Thiết kế thi công điều khiển máy cnc bằng plc s7 1200

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THI CÔNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC BẰNG PLC S7-1200 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phan Thế Phụng 1811020215 18DDCA1 Nguyễn Thanh Hoàng 1811020210 18DDCA1 Nguyễn Thái Hiền 1811020176 18DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2022 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THI CÔNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC BẰNG PLC S7-1200 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phan Thế Phụng 1811020215 18DDCA1 Nguyễn Thanh Hoàng 1811020210 18DDCA1 Nguyễn Thái Hiền 1811020176 18DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2022 i Phiếu đăng ký ii Phiếu giao nhiệm vụ thực đồ án TN iii LỜI CAM ĐOAN Chúng em cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2022 (Ký tên ghi rõ họ tên) iv LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý thầy cô trường Đại học Công nghệ TPHCM quý thầy cô thuộc Viện Kỹ thuật Hutech hết lòng giúp đỡ truyền đạt kiến thức vơ hữu ích cho chúng em suốt khoảng thời gian theo học trường Đồng thời chúng em xin cảm ơn giúp đỡ tận tình từ thầy Huỳnh Phát Huy giảng viên hướng dẫn đồ án tốt nghiệp chúng em Vì lần cuối chúng em thực đồ án vận dụng kiến thức chuyên môn hiểu biết tiếp thu vào năm đại học Với mong muốn tìm tịi, học hỏi, nghiên cứu phát huy niềm đam mê với ngành Kỹ thuật Điện này, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp chân thành hỗ trợ quý báo từ thầy cô giảng viên hội đồng để giúp chúng em hồn thiện kỹ thân vững vàng kiến thức để tiếp xúc với thực tế công việc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2022 Sinh viên thực Phan Thế Phụng - Nguyễn Thanh Hồng - Nguyễn Thái Hiền v TĨM TẮT Đồ án nhằm giới thiệu cách khái quát mô hình máy CNC Nhờ cơng nghệ CNC, Máy phay CNC trở thành robot với khả cắt vật liệu đạt chuẩn chất lượng kỹ thuật doanh nghiệp Sau trình tìm hiểu thực nội dung đề tài, nhóm đặt vấn đề giải bước giúp cho đồ án mang tính logic hồn thiện Trong trình thực đề tài, tài liệu tham khảo sử dụng tiếng Việt tiếng Anh, cộng hưởng hướng dẫn thầy cô, tiếp xúc với anh chị có kinh nghiệm giúp nhóm có nhiều kiến thức hữu ích thời gian làm đồ án Những nội dung mà nhóm làm đề tài: - Làm quen thiết bị sử dụng đồ án, tính tốn lựa chọn thiết bị phù hợp cho mơ hình - Thi cơng mơ hình khí đảm bảo u cầu chức đề ra, chạy ổn định, xác, thẩm mĩ cao - Thiết kế thi công tủ điện gọn gàng, ngăn nắp, sử dụng dễ dàng, mang tính thẩm mĩ - Viết chương trình điều khiển mơ hình hoạt động u cầu, xác, xử lý hầu hết lỗi xảy - Sử dụng phần mềm TIA Portal để tạo lập giao diện điều khiển đơn giản đầy đủ dễ dàng vận hành, lưu trữ, thu thập liệu vi ABSTRACT The project aims to introduce an overview of the CNC machine model Thanks to CNC technology, CNC milling machines become like robots with the ability to cut materials that meet the quality and technical standards of the business After the process of researching and implementing the contents of the topic, the group posed problems and solved step by step to make the project more logical and complete In the process of implementing the project, the reference materials used are Vietnamese and English, resonate with the guidance of the teachers, contact with experienced brothers and sisters to help the group gain a lot of knowledge useful during project work The content that the group has done in the topic: - Become familiar with the equipment used in the project, calculate and select the appropriate equipment for the model - Construction of mechanical models to ensure the functional requirements set out, running stably, accurately, and with high aesthetics - Design and construction of electrical cabinets neat, tidy, easy to use, aesthetically pleasing - Write a program to control the model to operate correctly, correctly, and handle most of the errors that may occur - Using TIA Portal software to create a simple but complete and easy to operate control interface, which can store and collect data vii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC viii DANH SÁCH CÁC HÌNH xi LỜI MỞ ĐẦU xiii Chương 1.1 Giới thiệu chung máy CNC: 1.1.1 Lịch sử phát triển hệ thống máy CNC 1.2 Ý nghĩa máy CNC: 1.2.1 Tình hình sử dụng máy CNC nước ta 1.2.2 Phân loại máy phay CNC 1.3 Những đặc điểm máy CNC 1.4 Cấu trúc tổng thể máy CNC mini: 1.4.1 Phần điều khiển 1.4.2 Phần chấp hành 1.5 Hệ trục tọa độ máy CNC 1.6 Các phương pháp điều khiển máy CNC 1.6.1 Điều khiển 2D 1.6.2 Điều khiển 21/2D 1.6.3 Điều khiển 3D 1.7 Giới thiệu số mẫu mã máy phay CNC có thị trường Chương 11 2.1 Chọn phương án chuyển động chạy dao cho máy CNC: 11 2.1.1 Các phương án chuyển động chạy dao 11 viii 2.1.2 Chọn phương án chuyển động chạy dao 13 2.2 Chọn cấu dẫn hướng chuyển động 13 2.3 Các loại động sử dụng máy CNC 14 2.3.1 Yêu cầu kỹ thuật động chấp hành máy CNC 14 2.3.2 Động chấp hành chiều 15 2.3.3 Động bước 15 2.3.4 Động Servo 17 2.3.5 Chọn động cho mơ hình thiết kế 18 2.4 Chọn thiết bị máy CNC 21 2.4.1 Mạch điều khiển động bước 21 2.4.2 Nguồn tổ ong 12VDC 21 2.4.3 Nguồn tổ ong 24VDC 21 2.4.4 PLC S7-1200 22 2.4.4.1 Giới thiệu PLC S7-1200 23 2.4.4.2 Bảo mật truy xuất CPU 24 2.4.5 Chọn nút nhấn đèn báo 29 2.4.5.1 Nút nhấn 29 2.4.5.2 Đèn báo 29 2.4.6 Lựa chọn MCB bảo vệ 29 Chương 32 3.1 Cấu tạo máy CNC 32 3.2 Sơ đồ khối sơ đồ nguyên lí 33 3.3 Xây dựng mạch điều khiển 34 3.4 Lập trình điều khiển 35 3.4.1 Lập trình PLC 35 3.4.1.1 Giới thiệu phần mềm TIA Portal 35 3.4.1.2 Lập trình điều khiển 36 ix Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 48 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 4.2 Lắp đặt tủ điều khiển Sau nhóm chúng em thiết lập phần điều khiển máy tính xong ổn định, bước nhóm chúng em bắt tay vào thi công phần tủ điều khiển với thiết bị chọn phần chấp hành, mơ hình phay CNC mini tủ điều khiển Đi dây lắp đặt tủ điều khiển: Hình 4.1: Lắp đặt tủ điều khiển 49 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy Hình 4.2: Hồn thành tủ 4.2 Lắp ráp mơ hình phay Hình 4.3: Lắp ráp mơ hình 50 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy Hình 4.4: Lắp ráp mơ hình Hình 4.5: Lắp ráp mơ hình 51 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy Hình 4.6: Lắp ráp mơ hình Hình 4.7: Hồn thiện mơ hình 52 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy Chương ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 5.1 Kết tổng thể ❖ Mơ hình máy tổng thể: Hình 5.1: Mơ hình tổng thể Hình 5.2: Mơ hình tổng thể 53 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 5.2 Kết luận Trải qua 10 tuần thực hiện, với hướng dẫn bảo nhiệt tình giảng viên hướng dẫn thầy cô mơn nhóm chúng em hồn thành thiết kế, chế tạo máy phay CNC mini đảm bảo yêu cầu đặt Các thông số kỹ thuật máy: Tên sản phẩm: Máy phay CNC mini Tải trọng: 15 kg Kích thước: 510 x 330 x 400 (mm) Cơng suất động trục chính: 100W Nguồn cấp cho máy: 220VAC Nhóm chúng em củng cố, vận dụng kiến thức học áp dụng vào thiết kế chế tạo máy phay cụ thể, học hỏi thêm nhiều kiến thức liên quan Và điều quan trọng có tự tin bắt tay vào làm việc thực tế, kinh nghiệm quí báu cho thân chuẩn bị trường 5.3 Kiến nghị Nhóm chúng em muốn phát triển sản phẩm hồn thiện với độ xác cao phục vụ công tác nghiên cứu giảng dạy nhà trường sinh viên Giúp sinh viên có điều kiện tiếp xúc với cơng nghệ CNC nhiều Nhóm chúng em muốn sản phẩm sở để tới chế tạo máy có độ xác cao hơn, phay nhiều loại vật liệu khác ứng dụng thực tế, có khả thương mại thị trường với giá thành rẻ 54 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu sách [1] Tác giả: Bành Tiến Long - Trần Sỹ Lục - Trần Sỹ Túi, Thiết kế công cụ công nghiệp [2] PGS.TS Trần Vĩnh Hưng, KS Trần Ngọc Hiền, Điều khiển máy cắt CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật [3] PGS.TS Lê Văn Uyển, Cơ sở thiết kế máy, NXB Giáo dục Việt Nam [4] Lê Hiếu Giang, Nguyễn Trường Thịnh, 2004, “Giáo trình Máy điều khiển theo chương trình số NC-CNC”, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật HCM [5] Artsoft USA, 2009, Mach3 CNC Controller Software [6] Trần Cơng Chính, “Ứng dụng phần mềm mastercam tạo lập chương trình để gia cơng chi tiết có bề mặt phức tạp máy phay cnc – arimony”, NXB Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, II Tài liệu web [1].http://doandientu.net/thiet-ke-may-tinh-toan-va-che-tao-may-cat-plasmacnc-cai-tien-dang-nho-rua-cat.html [2] https://laptrinhcnc.com/thiet-ke-may-cnc [3] http://doandientu.net/may-phay-khac-go-cnc [4] http://www.Vectrics.com/ [5] http://www.machsupport.com/ 55 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy PHỤ LỤC Lưu đồ giải thuật 56 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy G-Code T1M6 G17 G0Z10.000 G0X0.000Y0.000S15000M3 G0X59.126Y69.803Z1.000 G1Z-1.300F100.0 G1X59.481Y71.274F500.0 X59.729Y72.208 X60.053Y73.296 X60.411Y74.405 X60.760Y75.397 X60.969Y75.981 X61.140Y76.515 X61.279Y77.021 X61.390Y77.515 X61.476Y78.015 X61.540Y78.538 X61.585Y79.101 X61.614Y79.725 X61.641Y80.307 X61.683Y80.852 X61.739Y81.358 X61.811Y81.828 X61.899Y82.266 X62.005Y82.675 X62.130Y83.058 X62.274Y83.418 X62.418Y83.710 X62.596Y84.024 X63.022Y84.674 X63.525Y85.347 X64.066Y85.998 X64.610Y86.587 X65.118Y87.070 X65.360Y87.268 X65.588Y87.426 X65.823Y87.547 X65.988Y87.585 X66.005Y87.590 X66.052Y87.622 X66.165Y87.722 X66.307Y87.870 X66.652Y88.292 X67.021Y88.822 X67.502Y89.534 X68.027Y90.247 X68.566Y90.925 X69.096Y91.543 X69.595Y92.076 X70.042Y92.498 X70.250Y92.668 X70.446Y92.804 X70.652Y92.911 X70.867Y92.960 X71.166Y92.942 X70.773Y93.101 X70.211Y93.352 X69.919Y93.486 X69.714Y93.563 X69.566Y93.590 X69.422Y93.584 X69.216Y93.531 X68.917Y93.412 X67.950Y92.940 X67.418Y92.663 X66.895Y92.375 X66.381Y92.074 X65.880Y91.763 X64.902Y91.106 X63.970Y90.409 X63.084Y89.674 X62.247Y88.905 X61.459Y88.102 X61.088Y87.692 X60.728Y87.274 X60.383Y86.849 X60.052Y86.419 X59.735Y85.982 X59.434Y85.541 X59.148Y85.095 X58.877Y84.644 X58.622Y84.189 X58.383Y83.731 X58.160Y83.269 X57.955Y82.804 X57.766Y82.337 X57.594Y81.867 X57.440Y81.396 X57.304Y80.924 X57.185Y80.450 X57.086Y79.978 X56.940Y79.080 X56.829Y78.117 X56.755Y77.127 X56.718Y76.147 X56.719Y75.216 X56.758Y74.375 X56.836Y73.659 X56.886Y73.371 X56.944Y73.135 X57.000Y72.976 X57.093Y72.771 X57.379Y72.240 X57.751Y71.635 X58.169Y71.014 X58.592Y70.438 X58.977Y69.965 X59.126Y69.803 57 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy G0Z1.000 G0X61.645Y69.234 G1Z-1.300F100.0 G1X61.346Y67.852F500.0 X61.069Y66.438 X60.817Y65.003 X60.591Y63.559 X60.394Y62.118 X60.229Y60.692 X60.096Y59.293 X59.998Y57.932 X59.938Y56.622 X59.918Y55.371 Y52.083 X59.915Y52.032 X59.905Y51.979 X59.888Y51.927 X59.864Y51.876 X59.832Y51.827 X59.794Y51.783 X59.750Y51.745 X59.702Y51.714 X59.651Y51.689 X59.598Y51.672 X59.546Y51.663 X59.495Y51.659 X57.620 X57.569Y51.663 X57.516Y51.672 X57.464Y51.689 X57.413Y51.714 X57.364Y51.745 X57.320Y51.783 X57.282Y51.827 X57.250Y51.876 X57.226Y51.927 X57.209Y51.979 X57.199Y52.032 X57.196Y52.083 Y53.948 X57.219Y55.021 X57.281Y56.327 X57.376Y57.786 X57.499Y59.323 X57.641Y60.862 X57.797Y62.329 X57.960Y63.648 X58.124Y64.740 X58.431Y66.551 X57.125Y67.994 X56.813Y68.353 X56.490Y68.751 X55.863Y69.593 X55.309Y70.427 X55.077Y70.817 X54.892Y71.165 X54.655Y71.663 X54.469Y72.115 X54.329Y72.569 X54.233Y73.060 X54.174Y73.623 X54.143Y74.303 X54.136Y76.196 X54.165Y77.525 X54.237Y78.724 X54.293Y79.289 X54.362Y79.830 X54.445Y80.353 X54.544Y80.862 X54.659Y81.360 X54.791Y81.850 X54.941Y82.336 X55.108Y82.821 X55.295Y83.308 X55.501Y83.803 X55.972Y84.818 X56.334Y85.517 X56.730Y86.209 X57.157Y86.892 X57.614Y87.564 X58.099Y88.224 X58.611Y88.870 X59.149Y89.502 X59.711Y90.116 X60.295Y90.713 X60.900Y91.290 X61.525Y91.845 X62.168Y92.378 X62.828Y92.886 X63.503Y93.368 X64.191Y93.822 X64.889Y94.246 X67.088Y95.522 X65.487Y97.063 X64.392Y98.145 X63.349Y99.234 X62.360Y100.328 X61.424Y101.430 X60.538Y102.542 X59.703Y103.666 X58.917Y104.803 X58.179Y105.957 X57.487Y107.129 X56.841Y108.321 X56.239Y109.534 X55.680Y110.772 X55.163Y112.034 X54.686Y113.325 X54.249Y114.645 X53.850Y115.996 X53.645Y116.765 X53.478Y117.489 X53.343Y118.210 X53.235Y118.965 X53.151Y119.793 58 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy Bản vẽ 59 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 60 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 61 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 62 ... Huy 2.4.4 PLC S7- 1200 2.4.4.1 Giới thi? ??u PLC S7- 1200 Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7- 1200 mang lại tính linh hoạt sức mạnh để điều khiển nhiều thi? ??t bị đa dạng hỗ trợ yêu cầu điều khiển tự... thể máy CNC Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Huỳnh Phát Huy 1.4.1 Phần điều khiển Phần điều khiển máy CNC mini gồm chương trình điều khiển thi? ??t bị điều khiển: + Chương trình điều khiển: phần mềm máy. .. pháp máy CNC hồn tồn phù hợp Việt Nam có nhiều xí nghiệp, nhà xưởng sử dụng máy CNC lại chưa phổ biến Vì nhóm chúng em định chọn đề tài ? ?Thi? ??t kế thi công điều khiển máy CNC PLC S7- 1200? ??, đời