277-v PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG ĐI KÈM SẢN PHẨM DẠNG 2: Thử nghiệm điều khiển cho máy CNC Sơ đồ kết nối để thực nghiệm cho điều khiển chuyển động biên dạng S-curve Pulse, Dir command Feedback Feedback Motion Controller PC Servo Driver Hình: Thử nghiệm giải thuật để điều khiển động AC-Servo quan sát kết máy tính Hình: Mạch điều khiển thiết kế cơng ty Cơ Điện Tử Hiệp Phát Hình: Driver motor dùng cho thực nghiệm Hình: Bộ điều khiển cho máy CNC phát triển công ty Cơ Điện Tử Hiệp Phát ... chí Phát Triển Khoa Học Cơng Nghệ Đại học Quốc gia Tp.HCM Phần mềm mô giải thuật viết Phần mềm ứng dụng (Firmware) Matlab Phần mềm viết cho điều khiển dựa công ty Co Điện Tử Hiệp Phát áp FPGA dụng. .. chuyển động dựa FPGA Việc ứng dụng thực công ty Cơ Điện Tứ Hiệp Phát 3.1 ủng dụng điều khiến tạo chuyến động S-curve FPGA 3.1.1 Sơ lược FPGA FPGA loại mạch tích họp cỡ lớn dùng cấu trúc mảng phần. .. khiển cho máy CNC dựa điều khiển máy CNC công ty FPGA Co Điện Tử Hiệp Phát giúp giảm (Được thực công ty Co rung động cho máy, tăng độ Điện Tử Hiệp Phát) Sản phẩm đăng ký STT xác chuyển động Sản