nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng sản phẩm heel tab tại công ty tnhh in minh mẫn

Tên đề tài: Ứng dụng điều khiển máy Khoan, Taro và Bắn vít tự động 26/02/2024 1 tuần Tìm hiểu tổng quan đề tài Đặt vấn đề, mục tiêu đề tài, nội dung nghiên cứu, giới hạn đề tài và các cô

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Máy Taro là thiết bị tiện lợi và linh hoạt được ứng dụng rộng rãi trong gia công kim loại Với chức năng tiện, khoan và mài tích hợp, máy Taro hỗ trợ cắt và tạo ren trên các bề mặt vật liệu chính xác, đáp ứng nhu cầu trong các lĩnh vực như chế tạo ô tô, máy móc, hàng không và xây dựng Sự phát triển của các ngành công nghiệp đòi hỏi các chi tiết có độ chính xác cao và hiệu suất tối ưu, và máy Taro đáp ứng yêu cầu này bằng khả năng gia công ren nhanh chóng và hiệu quả Trải qua quá trình phát triển từ thủ công đến tự động hóa, áp dụng công nghệ điện tử, máy Taro ngày nay mang đến độ chính xác và hiệu suất vượt trội.

Máy bắn vít là dụng cụ cầm tay phổ biến được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, mang đến nhiều ưu điểm vượt trội so với việc vặn vít bằng tay Máy bắn vít cho phép điều chỉnh lực vặn và tốc độ quay với độ chính xác cao, giúp siết chặt ốc vít đúng mức lực cần thiết, đảm bảo chất lượng và sự bền bỉ cho sản phẩm Ngoài ra, nó giúp giảm thiểu sai sót do yếu tố con người, đảm bảo sự đồng nhất trong quá trình sản xuất Máy bắn vít đã đem lại bước tiến lớn cho ngành công nghiệp từ những năm đầu của thế kỉ 19 Tuy nhiên, các thiết bị này ban đầu còn khá thô sơ và hạn chế so với các công nghệ hiện đại ngày nay Đến cuối thế kỉ 20 và đầu thế kỉ 21, máy bắn vít không dây trở nên phổ biến nhờ vào sự phát triển của công nghệ pin sạc Ngày nay, máy bắn vít có nhiều loại khác nhau, từ những mẫu đơn giản cầm tay cho đến những thiết bị chuyên dụng phục vụ cho các công việc phức tạp Chúng cũng được tích hợp nhiều tính năng mới như điều chỉnh tốc độ, đảo chiều và nhiều tính năng khác để tăng tính hiệu quả và tiện ích trong sử dụng

Hiện nay, các máy taro và máy bắn vít được sử dụng trong các nhà máy sản xuất đòi hỏi khả năng cắt ren và bắn vít với độ chính xác cao và tốc độ nhanh, giúp tăng hiệu suất và

2 năng suất sản xuất Tuy nhiên, các loại máy truyền thống thường cần phải được điều khiển bởi người lao động, điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn ảnh hưởng đến độ chính xác và năng suất sản xuất Vì vậy, việc nghiên cứu và phát triển máy taro và bắn vít tự động để thay thế hoặc bổ sung cho máy truyền thống là một vấn đề quan trọng và cần thiết trong ngành công nghiệp Đặc biệt, với sự phát triển của công nghệ và tự động hóa trong sản xuất, việc áp dụng các giải pháp tự động hoá trong gia công cơ khí trở thành một xu hướng không thể phủ nhận Nhằm hướng tới một cái nhìn cụ thể, thực tiễn hơn về cách thiết kế cũng như cách điều khiển một máy taro tự động, em quyết định chọn đề tài: “Ứng dụng điều khiển máy khoan, Taro và bắn vít tự động”

1.1.1 Khái niệm về máy Taro và Máy bắn vít:

Máy taro là thiết bị chuyên dụng để tạo ren trong hoặc ngoài cho lỗ, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là cơ khí, sản xuất ô tô, đóng tàu, hàng không vũ trụ, v.v Máy hoạt động dựa trên nguyên tắc cắt gọt kim loại bằng mũi taro, tạo ra các đường ren theo kích thước và bước ren mong muốn Máy Taro giúp tăng tốc độ và năng suất tạo ren so với phương pháp thủ công, tiết kiệm thời gian và nhân công Hơn nữa, còn giúp đảm bảo độ chính xác và thống nhất của các đường ren, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khắt khe

Hình 1.1 Máy Taro bàn tự động

3 Máy bắn vít tự động là một thiết bị cơ khí kết hợp với hệ thống tự động được sử dụng để gắn vít vào vật liệu một cách chính xác Thiết bị này thường được sử dụng trong công việc xây dựng, lắp ráp và sản xuất để tăng hiệu suất làm việc và giảm thời gian cần thiết cho việc gắn vít Máy bắn vít tự động thường có tính năng như tự động cắt vít khi đã đủ độ sâu hoặc điều chỉnh lực bắn tùy thuộc vào vật liệu và kích cỡ của vít Điều này giúp đảm bảo rằng các vít được gắn vào vật liệu một cách chính xác và an toàn

Hình 1.2 Máy cấp bắn vít tự động

1.1.2 Tình hình nghiên cứu Máy Taro a Trên thế giới

Trên thị trường quốc tế, ngành công nghiệp máy taro đang tập trung nghiên cứu cải tiến công nghệ, ứng dụng vào thực tế Hướng đến mục tiêu đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về hiệu quả, độ chính xác và sự thuận tiện Sau đây là một số xu hướng nghiên cứu nổi bật trên thế giới:

- Phát triển vật liệu và lớp phủ mới Nghiên cứu các vật liệu mới có độ cứng cao, độ bền tốt và khả năng chịu nhiệt cao để chế tạo mũi Taro, giúp nâng cao tuổi thọ và hiệu quả gia công Phát triển các lớp phủ mới cho mũi Taro, như lớp phủ DLC (Diamond-Like Carbon), TiN (Titanium Nitride), giúp tăng độ cứng, chống mài mòn và giảm ma sát, từ đó nâng cao độ chính xác và chất lượng gia công

Để đáp ứng nhu cầu gia công hiện đại, nghiên cứu thiết kế tập trung phát triển các loại máy taro mới có độ chính xác cao hơn, tốc độ gia công nhanh hơn và khả năng tự động hóa cao hơn Song song với đó, các cấu trúc máy taro mới như máy taro đa trục, máy taro tích hợp robot cũng được ra đời, giúp nâng cao tính linh hoạt và khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

- Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) Tích hợp AI vào hệ thống điều khiển máy Taro để tự động hóa việc lựa chọn thông số gia công, tối ưu hóa quá trình gia công à dự đoán lỗi, giúp năng cao hiệu quả và chất lượng gia công

Sử dụng IoT để kết nối máy Taro với hệ thống quản lý sản xuất, giúp giám sát trạng thái hoạt động của máy, thu thập dữ liệu gia công và phân tích dữ liệu để cải thiện hiệu suất hoạt động

- Nghiên cứu gia công Taro cho các vật liệu khó gia công Phát triển các phương pháp và kỹ thuật gia công Taro mới cho các vật liệu khó gia công như hợp kim siêu cứng, vật liệu composte, vật liệu phi kim loại,… Nghiên cứu các loại mũi Taro chuyên dụng cho các vật liệu khó gia công, giúp nâng cao độ chính xác và chất lượng gia công

Dưới đây là một số nghiên cứu về máy Taro trên thế giới:

- Đại học Công Nghệ Michigan (Mỹ): nghiên cứu phát triển mũi Taro bằng vật liệu nano composite graphene, giúp tăng độ cứng, độ bền và khả năng chịu nhiệt của mũi Taro, từ đó nâng cao tuổi thọ và hiệu quả gia công

Trường đại học Seoul của Hàn Quốc đã tiến hành nghiên cứu thiết kế máy Taro đa trục CNC tốc độ cao Chiếc máy này có khả năng gia công đồng thời nhiều lỗ Taro trên cùng một chi tiết, giúp tăng năng suất và giảm thời gian gia công đáng kể.

- Siemens (Đức): phát triển hệ thống điều khiển máy taro sử dụng AI, giúp tự động hóa việc lựa chọn thông số gia công, tối ưu hóa quá trình gia công và dự đoán lỗi, nâng cao hiệu quả và chất lượng gia công

Ứng dụng

1.2.1 Ứng dụng của máy Taro

Máy taro đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, mang lại hiệu quả và độ chính xác cao trong việc tạo ren Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của máy taro:

- Ngành công nghiệp xây dựng: Kết nối các thanh thép trong khung nhà xưởng, nhà cao tầng, lắp đặt hệ thống ống nước, hệ thống thông gió, lắp đặt hệ thống điện Sử dụng để tạo ren trên các thanh ren, bu lông, giúp cố định các thiết bị điện một cách chắc chắn và an toàn

- Ngành công nghiệp cơ khí: Gia công chi tiết máy, sản xuất dụng cụ cầm tay, sản xuất đồ kim loại

- Ngành công nghiệp ô tô: Sử dụng để tạo ren trên các phụ tùng xe như bánh xe, gương chiếu hậu, giá đỡ,… giúp cố định các phụ tùng xe một cách chắc chắn

- Ngoài ra, máy taro còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như sửa chữa đồ gia dụng, chế tạo đồ thủ công, Nhờ tính linh hoạt và hiệu quả cao, máy taro trở thành công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp

1.2.2 Ứng dụng của máy bắn vít

- Xây dựng và sửa chữa: thường được sử dụng để gắn vít vào các tấm vật liệu như gỗ, kim loại, hoặc vật liệu composite Nó cũng thường được sử dụng trong việc lắp ráp và sửa chữa các đồ nội thất, cửa, cửa sổ và vật liệu xây dựng khác

- Công việc điện tử: máy bắn vít thường được sử dụng cho việc lắp ráp và sửa chữa các thiết bị điện tử nhỏ như máy tính, điện thoại di động hoặc thiết bị gia dụng

Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, công nghệ hàn đóng vai trò quan trọng trong quy trình lắp ráp hàng loạt sản phẩm và linh kiện thuộc các ngành công nghiệp như điện tử, thiết bị y tế và ô tô.

Mục tiêu

Nghiên cứu về máy taro và máy bắn vít trong công nghiệp hướng tới các mục tiêu cụ thể như tăng năng suất, giảm thiểu sai sót và nâng cao độ chính xác Các giải pháp đề xuất bao gồm tối ưu hóa quá trình gia công, cải thiện công nghệ dụng cụ và tích hợp công nghệ tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất.

- Thiết kế được phần cơ khí và phần điện với mục đích đáp ứng tốt cho đề tài

- Viết chương trình với nhiều chế độ điều khiển được cho máy Taro và máy bắn vít

- Xây dựng giao diện để quản lý và điều khiển mô hình

- Nghiên cứu và tối ưu hóa các thông số cắt nhằm tăng năng suất và chất lượng lỗ ren

- Nghiên cứu sự ổn định cho quá trình lấy vít nhờ vào Camera công nghiệp có thể đạt được độ chính xác cao và ít gây tổn hại cho các thiết bị

- Xây dựng một quy trình đào tạo chất lượng cho người sử dụng và đạt tiêu chuẩn an toàn

Dự kiến kết quả của đề tài là chế tạo thành công hai máy tự động, bao gồm máy taro tạo lỗ ren có độ chính xác cao, đơn giản trong vận hành, đạt tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật và máy bắn vít có độ chắc chắn, khả năng vận hành tốc độ cao.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Máy taro và máy bắn vít là hai công cụ quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại, đóng vai trò không thể thay thế trong quy trình sản xuất và lắp ráp Sự kết hợp của hai công nghệ này mang lại nhiều ứng dụng có ý nghĩa cả về mặt khoa học và thực tiễn

Về mặt khoa học, máy taro là công cụ không thể thiếu trong việc tạo ra các lỗ chính xác trên các vật liệu như kim loại, gỗ, hoặc nhựa Sự chính xác và đồng nhất của các lỗ được tạo ra bởi máy taro không chỉ quan trọng trong việc lắp ráp các thành phần, mà còn là yếu tố chính xác trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới Việc sử dụng máy taro cũng giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lãng phí, từ đó tăng cường hiệu suất và tính cạnh tranh của doanh nghiệp

Trong khi đó, máy bắn vít đóng vai trò quan trọng trong việc lắp ráp và gắn kết các thành phần lại với nhau Từ việc lắp ráp các linh kiện điện tử đến việc gắn kết các bộ phận trong sản xuất ô tô, máy bắn vít giúp tạo ra các kết nối chắc chắn và đồng nhất, đồng thời giảm thiểu thời gian và công sức cần thiết cho quá trình lắp ráp Các máy bắn vít hiện đại thường được tích hợp công nghệ tự động hóa và IoT, cho phép họ thu thập dữ liệu và tương tác với các hệ thống sản xuất thông minh

9 Kết hợp giữa máy taro và máy bắn vít trong quy trình sản xuất không chỉ mang lại lợi ích khoa học về độ chính xác và đồng nhất của sản phẩm, mà còn cải thiện tính thực tiễn bằng cách tăng cường hiệu suất, giảm chi phí và tăng cường khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp trong môi trường sản xuất ngày càng cạnh tranh.

Nội dung nghiên cứu

Nội dung: Tổng quan về đặt vấn đề, ứng dụng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, giới hạn đề tài

➢ Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nội dung: Nắm được các cơ sở lý thuyết về lịch sử phát triển cũng như quá trình hình thành của Máy Taro và Máy bắn vít Tổng quan sơ bộ về lý thuyết PLC, động cơ Servo, Driver Servo, Encoder, mạng SSCNETIII/H, camera công nghiệp và các phần mềm liên quan

➢ Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình

Chương này hướng dẫn tính toán, sắp xếp các thiết bị trong mô hình đáp ứng yêu cầu Trình bày nguyên lý hoạt động của mô hình, sự liên kết giữa các thiết bị Từ cơ sở tính toán, lựa chọn thiết bị cho mô hình Thực hiện thi công cơ khí, điện, lắp ráp, đấu nối thiết bị Kiểm tra an toàn điện đảm bảo không gây nguy hiểm cho người và thiết bị.

➢ Chương 4: Giải thuật và chương trình điều khiển

Nội dung: Chương này mô tả hoạt động của hệ thống và giải thuật điều khiển, trình bày lưu đồ giải thuật Trình bày chi tiết các lệnh sử dụng trong mô hình

➢ Chương 5: Kết quả - nhận xét – đánh giá

Nội dung: Chương này sẽ trình bày các kết quả thực hiện được và đưa ra các nhận xét, đánh giá so với mục tiêu đã đặt ban đầu

➢ Chương 6: Kết luận – hướng phát triển

10 Nội dung: đưa ra những kết luận sau khi hoàn thành mô hình Nêu ra các ưu, nhược điểm của đề tài và suy ra hướng phát triển thực tế.

Giới hạn đề tài

Do hạn chế về thời gian và những điều kiện khách quan khác nhau nên đề tài dừng lại ở việc nghiên cứu, chạy trên mô hình với những yêu cầu kỹ thuật:

- Phạm vi nghiên cứu đề tài chỉ dừng lại ở mức mô hình, do đó các kết quả thu được chỉ đúng trong điều kiện nhất định

- Quá trình thực hiện đề tài nhóm chỉ trao đổi, làm việc với giáo viên hướng dẫn chưa có cơ hội tiếp xúc với máy móc trong thực tế dẫn đến một vài sai lệch của kết quả nghiên cứu đề tài so với thực tế

- Một số thành phần của máy khoan tự động như động cơ, hệ thống điều khiển hay bộ khung còn yếu nên vật liệu khoan hay đường kính taro còn hạn chế

- Cơ cấu bắn vít còn hạn chế nên đề tài chỉ sử dụng được một vài loại vít nhất định

- Hệ thống còn trải qua quá trình thay mũi thủ công cho từng bước nên chưa tối ưu được thời gian vận hành.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Lịch sử phát triển của Máy Taro và Máy bắn vít

2.1.1 Lịch sử phát triển của Máy Taro

Máy Taro đóng vai trò quan trọng trong việc gia công kim loại trong ngành công nghiệp Nó ra đời như một sự kết hợp của công nghệ tiện, khoan và mài, được sử dụng để cắt ren trên bề mặt kim loại và áp dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, máy móc, điện tử và nhiều lĩnh vực khác

Từ những công cụ thủ công, máy taro đã ra đời từ những năm 1800, xuất hiện lần đầu tiên tại Hoa Kỳ vào những năm 1890 bởi công ty North Brothers Manufacturing Ban đầu máy chỉ được sử dụng trên gỗ và nhựa, sau đó mới điều chỉnh để gia công kim loại Những chiếc máy taro đầu tiên dành cho sản xuất kim loại được sử dụng vào cuối thế kỷ 19, tuy nhiên chúng vẫn cần điều khiển bằng tay và chỉ gia công được một loại ren.

Trong những thập kỷ sau đó, các máy khoan tạo ren tự động đã trở nên ngày càng linh hoạt, có khả năng thực hiện nhiều tác vụ khác nhau như khoan lỗ, tạo ren, khoan trụ và nhiều tác vụ khác Công nghệ điều khiển số đã được áp dụng để tăng cường khả năng chính xác và hiệu quả

Máy khoan tạo ren tự động đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất kim loại, phục vụ nhiều ngành công nghiệp như chế tạo máy, ô tô, điện tử Với khả năng hoạt động thông minh, các máy khoan này có thể thực hiện các tác vụ phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác, mang lại hiệu quả vượt trội.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1.2 Lịch sử phát triển của Máy bắn vít

Trước khi công nghệ công nghiệp phát triển, việc vặn và lấy ốc vít thường được thực hiện bằng tay bằng cách sử dụng cần vặn và vặn tay Điều này đặt ra các hạn chế về tốc độ và hiệu suất trong quá trình làm việc Vào thế kỉ 19, với sự phát triển của công nghiệp, nhu cầu về công cụ có khả năng làm việc nhanh hơn và hiệu quả hơn đã tạo ra động lực để phát triển máy bắn vít Các thiết kế đầu tiên bao gồm các cần điện hoặc cơ khí để tạo ra sức mạnh cần thiết để vặn ốc vít

Thập kỷ 1930 chứng kiến sự tích hợp của điện vào các công cụ cầm tay, tạo ra các máy bắn vít điện đầu tiên Công nghệ này đã cải thiện đáng kể sức mạnh và tốc độ của các công cụ này Thập niên 1960 chứng kiến sự tiếp tục phát triển trong công nghệ máy bắn vít, với việc tích hợp các bộ điều khiển tốc độ và hệ thống truyền động mới, tạo ra các máy linh hoạt và dễ sử dụng hơn

Từ những năm 1980, sự phát triển của công nghệ microchip và điện tử đã cách mạng hóa máy bắn vít Các tính năng tự động hóa và điều khiển chính xác được tích hợp vào máy, giúp nâng cao độ chính xác và sự dễ sử dụng Ngoài chức năng vặn vít cơ bản, các máy bắn vít hiện đại còn trang bị cảm biến điện tử để kiểm soát lực vặn, chế độ đảo chiều và các tính năng khác, tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn cho người dùng.

Trong tương lai, máy bắn vít được tích hợp công nghệ tiên tiến hứa hẹn mang đến những cải tiến đột phá Người dùng có thể kết nối và điều khiển thiết bị từ xa qua ứng dụng di động hoặc thiết bị thông minh, tăng cường sự tiện lợi Bên cạnh đó, sự phát triển của vật liệu mới và quy trình sản xuất tiên tiến sẽ góp phần tạo nên máy bắn vít với hiệu suất, độ bền và tính năng tối ưu, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng.

Máy Taro tự động

2.2.1 Cấu tạo chung của Máy Taro tự động

Các thành phần chính của Máy Taro tự động bao gồm:

- Động cơ chính: cung cấp năng lượng chính cho máy thực hiện khoan hay Taro

Khung máy là thành phần quan trọng cấu thành nên Máy Nó thường được làm từ thép cứng cáp nhằm đảm bảo sự chắc chắn và duy trì ổn định trong quá trình vận hành Khung máy cũng cung cấp nền tảng để gắn kết các bộ phận khác của máy, góp phần tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh và hoạt động hiệu quả.

- Hệ thống khoan, cắt: bao gồm các bộ phận dao, mũi,… bộ truyền động và các bộ phận khác để tạo lỗ, ren

- Hệ thống an toàn: bao gồm các cảm biến và hệ thống bảo vệ để đảm bảo an toàn cho người vận hành và máy móc

Hình 2.3 Cảm biến tiệm cận

- Hệ thống điều khiển và giao diện người dùng: để người vận hành có thể kiểm soát và điều khiển máy một cách dễ dàng

- Hệ thống truyền động: bao gồm các bộ truyền động như bánh răng, dây đai, hoặc trục vít để chuyển động từ động cơ sang các bộ phận khác của máy

- Bộ điều chỉnh và kiểm soát: đảm bảo rằng quá trình cắt ren diễn ra chính xác và theo các thông số đã được đặt trước

- Hệ thống bôi trơn: đảm bảo các bộ phận chuyển động hoạt động mượt mà và kéo dài tuổi thọ của máy

- Hệ thống làm mát: giúp giải nhiệt cho các bộ phận của máy và giữ nhiệt độ hoạt động ổn định

2.2.2 Nguyên lí hoạt động của Máy Taro tự động

Nguyên lí hoạt động của Máy Taro là sử dụng mũi dao để tạo các lỗ ren trên trên các vật liệu Tương tự như máy khoan tạo lỗ, nhưng chuyên biệt trong việc tạo ren cho các chi tiết kim loại Quá trình hoạt động của máy này được thực hiện theo các bước cụ thể:

- Đầu tiên là lựa chọn công cụ tạo ren phù hợp với kích thước và loại ren cần tạo trên vật liệu Công cụ này thường bao gồm dao ren có các cạnh sắc và hình dạng phù hợp để tạo ra các ren chính xác trên vật liệu

- Chi tiết cần tạo ren được cố định trên bàn máy một cách chắc chắn và được đặt đúng vị trí cho quá trình tạo ren

- Trước khi bắt đầu tạo ren, cần cài đặt các thông số cần thiết như tốc độ và kích thước cần tạo cho vật liệu

- Khi máy được bật, đầu tạo ren sẽ được đưa vào chi tiết cần tạo ren và tự động xoay để tạo ra các ren trên bề mặt vật liệu

- Khi tạo ren hoàn tất, mũi dao sẽ tự động rút lên và kết thúc quá trình

- Người vận hành có thể lặp lại quy trình nếu cần tạo ren ở các vị trí khác trên chi tiết cũ hoặc trên các chi tiết khác

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lỗ ren

Chất lượng lỗ ren cần phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau:

- Tốc độ động cơ là yếu tố quan trọng trong quá trình chế tạo các lỗ ren trên máy Taro Cần điều chỉnh tốc độ phù hợp để đảm bảo rằng lỗ ren đạt chất lượng tốt nhất

- Mũi dao cũng đóng một vai trò quan trọng Mũi Taro phù hợp sẽ cho ra các lỗ ren đồng đều và chính xác hơn

Áp lực là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo chất lượng lỗ ren Áp lực quá thấp có thể khiến mũi taro không cắt được vật liệu, trong khi áp lực quá cao có nguy cơ làm hỏng bề mặt vật liệu Do đó, cần lựa chọn lực ép phù hợp để vừa đảm bảo mũi taro có thể cắt vật liệu vừa tránh làm hỏng vật liệu.

- Độ chính xác của máy Taro cũng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng lỗ ren

Vì thế cần lựa chọn động cơ phù hợp để có thể tạo được các lỗ ren chính xác và đồng đều hơn

- Kỹ thuật gia công cũng đóng một vai trò nhất định Điều này đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm và kỹ năng trong việc điều chỉnh các thông số để tạo được các lỗ ren đạt chất lượng như ý muốn

Máy bắn vít tự động

2.3.1 Cấu tạo chung của Máy bắn vít tự động

Máy bắn vít tự động là thiết bị lắp ráp nâng cấp thông minh dưới hai dạng điều khiển cầm tay hoặc tự động, được kết hợp đồng nhất giữa 2 loại máy cấp vít và bộ phận bắn vít giúp công việc siết vít nhanh hơn

Máy bắn vít tự động gồm 2 thành phần chính bao gồm:

- Hệ thống cấp vít: là máy cấp vít tự động có cấu tạo khoang chứa và cửa nạp vít ở phía trên để đổ vít và cửa cấp ở phía trước dạng tổng thể máy có hình chữ L

Hình 2.5 Máy cấp vít tự động

Hệ thống siết vít là hệ thống được sử dụng để điều chỉnh vị trí và siết chặt các vít, thường được vận hành bằng súng bắn vít hoặc các cơ cấu tự chế có thể siết vít nhanh chóng và dễ dàng.

Ngoài ra còn có các bộ phận khác như:

- Thiết bị kiểm soát và điều chỉnh: một số máy có tính năng điều chỉnh như tốc độ, độ sâu hoặc lực xoắn để tùy chỉnh việc bắn vít cho phù hợp với vật liệu và công việc

- Cơ cấu bảo vệ và an toàn: để đảm bảo sự an toàn cho người sử dụng và máy móc, máy bắn vít thường có các tính năng bảo vệ như khóa an toàn hoặc vảm biến để tránh tai nạn

- Bộ nguồn điện hoặc khí nén: có thể sử dụng nguồn điện trực tiếp hoặc nguồn khí nén để vận hành

2.3.2 Nguyên lí của Máy bắn vít tự động

Nguyên lí hoạt động của máy bắn vít tự động dựa trên việc chuyển động quay của Motor thành lực xoắn để đẩy vít vào vật liệu Sau đây là một số bước cơ bản để có thể vận hành máy như:

- Nạp vít: được sử dụng với nhiều dạng khác nhau tùy theo từng loại máy Có thể được tích hợp vào bộ phận của máy hoặc có thể được sử dụng riêng lẻ như máy cấp vít

- Chi tiết được bắn vít cần được đảm bảo cố định trên bàn máy một cách chắc chắn và được đặt đúng vị trí

- Trước khi bắn vít, cần lựa chọn các thông số cần thiết như tốc độ, kích thước để phù hợp với loại vít hay vật liệu được bắn

- Khi máy được bật, đầu bắn vít sẽ được đưa vào vị trí cần bắn và sẽ xoay đến khi vít được siết chặt trên bề mặt

- Khi hoàn tất, đầu bắn vít sẽ tự động rút lên và kết thúc quá trình

- Người điều khiển có thể lặp lại các bước ở các vị trí khác trên bề mặt vật liệu cũ hoặc các vật liệu khác.

Giới thiệu về PLC

2.4.1 Tổng quan về PLC Định nghĩa: PLC (Programmable Logic Controller) hay còn được gọi là bộ điều khiển lập trình, là thiết bị điều khiển lập trình được cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập

18 trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế các mạch relay trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Mitsubishi Electric, Omron, Delta, General Electric,…

Cấu trúc: Thông thường, PLC có các bộ phận chính sau: Bộ nhớ chương trình (RAM, ROM, ngoài ra có thể sử dụng vùng nhớ ngoài – EPROM), Bộ xử lý trung tâm CPU, Module Input/Output (thường được tích hợp trên PLC, khi có nhu cầu mở rộng I/O thì có thể lắp thêm Module I/O)

Hình 2.7 Cấu trúc cơ bản của PLC

CPU là bộ não của PLC, chịu trách nhiệm điều khiển toàn bộ hệ thống Nó đọc và giải mã chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ, sau đó thực thi từng lệnh theo thứ tự Dựa trên chương trình này, CPU sẽ đóng hoặc ngắt các đầu ra, điều khiển các trạng thái của thiết bị được kết nối với PLC Nói cách khác, toàn bộ hoạt động của PLC đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ, cho phép PLC đưa ra các lệnh điều khiển chính xác và kịp thời.

- CPU (Central Processing Unit): hay Bộ xử lý trung tâm, là trái tim của một PLC

Nó chịu trách nhiệm thực hiện các phép tính logic và điều khiển dựa trên chương trình được lập trình CPU thường được tích hợp sẵn trong hệ thống PLC và chứa các chip xử lý mạnh mẽ để xử lý các tác vụ điều khiển phức tạp CPU thực hiện

Bộ quét đọc dữ liệu từ các đầu vào, thực hiện các phép tính logic và sau đó ghi dữ liệu vào các đầu ra tương ứng Quá trình này được gọi là chu trình quét và lặp lại liên tục trong quá trình hoạt động của bộ quét.

Các PLC có thể có các loại CPU khác nhau, từ những loại đơn giản được sử dụng cho các ứng dụng nhỏ đến những loại mạnh mẽ và đa nhiệm cho các hệ thống phức tạp Một số CPU có thể hỗ trợ các tính năng mở rộng như giao tiếp mạng, kết nối với các thiết bị ngoại vi khác và xử lý dữ liệu phức tạp Các chương trình trong CPU có thể được lập trình bằng các ngôn ngữ như Ladder logic, structured text, instruction list, function block diagram hay SFC (Sequential function chart)

- Module Input: các tín hiệu từ cảm biến hoặc thiết bị đo được đưa vào PLC thông qua các Module Input Các loại đầu vào phổ biến bao gồm đầu vào số DI để đo trạng thái on/off hoặc đầu vào tương tự AI để đo các giá trị biến đổi như nhiệt độ, áp suất, hoặc mức nước Đối với mỗi Module Analog Input khác nhau thì cách đọc các tín hiệu tương tự khác nhau như: dòng điện, điện áp, tổng trở,… vì thế khi đấu nối các thiết bị tạo ra tín hiệu ngõ ra cảm biến với Module cần chú ý sự tương thích giữa tín hiệu và Module để kết nối được chính xác

- Module Output: PLC điều khiển các thiết bị như Motor, van, đèn hoặc các thiết bị khác thông qua các Module Output Các loại đầu ra phổ biến bao gồm đầu ra số (digital output) để điều khiển trạng thái on/off của các thiết bị và đầu ra tương tự (analog output) để điều khiển các giá trị biến đổi như tốc độ Motor hoặc mức áp suất Ngõ ra tương tự Analog output được kết nối với các cơ cấu chấp hành tín hiệu điều khiển liên tục như: biến tần, van tuyến tính,

- Dễ dàng lập trình và sửa đổi logic ngoại tuyến cũng như trực tuyến (không cần thay đổi dây hay đầu cắm của hệ thống PLC trong quá trình sửa đổi)

- Khắc phục sự cố dễ dàng và tiết kiệm nhiều thời gian (rất dễ dàng khắc phục sự cố trong hệ thống này chỉ bằng cách theo dõi trạng thái chương trình thông qua phần mềm lập trình)

- Mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng trong việc sửa chữa, bảo quản và thay thế

- Có thời gian hoạt động nhanh (thường tính bằng ms)

- Có khả năng tích hợp với hệ thống khác như HMI (Human-Machine Interface), SCADA, máy tính và các thiết bị khác thông qua các giao thức giao tiếp như Ethernet/IP, Profibus, Modbus,…

- Sử dụng tốt trong các loại môi trường như nhiệt độ, độ ẩm cao, dòng điện dao động,…

- Khả năng chống nhiễu tốt, hoàn toàn làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Thực hiện được các thuật toán phức tạp và có độ chính xác cao

- Có độ tin cậy cao, chuẩn hóa được thiết bị

Giá của PLC tương đối cao so với các loại thiết bị công nghệ thấp hơn như Rơ le On/Off vì chúng được tích hợp công nghệ cao và tự động hóa Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của công nghệ, giá thành PLC hiện nay đã giảm đáng kể, đặc biệt là các dòng PLC của Mitsubishi và Delta.

- Yêu cầu người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao Hầu hết những người sử dụng PLC phải được đào tạo rất bài bản Họ phải được trang bị các kiến thức liên quan đến từng loại PLC của từng hãng khác nhau Bởi vì mỗi hãng sẽ có phần mềm lập trình riêng nên để đào tạo thì cần một khoảng thời gian để có thể đảm nhiệm được công việc này Nếu chuyên môn không cao sẽ dẫn đến lập trình sai, gây hư hỏng và tổn thất trang thiết bị và xảy ra các sự cố đáng tiếc

- Một số hãng yêu cầu người dùng phải mua phần mềm mới có thể sử dụng để lập trình Thật vậy, các loại PLC sẽ được hãng thiết kế riêng nên vì thế chúng sẽ có sự khác biệt trong khâu lập trình hệ thống Một số hãng sẽ kèm theo phần mềm, tuy nhiên cũng sẽ có một số hãng bán kèm để chúng ta sử dụng

PLC dòng Q hãng Mitsubishi

2.5.1 Giới thiệu về PLC dòng Q của hãng Mitsubishi

Dòng PLC Mitsubishi Q Series là hệ thống đa chức năng tiên tiến, đáp ứng mọi yêu cầu của ngành công nghiệp hiện đại Dựa trên nền tảng công nghệ AnSH, dòng PLC Q Series mang đến sự linh hoạt và tiện lợi trong điều khiển tự động, mở ra nhiều cơ hội và tiềm năng cho người dùng.

Một trong những điểm mạnh của PLC Q Series là tính đa dạng và linh hoạt trong việc kết hợp các thành phần như CPU, module điều khiển, công cụ truyền tin và các loại I/O trên cùng một nền tảng Điều này cho phép người dùng tùy chỉnh và cấu hình hệ thống theo ý muốn và nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng Bạn có thể kết hợp từ các CPU cơ bản đến nâng cao, Motion CPU, Process Controllers và thậm chí cả PC trong một hệ thống duy nhất, tạo ra sự linh hoạt và hiệu suất tối ưu

Ngoài ra, dòng PLC Q Series cũng được thiết kế với các tính năng và công nghệ tiên tiến nhất, giúp tăng cường hiệu suất và độ chính xác của các hệ thống tự động hóa Với khả năng xử lý dữ liệu tốc độ cao và độ chính xác cao hơn, bạn có thể tin tưởng vào dòng PLC này để điều khiển các quy trình sản xuất và dây chuyền tự động một cách mạnh mẽ và hiệu quả

Tóm lại, PLC Mitsubishi Q Series không chỉ là giải pháp toàn diện, linh hoạt mà còn đa năng, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp PLC này tối ưu hóa hiệu suất, đảm bảo tính linh hoạt đồng thời giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả trong việc quản lý và vận hành hệ thống tự động hóa.

2.5.2 Đặc điểm chung của PLC Mitsubishi dòng Q

Dòng PLC Mitsubishi Q Series nổi trội với thiết kế nhỏ gọn nhưng sở hữu hiệu suất vượt trội cùng khả năng tích hợp các công nghệ tiên tiến Điểm nhấn của dòng PLC này là tính năng Multi_Processor, cho phép tối đa 4 CPU đồng thời xử lý các tác vụ điều khiển máy móc, vị trí và truyền thông, giúp vượt qua giới hạn của các PLC truyền thống.

Ngoài ra, dòng PLC Q Series có một số đặc điểm chung đáng chú ý:

- Tốc độ xử lý nhanh: Các CPU được cải tiến để tăng khả năng xử lý và tốc độ hoạt động, giúp xử lý các ứng dụng phức tạp và nhanh chóng hơn

- Bộ nhớ lớn: Dòng Q Series có bộ nhớ lớn hơn so với các dòng PLC khác, hỗ trợ lưu trữ chương trình và dữ liệu lớn hơn, cũng như hỗ trợ bộ nhớ mở rộng

- Kết nối mạng đa dạng: Hỗ trợ các giao thức mạng như Ethernet, CC Link và các giao thức mạng khác, giúp kết nối hệ thống PLC với các thiết bị và hệ thống khác

- Tính năng bảo mật cao: Trang bị tính năng bảo mật tiên tiến để bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công mạng và phần mềm độc hại

- Đa chức năng: Dòng Q Series có khả năng xử lý tác vụ đa dạng và linh hoạt, từ điều khiển đơn giản đến các hệ thống tự hoàn chỉnh

- Dễ dàng sử dụng: Thiết kế giao diện người dùng đơn giản và thân thiện giúp việc cài đặt, lập trình và vận hành trở nên dễ dàng hơn

- Hỗ trợ mở rộng: Tích hợp với các module mở rộng để hỗ trợ các tính năng và ứng dụng mở rộng

- Tính linh hoạt: Có thể sử dụng trong nhiều loại ứng dụng khác nhau, từ sản xuất, xây dựng đến năng lượng và hệ thống điều khiển tự động khác

Động cơ Servo

2.6.1 Giới thiệu động cơ Servo

Servo là một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, nhận tín hiệu và thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác theo lệnh từ PLC Bộ servo bao gồm 1 bộ điều khiển servo (servo driver), 1 động cơ servo và 1 encoder để phản hồi tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển Servo được sử dụng để điều khiển vị trí chính xác, điều chỉnh mô-men phù hợp với các ứng dụng khác nhau và thay đổi tốc độ cực kỳ nhanh (đáp ứng ở ms)

Ví dụ khi yêu cầu điều khiển cánh tay robot đến chính xác một vị trí nào đó trên dây chuyền sản xuất và dừng lại, lấy hàng trên dây chuyền và tiếp tục di chuyển chính xác ra một vị trí khác để xếp hàng hóa lên kệ, rồi lại tiếp tục 1 vòng kín khác là quay lại vị trí cũ để lấy hàng trên dây chuyển và lại sắp xếp lên kệ … Servo motor là một động cơ điện có khả năng tự điều khiển làm quay máy với hiệu suất cao và độ chính xác cao ở góc với vị trí và vận tốc cụ thể Đó là hành động mà động cơ thông thường không làm được

2.6.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của động cơ Servo Động cơ servo là một thành phần trong hệ thống servo Động cơ servo nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành với tốc độ và độ chính xác cực kỳ cao Động cơ servo được chia thành 2 loại: động cơ servo AC, động cơ servo DC AC servo có thể xử lý các dòng điện cao hơn và có xu hướng được sử dụng trong máy móc công nghiệp DC servo không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn

Cấu tạo của động cơ AC servo bao gồm 3 phần: stator, rotor (thường là loại nam châm vĩnh cửu) và encoder

• Stator bao gồm một cuộn dây được quấn quanh lõi, được cấp nguồn để cung cấp lực cần thiết làm quay rotor

• Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh

• Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về bộ điều khiển

Hình 2.9 Cấu tạo của động cơ Servo

Bộ điều khiển (Servo driver) có nhiệm vụ nhận tín hiệu lệnh điều khiển (xung/analog) từ PLC và truyền lệnh đến động cơ servo để điều khiển động cơ servo hoạt động theo lệnh, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động cơ servo từ encoder

Về nguyên tắc, động cơ servo là một thiết bị độc lập Tuy nhiên động cơ servo chỉ có ý nghĩa thực tiễn khi hoạt động trong hệ thống servo

Chế độ hoạt động servo được hình thành bởi những hệ thống hồi tiếp vòng kín Động cơ servo nhận một tín hiệu xung điện (PWM) từ bộ điều khiển để hoạt động và được kiểm soát bằng bộ mã hóa (encoder)

Khi động cơ servo vận hành, bộ mã hóa (encoder) sẽ hồi tiếp thông tin về vị trí và tốc độ của động cơ về bộ điều khiển Nếu có bất kỳ yếu tố nào gây ra sự sai khác giữa tốc độ và vị trí thực tế với giá trị mong muốn, bộ điều khiển sẽ nhận được tín hiệu phản hồi thông qua cơ cấu hồi tiếp Sau đó, bộ điều khiển servo sẽ so sánh tín hiệu phản hồi với tín hiệu lệnh và điều chỉnh tương ứng để đảm bảo động cơ servo hoạt động đúng theo yêu cầu, đạt được tốc độ và vị trí chính xác mong muốn.

Hình 2.10 Một động cơ AC Servo của hãng Mitsubishi

2.6.3 Ứng dụng động cơ Servo Động cơ servo có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau do tính linh hoạt, độ chính xác cao và khả năng đáp ứng nhanh chóng của nó Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của động cơ servo:

- Robot công nghiệp: Động cơ servo thường được sử dụng trong các cơ cấu chuyển động của robot công nghiệp để điều khiển vị trí, tốc độ và gia tốc Điều này giúp robot có thể thực hiện các tác vụ như lắp ráp, hàn, sơn và đóng gói một cách chính xác và linh hoạt

- Máy gia công CNC: Trong máy gia công CNC, động cơ servo được sử dụng để điều khiển các trục di chuyển của máy, bao gồm trục X, Y và Z Điều này giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất của quá trình gia công, đồng thời tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao

Trong lĩnh vực y tế, động cơ servo đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị chẩn đoán hình ảnh như máy MRI và máy CT Động cơ servo giúp điều khiển chính xác các bộ phận chuyển động của thiết bị, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình chụp ảnh, hỗ trợ chẩn đoán và điều trị hiệu quả cho bệnh nhân.

- Tự động hóa nhà máy: Trong các nhà máy sản xuất, động cơ servo được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa để điều khiển các thiết bị như băng chuyền, robot

27 công nghiệp và máy gia công, giúp tăng cường hiệu suất và độ chính xác của quy trình sản xuất

- Trong dệt may: kiểm soát máy kéo sợi và dệt công nghiệp, máy dệt và máy dệt kim cũng bằng với chế độ điều khiển tốc độ ổn định

- Xe tự động: Trong lĩnh vực ô tô và xe tự động, động cơ servo thường được sử dụng trong các hệ thống lái và phanh để điều khiển vị trí và độ chính xác của bánh xe và hệ thống phanh

Tóm lại, động cơ servo có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp sản xuất đến y tế và ô tô, nhờ vào tính linh hoạt, độ chính xác cao và khả năng đáp ứng nhanh chóng của nó.

Giới thiệu về Driver Servo

Bộ điều khiển servo là một thiết bị điều khiển được sử dụng để quản lý hoạt động của động cơ servo đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống servo, cho phép điều khiển và điều chỉnh chính xác thông số vị trí, tốc độ và mô-men xoắn của động cơ servo.

Driver servo nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển chính (như PLC hoặc máy tính) và chuyển đổi chúng thành các tín hiệu điện áp và dòng điều khiển phù hợp để cấp cho động cơ servo Nó cung cấp nguồn cấp và tín hiệu điều khiển để giúp động cơ servo hoạt động theo các thông số và yêu cầu cụ thể

Driver servo thường được thiết kế để tương thích với loại động cơ servo cụ thể, cho phép tùy chỉnh các thông số kỹ thuật như công suất, dòng điều khiển, điện áp, tần số và các chức năng bổ sung để phù hợp với yêu cầu ứng dụng, đảm bảo hiệu suất tối ưu và sự tương thích hoàn hảo giữa driver và động cơ servo.

Các tính năng chính của driver servo bao gồm:

- Điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men xoắn của động cơ servo

- Bảo vệ động cơ và hệ thống bằng cách theo dõi và giám sát các thông số quan trọng như quá dòng, quá nhiệt, và quá tốc độ

- Tích hợp các chức năng bảo vệ và khắc phục lỗi, như bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch

- Giao tiếp với các thiết bị và hệ thống khác trong hệ thống tự động hóa thông qua các giao diện như RS-485, Ethernet, Profibus,

- Cung cấp các chức năng điều khiển mở rộng như điều khiển vòng lặp đóng mở, điều khiển PID, và kiểm soát dạng sóng

- MELSERVO-J4 Series: ABS, 22-bit (4194304-pulse) Encoder

- MELSERVO-J3 Series: ABS, 18-bit (262144-pulse) Encoder

- MELSERVO-JN Series: INC, 17-bit (131072-pulse) Encoder

Dòng Servo thế hệ mới MR-J4 với công nghệ đứng đầu thế giới, như một kiệt tác về công nghệ điều khiển Servo Tính năng chống rung chuyên dụng cho máy móc và autotuning thời gian thực làm cho việc chuyển động đạt được độ chính xác cao nhất, thời gian đáp ứng nhanh và dễ dàng lắp đặt Servo MR-J4, MR-J3 có kích thước giảm khoảng 40% so với dòng Servo MR-J2S thế hệ trước

Dòng Servo MR-J4 với thời gian tần số đáp ứng 2500Hz giúp giảm thời gian cài đặt thấp hơn 2 milli-giây (msec) nhằm làm tăng tối đa hiệu năng, công suất của máy và sản lượng cho người chế tạo máy cũng như người sử dụng cuối

MR-J4 đem đến những đặc điểm tính năng với độ an toàn vận hành cao Kiến trúc dạng module cung cấp đầu vào STO (Safe Torque Off) 2 kênh dự phòng như tiêu chuẩn trên tất cả các MR-J4 amplifier, và một module tùy chọn cung cấp đầu vào SS1 (Safe Stop) đi đôi với EN61800-5-2 Cấu hình hệ thống cũng hỗ trợ yêu cầu an toàn SIL2 (EN62061) và PLd (EN13849-1) Đối với các hệ thống tiên tiến hơn đòi hỏi mức hỗ trợ an toàn cao nhất cho các chức năng an toàn theo tiêu chuẩn TUV như SS2, SOS, SLS, SBC và SSM, MR-J4B sử dụng các amplifier và bộ điều khiển chuyển động với các modun an toàn Sự linh hoạt này cho phép người sử dụng giảm chi phí bằng cách điều chỉnh cấu hình hệ thống của họ để đáp ứng những đòi hỏi an toàn cần thiết đối với các ứng dụng mục tiêu

Họ servo MR-J4 cũng giúp tiết kiệm chi phí với tốc độ bus nhanh hơn gấp 3 lần thông qua SSCNET III/H (Mạng Serial từ Servo tới chuyển động)

MR-J4 servo cũng được hỗ trợ đầy đủ bởi iQ Works phần mềm kỹ thuật được tích hợp của Mitsubishi Electric cung cấp PLC, lập trình chuyển động và HMI cũng như khả năng phát triển trong một gói phần mềm đơn

Ac Servo Melservo – J4, J3, JN Series có các động cơ khác nhau được cung cấp theo máy

Xung/vòng Bộ mã hoá Tốc độ Driver

HC-LP 0.5kW to 3kW 262144 ABS/INC 2000

HC-UP 0.75kW to 5kW 262144 ABS/INC 2000

HF-JP 0.5kW to 15kW 262144 ABS/INC

11kW to 22kW 4194304 ABS/INC shared

0.5kW to 9kW 4194304 ABS/INC 3000

Bảng 2.1 Các Driver và các loại động cơ tương ứng

Giới thiệu về Encoder

Encoder là một bộ phận không thể thay thế trong hệ thống sơ đồ cấu tạo của một máy CNC Có thể hình dung nó được xem như bộ phận công tơ mét ở xe máy hay ô tô

Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận có chức năng đo lường dịch chuyển thẳng hoặc góc Đồng thời thay đổi vị trí góc/vị trí thẳng mà nó xác nhận được trở thành tín hiệu nhị phân

31 Encoder có thể sử dụng nhiều công nghệ để tạo ra các xung tín hiệu, bao gồm đếm xung quang học, điện dung, điện trở, từ trường, … Các xung tín hiệu từ encoder sau đó được đọc bởi các thiết bị đọc encoder (như driver servo, bộ điều khiển PLC) để tính toán và sử dụng thông tin về vị trí và chuyển động của đối tượng

Hai loại encoder phổ biến thường được sử dụng nhiều là Absolute Encoder và Incremental Encoder

Bộ mã hóa gia tăng (Incremental Encoder): là dạng bộ mã hóa được dùng để đo và ghi lại chuyển động vật thể Thiết bị cung cấp thông tin về tốc độ và hướng quay của vật thể, cũng như cho phép tính toán vị trí tương đối trong suốt quá trình chuyển động Cấu trúc cơ bản của Bộ mã hóa gia tăng bao gồm bánh răng quay và cảm biến Bánh răng quay lắp trên trục hoặc trục quay của vật thể, có các khe, vạch hoặc điểm chỉ dẫn trên bề mặt Cảm biến, thường là cảm biến quang, dùng để đọc thông tin từ bánh răng quay Khi vật thể quay, bánh răng quay gây ra sự thay đổi trong tín hiệu đầu ra từ Bộ mã hóa Tín hiệu này thường là xung và có thể được đếm để tính toán vị trí tương đối và tốc độ quay của vật thể Để biết hướng quay, Bộ mã hóa gia tăng cần tối thiểu hai kênh xung (A và B), lệch pha nhau 90 độ.

Hình 2.12 Đĩa Encoder tương đối

Hình 2.13 Nguyên lý hoạt động của Encoder tương đối

Absolute Encoder (Encoder Tuyệt đối): là một loại encoder mà tín hiệu đầu ra cung cấp thông tin vị trí chính xác của đối tượng mà nó đang đo, ngay cả khi nguồn cung cấp bị mất điện Nó cho phép đọc được giá trị vị trí tuyệt đối mà không cần phải thực hiện quá trình xác định lại vị trí từ điểm ban đầu Cấu trúc cơ bản của một Absolute Encoder bao gồm một bánh răng quay và một hệ thống mã hóa Bánh răng quay có các khe, vạch hoặc điểm chỉ dẫn trên mặt, được gắn lên trục hoặc trục quay của đối tượng Hệ thống mã hóa sử dụng các cảm biến, thường là cảm biến quang học, để đọc thông tin từ bánh răng quay và chuyển đổi thành tín hiệu số đại diện cho vị trí tuyệt đối Absolute Encoder hoạt động bằng cách chia thành một số vị trí khác nhau xung quanh quỹ đạo chuyển động và cung cấp mã đặc biệt cho mỗi vị trí Mã này có thể được đọc bằng cách sử dụng cặp cảm biến hoặc bộ đọc đặc biệt Với thông tin về mã và số lượng vị trí, ta có thể xác định chính xác vị trí tuyệt đối của đối tượng

Hình 2.14 Đĩa Encoder tuyệt đối

Hình 2.15 Nguyên lý hoạt động của Encoder tuyệt đối

Sự khác nhau giữa Encoder tuyệt đối và Encoder tương đối: Encoder tuyệt đối có ưu điểm vượt trội hơn encoder tương đối Encoder tuyệt đối cung cấp thông tin vị trí hoặc góc xoay cụ thể và duy nhất mà không mất đi khi nguồn cung cấp bị mất, khi có điện trở lại hệ thống vẫn có thể làm tiếp công việc mà không cần quay về vị trí ban đầu Encoder tương đối cung cấp thông tin về sự thay đổi vị trí hoặc góc xoay từ một điểm tham chiếu đã xác định trước đó Khi nguồn bị mất do sự cố, hệ thống sẽ không nhớ được vị trí đang làm việc trước đó Tuy nhiên đi kèm với ưu điểm vượt trội của encoder tuyệt đối đó là giá thành khá cao, điều khiển phức tạp hơn và các thiết bị hỗ trợ phải hiện đại hơn, giá thành cao hơn.

Giới thiệu về mạng SSCNETIII/H

Mạng SSCNETIII/H (System Servo Control Network III / High-speed) là một mạng truyền thông được phát triển bởi Mitsubishi Electric, được thiết kế đặc biệt để kết nối và điều khiển các hệ thống servo trong các ứng dụng công nghiệp Mạng này cung cấp khả năng truyền thông nhanh chóng và đáng tin cậy, cũng như tính linh hoạt cao và khả năng mở rộng

Tốc độ truyền thông Lên đến 150 Mbps Độ dài cáp 1000m (cáp thường), 4000m (cáp quang) Độ trễ Khoảng 8us

Giao thức truyền thông Độc quyền Mitsubishi Electric

Khả năng đồng bộ Cao

Tính linh hoạt Hỗ trợ nhiều loại kết nối và topology khác nhau

Bảng 2.2 Bảng các thông số của mạng SSCNET/H

SSCNETIII/H ứng dụng giao thức truyền thông tốc độ cao, giúp trao đổi dữ liệu nhanh chóng, đáng tin cậy giữa các thiết bị servo và bộ điều khiển Nhờ đó, hệ thống có thể phản ứng tức thời với các tín hiệu đầu vào, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình điều khiển chuyển động.

- Độ chính xác và đồng bộ cao: Mạng này cung cấp khả năng đồng bộ cao giữa các hệ thống servo, giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác của quá trình điều khiển

- Khả năng mở rộng: SSCNETIII/H cho phép mở rộng dễ dàng bằng cách thêm các nút mới vào mạng mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc độ ổn định của hệ thống

- Độ tin cậy cao: SSCNETIII/H được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cao, giảm thiểu nguy cơ sự cố và giữ cho hệ thống hoạt động liên tục

- Giá thành cao: So với một số mạng truyền thông khác, việc triển khai và duy trì mạng SSCNETIII/H có thể đòi hỏi chi phí cao hơn

- Phụ thuộc vào nhà sản xuất: Mạng này được phát triển bởi Mitsubishi Electric, vì vậy các thiết bị và phần mềm hỗ trợ có thể hạn chế trong khi tích hợp với các hệ thống từ các nhà sản xuất khác

- Khả năng tương thích: Mặc dù SSCNETIII/H là một mạng mở, nhưng khả năng tương thích với các thiết bị từ các nhà sản xuất khác có thể bị hạn chế

Hình 2.16 Hệ thống kết nối dây cáp của mạng SSCNETIII/H

Giới thiệu về Camera công nghiệp Keyence

Keyence là một trong những nhà tiên phong trong lĩnh vực công nghệ tự động hóa, nổi tiếng với các giải pháp camera công nghiệp tân tiến dùng trong các ứng dụng công nghiệp Camera của Keyence đáp ứng được nhiều nhu cầu khác nhau, từ việc kiểm tra chất lượng, giám sát đến điều khiển quy trình sản xuất.

Hình 2.17 Camera công nghiệp Keyence CV-H500M

Cảm biến ảnh Yếu tố nhận ảnh CCD 2/3 inch đơn sắc, đọc tốc độ cao 11x sử dụng điểm ảnh vuông

Số lượng pixel hợp lệ 5 Megapixel

Tần số truyền điểm ảnh 130Mhz

Hệ thống chuyển tải Truyền nối tiếp kĩ thuật số

Khối lượng Xấp xỉ 130g (không bao gồm ống kính)

Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật CV-H500M

Hình 2.18 Cấu hình hệ thống kết nối giữa bộ điều khiển Cv-X290F và Camera

Camera Keyence có các đặc điểm sau:

Keyence cung cấp đa dạng các loại camera công nghiệp từ camera 2D, 3D đến hệ thống camera máy quét vùng lớn phục vụ nhu cầu kiểm tra, kiểm soát chất lượng sản phẩm của khách hàng.

- Công nghệ tiên tiến: Các camera công nghiệp của Keyence sử dụng các công nghệ tiên tiến như hệ thống hình ảnh hiệu suất cao, công nghệ đo lường 3D, và hệ thống phát hiện đối tượng tự động, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu suất của quá trình kiểm tra

- Dễ sử dụng: Keyence luôn chú trọng vào việc thiết kế các sản phẩm dễ sử dụng và cài đặt, giúp người dùng nhanh chóng triển khai và tích hợp vào hệ thống sản xuất của họ mà không cần nhiều kỹ năng kỹ thuật

- Tính linh hoạt: Các camera công nghiệp của Keyence thường có tính linh hoạt cao, cho phép tích hợp với các hệ thống tự động hóa khác và điều khiển qua các giao thức truyền thông phổ biến như Ethernet/IP, Profinet, và EtherCAT

Keyence đã xây dựng được danh tiếng đáng tin cậy trong ngành công nghiệp tự động hóa, cung cấp các giải pháp bền bỉ và đáng tin cậy trong môi trường sản xuất khắc nghiệt.

Tóm lại, camera công nghiệp của Keyence là một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng kiểm tra chất lượng và theo dõi sản xuất trong các môi trường công nghiệp hiện đại Được thiết kế với sự chú trọng vào hiệu suất, độ chính xác và tính linh hoạt, các sản phẩm của Keyence giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của quy trình sản xuất

❖ Kết nối giữa PLC và Bộ điều khiển Camera công nghiệp CV-X290F

- Kiểm tra cài đặt mạng cho bộ điều khiển:

Chọn Global → Communication I/O → Network, sau đó thiết lập Network Settings (Ethernet) cho bộ điều khiển với các mục như IP Address, Subnet Mask, Default Gateway

Hình 2.19 Network Settings cho bộ điều khiển

Nhấn Ok để đóng màn hình Network Settings, Chọn Global → Communication I/O → PLC-Link để thiết lập các cài đặt trong PLC-Link

Hình 2.20 PLC-Link cho bộ điều khiển

39 Nhấn OK để tắt màn hình PLC-Link, sau đó khởi động lại bộ điều khiển

- Thiết lập cài đặt cho PLC (Gx works2)

Khởi động phần mềm Gx Works2, chọn Project → New project

Chọn loại CPU và sau đó nhấn OK

Parameter → PLC Parameter → Built-in Ethernet Port Setting, sau đó thiết lập các cài đặt

Sau đó nhấn Open Setting và Set “Protocol” sang “UDP”, “Open System” sang

“Mc Protocol” và “Host station” sang “1392” (Hexadecimal)

Nhấn End để kết thúc

Chọn Online → Write to PLC → Execute

Sau đó khởi động lại bộ điều khiển CV-X và CPU

Nếu “Initializing PLC-Link” xuất hiện vào góc trái bên dưới màn hình và biến mất, điều này có nghĩa nó đã được kết nối thành công

Nếu “Initializing PLC-Link…2 nd ” xuất hiện và hiện thông báo “Failed to establish a link with the PLC”, điều này có nghĩa rằng đã có lỗi kết nối xảy ra và cần được kiểm tra lại

Hình 2.21 Màn hình hiển thị đã kết nối được hay chưa

Phần mềm lập trình Gx works2

GX Works2 là một phần mềm lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được thiết kế bởi hãng Mitsubishi Electric bao gồm các dòng PLC như MELSEC-F Series, MELSEC-Q Series và MELSEC-L Series, được thiết kế để hỗ trợ việc lập trình, cấu hình và điều khiển các thiết bị tự động hóa trong các ứng dụng công nghiệp Đây là một công cụ toàn diện và mạnh mẽ, cung cấp một loạt các tính năng và công cụ để giúp các nhà lập trình và kỹ sư điều khiển thiết bị một cách hiệu quả và dễ dàng

Hình 2.22 Biểu tượng phần mềm Gx Works2

Phần mềm GX Works 2 sở hữu giao diện đồ họa dễ sử dụng, giúp lập trình viên dễ dàng lập trình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình mạch Ladder Logic, ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng SFC (Sequential Function Chart) hoặc ngôn ngữ cấu trúc bên trong PLC Phần mềm này cung cấp các công cụ lập trình, kiểm tra và mô phỏng chương trình điều khiển đầy đủ tính năng.

Dưới đây là một số tính năng chính của Gx works2:

- Lập trình PLC: cho phép tạo, chỉnh sửa và lưu trữ chương trình điều khiển cho PLC Mitsubishi

- Hỗ trợ nhiều loại PLC: hỗ trợ lập trình cho nhiều dòng PLC của Mitsubishi Electric, bao gồm các dòng Fx, L, Q và các dòng khác, linh hoạt triển khai và quản lý

- Công cụ debug và kiểm tra: cung cấp các công cụ mạnh mẽ để debug và kiểm tra chương trình, bao gồm việc theo dõi biến, ghi log và xác định lỗi một cách nhanh chóng và hiệu quả

- Quản lý dự án: cho phép người dùng tổ chức và quản lý dự án lập trình một cách dễ dàng, bao gồm việc tạo, chỉnh sửa và sao lưu các chương trình PLC

- Giao diện đồ họa: cung cấp giao diện trực quan và dễ sử dụng giúp bạn lập trình và cấu hình hệ thống điều khiển

GX Works2 là một phần mềm lập trình PLC toàn diện và mạnh mẽ, cung cấp các tính năng và công cụ đa dạng để hỗ trợ việc lập trình, cấu hình và kiểm tra các hệ thống điều khiển trong các ứng dụng công nghiệp

Hình 2.23 Màn hình khởi động Gx Works2

Phần mềm thiết kế giao diện điều khiển GT Designer3

Hình 2.24 Biểu tượng phần mềm GT Designer3

GT Designer 3 là một phần mềm được phát triển bởi hãng Mitsubishi Electric, được sử dụng để lập trình và thiết kế giao diện người dùng (HMI) cho các thiết bị điều khiển của hãng, bao gồm các bộ điều khiển dòng GOT2000 và GOT1000

GT Designer 3 cung cấp một giao diện đồ họa trực quan cho phép người dùng tạo và tùy chỉnh giao diện người dùng của các thiết bị HMI Mitsubishi Electric Phần mềm cung cấp các chức năng để tạo các chương trình điều khiển và giao diện người dùng, lập trình các sự kiện và xử lý dữ liệu từ các thiết bị điều khiển

Hình 2.25 Màn hình chính phần mềm GT Designer3

Sau đây là một số tính năng của GT Designer3

- Giao diện người dùng đồ họa: GT Designer3 cung cấp một môi trường lập trình đồ họa thân thiện và dễ sử dụng, cho phép người dùng tạo ra các giao diện người dùng phong phú và hấp dẫn

- Thiết kế đa nền tảng: Phần mềm này hỗ trợ việc thiết kế giao diện cho nhiều loại HMI của Mitsubishi Electric, bao gồm các dòng GOT2000, GOT1000, GOT Simple và các thiết bị khác, giúp đảm bảo tính linh hoạt và sự tương thích với các loại thiết bị

- Hỗ trợ đa ngôn ngữ: GT Designer3 cho phép người dùng tạo các giao diện người dùng đa ngôn ngữ, giúp dễ dàng chuyển đổi và thích nghi với nhu cầu thị trường và người dùng trên toàn thế giới

- Mô phỏng trước (simulation): Phần mềm này cung cấp các công cụ mô phỏng trước giúp người dùng kiểm tra và xác nhận hoạt động của giao diện người dùng trước khi triển khai trên thiết bị thực tế, giảm thiểu rủi ro và thời gian kiểm tra

- Quản lý dự án: Phần mềm này cung cấp các công cụ quản lý dự án đơn giản và hiệu quả, bao gồm tạo, chỉnh sửa và sao lưu các dự án, giúp tổ chức và quản lý dễ dàng các tài nguyên và dự án lập trình

GT Designer3 là phần mềm thiết kế và phát triển giao diện người dùng đồ họa chuyên biệt cho các thiết bị tự động hóa Nó được trang bị nhiều tính năng và công cụ toàn diện giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng, nâng cao hiệu suất vận hành và giám sát hệ thống tự động hóa.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

Tính toán các thông số cần thiết

3.1.1 Tính tốc độ xuống trục Z khi Taro

Khi tiến hành taro, với mỗi mũi taro sẽ có các thông số về khoảng cách giữa 2 ren liền kề được gọi là bước ren khác nhau Với mũi M4 có 2 loại mũi có bước ren 0.5mm và 0.7mm

Tốc độ xuống mũi, tốc độ mũi khoan và bước ren có mối quan hệ liên hệ đến nhau trong quá trình tạo lỗ ren Khi tạo lỗ ren với một bước ren cụ thể, tốc độ mũi khoan sẽ ảnh hưởng đến tốc độ xuống mũi Tốc độ xuống mũi phải được điều chỉnh sao cho phù hợp với tốc độ mũi khoan để đảm bảo quá trình tạo lỗ ren diễn ra một cách chính xác và hiệu quả Bước ren cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ mũi khoan và tốc độ xuống mũi, vì nó ảnh hưởng đến khoảng cách di chuyển của mũi khoan khi tạo lỗ ren

Theo như hình thì P là bước ren, D là đường kính lỗ khoan Để taro được lỗ ren chính xác, với bước ren P = 0.7(mm) thì đường kính lỗ khoan tương ứng là D = 3.3

Công thức tính tốc độ xuống mũi: Tốc độ xuống mũi = Tốc độ mũi khoan x Bước ren Công thức này được tìm ra dựa trên các mô hình thực nghiệm và quá trình điều chỉnh thử sai Tuy nhiên, giá trị của công thức này có thể thay đổi tùy thuộc vào từng loại máy taro và tiêu chuẩn gia công được áp dụng.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

45 Giả sử ta chọn tốc độ động cơ hay tốc độ mũi (cơ cấu không đi qua hộp số) là 100 vòng/phút

Và với bước ren của mũi nhóm chọn là 0.7

Vì vậy ta có thể suy ra tốc độ xuống mũi dựa theo công thức được suy ra là : 100*0.7 = 70 mm/phút

Tương tự ta có thể chọn tốc độ động cơ là 200 vòng/phút, ta có thể suy ra tốc độ xuống mũi với bước ren là 0.7 là: 200*0.7 = 140 vòng/phút

Ta có thể thay đổi tốc độ theo ý muốn tùy theo mục đích cũng như vật liệu được sử dụng Tuy nhiên, cần lựa chọn tốc độ phù hợp để lỗ ren có thể đáp ứng được như cầu cũng như mục đích mà người dùng hướng đến

3.1.2 Tính lực momen khi vặn vít

Lực siết ốc hay lực siết bu lông là lực hữu ích, thường được kết hợp với những công cụ có chức năng siết như là tay đòn để tạo thành lực momen xoắn Đến khi đạt được lực siết ốc tiêu chuẩn, nó sẽ sinh ra ứng suất căng ban đầu Lúc này bu lông sẽ được kẹp chặt đúng theo yêu cầu kỹ thuật Nhờ vậy mà những chi tiết máy được đảm bảo lắp ráp chắc chắn với nhau

Lực siết ốc hay lực siết bu lông mạnh hay nhẹ là do tác động của đường kính và độ bền của bu lông Mỗi ốc hay bu lông cần siết sẽ phù hợp với một lực tiêu chuẩn dựa theo yêu cầu của kỹ thuật để có thể tạo nên sự chắc chắn Điều này nhằm đảm bảo tính an toàn cho từng kết cấu thép trên những loại phương tiện giao thông như xe máy ô tô, máy móc, thiết bị điện tử

Với mỗi loại bu lông, ốc vít có kích cỡ khác nhau, độ bền khác nhau cũng sẽ có lực siết tiêu chuẩn không giống nhau

Để kiểm tra lực siết ốc vít theo tiêu chuẩn ISO 898/1, trước hết cần xác định cấp bền của ốc vít Tiếp theo, đối chiếu cột loại ren với cột cấp bền tương ứng Giao điểm giữa hai cột sẽ cho ra giá trị lực siết cần thiết.

Bảng 3.1 Bảng tra lực siết ốc, bu lông theo tiêu chuẩn ISO 898/1 Đối với mô hình nhóm em thì nhóm sử dụng vặn vít M4 và với độ cấp bền là 3.6 nên dựa vào bảng lực siết ốc, bu lông theo tiêu chuẩn ISO 898/1 thì ta xác định được lực siết ốc cần thiết để đảm bảo rằng các vít được vặn không bị lỏng ra trong quá trình hoạt động do rung, tải trọng hay các yếu tố khác là 0.81 N.m

Với Mô men xoắn định mức của động cơ Servo HG-KR43 là 1.3 N.m và lực siết ốc cần thiết là 0.81 N.m thì ta cần cài đặt thông số mô men xoắn trong quy trình vặn vít ở mức xấp xỉ là 62% mô men xoắn định mức

Thiết kế phần cơ khí của mô hình

3.2.1 Yêu cầu về phần cơ khí

Mô hình bao gồm 3 động cơ điều khiển 3 cơ cấu truyền động vitme Với 2 trục

XY điều khiển bàn đặt tấm lót phôi, thực hiện chuyển động theo các vị trí mong muốn Trục Z gắn cơ cấu khoan là động cơ Spindle dùng cho máy CNC Do đó, yêu cầu về kết cấu cơ khí sẽ gồm:

- Phần trục XY cần phải được cố định vào tấm đế một cách chắc chắn Đảm bảo được bàn chứa tấm lót phôi không bị rung lắc khi di chuyển ở tốc độ 15000mm/phút Đồng thời việc gắn cơ cấu bàn XY cần chú ý cho 2 trục vitme vuông góc với nhau Đảm bảo được vị trí chính xác của bàn XY, độ chính xác là 0.001mm

- Cơ cấu trục Z cần đủ chắc chắn để chịu được cơ cấu khoan và cũng chịu được moment lớn khi dịch chuyển mũi khoan đi xuống để khoan thủng tấm phôi, chịu được moment tối đa trục Z tạo ra Đồng thời, cơ cấu này cần được gắn với độ chính xác cao, vuông góc với bàn XY để các lỗ khoan được chính xác khi tiến hành tạo lỗ ren

Cơ cấu gắn mũi khoan cần đảm bảo chắc chắn để chịu được momen xoắn lớn khi khoan xuyên qua các tấm vật liệu dày Việc gắn mũi khoan chính xác là điều thiết yếu để đảm bảo mũi khoan vuông góc với bề mặt phôi, giúp cho quá trình khoan chính xác và hiệu quả.

3.2.2 Thiết kế phần cơ trên phần mềm Solidworks Để đáp ứng các yêu cầu về phần cứng Để đảm bảo được tính chính xác, hạn chế các sai số trong lúc thi công, đo đạc Nhóm tiến hành dựng mô hình trên phần mềm SolidWorks

Các thiết bị của phần cơ khí được thiết kế trên phần mềm Solidworks:

❖ Phần tủ của mô hình:

Hình 3.2 Phần tủ của mô hình

❖ Trục vitme X và bàn đỡ phôi

Hình 3.3 Trục vitme X và bàn đỡ phôi

❖ Trục Z và giá đỡ cho cơ cấu Taro, bắn vít

Hình 3.5 Trục vitme Z và giá đỡ

❖ Tổng quan phần cơ sau khi thiết kế trên Solidworks

Hình 3.6 Phần cơ được thiết kế trên Solidworks

Thiết kế phần điện của mô hình

3.3.1 Yêu cầu về phần điện Đảm bảo các thiết bị điện được kết nối đúng với nhau Cấp đúng nguồn cho các thiết bị Trước đó cần đọc kĩ các thông số mà nhà sản xuất in trên thiết bị Sau khi kết

50 nối các thiết bị với nhau, trước khi tiến hành bật điện cần thực hiện thao tác đo nguội để kiểm tra trạng thái kết nối giữa các dây với nhau

3.3.2 Sơ đồ khối của hệ thống

Dưới đây là sơ đồ khối của hệ thống:

Hình 3.7 Sơ đồ khối của hệ thống

Chức năng của các khối trong hệ thống:

- Khối nguồn: Nguồn 220VAC sẽ là nguồn nuôi cung cấp gần như cho phần lớn các thiết bị trong hệ thống như: PLC, Driver các nguồn một chiều như 24VDC, 5VDC,… Nguồn 24VDC có chức năng là nguồn cung cấp tín hiệu điều khiển cho mạch điều khiển, nguồn nuôi cho các cảm biến

- Khối cảm biến: hệ thống sử dụng các cảm biến tiệm cận nhằm để đảm bảo an toàn cho hệ thống nhằm cảnh báo các vị trí giới hạn của cơ cấu trục vitme

- Khối xử lí trung tâm: Khối này có chức năng là nơi cung cấp tín hiệu điều khiển cho các khối còn lại Tính toán xử lý các thuật toán liên quan đến quá trình chạy của hệ thống, giao tiếp với thiết bị ngoại vi như cảm biến, nút nhấn, HMI, xuất xung điều khiển động cơ Khối này chính là Q03UDECPU, module điều

51 khiển vị trí QD77MS16, CC-Link Nó có chức năng là điều khiển các thiết bị ngoại vi gắn vào hệ thống như nút nhấn, HMI, v.v

- Khối hiển thị: Khối này giúp cho việc giao tiếp giữa người vận hành trở nên dễ dàng hơn Trên màn hình HMI&PC sẽ hiển thị các thông số chính như vị trí của hiện tại, trạng thái, các chế độ vận hành, giúp người dùng thao tác nhập các thông số liên quan đến hệ thống

- Khối Driver: Đây là các thiết bị để điều khiển, khuếch đại tín hiệu từ bộ điều khiển gửi đến để điều khiển động cơ Đồng thời cũng nhận tín hiệu vị trí, tốc độ trả về từ động cơ giúp giao tiếp giữa khối điều khiển và khối động cơ

- Khối động cơ: là khối được cấp nguồn bởi khối Driver, phản hồi dữ liệu tốc độ, vị trí về cho khối Driver thông qua Encoder, là cơ cấu chấp hành hoạt động cho hệ thống

3.3.3 Lựa chọn thiết bị cho các khối

❖ Mitsubishi No-Fuse Circuit Breaker NF50-SS

Số pha 2 Điện áp định mức 600VAC Dòng định mức 20A

Bảng 3.2 Bảng thông số kĩ thuật NF50-SS

Số pha 2 Điện áp định mức 250V

Dòng điện ngắn mạch 2.5kA

Bảng 3.3 Thông số CB CP30-BA

❖ Bộ lọc nhiễu WYFTH20T1BD

Sóng hài gây ra mất lợi ích kinh tế và tăng chi phí bởi vì nó gây hư hỏng cho các thiết bị và yêu cầu thay thế chúng Đối với các hệ thống điện quy mô lớn và có nhiều phụ tải phi tuyến, giải pháp lọc sóng hài là không thể thiếu Trong trường hợp này, một giải pháp lọc sóng hài phổ biến là sử dụng Bộ lọc nhiễu WYFTH20T1BD

Hình 3.10 Bộ lọc nhiễu WYFTH20T1BD Điện áp định mức 500V

Tần số 50/60 Hz Điện trở cách điện 500MΩ Độ ẩm hoạt động 35-85%RH

Bảng 3.4 Thông số kĩ thuật bộ lọc nhiễu WYFTH20T1BD

Hình 3.11 Nguồn tổ ong 24Vdc

Nguồn điện cung cấp 100-220VAC Điện áp ngõ ra 24V

Bảng 3.5 Thông số kĩ thuật nguồn tổ ong

3.3.3.2 Khối xử lí trung tâm

Khe cắm cho nguồn điện 1

Bảng 3.6 Thông số kĩ thuật của đế Q35B

Nguồn QP61 cấp nguồn điện ổn định và an toàn cho hệ thống PLC Q Series Nó được trang bị các tính năng bảo vệ bao gồm bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và bảo vệ ngắn mạch, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống PLC Ngoài ra, QP61 còn cung cấp các tín hiệu báo trạng thái nguồn điện, chẳng hạn như tín hiệu nguồn hoạt động bình thường, tín hiệu mất nguồn, tín hiệu quá dòng, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và xử lý sự cố.

Nguồn đầu vào (VAC) 100~240 Điện áp đầu ra 24VDC, 5VDC

Bảng 3.7 Thông số kĩ thuật nguồn Q61P

Với việc sử dụng động cơ AC Servo, bộ điều khiển có thể là PLC hoặc Vi điều khiển Tuy nhiên AC Servo sử dụng điện áp xoay chiều 220V nên nếu dùng Vi điều khiển dùng điện áp một chiều rất khó tương thích và dễ gây nhiễu

Do đó sử dụng PLC là lựa chọn hợp lí nhất Nhóm lựa chọn PLC Mitshubishi Q-CPU với mã là Q03UDE CPU

Tốc độ xử lý (LD instruction) 0.02μs Dung lượng chương trình 30 K

Bộ nhớ chương trình 120 KB

Số I/O tối đa có thể mở rộng 8192 Cổng truyền thông RS232, USB, Ethernet

Bộ nhớ SRAM card, Flash card, ATA card

Hãng sản xuất Mitsubishi – Nhật Bản

Bảng 3.8 Thông số kĩ thuật Q03UDECPU

Nhóm sử dụng Simple Motion Module QD77MS16 để điều khiển 4 động cơ servo Module QD77MS16 có khả năng điều khiển được 16 trục động cơ cùng lúc và thể kết nối với Driver qua giao thức SSCNET III/H từ đó đơn giản hóa việc kết nối

Số trục điều khiển 16 trục

Dữ liệu định vị 600 dữ liệu/ trục

Kiểu kết nối SSCNETIII/H Đơn vị điều khiển Mm, inch, degree, pulse

Số chân kết nối 40 pin

Bảng 3.9 Thông số kĩ thuật Module QD77MS16

Hình 3.16 Các cấu trúc cơ bản của Module QD77MS16

1 Đèn Led báo chạy Đèn Led báo lỗi Cho thấy trạng thái đang hoạt động hay đang lỗi

4 Đèn Led hiển thị trạng thái của các trục Hiển thị trạng thái của các trục

5 Đầu nối tín hiệu vào từ bên ngoài Đầu nối để kết nối đầu vào hệ thống cơ học, thủ công bộ tạo xung/ bộ mã hóa đồng bộ lũy tiến hoặc cưỡng bức dừng nhập liệu (đầu nối 40 chân)

6 Đầu nối cáp SSCNET III/H Đầu nối để kết nối bộ khuếch đại Servo

7 Số Series Cho biết chi tiết số Series được ghi trên biển thông số

Bảng 3.10 Giải thích chi tiết cấu trúc của Module

Hình 3.17 Sơ đồ chân của Module QD77MS16

Mô-đun QD77MS16 là một mô-đun điều khiển chuyển động thuộc dòng PLC Q Series của Mitsubishi Electric Chức năng chính của QD77MS16 là điều khiển các động cơ chuyển động, bao gồm các động cơ servo và động cơ bước, để thực hiện các ứng dụng chuyển động phức tạp

Module đầu ra QY42P là một module đầu ra của hãng Mitsubishi Electric, thường được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển và tự động hóa công nghiệp

Loại đầu ra Ngõ ra Transistor Đầu ra logic Sink

Thời gian đáp ứng 1ms

Chức năng bảo vệ Quá tải, quá dòng

Bảng 3.11 Thông số kĩ thuật Module Output QY42P

Hình 3.19 Sơ đồ chân và cách kết nối QY42P

Module input QX42 là một module ngõ vào của hãng Mitsubishi được sử dụng trong hệ thống điều khiển tự động Module có khả năng nhận tín hiệu từ các thiết bị và truyền dữ liệu đó đến bộ điều khiển chương trình PLC hoặc hệ thống điều khiển khác

Số lượng ngõ vào 64 Điện áp đầu vào định mức 24Vdc

Dòng đầu vào định mức 4mA

Mức độ bảo vệ IP2X

Bảng 3.12 Thông số kĩ thuật QX42

Hình 3.21 Sơ đồ nối chân và cách kết nối QX42

❖ Driver điều khiển động cơ MR-J4-10B

Nguồn cung cấp cho mạch động lực (VAC) 1/3 pha 200-240

Tần số 50/60 Hz Điện áp đầu ra (VAC) 170

Các dòng động cơ tương thích HG-KR13(B), MR053(B)

Bảng 3.13 Thông số kĩ thuật MR-J4-10B

❖ Driver điều khiển động cơ MR-J4-40B

Các dòng động cơ tương thích HG-KR43

Bảng 3.14 Thông số kĩ thuật MR-J4-40B

❖ Driver điều khiển động cơ MR-J4W2-22B

Các dòng động cơ tương thích HG-KR13, 23, 53

Bảng 3.15 Thông số kĩ thuật MR-J4W2-22B

Cảm biến tiện cận Azbil APM-D3B1

Chế độ hoạt động NC

Khoảng cách nhận biết vật 2.5mm

Bảng 3.16 Thông số kĩ thuật cảm biến Azbil APM-D3B1

Thi công mô hình

3.4.1 Thi công phần cơ khí

Sau khi thiết kế mô hình 3D trên phần mềm Solidworks, nhóm đã tiến hành thực hiện các phần cơ khí cho hệ thống như khoan, taro các lỗ để có thể sắp xếp và xây dựng phần cơ một cách hiệu quả nhất Phần khung sau khi được dựng xong, nhóm sẽ tiến hành hoàn tất mô hình bằng cách đặt các trục vitme cũng như các động cơ, driver, PLC,… vào các thanh ray để hoàn thành phần cơ khí của đề tài

Hình 3.35 Vitme trục X và miếng đệm được gắn vào vitme

Hình 3.36 Gắn giá đỡ và Vitme trục Y vào mô hình

71 Sau đó tiến hành khoan lỗ tấm đệm để có thể gắn vào Vitme trục Z Tiếp theo tiến hành gắn cơ cấu trục Z vào Vitme trục Y

Hình 3.37 Khoan lỗ miếng đệm để gắn vào Vitme trục Z

Hình 3.38 Mô hình sau khi đã gắn vitme Trục Z vào trục Y

72 Tiếp theo nhóm sẽ tiến hành gắn cơ cấu khoan Spindle vào Vitme trục Z và hoàn tất phần cứng mô hình

Hình 3.39 Mô hình sau khi được gắn cơ cấu Khoan

Hình 3.40 Thiết kế giá đỡ để gắn Camera Công nghiệp

73 Tiến hành khoan lỗ và lắp đặt các thiết bị điện như PLC, CPU, Driver, các Module, cầu đấu dây điện (domino), CB, Relay, để cố định vào phần tủ điện được đặt ở dưới của mô hình

Hình 3.41 Tủ điện khi chưa đặt các thiết bị

Hình 3.42 Lắp đặt các thiết bị điện vào phần tủ điện

Hình 3.43 Mô hình sau khi được lắp đặt các thiết bị cơ bản

Khi đã cố định được các thiết bị được gắn vào tủ điện, nhóm sẽ tiến hành thi công phần đi dây như đã vẽ trong phần sơ đồ nối dây giữa các thiết bị

Hình 3.44 Đo đạc các chân kết nối để tiến hành nối dây

Hình 3.45 Tổng quan về phần điện sau khi đã đi dây

Hình 3.46 Toàn bộ mô hình sau khi đã tiến hành thực hiện phần cứng và đi dây

GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

Mô tả hoạt động của mô hình

Mô hình hoạt động dựa trên 2 chế độ chính là chế độ bằng tay và chế độ tự động

- Ở chế độ tay (Manual): người vận hành có thể tự ý chọn trục và điều khiển với tốc độ khác nhau Ở động cơ 1 (trục xoay), người vận hành có thể chọn tốc độ điều khiển với đơn vị là độ/phút Sẽ bao gồm các nút On để chạy Speed sau khi đã nhập tốc độ, có thể chạy Jog+, Jog-, ABS, INC sau khi đã nhập góc mag người vận hành muốn xoay Nếu người vận hành muốn Move tọa độ tại vị trí đó bằng 0 thì có thể nhấn nút MOVE 0 đã được thiết kế sẵn Ở động cơ 2, 3, 4 lần lượt là các trục X, Y,

Z, người điều khiển có thể tùy chọn tốc độ và chạy với đơn vị là mm/phút Tùy vào phần thiết kế của mô hình, đối với mô hình mà nhóm đã thiết kế thì trục X có hành trình tối đa là 100mm, trục Y với hành trình tối đa là 160mm và trục Z với hành trình tối đa là 60mm Người vận hành có thể nhập tốc độ cho từng trục mong muốn và tiến hành điều khiển chạy Jog+, Jog- đến các vị trí mà người điều khiển muốn thực hiện Sau khi tiến hành chạy thì người vận hành có thể nhấn nút Home để có thể trở về vị trí ban đầu

- Ở chế độ tự động (Auto): Ở chế độ này, người vận hành tiến hành có 2 cách để có thể xác định được vị trí muốn thực hiện các công việc Khoan, Taro hay bắn vít

Cách 1: Sau khi về Home các trục, ta có thể Jog các trục X và trục Y đến các vị trí mà ta muốn Khoan, sau đó nhấn nút MOVE POS1 để lưu lại vị trí Tiếp theo có thể Jog các trục X, Y đến vị trí khác và cũng nhấn các nút MOVE POS2, MOVE POS3, MOVE POS4 để lưu lại các vị trí mà người vận hành muốn thực hiện các công việc Ở mô hình này, nhóm thiết kế chạy được tối đa 4 vị trí và sau khi chạy xong có thể Jog và lưu lại các vị trí khác để tiến hành nhiệm vụ

Cách 2: Ở cách này, nếu đã biết chính xác tọa độ hoặc vị trí muốn Khoan, ta có thể tùy ý nhập tọa độ các vị trí X, Y mong muốn Có thể nhập tối đa 4 vị trí và sau khi hoàn thành có thể nhập lại các vị trí khác

CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

78 Sau khi đã có được các vị trí mà người vận hành muốn Khoan, ta tiến hành nhập độ sâu của vật liệu được Khoan Sau đó nhấn nút AUTO DRILL thì các trục sẽ tự động lần lượt chạy đến 4 điểm và Khoan các vị trí Khi đã chạy xong, ta có tiến hành thay mũi và tiếp tục Taro 4 vị trí cũ sẽ được lưu lại và ta có thể nhấn nút AUTO TARO để tiến hành thực hiện việc Taro vào 4 vị trí cũ đã được Khoan Sau khi thực hiện xong, các trục sẽ tự động chạy về Home và ta tiến hành thay mũi để bắn vít Khi đó ta nhấn nút AUTO SCREW, trục Y sẽ di chuyển đến vị trí cần lấy vít, sau đó sẽ tiến hành di chuyển đến các vị trí mà ta đã Khoan hay Taro và tiến hành vặn vít Sau khi vặn xong 4 vị trí đã được cài đặt, các trục sẽ tự động về Home và hoàn tất quá trình

Bên cạnh đó, còn có màn hình hiển thị các lỗi để người vận hành dễ dàng nhận thấy và sửa lỗi hơn, và có nút RESET ERR để có thể reset lỗi và tiếp tục thực hiện các tác vụ mà người vận hành mong muốn.

Lưu đồ giải thuật

Hình 4.1 Lưu đồ dừng khẩn cấp

Hình 4.2 Lưu đồ chọn chế độ điều khiển

Hình 4.3 Lưu đồ chạy ở chế độ Manual

Hình 4.4 Lưu đồ chạy Khoan tự động

Hình 4.5 Lưu đồ chạy Taro tự động

Hình 4.6 Lưu đồ chạy bắn vít tự động

Phần mềm điều khiển

Phần mềm Gx Works2 được phổ biến trong ngành tự động hóa công nghiệp, hỗ trợ lập trình và cấu hình hệ thống điều khiển tự động dựa trên PLC do Mitsubishi Electric sản xuất Nó giúp người dùng quản lý các chương trình và thông số đầu vào cho từng CPU điều khiển, cung cấp giải pháp toàn diện cho việc quản lý và vận hành hệ thống.

Bước 1: Khởi động Gx Works2, nhấn New (Ctrl + N) để tạo project mới, sau đó hiện cửa sổ như bên dưới, thiết lập loại CPU được sử dụng và ngôn ngữ lập trình, nhấn

Hình 4.7 Chọn CPU và tạo Project mới

Bước 2: Vào Parameter → Chọn PLC Parameter → Chọn I/O Assignment → New Module Tiến hành thêm CPU Q03UDE, Simple Motion Module QD77MS16, Module Output QY42P, Module Input QX42 → Check → End

Hình 4.8 Khai báo Parameter Setting

83 Bước 3: Cài đặt kết nối cho PLC:

Chọn Connection Destination → All Connection, nháy đúp Connection1

Bước 4: Thiết lập các thông số Parameter

Project → Intelligent Function Module → 0000:QD77MS16, nháy đúp Simple Motion Module Setting

Hình 4.10 Mở Simple Motion Module Setting

Sau khi nháy đúp, xuất hiện Simple Motion Module Tool, Chọn New (Ctrl + N) để tạo Project mới Sau đó chọn Module và nhấn OK

Hình 4.11 Cửa sổ tạo project mới

84 Intelligent → 0000:QD77MS16, nháy đúp System Configuration, sau đó nháy đúp chọn Forced Stop Input → Invalid → Chọn kết nối SSCNETIII/H → OK và chọn động cơ sử dụng

Hình 4.12 Cài đặt System Configuration

Nháy đúp vào Axis #1 d01 → Chọn Servo Parameter Setting → OK sẽ xuất hiện cửa sổ mới

85 Common → Basic → Tại Forced Stop, chọn Disabled → Sau đó nhấn Single Axis Write và nhấn OK Tương tự thực hiện cho các trục còn lại

Hình 4.14 Ghi thông số cài đặt vào Driver

Bước 5: Cài đặt thông số cho Parameter Chọn loại cơ cấu phù hợp với từng trục

→ Nhập đơn vị tính toán → Bước vitme → Độ phân giải của động cơ → Số xung/vòng → OK

Hình 4.15 Compute Basic Parameters 1 (Axis 1)

Hình 4.16 Compute Basic Parameters 1 (Axis 2 - Trục X)

Hình 4.17 Compute Basic Parameters 1 (Axis 3 - Trục Y)

Hình 4.18 Compute Basic Parameters 1 (Axis 4 - Trục Z)

Bước 6: Cài đặt giới hạn tốc độ (Pr 8), thời gian tăng tốc (Pr 9), thời gian giảm tốc (Pr 10) cho từng động cơ

Hình 4.19 Cài đặt Basic Parameter 2

Bước 7: Khai báo loại tín hiệu trả về của cảm biến (Pr 22) và khai báo phương pháp đấu nối cảm biến (Pr 80)

88 Bước 8: Cài đặt giới hạn tốc độ Jog cho từng trục

Bước 9: Thiết lập phương pháp về Home (Pr 43), tốc độ về Home (Pr 45, Pr 46)

Positioning Data Axis_1, Positioning Data Axis_2, Positioning Data Axis_3, Positioning Data Axis_4: nơi đặt trước các giá trị về vị trí hay tốc độ của các trục

GT Designer3 là một phần mềm của Mitsubishi Electric Automation cho phép thiết kế giao diện đồ họa tương tác cho các hệ thống điều khiển trong công nghiệp Phần mềm này cung cấp môi trường đồ họa đa năng và linh hoạt, hỗ trợ người dùng tạo ra các giao diện từ đơn giản đến phức tạp cho mọi ứng dụng.

Với GT Designer3, người dùng có thể tích hợp nhiều thành phần khác nhau như nút bấm, cảm biến, đồ thị, bảng điều khiển và các phần tử khác vào giao diện của họ Điều này giúp họ trực quan hóa và điều khiển quy trình làm việc của các hệ thống tự động hóa một cách hiệu quả và thuận tiện Bằng cách giám sát các thông số hoạt động và tương tác trực tiếp với các thiết bị, người dùng có thể nhanh chóng đưa ra các quyết định và điều chỉnh để đạt được hiệu suất cao và đáp ứng nhu cầu sản xuất

Tính linh hoạt và khả năng tùy chỉnh cao của GT Designer3 không chỉ giúp người dùng thực hiện các chức năng cơ bản mà còn mở rộng được vào các ứng dụng phức tạp hơn như điều khiển và giám sát hệ thống lớn và phức tạp hơn Điều này làm cho GT Designer3 trở thành một công cụ quan trọng trong việc nâng cao khả năng quản lý và tối ưu hóa hoạt động của các dây chuyền sản xuất và hệ thống tự động hóa công nghiệp

4.3.3 Mx Sheet và Mx Component

MX Sheet là một phần mềm do Mitsubishi Electric phát triển, chủ yếu được sử dụng để giám sát và kiểm soát các hệ thống tự động hóa công nghiệp dựa trên PLC (Programmable Logic Controller) Để có thể xuất dữ liệu vị trí các điểm đã Khoan, Taro và Vặn vít từ PLC qua Excel giúp chúng ta dễ dàng quản lí các điểm đã thực hiện thì cần sử dụng phần mềm Mx Sheet Sau đây là cách thiết lập phần mềm Mx Sheet:

Sau khi mở ứng dụng Excel chọn các ô tương ứng để ghi dữ liệu vào PLC, ở đây chọn A3-I35

Hình 4.27 Chọn ô để ghi dữ liệu

Sau đó mở MX Sheet để tiến hành thiết lập các thông số cho các ô: tên vùng nhớ, logical station number, địa chỉ và kiểu dữ liệu để ghi vào PLC, thời gian ghi dữ liệu

Hình 4.28 Khai báo vùng ô nhớ và tên vùng ô nhớ

Hình 4.29 Khai báo kiểu dữ liệu và địa chỉ ghi vào PLC

MX Component là nền tảng cung cấp giao diện lập trình ứng dụng (API) giao tiếp với các PLC của Mitsubishi Electric Phần mềm này hỗ trợ lập trình viên tích hợp và điều khiển PLC hiệu quả, thuận tiện trong các ứng dụng phần mềm nhờ vào ưu điểm giao tiếp trơn tru với PLC.

KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ

Kết quả

Với mục tiêu màn hình HMI phải rõ ràng, chi tiết giúp người vận hành dễ dàng, thuận tiện trong việc sử dụng cũng như điều khiển Nhóm đã thiết kế giao diện nhằm đáp ứng các tiêu chí trên giúp người vận hành có thể giám sát một cách trơn tru và đạt hiệu quả cũng như năng suất trong quá trình thực hiện

Hình 5.1 Giao diện màn hình chính

Hình 5.2 Giao diện màn hình chạy Manual 1

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ

Hình 5.3 Giao diện màn hình chạy Manual 2

Hình 5.4 Giao diện màn hình chạy Auto

Hình 5.5 Kết quả khi nhập tọa độ và khoan mũi M4

Hình 5.6 Kết quả Taro mũi M4

Hình 5.7 Kết quả bắn vít mũi M4

Vật liệu hợp kim nhôm 35/35 35/35 30/35

Bảng 5.1 Kết quả thử nghiệm các quá trình

Nhận xét và đánh giá

Về phần cơ khí, hầu hết các trục được gia công khá chắc chắn nên khi cho các trục X,

Dù Y chạy ở tốc độ cao (15000mm/phút) nhưng vẫn vận hành ổn định, không rung lắc Tuy nhiên, đôi khi vẫn xuất hiện tình trạng rung lắc khi trục vít của X và trục Return va chạm.

Y bị dịch chuyển nhẹ dẫn đến lệch vị trí so với ban đầu, tuy là không nhiều và hệ thống vẫn

98 có thể chạy tiếp tục được nhưng để đảm bảo chuẩn xác thì vẫn cần lấy lại HOME Nên vì vậy đôi khi độ chính xác có thể chưa hoàn chỉnh và cần được cải thiện thêm

Về phần mềm, hầu hết các chế độ đều hoạt động ổn định nhưng vì độ dày của phôi là khác nhau nên người vận hành cần chú ý và thiết lập cho phù hợp để tránh các trường hợp gãy mũi khoan, Taro hay mũi bắn vít vì cần chỉnh sửa lại tọa độ tiếp xúc giữa trục Z và bề mặt phôi

Về phần thực nghiệm, sau khi thực hiện các quá trình khoan, Taro và bắn vít thì nhóm có đưa ra một số nhận xét như sau:

- Về quá trình khoan: sau quá trình thử nghiệm khoan, nhóm nhận thấy tốc độ khoan có thể thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: chất liệu của vật liệu được khoan vì đặc tính vật lý và cơ học khác nhau của chúng, công suất của động cơ, hiệu quả của chất bôi trơn và làm mát, độ sâu của lỗ khoan, chất lượng mũi khoan, hệ thống giá đỡ,… Từ những yếu tố trên, người vận hành có thể đưa ra các tốc độ phù hợp để có thể tiến hành khoan Bên cạnh đó, người vận hành cần có kiến thức, kinh nghiệm cơ bản về cách điều khiển máy, từ đó có thể đưa ra tốc độ chính xác hơn để có thể thực hiện quá trình khoan

Trong quá trình taro, tốc độ tính toán phải phù hợp với bước ren, tạo ra các lỗ ren đúng chuẩn kỹ thuật Điều này đảm bảo lỗ ren có kích thước chính xác để dễ dàng vặn hoặc tháo vít mà không làm hỏng ren hoặc vít.

- Về quá trình bắn vít: bên cạnh tốc độ được tính toán cho phù hợp với bước ren, quá trình còn phụ thuộc vào việc tính được lực mô men vừa đủ dựa theo các thông số kĩ thuật và bảng tính lực theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 898/1 từ đó có thể chọn được lực chính xác hơn để vít được vặn chặt và đúng yêu cầu Bên cạnh đó, vì dùng mũi bắn vít và sử dụng từ tính nên đôi khi còn gặp vài lỗi khi mũi di chuyển đến đúng vị trí nhưng bị lệch do nam châm.

Tiêu đề	Ứng dụng điều khiển máy khoan, taro và bắn vít tự động
Tác giả	Huỳnh Ngọc Thìn
Người hướng dẫn	ThS. Lê Hoàng Lâm
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	128
Dung lượng	13,7 MB