Báo cáo đồ án cơ điện tử máy cnc cân bằng trên không

Trang 1 BÁO CÁO: ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬMÁY CNC CÂN BẰNG TRÊN KHÔNGTrường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí MinhGVHD: TRỊNH ĐỨC CƯỜNGSVTH: AN THÀNH NAM - 20146369 Trang 7 • Nguyên lý h

BÁO CÁO: ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ

MÁY CNC CÂN BẰNG TRÊN KHÔNG

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh

GVHD: TRỊNH ĐỨC CƯỜNG

SVTH: AN THÀNH NAM - 20146369

SVTH: NGUYỄN NGỌC QUÝ - 20146056

KHÓA: K20

Phần Mở đầu

MÁY CNC CÂN BẰNG TRÊN KHÔNG

• Giới thiệu đồ án

• Mục tiêu và phạm vi

Hiện nay hầu hết các máy cnc đều có khối lượng rất lớn, tính linh hoạt thấp, khó tháo lắp Để giải quyết giải pháp này, Nhóm đã đề xuất ra phương án thiết kế một hệ thống máy cnc cân bằng trên không.

Mục tiêu chính của đồ án là tạo ra một hệ thống máy CNC có khả năng tự cân bằng và điều khiển chính xác, đồng thời đảm bảo độ ổn định cao trong quá trình hoạt động Đây không chỉ là việc xây dựng một máy móc thông thường, mà còn là một bước tiến quan trọng trong việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào việc cải thiện hiệu suất sản xuất và độ chính xác của

Đồ án sẽ bao gồm một loạt các hoạt động và giai đoạn quan trọng nhằm đạt được mục tiêu đề ra, bao gồm:

• Phân tích, thiết kế và mô phỏng hệ thống cân bằng CNC trên không

• Nguyên lý hoạt động

• Cấu trúc và hoạt động của các linh kiện

• Nguyên tắc hoạt động của các thành phần cơ

điện tử

Phần: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Nguyên Lý

Hoạt Động

Thuật toán core X-Y Thuật toán PID cho các động cơ Thuật toán Tăng Giảm Gia Tốc cho các động cơ Nguyên lý Con Quay Hồi Chuyển cân bằng hệ thống Cân bằng hệ thống CNC theo khâu tỉ lệ gia tốc, vận tốc và đồng bộ thời gian

Thuật toán core X-Y

Hệ thống di chuyển coreXY là một cơ chế phức tạp nhưng hiệu quả trong CNC và máy in 3D

Nó sử dụng hai dây đai song song để di chuyển trục X và Y Dây đai được đặt trong một mạng lưới hoặc hình chữ nhật và hoạt động đồng bộ, tạo ra chuyển động chính xác và nhịp nhàng Nguyên tắc hoạt động này giúp tăng đáng kể độ chính xác và tốc độ trong quá trình gia công

Thuật toán core X-Y

KP 50

Thuật toán PID cho các động cơ

Thuật toán PID (Proportional-Integral-Derivative) là một phương pháp điều khiển phản hồi thường được sử dụng trong các hệ thống tự động, bao gồm cả điều khiển động cơ

Thuật toán Tăng Giảm Gia Tốc cho các động cơ

Thuật toán Tăng Giảm Gia Tốc được sử dụng để điều chỉnh tốc

độ của động cơ một cách trơn tru và hiệu quả Nó giúp đạt được việc gia tốc (tăng tốc) và giảm tốc một cách dần dần, từ từ hơn

để tránh các dao động không mong muốn và giảm tải trên hệ thống

Điều quan trọng là, thuật toán Tăng Giảm Gia Tốc không chỉ giúp điều chỉnh vận tốc mà còn làm giảm thiểu tác động của tải đột ngột lên hệ thống, cung cấp sự mềm mại và ổn định cho quá trình di chuyển của động cơ

Thuật toán Tăng Giảm Gia Tốc cho các động cơ

Nguyên lý Con Quay Hồi Chuyển cân bằng hệ thống

Con quay hồi chuyển là một thiết bị dùng để đo đạc hoặc duy trì phương hướng, dựa trên các nguyên tắc bảo toàn

mô men động lượng

Con quay hồi chuyển cân bằng các góc Raw, Pitch, Yaw

Cân bằng hệ thống CNC theo khâu tỉ lệ gia tốc, vận tốc và

đồng bộ thời gian

• Tỉ lệ gia tốc:

• Đặc điểm: Tỉ lệ gia tốc là mức độ tăng tốc độ của hệ thống

theo thời gian Trong CNC, việc điều chỉnh tỉ lệ gia tốc

quyết định tốc độ tăng tốc của công cụ hoặc bộ phận di

chuyển

• Công việc thực hiện: Bắt đầu từ trạng thái yên, hệ thống sẽ

tăng dần tốc độ di chuyển của công cụ hoặc bộ phận một

cách trơn tru và ổn định

2 Vận tốc:

• Đặc điểm: Vận tốc là tốc độ di chuyển của hệ thống Trong CNC, việc điều chỉnh vận tốc quyết định tốc độ di chuyển tối đa của công cụ hoặc bộ phận

• Công việc thực hiện: Hệ thống đạt đến vận tốc tối đa được thiết lập sau khi đã trải qua giai đoạn gia tốc

Cấu trúc và hoạt động của các linh kiện

Nguyên tắc hoạt động của các thành phần cơ điện tử

Đồng bộ hóa hệ thống động cơ là việc điều khiển

nhiều động cơ hoặc bộ phận sao cho chúng hoạt

động cùng một chuẩn hoặc tần suất

Điều này thường được thực hiện bằng cách sử

dụng tín hiệu đồng bộ hoặc giao thức truyền

thông để đồng bộ hóa thời gian, tốc độ hoặc vị trí

Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc, tránh

xung đột và cung cấp điều khiển chính xác hơn

trong các ứng dụng cần độ đồng bộ cao

Vai trò quan trọng của TIMER trong tối ưu CPU của bo mạch chủ bao gồm:

• Đồng bộ hóa và xác định thời gian

• Kiểm soát tốc độ và chu kỳ hoạt động của CPU

• Quản lý các sự kiện và tác vụ theo thời gian

Thiết kế và mô phỏng Quay lại Trang Chương trình

Thiết kế và mô phỏng Quay lại Trang Chương trình

Thiết kế và mô phỏng Quay lại Trang Chương trình

Thiết kế và mô phỏng Quay lại Trang Chương trình

Thiết kế và mô phỏng Quay lại Trang Chương trình

Thực hiện và kết quả Quay lại Trang Chương trình

Thực hiện và kết quả Quay lại Trang Chương trình

Thực hiện và kết quả Quay lại Trang Chương trình

• Hoàn thành Mục Tiêu: 90% hoàn thành mục tiêu ban đầu của dự án và so sánh với kết quả thực tế

đã đạt được.

Kết Luận

Tài liệu tham khảo

• AVR446: Linear speed control of stepper motor (microchip.com)

• Generate stepper-motor speed profiles in real time - Embedded.com

• Con quay hồi chuyển – Wikipedia tiếng Việt

• Actively Dynamically Balanced Robot Manipulator - 2009-2012 « Kinetic art

• Van der Wijk, V., Herder, J.L.: Active dynamic balancing unit for controlled shaking force and shaking moment balancing Proceedings of IDETC 2010, Volume 2, Issue PARTS A AND B, Pages 1515-1522, ASME, Montreal, CA, DETC2010 28423 (2010)

• Van der Wijk, V., Herder, J.L.: Force balancing of variable payload by active force-balanced reconfiguration of the mechanism In: Jian S Dai, Matteo Zoppi and Xianwen Kong,

Reconfigurable Mechanisms and Robotics, Proceedings of the ASME/IFToMM International