Nội dung chính của đồ án: - Tìm hiểu các loại máy hàn Cell pin được dùng trong thị trường và cơ cấu hoạt động - Tính toán lựa chọn động cơ, công suất của sản phẩm - Gia công lắp ráp hoà
Giới thiệu chung
Tổng quan
Trong ngành công nghiệp điện tử và sản xuất cell pin, hàn là một quy trình thiết yếu nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu suất của các thành phần điện tử trong pin.
Hình 1 Máy hàn cell Pin phổ biến trong công nghiệp
Hàn chính xác và đáng tin cậy không chỉ tối ưu hóa hiệu suất máy mà còn nâng cao tuổi thọ và độ an toàn cho sản phẩm cuối cùng.
Hình 2 Quá trình hàn pin
Hình 3 Sản phẩm sử dụng pin
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu sử dụng pin trong các thiết bị điện tử hiện đại, quy trình hàn tự động hóa ngày càng trở nên cần thiết để đảm bảo sản xuất hàng loạt với chất lượng đồng đều.
Máy hàn cell pin tự động nâng cao tốc độ và hiệu quả sản xuất, đồng thời giảm thiểu lỗi hàn, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng và độ tin cậy cao nhất.
Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp pin, đặc biệt là pin lithium-ion, đang phát triển mạnh mẽ do nhu cầu ngày càng cao từ thiết bị di động, xe điện và lưu trữ năng lượng Để đáp ứng nhu cầu này, quy trình sản xuất cell pin cần được cải tiến và tối ưu hóa, trong đó máy hàn cell pin đóng vai trò quan trọng.
Quá trình hàn cell pin đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và chất lượng của pin Sử dụng máy hàn cell pin tiên tiến và chất lượng cao giúp cải thiện sự kết nối và ổn định giữa các cell pin, từ đó tăng cường hiệu suất hoạt động và kéo dài tuổi thọ của pin Điều này rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về năng suất và độ tin cậy trong các hệ thống sử dụng pin.
Máy hàn cell pin tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất Với tính tự động hóa cao, máy hàn này mang lại độ chính xác và ổn định vượt trội, giúp giảm thiểu lỗi và giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân lực Nhờ đó, năng suất được cải thiện và chi phí sản xuất được giảm đáng kể.
Máy hàn cell pin tiên tiến mang lại lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp trong ngành công nghiệp pin Việc áp dụng công nghệ hàn hiện đại giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và năng suất, từ đó gia tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.3.1 Tìm hiểu các phương pháp hàn hiện có:
- Nghiên cứu các phương pháp hàn cell pin hiện nay như hàn laser, hàn điện trở và hàn siêu âm
- Đánh giá ưu điểm và hạn chế của từng phương pháp
- So sánh khả năng ứng dụng của các phương pháp này trong việc hàn cell pin
1.3.2 Thiết kế và phát triển máy hàn cell pin tiên tiến
- Tận dụng các công nghệ hiện đại để thiết kế một máy hàn cell pin với hiệu suất cao và chất lượng kết nối
1.3.3 Đánh giá hiệu quả của máy hàn:
- Thực hiện thử nghiệm và kiểm tra trong môi trường thực tế
- Đề xuất các cải tiến nếu cần thiết
1.3.4 Nghiên cứu các thông số quan trọng:
- Phân tích các thông số như nhiệt độ, thời gian hàn và tác động đến hiệu suất và chất lượng kết nối
- Đưa ra khuyến nghị và phương pháp tối ưu để đạt kết quả tốt nhất
1.3.5 Khám phá tiềm năng cải tiến trong công nghệ hàn
- Tìm hiểu xu hướng mới và công nghệ tiên tiến có thể áp dụng vào máy hàn cell pin
- Xem xét các ứng dụng tiềm năng và khả năng mở rộng của máy hàn trong ngành sản xuất pin và các lĩnh vực liên quan
Mục tiêu của đề tài “Nghiên cứu và chế tạo máy hàn cell pin” là phát triển một máy hàn cell pin tiên tiến, với mục đích nâng cao hiệu suất, chất lượng và độ tin cậy Đồng thời, nghiên cứu cũng nhằm khám phá tiềm năng cải tiến trong công nghệ hàn, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp pin.
Giới hạn đề tài
- Đề tài chỉ tập trung vào việc di chuyển hàn tự động cho các cell pin, bao gồm các bước cơ bản như định vị và hàn cell pin.
- Sử dụng công nghệ giảm sát bằng camera để theo dõi quá trình hàn đảm bảo chính xác và chất lượng hàn.
Phát triển phần mềm điều khiển cơ bản là một bước quan trọng trong việc quản lý quá trình hàn tự động Phần mềm này bao gồm việc lập trình các thao tác di chuyển cũng như kiểm soát tốc độ di chuyển của trục, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác trong quá trình hàn.
1.4.4 Hạn chế về tài nguyên
Do hạn chế về thời gian và tài nguyên, bài viết này không đề cập đến nghiên cứu và phát triển các công nghệ hàn tiên tiến như hàn laser và hàn siêu âm.
- Chỉ tiến hành thử nghiệm trong môi trường phòng thí nghiệm, chưa áp dụng trong quy mô sản xuất thực tế hoặc điều kiện công nghiệp.
Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Tìm hiểu tài liệu liên quan:
Để nắm bắt tình hình nghiên cứu hiện tại và những thành tựu đã đạt được, cần đọc các bài báo, tạp chí khoa học, sách và công trình nghiên cứu trước đây Điều này cũng giúp xác định các hướng nghiên cứu tiềm năng trong tương lai.
1.5.2 Xác định mục tiêu và câu hỏi nghiên cứu:
- Tập trung vào các khía cạnh kỹ thuật, hiệu suất, chất lượng kết nối, ứng dụng và khả năng thương mại của máy hàn cell pin.
1.5.3 Thu thập dữ liệu và tài liệu
Thu thập thông số kỹ thuật của máy hàn, dữ liệu về hiệu suất và chất lượng kết nối là rất quan trọng Ngoài ra, cần chú ý đến thông tin về công nghệ hàn và vật liệu sử dụng trong quá trình hàn pin để đảm bảo hiệu quả và độ bền của sản phẩm.
1.5.4 Phân tích và xử lý dữ liệu
- Sử dụng các phương pháp thống kê, phân tích số liệu và công cụ mô hình hóa để hiểu và đánh giá dữ liệu thu thập được
1.5.5 Đánh giá và đưa ra kết luận
Dựa trên phân tích dữ liệu và đánh giá kết quả nghiên cứu, bài viết so sánh hiệu suất, chất lượng kết nối và khả năng thương mại của máy hàn cell pin với các công trình trước đây Kết luận cho thấy rằng máy hàn cell pin hiện tại có những cải tiến đáng kể về hiệu suất và chất lượng kết nối, đồng thời mở ra cơ hội thương mại tiềm năng trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.
1.5.6 Trình bày và báo cáo kết quả
- Trình bày và báo cáo kết quả nghiên cứu một cách rõ ràng và có hệ thống, bao gồm cả các khuyến nghị và phương pháp tối ưu hóa
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Giới thiệu
Máy hàn cell pin là thiết bị thiết yếu trong sản xuất và bảo trì cell pin, giúp kết nối các thành phần qua quá trình hàn Với thiết kế nhỏ gọn và dễ sử dụng, máy cho phép điều chỉnh các thông số hàn để phù hợp với từng loại cell pin, mang lại hiệu quả cao trong công việc.
Máy hàn đa chức năng có khả năng hàn các kết nối đơn và đa điểm, cho phép kết nối đồng thời nhiều ống nối hoặc đầu nối, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất.
Người dùng có thể điều chỉnh các thông số như điện áp, dòng điện, thời gian hàn và nhiệt độ hàn để tối ưu hóa quá trình hàn, từ đó đảm bảo kết nối chắc chắn và ổn định.
Máy hàn này nổi bật với tính tiện ích và linh hoạt, cho phép điều chỉnh số lượng pin hàn và hỗ trợ hàn tự động với quy mô lớn Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất làm việc mà còn giúp giảm thiểu thời gian sản xuất một cách hiệu quả.
Máy hàn được thiết kế với hiệu suất cao và độ tin cậy, cho phép hàn nhanh chóng và chính xác, từ đó giảm thiểu thời gian sản xuất và đảm bảo chất lượng kết nối tối ưu.
Máy được chế tạo từ vật liệu chất lượng cao, tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng nghiêm ngặt, đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy trong suốt quá trình sử dụng.
Các vấn đề cần quan tâm và giải quyết:
- Chất lượng mối hàn: Đảm bảo mối hàn chắc chắn và ổn định giữa các cell pin
- Điều chỉnh thông số hàn: Xác định và điều chỉnh các thông số hàn phù hợp để tối ưu hóa quá trình
- Quản lý nhiệt độ: Kiểm soát nhiệt độ hàn để tránh ảnh hưởng xấu đến chất lượng pin
- Gá pin: Đảm bảo cell pin được giữ chắc chắn trong quá trình hàn
- Giám sát hàn: Sử dụng hệ thống giám sát để theo dõi quá trình hàn và đảm bảo chất lượng.
Đặc tính của máy hàn cell pin
Máy hàn cần đạt độ chính xác cao để đảm bảo kết nối đồng đều giữa các thành phần của cell pin, điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác như hàn pin lithium-ion cho thiết bị điện tử, bao gồm pin máy khoan, máy quạt, sạc dự phòng, pin laptop và pin xe đạp điện.
Máy hàn tự động có khả năng điều chỉnh các thông số như công suất, nhiệt độ, áp suất và thời gian, đảm bảo quá trình hàn diễn ra nhất quán và chính xác Điều này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn cải thiện hiệu suất sản xuất.
Máy hàn cell pin được thiết kế với hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt nhờ vào tốc độ hàn nhanh, thời gian chuẩn bị ngắn và khả năng hoạt động liên tục mà không gặp trục trặc.
6 trục trặc, tối ưu hóa quy trình sản xuất
Máy được thiết kế bền vững với tuổi thọ cao, giảm thiểu hỏng hóc, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí bảo trì Sử dụng vật liệu hàn thân thiện với môi trường, sản phẩm góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Máy hàn cell pin nổi bật với tính linh hoạt, cho phép hàn nhiều loại cell pin khác nhau, từ cell pin nhỏ dành cho thiết bị điện tử đến cell pin lớn phục vụ cho xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng Điều này không chỉ mở rộng phạm vi ứng dụng mà còn tăng cường khả năng thích ứng với các yêu cầu sản xuất đa dạng.
Máy hàn được thiết kế với các tính năng an toàn như tự động ngắt khi gặp sự cố, cảnh báo nhiệt độ quá cao và bảo vệ chống quá tải, giúp đảm bảo an toàn cho người vận hành cũng như thiết bị.
Kết cấu của máy hàn cell pin
Cung cấp không gian để đặt và định vị các cell pin
Được trang bị các kẹp và hệ thống giữ để cố định các cell pin trong quá trình hàn
- Hệ thống trục chính (Trục X,Y,Z):
Gồm ba trục chính: X, Y, và Z, cho phép di chuyển và định vị các cell pin trong không gian ba chiều
Trục X và Y thường được điều khiển bằng động cơ bước hoặc servo để di chuyển ngang và dọc
Trục Z thường được điều khiển bằng động cơ bước hoặc servo để di chuyển lên xuống
Bài viết này đề cập đến việc sử dụng các điện cực hàn và hệ thống điều khiển điện tử để tạo ra dòng điện cao qua các điểm tiếp xúc của cell pin, từ đó hình thành mối hàn chắc chắn.
Được tích hợp với các trục chính để đảm bảo quá trình hàn chính xác trong không gian ba chiều
- Điều khiển và điều chỉnh:
Các bộ điều khiển và phần mềm cho phép điều chỉnh các thông số như vận tốc di chuyển, độ chính xác định vị và các tham số hàn khác, nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị, cần trang bị các biện pháp bảo vệ như công tắc hành trình, giúp bảo vệ quá trình hoạt động của máy.
Một số máy hàn cell pin được sử dụng rộng rãi và phổ biến
2.4.1 Một số máy tại các nước khác
Hiện tại, máy hàn cell pin được sử dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới Dưới đây là một số thông tin:
- Máy hàn pin Laser 3 trục:
Hình 4: Máy hàn laser 3 trục
Bảng 2.4.1.1 Thông số kỹ thuật máy hàn laser 3 trục
Hệ thống quan sát Hệ thống đèn đỏ và CCD Điện áp đầu vào 220V/50HZ 3pha 380V/50HZ
Phương pháp làm mát Nước làm mát 1P-3P
- Máy hàn cell pin SUKKO738AL:
Hình 5: Máy hàn cell pin SUKKO 738AL
Bảng 2.4.1.2 Thông số máy hàn cell pin SUKKO 738AL Điện áp đầu vào 110/220V
Phạm vi điều chỉnh cánh tay hàn 95-160mm
Sử dụng Hàn điểm Độ dày hàn bút 0.05-0.2mm (thép mạ niken) Độ dày hàn kim hàn cố định 0.05-0.3mm (thép mạ niken)
Trọng lượng 7.5kg Độ dày hàn tối đa 0.3mm (thép mạ niken)
- Máy hàn cell pin LITH-IP-5000A:
Hình 6: Máy hàn LITH-IP-5000A
Bảng 2.4.1.3 Thông số kỹ thuật máy hàn LITH-IP-5000A
Thông số mục LITH-IP-5000A Điện áp đầu vào AC 380V ± 10% 50/60Hz hoặc 220V ±
Hàn chế độ điều khiển Liên tục hiện tại điểm hàn
Biến tần tần số (kHz) 4KHz
- Máy hàn cell pin JST-IIS:
Hình 7: Máy hàn cell pin JST-IIS
Bảng 2.4.1.4 Thông số máy hàn cell pin JST-IIS
Nguồn điện cung cấp 220V~50/60Hz
Dòng hàn 01-99% (điều chỉnh được)
Cài đặt xung 01-06 (điều chỉnh được)
Thời gian hàn 01-99 (điều chỉnh được) Độ dày mối hàn tối đa tấm Nickel hoặc tấm thép dày tối đa
Trọng lượng 6kg Ứng dụng Hàn cell pin 18650 và các loại pin tương tự
2.4.2 Một số máy trong nước
- Máy hàn cell pin có trục Z:
Hình 8: Máy hàn cell pin có trục Z
Bảng 2.4.2.1 Thông số máy hàn có trục Z
Kẽm hàn Tối đa 0.2mm
Biến áp xung 800e Điện vào 220V-50HZ
Timer chỉnh công suất 30-99% Động cơ Step motor size 42
- Máy hàn cell pin có trục Z:
Hình 9 Máy hàn dùng biến áp 800e Điện áp vào 220V-50Hz
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cơ sở lý thuyết về cơ khí
Vẽ kỹ thuật cơ khí là một học phần quan trọng giúp sinh viên nắm vững các quy tắc cơ bản để xây dựng bản vẽ kỹ thuật Nội dung học bao gồm các tiêu chuẩn hình thành bản vẽ, kỹ thuật cơ bản của hình học hoạ hình, và nguyên tắc biểu diễn không gian hình học Sinh viên sẽ được tìm hiểu về các phép biến đổi, giao tiếp giữa các mặt, cũng như các yếu tố cơ bản như điểm, đường, hình chiếu, hình cắt, và các loại bản vẽ chi tiết, vẽ lắp và bản vẽ sơ đồ động theo tiêu chuẩn TCVN và ISO.
Cơ kỹ thuật là học phần quan trọng cung cấp kiến thức nền tảng cho sinh viên, giúp họ tiếp thu hiệu quả các học phần cơ sở và chuyên ngành khác trong lĩnh vực cơ khí Nội dung của học phần này bao gồm nhiều kiến thức cơ bản cần thiết cho việc hiểu biết sâu rộng về cơ khí.
Tĩnh học là lĩnh vực nghiên cứu các tiên đề cơ bản về lực, liên kết và phản lực liên kết trong các hệ Nó bao gồm các phương pháp khảo sát cho các hệ phẳng, không gian, cũng như các khái niệm về ngẫu lực và momen Ngoài ra, tĩnh học còn xem xét lực ma sát, đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích và thiết kế các cấu trúc.
Động học: các đặc trưng chuyển động của điểm và vật thể, chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay, chuyển động song phẳng và hợp các chuyển động
Động lực học là lĩnh vực nghiên cứu các định luật và định lý cơ bản, bao gồm nguyên lý D'Alembert và phương trình Lagrange loại II Nó cũng đề cập đến nguyên lý di chuyển khả dĩ và các hiện tượng va chạm, những yếu tố quan trọng trong ứng dụng kỹ thuật thực tiễn.
Sức bền vật liệu là học phần quan trọng cung cấp kiến thức về tính toán sức chịu tải của các chi tiết máy và kết cấu kỹ thuật Học phần này bao gồm các điều kiện và khả năng chịu lực, biến dạng trong miền đàn hồi, cũng như các khái niệm cơ bản về nội lực, ngoại lực, ứng suất và chuyển vị Ngoài ra, sinh viên sẽ tìm hiểu về các thuyết bền, các trạng thái chịu lực phẳng và không gian, cùng với tính toán ổn định và tải trọng động Hơn nữa, học phần cũng đề cập đến một số bài toán siêu tĩnh thường gặp trong thực tế kỹ thuật.
Nguyên lý – Chi tiết máy là học phần nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế cho cơ cấu truyền động và biến đổi chuyển động Nội dung học bao gồm các mối ghép và chi tiết máy phổ biến trong cơ khí Sau khi hoàn thành khóa học, sinh viên sẽ có khả năng độc lập giải quyết các vấn đề tính toán và thiết kế chi tiết máy, từ đó áp dụng vào thực tế kỹ thuật.
Đồ án Thiết kế cơ khí giúp sinh viên củng cố kiến thức từ các học phần như Hình họa - vẽ kỹ thuật, Nguyên lý - chi tiết máy, Cơ kỹ thuật và Sức bền vật liệu Sinh viên sẽ áp dụng những kiến thức này để tính toán thiết kế các cơ cấu và hệ thống truyền động thường gặp trong cơ điện tử, bao gồm hộp số, cơ cấu tay gắp và cơ cấu đa hướng (joystick) Ngoài ra, sinh viên còn được hướng dẫn cách tính toán thiết kế động học và động lực học cho các cơ cấu truyền động thực tế trong hệ thống cơ - điện tử.
Dung sai – Kỹ thuật đo Số là học phần cung cấp kiến thức cơ bản về tính đổi lẫn chức năng trong ngành chế tạo máy Học phần này bao gồm dung sai và lắp ghép các mối thông dụng như mối ghép hình trụ trơn, mối ghép then và then hoa, mối ghép ren Ngoài ra, nó cũng đề cập đến phương pháp giải bài toán chuỗi kích thước và nguyên tắc cơ bản để ghi kích thước trên bản vẽ chi tiết Cuối cùng, học phần còn giới thiệu một số loại dụng cụ đo và phương pháp đo các thông số cơ bản của chi tiết.
- Kỹ thuật chế tạo: Môn học cung cấp các kiến thức kỹ thuật cơ sở về kỹ thuật cơ khí từ
Quá trình chế tạo các chi tiết cơ khí bao gồm 12 giai đoạn từ đầu đến cuối Môn học này cung cấp cho sinh viên kỹ thuật, không chuyên về công nghệ chế tạo máy, khả năng tính toán và thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế.
Cơ sở lý thuyết về điện điện tử
Kỹ thuật điện – điện tử cung cấp cho người học kiến thức về mạch điện và các phương pháp giải quyết mạch điện, bao gồm cả mạch xoay chiều một pha và ba pha Học viên sẽ nắm vững nguyên lý hoạt động và cách tính toán các thông số của máy biến áp, động cơ điện không đồng bộ và động cơ điện một chiều Bên cạnh đó, chương trình cũng đào tạo về nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thông số cho các linh kiện điện tử cơ bản như Diode, transistor BJT, MOSFET, SCR, TRIAC và Opamp, cùng với các mạch ứng dụng cơ bản của chúng.
Môn học Kỹ thuật số trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về hệ thống số đếm, nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của hệ thống số Chương trình học bao gồm các nội dung như hệ thống số đếm, đại số Boole, mạch logic liên hợp, mạch tuần tự, bộ nhớ và mạch số học, từ đó giúp sinh viên có khả năng phân tích và thiết kế các vi mạch số.
Điện tử công suất là một học phần quan trọng, cung cấp kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử công suất, bộ chỉnh lưu và nghịch lưu phổ biến Học phần này giúp sinh viên hiểu các phương pháp chuyển đổi DC-AC và biết cách lựa chọn công suất cho linh kiện điện tử và động cơ phù hợp với hệ thống cơ – điện tử cụ thể.
Thực tập thiết kế mạch cung cấp cho người học kiến thức cơ bản về khí cụ điện và linh kiện điện tử Học viên sẽ phát triển kỹ năng sử dụng và lựa chọn khí cụ điện, thiết kế mạch điện tử, cũng như lắp ráp và đo đạc các thông số của mạch điện tử cơ bản.
Cơ sở lý thuyết về điều khiển tự động
Khóa học này nhằm truyền đạt kiến thức về nguyên lý và hoạt động của các loại cảm biến như cảm biến màu, tiệm cận, điện dung, cảm ứng, từ, nhiệt độ, quang, áp suất và encoder Đồng thời, môn học cũng cung cấp thông tin về các cơ cấu chấp hành, bao gồm khí nén, thủy lực và các loại động cơ như DC.
AC, servo, tuyến tính v.v Các ứng dụng của cảm biến và cơ cấu chấp hành cũng được giới thiệu trong khóa học
Học phần điều khiển tự động trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về lý thuyết điều khiển cho các hệ tuyến tính liên tục và rời rạc Sinh viên sẽ được cung cấp kỹ năng mô hình hóa hệ thống vật lý và ứng dụng các công cụ toán học để khảo sát đặc tính động học, đánh giá chất lượng và thiết kế hệ thống điều khiển Đây là học phần cơ sở ngành, giúp sinh viên xây dựng nền tảng vững chắc để tiếp cận các ứng dụng chuyên sâu trong tự động hóa quy trình sản xuất.
Hệ thống truyền động Servo là học phần quan trọng cung cấp cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử kiến thức cơ bản về động cơ điện và hệ thống servo trong công nghiệp Nội dung học phần bao gồm nguyên lý tổng quát, các tính toán thiết kế và điều khiển các loại động cơ điện, từ hệ servo điện với động cơ bước, DC, AC cho đến hệ servo thủy lực Bên cạnh đó, sinh viên còn được trang bị kiến thức cần thiết để thiết kế quỹ đạo di chuyển hiệu quả.
13 đặc biệt các giải thuật nội suy cho các hệ servo nhiều trục
Kỹ thuật robot là một môn học cung cấp kiến thức về robot và ứng dụng của chúng trong tự động hóa sản xuất, dịch vụ và cuộc sống hàng ngày Học viên sẽ nắm vững các loại robot công nghiệp, robot dịch vụ và robot phục vụ chuyên nghiệp, từ đó có khả năng tiếp cận và khai thác hiệu quả trong các lĩnh vực ứng dụng cụ thể.
Cơ sở lý thuyết về tin học, lập trình
C là một ngôn ngữ lập trình cấp trung, được Dennis M Ritchie phát triển để xây dựng hệ điều hành UNIX tại Bell Labs Ngôn ngữ này lần đầu tiên được thực thi trên máy tính DEC PDP.
• Năm 1978 Brian Kernighan và Dennis Ritchie đưa ra mô tả C đầu tiên công khai về C, nay được gọi lầ tiêu chuẩn K & R
• Ngôn ngữ C được phát triển để tạo ra các ứng dụng hệ thông trực tiếp tương tác với các thiết bị phần cứng như trình điều khiển, kernals vv…
Lập trình C được xem là nền tảng cho nhiều ngôn ngữ lập trình khác, vì vậy nó thường được gọi là ngôn ngữ mẹ Hầu hết các trình biên dịch, JVMs và Kernel đều được phát triển bằng ngôn ngữ C, và nhiều ngôn ngữ khác như C++ và Java cũng dựa trên cú pháp của C.
3.4.2 Quá trình biên dịch của một chương trình C/C++
• Quy trình biên dịch là quá trình chuyển đổi từ ngôn ngữ bậc cao sang ngôn ngữ máy
Hình 10 Quá trình biên dịch của ngôn ngữ C (Nguồn: Internet)
Giai đoạn tiền xử lý (Pre-processor) là bước đầu tiên trong quá trình biên dịch, nơi mã nguồn được nhận và tất cả các chú thích, comment của chương trình sẽ bị xóa bỏ Đồng thời, các chỉ thị tiền xử lý cũng được xử lý để chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo.
• Giai đoạn dịch ngôn ngữ bậc cao sang Asembly (Compiler): Giai đoạn này sẽ phân tích và chuyển ngôn ngữ bậc cao sang ngôn ngữ bậc thấp asembly
• Giai đoạn dịch asembly sang ngôn ngữ máy (Asembler): Giai đoạn này sẽ dịch chương trình sang mã máy 0 và 1 để ra các file Object (.o)
• Giai đoạn liên kết (Linker): Giai đoạn này sẽ liên kết các file Object tạo thnfh một chương trình duy nhất
• Giai đoạn thực thi (Loader): File chỵ cuối cùng sẽ được nạp lên RAM và thực thi bởi CPU
Phần mềm Keil C
Keil C là phần mềm chuyên dụng cho việc lập trình, hỗ trợ nhiều dòng vi xử lý như ARM, AVR, 8051, PIC, với hai ngôn ngữ chính là C và assembly.
3.5.1 Giao diện hoạt động của Keil C
Hình 11 Màn hình làm việc chính của Keil C (Nguồn: Internet)
• Trên màn hình làm việc của Keil C có 3 vùng chính:
- Vùng 1: Vùng soạn thảo Đây là nơi sẽ soạn thảo chương trình Người dùng để lập trình phần mềm tại đây
Vùng 2 là khu vực chứa cửa sổ Project, giúp người dùng quản lý các tập tin trong dự án, cùng với cửa sổ Function, cho phép quản lý các chương trình con và thư viện.
Vùng 3 trong giao diện lập trình là Cửa sổ Build Output, nơi hiển thị thông tin trong quá trình biên dịch chương trình Tại đây, người dùng có thể thấy các lỗi (error) và cảnh báo (warning) xuất hiện Sau khi quá trình debug hoàn tất, nếu không có lỗi nào, chương trình sẽ biên dịch thành công và thông báo sẽ được hiển thị trong cửa sổ này.
• Sau khi soạn thảo chương trình xong, ta biên dịch chương trình bằng cách vào menu
Project\Build target hoặc nhấn nút Build trên thanh công cụ hoặc cũng có thể nhấn phím
Nút Build, được làm nổi bật trong hình dưới đây, có chức năng biên dịch các đoạn chương trình đã được thay đổi để kiểm tra sự tồn tại của lỗi.
Nút Rebuild không chỉ biên dịch chương trình chính mà còn bao gồm tất cả các thư viện đã được thêm vào Mặc dù thời gian biên dịch của nút Rebuild thường lâu hơn so với nút Build, nhưng nó đảm bảo rằng toàn bộ mã nguồn được cập nhật Vị trí của nút Rebuild trên thanh công cụ debug được hiển thị rõ ràng trong hình ảnh dưới đây.
Sau khi chương trình hoàn tất quá trình biên dịch, nếu không có lỗi xảy ra, người dùng sẽ nhận được thông báo "0 Error(s), 0 Warning(s)" trong cửa sổ Build Output.
Giao thức UART
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) is a widely used serial communication interface that facilitates asynchronous data transmission between devices.
Hình 13 Khung truyền tín hiệu UART
• Baudrate: số bit truyền thông truyền được trong 1s, ở truyền nhận không đồng bộ thì ở các bên truyền và nhận phải thống nhất Baudrate
Ngắt ngoài (External Interrupt)
Ngắt ngoài (External Interrupt - EXTI) là tín hiệu khẩn cấp gửi đến bộ xử lý, yêu cầu tạm dừng các hoạt động hiện tại để thực hiện nhiệm vụ khẩn cấp Nhiệm vụ này được gọi là trình phục vụ ngắt (ISR - Interrupt Service Routine).
3.7.1 Sử dụng nút nhấn với ngắt ngoài
Hình 16: Sử dụng nút nhấn kết hợp ngắt ngoài
- Sử dụng nút nhấn với ngắt ngoài sẽ giúp vi điều khiển đáp ứng nhanh hơn, giảm độ trễ so với việc sử dụng Polling
- Tăng độ chính xác kể cả khi sự kiện xảy ra rất nhanh.
Giao diện người dùng GUI (Graphic User Interface)
GUI (Giao diện Người Dùng Đồ Họa) là một loại giao diện cho phép người dùng tương tác với thiết bị điện tử thông qua các thành phần đồ họa như cửa sổ, biểu tượng, nút và menu, thay vì sử dụng dòng lệnh.
3.8.1 Lợi ích của việc sử dụng GUI
- Trực quan: Người dùng có thể dễ dàng hiểu và sử dụng ứng dụng mà không cần phải nhớ các lệnh phức tạp
- Thân thiện với người dùng: GUI giúp ứng dụng trở nên dễ tiếp cận và sử dụng, đặc biệt đối với những người không có nền tảng kỹ thuật
- Nâng cao trải nghiệm với người dùng: GUI cung cấp một cách tương tác mượt mà và thú vị hơn so với giao diện dòng lệnh
3.8.2 Các thư viện phổ biến để tạo GUI trong python
- Tkinter: Thư viện tích hợp sẵn trong Python, dễ sử dụng và phổ biến cho các ứng dụng nhỏ
- PyQt/PySide: Thư viện mạnh mẽ dựa trên Qt, phù hợp cho các ứng dụng phức tạp và có giao diện đẹp mắt
- Kivy: Thư viện mã nguồn mở dành cho phát triển ứng dụng đa nền tảng với giao diện hiện đại
Biến áp
Biến áp là thiết bị điện quan trọng, có chức năng biến đổi điện áp từ mức này sang mức khác mà không làm thay đổi tần số của nguồn điện.
Hình 21: Biến áp lò vi sóng 900e
3.9.2 Cấu tạo của biến áp
Hình 22: Cấu tạo, nguyên lý của biến áp
Cuộn dây sơ cấp là bộ phận quan trọng trong lò vi sóng, được kết nối với nguồn điện đầu vào Nó có chức năng nhận điện áp từ nguồn và chuyển đổi thành mức điện áp cao hơn hoặc thấp hơn, tùy thuộc vào yêu cầu hoạt động của thiết bị.
Cuộn dây thứ cấp trong lò vi sóng kết nối với tấm từ hoặc tấm mạch điều khiển, nhận điện áp biến đổi từ cuộn dây sơ cấp Nó tạo ra trường từ cao tần cần thiết để nấu nướng và hâm nóng thức ăn hiệu quả.
Lõi từ đóng vai trò quan trọng trong việc quấn các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, tạo ra một đường dẫn từ tính cho dòng điện, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của biến áp.
Biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển đổi điện áp và dòng điện thông qua sự cộng hưởng điện từ Khi nguồn điện xoay chiều được kết nối với cuộn dây sơ cấp, dòng điện này tạo ra một trường từ xung quanh cuộn dây Trường từ này sau đó truyền qua không gian, sinh ra dòng điện trong cuộn dây thứ cấp Điện áp ở cuộn dây thứ cấp có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ số vòng giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp; nếu tỷ lệ cuộn số thứ cấp lớn hơn, điện áp thứ cấp sẽ cao hơn và ngược lại.
Biến áp có cuộn dây sơ cấp và thứ cấp giúp tăng hoặc giảm điện áp tùy thuộc vào tỷ lệ cuộn dây Chúng thường được ứng dụng trong hạ thế, tăng áp, cách ly và chuyển đổi điện áp trong các hệ thống điện.
Pin 18650
- Pin 18650 là pin có kích thước 18mm x 65mm Đây là dòng pin lithium-ion có thể sạc lại
- Trên thị trường hiện nay dòng pin 18650 có bốn loại chính là có đầu bịt, không có đầu bịt, đầu phẳng và đầu nút
Pin có đầu bịt và không có đầu bịt khác nhau ở chỗ pin có mạch bảo vệ được trang bị một mạch điện nhỏ ở đầu pin, giúp ngăn ngừa các sự cố như quá dòng, quá áp, quá sạc, quá xả, ngắn mạch và quá nhiệt, từ đó giảm nguy cơ hư hỏng hoặc cháy nổ Ngược lại, pin không có mạch bảo vệ tiềm ẩn nhiều rủi ro, dễ gây cháy nổ, vì vậy cần được bảo quản cẩn thận và kiểm tra thường xuyên.
Pin đầu phẳng và pin đầu nút có sự khác biệt về hình dáng, với pin đầu nút có đầu nhô ra còn pin đầu phẳng hoàn toàn phẳng Tuy nhiên, về độ an toàn, hai loại pin này không có sự khác biệt đáng kể Do đó, việc sử dụng loại pin nào, bao gồm cả pin có đầu bịt và không có đầu bịt, không tạo ra nhiều khác biệt trong hiệu suất.
- Pin 18650 phân loại theo hóa chất ICR, IMR và INR:
Dòng pin ICR, sử dụng hóa chất Lithium Cobolt Oxide (LCO) - LiCoO2, có năng lượng riêng cao, do đó việc sử dụng mạch bảo vệ pin PCB là cần thiết để đảm bảo an toàn khi sử dụng pin ICR.
Pin IMR là loại pin mangan sử dụng hóa chất LiMn2O4 (Lithium Mangan Oxit), nổi bật với tốc độ phóng điện nhanh và hiệu suất hoạt động ổn định.
Pin INR sử dụng hợp chất Niken mangan cobolt oxit (NMC: LiNiMnCoO2), một chất hóa học an toàn và bền Tuy nhiên, do pin có năng lượng riêng cao, cần thiết phải trang bị thêm mạch bảo vệ PCB để đảm bảo tuổi thọ và an toàn trong quá trình sử dụng.
- Ống bọc: là vỏ ngoài của pin, bảo vệ các thành phần bên trong khỏi tác động bên ngoài Thường là hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ
- Anot (+): là điểm nơi các điện tử di chuyển ra khỏi pin khi pin đang hoạt động và phóng điện tích Anot thường được làm từ graphite
Cực (Cathode, -) là điểm tiếp nhận điện tử trong quá trình hoạt động của pin, nơi diễn ra việc tiêu thụ điện tích Thường thì cực được chế tạo từ các hợp chất lithium.
Điện giải là chất dẫn điện quan trọng nằm giữa anot và cực trong ống bọc, giúp các ion lithium di chuyển hiệu quả giữa hai điểm này trong quá trình sạc và xả.
- Bộ bảo vệ (Protection Circuit): Một số pin 18650 có một bộ bảo vệ tích hợp để ngăn ngừa quá tải, quá dòng, quá nhiệt và ngắn mạch
- Kín khít (Separator): Là lớp phân cách giữa anot và cực trong ống bọc, ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai điện cực
- Cách tính dung lượng pin: tính dung lượng pin 18650 thông qua các công thức tính dung lượng - Vol (V):
Vôn tính trên hiệu điện thế: U = I x R
Thanh ray trượt vuông
Hình 24: Thanh ray trượt vuông
- Thanh trượt vuông có nhiều trong các máy: máy CNC khắc đá, máy plasma, máy CNC cơ khí, máy in 3D, máy CNC gỗ,…
3.11.1 Cấu tạo thanh ray trượt vuông
Thanh trượt dẫn hướng vuông bao gồm hai bộ phận chính: thanh ray trượt và block con trượt Cấu trúc này tạo thành một hệ thống chuyển động tịnh tiến, với nhiều loại khác nhau để phù hợp với nhiều thiết bị và máy móc công nghiệp.
3.11.2 Ưu điểm của thanh ray trượt vuông
- Có độ cứng cáp, vững chắc cao
- Thanh ray và các bộ phận chi tiết được lắp đặt rất chính xác
- Có khả năng chịu tải trọng lớn
- Ray dẫn hướng và công suất hoạt động tối đa trong thời gian dài và không phải lo các phát sinh về nhiệt
- Có khả năng dẫn hướng chính xác với độ ma sát được giảm tối đa
- Hỗ trợ cân bằng lực cho các bộ phận của thiết bị máy móc động cơ
Động cơ bước
Động cơ bước, hay còn gọi là Step Motor, là thiết bị cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng Đây là loại động cơ điện không chổi than và đồng bộ, có khả năng chia một vòng quay thành nhiều bước nhỏ Mỗi bước tương ứng với một xung điện, giúp trục động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung nhận được.
24 gọi là góc bước và thường được đo bằng độ
Hình 25: Động cơ bước 57 Đặc điểm nổi bật của động cơ bước
Động cơ bước nổi bật với độ chính xác cao, nhờ vào khả năng chia vòng quay thành nhiều bước nhỏ với góc quay cố định cho mỗi bước.
Điều khiển động cơ bước trở nên dễ dàng nhờ vào khả năng điều chỉnh vị trí, tốc độ và gia tốc thông qua các xung điện, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập trình và tích hợp vào các hệ thống điều khiển tự động.
Động cơ bước không sử dụng chổi than, giúp giảm thiểu hao mòn và tăng độ bền, mang lại tuổi thọ cao hơn so với các loại động cơ khác.
Động cơ bước nổi bật với khả năng phản ứng nhanh chóng đối với các tín hiệu điều khiển, phù hợp cho những ứng dụng yêu cầu thay đổi vị trí và tốc độ một cách linh hoạt.
Động cơ bước có khả năng giữ vị trí ổn định mà không tiêu tốn điện năng khi không có tín hiệu xung, nhờ vào cơ cấu từ tính bên trong.
3.12.2 Phân loại động cơ bước
- Phân loại động cơ bước theo số pha:
Động cơ bước hai pha là loại động cơ bước phổ biến, bao gồm bốn dây, sáu dây hoặc tám dây, mang lại nhiều lựa chọn cho các ứng dụng khác nhau.
• Loại 2: Động cơ bước ba pha là chính là loại động cơ bước ba dây hoặc có khi là động cơ bước bốn dây
• Loại 3: Động cơ bước năm pha chính là loại động cơ bước gồm có năm dây
- Phân loại theo số lượng cực của động cơ bước:
Động cơ đơn cực hoạt động với dòng điện chạy qua cuộn dây theo một hướng duy nhất, cho phép sử dụng mạch điều khiển đơn giản So với động cơ lưỡng cực, động cơ đơn cực tạo ra mô men xoắn ít hơn.
Động cơ lưỡng cực cho phép dòng điện chạy qua cuộn dây theo hai hướng khác nhau, điều này yêu cầu một mạch điều khiển phức tạp hơn so với các loại động cơ khác.
25 đơn cực, động cơ sẽ tạo ra nhiều mô men xoắn hơn nữa
- Phân loại động cơ bước tùy theo các Rotor:
• Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (tiếng Anh gọi là Permanent magnet stepper viết tắt là PM) chỉ sử dụng một nam châm vĩnh cửu bên trong rotor
• Động cơ bước có biến đổi điện trở (tiếng Anh gọi là Variable Reluctance Stepper Motor viết tắt VR) có một rotor sắt trơn
• Động cơ bước đồng bộ lai (còn gọi là Hybrid Synchronous Stepper Motor
Khi dòng điện chạy qua bobin, nó tạo ra lực từ hút từ nam châm, tương tác với nam châm trong rotor để tạo ra lực xoay hoặc lực đẩy Quá trình này làm cho rotor chuyển động từng bước, và bằng cách điều chỉnh tần số cùng thứ tự các xung điện cung cấp vào bobin, động cơ bước có khả năng di chuyển theo các bước cố định hoặc chuyển động tuyến tính.
Các xung điện cung cấp cho bobin được tạo ra bởi bộ điều khiển hoặc vi điều khiển, với mỗi xung tương ứng với một bước di chuyển Việc điều khiển tần số và thứ tự của các xung điện cho phép kiểm soát chính xác vị trí và chuyển động của động cơ bước.
3.12.4 Ứng dụng của động cơ bước
Động cơ bước (stepper motor) là một thiết bị quan trọng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao và kiểm soát chuyển động đáng tin cậy Chúng thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ robot đến máy in 3D, nhờ vào khả năng kiểm soát vị trí và tốc độ một cách chính xác.
Máy CNC (Điều khiển số bằng máy tính) sử dụng động cơ bước để điều khiển các trục chuyển động, cho phép thực hiện các quá trình cắt, gia công, mài và định vị chính xác trên kim loại, gỗ và nhiều vật liệu khác.
Hình 26: Máy CNC sử dụng step motor
Máy in 3D sử dụng động cơ bước để điều khiển chuyển động của các trục XYZ, từ đó tạo ra các lớp và hình dạng 3D với độ chính xác cao.
Hình 27: Máy in 3D sử dụng step motor
3.12.5 Ưu nhược điểm của động cơ bước
- Ưu điểm: độ chính xác, tính ổn định, đáp ứng nhanh, đơn giản và tin cậy và chi phí thấp
- Nhược điểm: mất bước, Động cơ nóng, khả năng tải, độ run và tiếng ồn, không linh hoạt.
Driver động cơ bước TB6600
- Driver động cơ bước (stepper motor driver) là một thiết bị hoặc mạch điện được sử dụng để điều khiển hoạt động của động cơ bước (stepper motor)
- Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 sử dụng IC TB6600HQ/HG, dùng cho các loại động cơ bước: 42/57/86 2 pha hoặc bốn dây có dòng tải là 4A/42VDC
Bảng 3.13.1 Thông số kỹ thuật của Driver TB6600
Dòng dẫn điện cực đại 4A
Tần số xung dịch bước 15KHz
Thiết lập chế độ hoạt động
Bảng 3.13.2 Bảng cài đặt vi bước
Micro Pulse/rev SW1 SW2 SW3
Bảng 3.13.3 Bảng cài đặt dòng điện
Bảng 3.13.4 Bảng cài đặt ghép nối
DC+ Nối nguồn điện 9-42VDC
DC- Điện áp (-) âm của nguồn
A+ và A- Nối vào cặp dây của động cơ bước
B+ và B- Nối vào cặp cuộn dây còn lại của động cơ
PUL+ Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ(+5V)
PUL- Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-)
DIR+ Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V)
DIR- Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-)
Truyền động vitme-đai ốc
3.14.1 Cơ cấu vít me – đai ốc trượt
Vít me đai ốc trượt là một cơ cấu truyền động quan trọng, được thiết kế để tạo ra chuyển động trượt tuyến tính hiệu quả Cấu tạo của vít me bao gồm hai thành phần chính: vít me với các rãnh xoắn trên bề mặt ngoài và đai ốc có bề mặt trong tương thích với các rãnh xoắn của vít me Sự kết hợp này cho phép chuyển động mượt mà và chính xác trong các ứng dụng công nghiệp.
Hình 28 Vitme – đai ốc trượt
Cơ cấu vít me – đai ốc trượt thường có những đặc điểm sau:
- Độ chính xác truyền động cao, tỷ số truyền lớn
- Truyền động êm, có khả năng tự hãm
- Khả năng chịu tải tốt, tính đồng nhất và độ bền cao
- Có thể truyền động nhanh với vít me có bước ren và số vòng quay lớn
Tuy nhiên, do chuyển động trượt, vitme còn có các nhược điểm sau:
- Có thể tạo ra một lực ma sát lớn hơn so với vít me quay
- Đòi hỏi bảo dưỡng định kỳ để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của cơ cấu
Kết cấu của vít me đai ốc trượt
Dạng ren: Vít me thường có 2 dạng ren chủ yếu:
Ren hình thang với góc 30 độ mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng gia công đơn giản và có thể thực hiện phay hoặc mài Đặc biệt, khi sử dụng với đai ốc bổ đôi, việc đóng mở ren trở nên dễ dàng hơn.
Ren vuông thường được áp dụng trong các máy cắt ren chính xác và máy tiện hớt lưng Để tăng cường độ bền và hiệu suất, vít me nên được chế tạo với hai cổ trục giống nhau Điều này cho phép người dùng lắp đảo ngược vít me sau một thời gian sử dụng, giúp bề mặt làm việc của vít me mòn đều ở cả hai bên.
Ổ đỡ vít me đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo trục chuyển động với độ lệch hướng trục và độ hướng kính tối thiểu Các loại ổ đỡ vít me thường được sử dụng bao gồm nhiều dạng khác nhau, phù hợp với nhu cầu và ứng dụng cụ thể.
- Ổ đỡ trục dài (Thrust bearing): Sử dụng cho các ứng dụng với lực tác động dọc trục của vít me
- Ổ đỡ trục ngang (Radial bearing): Sử dụng cho các ứng dụng với lực tác động vuông góc với trục vít me
- Ổ đỡ xiên (Angular contact bearing): Sử dụng cho các ứng dụng có yêu cầu chịu lực tác động xiên lên vít me
- Ổ đỡ trục côn (Tapered roller bearing): Sử dụng cho các ứng dụng có yêu cầu chịu tải nặng và chịu lực tác động lớn
Hình 29: Gối đỡ vít me
Đai ốc liền thường được sử dụng trong cơ cấu vít me, nơi mà chế độ làm việc không quá khắt khe và không yêu cầu độ chính xác cao Trong trường hợp này, các ren có thể có một khoảng hở nhất định mà vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động.
- Đai ốc hai nửa: sử dụng để đóng, tách đai ốc khỏi vít me khi tiện vít me trên máy tiên vạn năng
3.14.2 Cơ cấu vit me đai ốc bi
Cơ cấu vít me đai ốc bi
Vít me đai ốc bi là một hệ thống truyền động phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp và kỹ thuật Hệ thống này có cấu tạo đặc biệt với các thành phần chính là vít me và đai ốc bi, mang lại hiệu suất cao và độ chính xác trong chuyển động Một số ưu điểm nổi bật của vít me đai ốc bi bao gồm khả năng tải trọng lớn, độ bền cao và khả năng giảm ma sát, trong khi nhược điểm có thể là chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu bảo trì định kỳ để duy trì hiệu suất.
Vít me đai ốc bi bao gồm hai thành phần chính: vít me và ốc bi Vít me có hình dạng xoắn ốc với rãnh V, trong khi ốc bi có dạng trụ với rãnh khớp chính xác Khi vít me quay, ốc bi di chuyển theo trục của vít, tạo ra chuyển động truyền động hiệu quả.
Vitme đai ốc bi thường có những đặc điểm như sau:
- Tổn thất ma sát ít nên có hiệu suất cao, có thể đạt từ 90 – 95 %
- Lực ma sát gần như không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nên đảm bảo chuyển động ở nhựng vận tốc nhỏ
- Hầu như không có khe hở trong mối ghép và có thể tạo ra lực căng ban đầu, đảm bảo độ cứng vững hướng trục cao
Vít me đai ốc bi mang lại độ chính xác cao trong chuyển động và truyền động, nhờ vào thiết kế chi tiết và khớp nối chính xác giữa vít me và ốc bi, giúp tối ưu hóa khả năng di chuyển và định vị.
Vít me đai ốc bi có khả năng chịu lực kéo lớn nhờ vào thiết kế xoắn ốc, cung cấp lực mạnh mẽ để vận chuyển và giữ vị trí trong các ứng dụng truyền động.
Hệ thống vít me đai ốc bi có khả năng chịu tải trọng cao, cho phép sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền và khả năng chịu tải lớn.
Vít me đai ốc bi sở hữu khả năng tự khóa, cho phép hệ thống tự động giữ vị trí khi không có tải trọng tác động lên trục Tính năng này đảm bảo sự ổn định và ngăn chặn hiện tượng trượt, mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành.
Vít me đai ốc bi được ưa chuộng trong các máy cần truyền động thẳng chính xác, như máy khoan và máy điều khiển chương trình số, nhờ vào những ưu điểm vượt trội của chúng.
Vít me đai ốc bi có tốc độ truyền động chậm hơn so với các hệ thống truyền động khác như truyền động bằng đai hoặc xích, điều này khiến nó không phù hợp cho những ứng dụng yêu cầu tốc độ cao.
- Hạn chế trong chiều dài: Vít me đai ốc bi có hạn chế trong việc truyền động trên chiều dài
31 lớn Khi chiều dài tăng lên, có thể xảy ra độ lệch và độ chính xác giảm đi
Vít me đai ốc bi nổi bật với nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, lực kéo mạnh, tải trọng lớn và khả năng tự khóa Mặc dù vậy, vít me cũng có hạn chế về tốc độ truyền động và chiều dài Chính vì những đặc tính này, vít me đai ốc bi thường được ứng dụng trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác và tải trọng cao.
Hình 30 Kết cấu đai ốc bi
Giữa các rãnh của đai ốc và vít me, những viên bi được đặt để chuyển đổi ma sát trượt thành ma sát lăn Việc này giúp những viên bi di chuyển liên tục Nhờ có máng nghiêng, các viên bi được dẫn từ rãnh cuối về rãnh đầu một cách hiệu quả.
STM32F103C8T6
Kit phát triển STM32F103C8T6 Blue Pill ARM Cortex-M3 là lựa chọn phổ biến cho nghiên cứu ARM nhờ giá thành hợp lý Nó cho phép nạp bootloader Blue Pill, giúp giao tiếp và lập trình dễ dàng với phần mềm Arduino Kit này nổi bật với chất lượng gia công tốt và độ bền cao.
- Điện áp hoạt động: 3.3VDC
- Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB sẽ được chuyển đổi thành 3v3 qua IC nguồn và cấp cho Vi điều khiển chính
- Có tích hợp sẵn thạch anh 8MHz
- Ra chân đầy đủ tất cả các GPIO và giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART / USART, USB
- Có Led trạng thái nguồn
Hình 33 Sơ đồ nguyên lý STM32F103C8T6
Hình 34 Sơ đồ chân STM32F103C8T6
Mạch chuyển đổi USB UART TTL FT232RL
Mạch chuyển đổi USB UART TTL FT232RL sử dụng chip FT232RL chính hãng từ FTDI, được thiết kế nhỏ gọn nhưng vẫn đầy đủ chân kết nối Sản phẩm này rất dễ sử dụng trên mọi hệ điều hành như Windows, Mac và Linux.
Hình 35 Mạch chuyển đổi USB UART TTL FT232RL
- Chip có sẵn ổn áp và dao động tích hợp bên trong, hoạt động rất ổn định so với các dòng chip USB to serial khác
- Mạch có thể hoạt động ở 2 chế độ 5v hoặc 3v3, bằng cách thiết lập trên jumper trên mạch
Chân cắm ra được phân loại thành hai loại: chuẩn FTDI, tương thích với Arduino, và chuẩn UART thông thường, được đánh dấu rõ ràng trên mạch Đầu vào sử dụng cổng USB B mini.
- Ngoài ra, trên mạch có sẵn 2 led cho tín hiệu TX và RX, giúp theo dõi trực tiếp trạng thái tín hiệu
USB to Serial – FTDI có kích thước nhỏ gọn dễ dàng tích hợp vào ứng dụng:
- Làm mạch nạp cho các bản Arduino không tích hợp mạch nạp onboard như: ChipiPRO- LITE, Arduino Pro Lilypad…
- Làm trung gian giao tiếp bo mạch với máy tính rất hữu ích khi cần truyền dữ liệu từ bo mạch lên máy tính để kiểm tra, phân tích
- Làm mạch nạp cho một số dòng vi điều khiển ARM, AVR, 89, PIC,… có hỗ trợ nạp bằng UART
- IC chính: FT232RL chính hãng FTDI
- Nguồn cấp: 5VDC từ cổng USB (cổng mini USB)
- Có ngõ ra nguồn có thể điều chỉnh 3V3 hoặc 5VDC
- Chuyển giao tiếp từ USB sang UART TTL
- Drive hỗ trợ Windows Mac, Linux
- Có cầu chì tự phục hồi: 500mA
- Tốc độ Baudrate: tùy chỉnh
Mạch Timer BTA100
- Điện Áp Nuôi Mạch:Sử dụng biến áp 9-12V AC mục đích lấy nguồn AC bắt điểm 0 cho mạch
- MẠCH HÀN CELL PIN XUNG KÉP Cài linh động giữa 2 XUNG
- Mạch tích hợp LCD hiển thị quan sát và cài đặt dễ dàng
- Cài đặt 3 chế độ làm việc chế độ bằng tay, chế độ gọt cell pin, chế hộ hàn tự động
- Mạch có chức năng cài và lưu được 05 chương trình hàn Kẽm tiện lợi hơn
- Kết hợp với bộ điều khiển driver động cơ bước để điều khiển trục Z
Để vào chế độ cài đặt, hãy ấn giữ công tắc vô cấp trong 3 giây Nếu chỉ ấn một lần, thiết bị sẽ chuyển sang chế độ của chương trình cài cho loại kẽm đang hàn.
Nút Tăng và Giảm cho phép điều chỉnh vị trí động cơ Khi ấn giữ nút Tăng hoặc Giảm dưới 3 giây, động cơ sẽ di chuyển từ từ lên hoặc xuống Ngược lại, nếu ấn giữ quá 3 giây, động cơ sẽ di chuyển nhanh chóng lên hoặc xuống.
- LED báo hiển thị , mặt nạ mạch làm bằng PCB bắt ốc tiện lợi
Hình 37 Sơ đồ đấu nối BTA100
Hình 38 Mặt sau mạch Timer BTA100
PHƯƠNG ÁN VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY HÀN CELL PIN
Yêu cầu của đề tài
- Nghiên cứu các phương án nghiên cứu hệ thống Lựa chọn cơ cấu truyền động phù hợp với hệ thống
- Xây dựng bản vẽ 2D và 3D
- Gia công mô hình cơ khí
- Thiết kế và xây dựng mạch điều khiển
- Thử nghiệm, đánh giá về độ chính xác
- Hoàn thiện đề tài được giao
Phương án và giải pháp thực hiện
Khung thiết kế cho phép chứa các mạch điện và lắp đặt cơ cấu hàn bên phải thân máy Cơ cấu hàn được kích hoạt bằng tay, với khả năng điều chỉnh kim hàn bằng cờ lê và điều chỉnh chiều rộng của điện cực thông qua vít hoặc cờ lê.
- Sử dụng mạch Timer BTA100 để thiết lập thời gian hàn, dòng điện để hàn
Mạch Timer BTA100 Đa dạng Pin
- Dùng khung in 3D để thay đổi số pin cần hàn
- Hiển thị thời gian và công suất lên LED 7 đoạn
Khung thiết kế có khả năng chứa mạch điện và lắp đặt cơ cấu hàn bên phải thân máy Cơ cấu hàn được kích hoạt bằng tay, cho phép điều chỉnh kim hàn bằng cờ lê và điều chỉnh chiều rộng của điện cực bằng vít hoặc cờ lê.
- Sử dụng khí nén để kích hoạt cân lực để hàn
- Sử dụng mạch Timer để thiết lập thời gian hàn, dòng điện để hàn Đa dạng Pin
- Dùng khung gỗ để có thể thay đổi kích thước, thay đổi số pin muốn hàn
- Hiển thị thời gian và công suất lên LCD 20x04
Lựa chọn giải pháp / phương án
- Thiết kế khung chắc chắn để đảm bảo độ ổn định trong quá trình hoạt động
- Sử dụng bộ truyền động ba trục để điều khiển chuyển động của máy, bao gồm 3 trục X,Y,Z
- Các trục được trang bị động cơ bước, vít me để đạt được độ chính xác cao và ổn định
- Thiết kế mặt bàn có thể điều chỉnh để phù hợp với kích thước và vị trí của từng viên pin
- Sử dụng STM32, driver để điều khiển
- Sử dụng mạch Timer để thiết lập thời gian hàn, dòng điện để hàn
- Lập trình điều khiển vị trí để đảm bảo chuyển động chính xác
- Kết hợp công tắc hành trình để đảm bảo độ an toàn Đa dạng Pin
- Thiết kế mặt bàn làm việc và các kẹp để có thể điều chỉnh phù hợp với các loại và kích thước pin khác nhau
- Thiết kế giao diện người dùng (GUI) để cho phép người dùng sử dụng cài đặt và kiểm soát quá trình hoạt động
Trình tự công việc, tiến hành
Nghiên cứu và thu thập thông tin
Công nghệ hàn cell pin đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành năng lượng tái tạo Việc tìm hiểu các phương pháp hàn và tiêu chuẩn liên quan giúp nâng cao hiệu quả sản xuất Nghiên cứu các thiết bị hiện có, đặc biệt là máy hàn cell pin ba trục, đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện chất lượng và độ bền của cell pin.
Xác định cấu trúc và thiết kế khung máy hàn cell pin
- Lựa chọn và tích hợp các bộ truyền động ba trục và các cơ cấu cần thiết (sử dụng vitme cho cả ba trục)
- Thiết kế mặt bàn làm việc và các kẹp mẫu có thể điều chỉnh cho việc định vị và hàn cell pin
- Xác định hệ thống điều khiển sử dụng STM32
Lập trình điều khiển cho phép điều chỉnh các chuyển động thông qua việc kiểm soát động cơ hoạt động qua khớp nối mềm Quy trình này được thực hiện thông qua mạch timer BTA100 và biến áp, giúp tối ưu hóa hiệu suất hàn.
- Thiết lập giao tiếp giữa hệ thống điều khiển và các thiết bị khác trong máy hàn thông qua nút nhấn trên GUI
- Lựa chọn đầu công tác là cân lực chuyên dụng cho máy hàn cell pin
- Điều chỉnh thiết lập dòng điện và thời gian hàn phù hợp Đa dạng pin
- Thiết kế mặt bàn làm việc và các kẹp mẫu có thể điều chỉnh để đáp ứng các loại và kích thước cell pin khác nhau
Kiểm tra và hiệu chỉnh
- Kiểm tra toàn bộ hệ thống máy hàn để đảm bảo hoạt động đúng và chính xác
- Hiệu chỉnh các tham số và thiết lập để đạt được chất lượng hàn tốt
- Tiến hành kiểm tra chất lượng của các cell pin được hàn bằng máy hàn ba trục
- Đánh giá sự chính xác và độ ổn định của máy hàn trong quá trình thử nghiệm
Tối ưu hóa và điều chỉnh
- Dựa vào kết quả kiểm tra, tối ưu hóa các tham số và thiết lập của máy hàn để cải thiện
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Hệ thống kết nối các thiết bị
- Các thiết bị được kết nối với bộ điều khiển trung tâm là STM32F103C8T6 Bao gồm 4 khối thiết bị chính:
Khối Điều Khiển sử dụng vi xử lý STM32 để nhận tín hiệu từ Khối Input, thực hiện tính toán và xử lý các thông số, sau đó xuất tín hiệu điều khiển cho các khối khác.
- Khối Input: các thiết bị nhận tín hiệu đầu vào và gửi về Khối Điều Khiển
• Nhận tín hiệu từ người dùng: nút nhấn
• Nhận tín hiệu từ cơ cấu máy: công tắc hành trình
- Khối Hiển Thị: hiển thị các thông số máy qua giao diện GUI, đồng thời báo trạng thái hoạt động của máy qua các đèn báo trên GUI
- Khối Công Suất: Mạch TIMER BTA100 nhận tín hiệu điều khiển từ Khối Điều Khiển từ đó đóng cắt dòng điện 220V/50Hz qua biến áp để tạo ra nhiệt
- Khối Động Cơ: Driver TB6600 nhận tín hiệu điều khiển từ Khối Điều Khiển để điều khiển tốc độ, vị trí của các động cơ
Hình 39: Sơ đồ khối thiết bị điện
Thiết kế khối mạch điện
- Sơ đồ mạch nút nhấn: gạt trái nối vào PB5 (AUTO_MODE), gạt phải nối vào PB6(MANUAL_MODE)
Hình 40 Sơ đồ mạch nút nhấn
Mạch điều khiển động cơ sử dụng hai driver TB6600 để điều khiển hai động cơ bước cho trục X và Y Đối với driver trục X, các chân PULSE- và DIR- được nối chung và kết nối vào 0V của nguồn, trong khi các chân tín hiệu PULSE+ và DIR+ lần lượt được nối vào PA7 và PA6 Tương tự, ở driver trục Y, các chân PULSE- và DIR- cũng được nối chung và kết nối vào 0V của nguồn, với PULSE+ nối vào PB1 và DIR+ nối vào PB0.
Hình 41 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ
Mạch điều khiển kết nối giữa STM32 và GUI thông qua hai module USB UART Một module UART xử lý các tác vụ cơ bản như nút nhấn và hiển thị chế độ hoạt động, trong khi module UART còn lại gửi giá trị vận tốc của hai trục X và Y lên GUI để hiển thị trên biểu đồ.
Hình 42 Mạch kết nối STM32 với GUI
Để kích hàn, cần kết nối mạch STM32 với mạch Timer BTA100 Đầu tiên, chân PA5 của STM32 được kết nối vào chân Trigger của relay 5V Chân COM của relay sẽ được nối với nguồn 12V, trong khi chân NO sẽ kết nối với Trigger trên Timer BTA100.
Hình 43 Mạch kết nối giữa STM32 với Relay 5V + Timer BTA100
Tính toán dòng điện ở cuộn thứ cấp
- Kích thước biến áp: 84x95x82 (mm)
- Diện tích dây đồng thanh quấn 3 vòng A2: 1.12(m 2 )
- Diện tích dây đồng quấn 120 vòng A1: 120 (m 2 )
Dòng điện cao có khả năng sinh nhiệt đốt cháy kẽm hàn
Tính toán nhiệt độ
Công thức Joule Heating giúp tính toán nhiệt lượng (Q) sinh ra bởi dòng điện (I) khi đi qua vật liệu dẫn điện có trở kháng (R) Công thức này được biểu diễn như sau:
Q là lượng nhiệt được tạo ra, được đo bằng đơn vị joule (J) hoặc calorie (cal)
I là dòng điện, được đo bằng đơn vị ampere (A)
R là trở kháng của vật liệu dẫn điện, được đo bằng đơn vị ohm (Ω)
44 t là thời gian mà dòng điện chảy qua vật liệu, được đo bằng đơn vị giây (s) Trở kháng của dây đồng có thể tính bằng công thức sau:
R là trở kháng của dây đồng, được đo bằng đơn vị ohm (Ω) ρ (rho) là điện trở riờng của đồng, được đo bằng đơn vị ohm x một (Ωãm)
L là độ dài của dây đồng, được đo bằng đơn vị mét (m)
Diện tích tiết diện của dây đồng được đo bằng mét vuông (m²) Theo bảng phụ lục (1), điện trở kháng của dây đồng (R) là R = 1.7 x 10^-8 ohm Đường kính của dây đồng m50 là 2.50 mm.
- Nhiệt lượng Q = I 2 Rt t là thời gian mà dòng điện chảy qua vật liệu, được đo bằng đơn vị giây (s)
I là dòng điện thứ cấp (A)
Giả sử thời gian qua vật liệu kẽm hàn là 30ms
Nhiệt lượng để nóng chảy điểm hàn Q = m * ΔHf
Q là năng lượng cần (đơn vị: joule) m là khối lượng kẽm (đơn vị: kilogram) ΔHf là enthalpy nhiệt động chảy của kẽm (đơn vị: joule/kg)
Nhiệt lượng để nóng chảy điểm hàn Q = m * ΔHf
Vậy với dòng điện I2 thì đủ để nóng chảy ở điểm mối hàn
Tính toán lựa chọn trục vitme
- Tính toán lựa chọn cụm trục vít-me:
- Các thông số đầu vào:
Bảng 5.5.1.1 Thông số đầu vào của vít me trục Y Khối lượng lớn nhất của chi tiết: M = 5 kg
Trọng lượng bàn gá trục Y: Wx = 0,5 N
Vận tốc chạy lớn nhất khi không gia công
Vận tốc chạy lớn nhất khi gia công V2 = 10m/phút
Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống a = 0,5g = 5m/s
Tốc độ vòng động cơ: Nmax = 1600rpm Độ chính xác vị trí không tải: ±2/550mm Độ chính xác lặp: ±1mm Độ lệch truyền động: ±0,05mm
Hệ số ma sỏt trơn bề mặt: à =0,005
Vùng hoạt động lớn nhất Lmax: 520mm
- Bước vít me: max 1 max max
- Tính toán chọn đường kính trục vít me Y:
L bằng tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài đai ốc, bi/2 + chiều dài vùng thoát bằng
Kiểu lăn ghép đỡ là lắp chặt cả 2 đầu → f = 21,9
Chọn tốc độ quay cho động cơ khoảng 80% so với tốc độ quay giới hạn nên ta có: n = 80%.Nmax = 80%.1600 = 1280 vòng/phút
= = Từ các kết quả tính toán trên, ta chọn:
- Các thông số đầu vào:
Bảng 5.5.1.1 Thông số đầu vào của vít me trục X Vận tốc chạy lớn nhất khi không gia công
Vận tốc chạy lớn nhất khi gia công V2 = 9m/phút
Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống a = 0,5g = 5m/s
Tốc độ vòng động cơ: Nmax = 1600rpm Độ chính xác vị trí không tải: ±2/400mm Độ chính xác lặp: ±1mm Độ lệch truyền động: ±0,05mm
Hệ số ma sỏt trơn bề mặt: à =0,005
Vùng hoạt động lớn nhất Lmax: 260mm
- Bước vít me: max 1 max max
- Tính toán chọn đường kính trục vít me X:
L bằng tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài đai ốc, bi/2 + chiều dài vùng thoát bằng
Kiểu lăn ghép đỡ là lắp chặt cả 2 đầu → f = 21,9
Chọn tốc độ quay cho động cơ khoảng 80% so với tốc độ quay giới hạn nên ta có: n = 80%.Nmax = 80%.1600 = 1280 vòng/ph
= = Từ các kết quả tính toán trên, ta chọn:
Tính toán lựa chọn động cơ
- Mô men ma sát quy đổi T fric :
T = F + P d ; b =0,005, rất bé so với = 0,1 (ở trên)
- Do vậy T fric sẽ không thay đổi đáng kể khi kể thêm mô men quy đổi gây ra bởi trục đai ốc
- Chọn động cơ để điều khiển quỹ đạo chuyển động theo trục Y
Các dữ liệu đầu vào cho việc tính toán động cơ:\
Bảng 5.6.1 Thông số đầu vào của việc tính toán động cơ trục Y
Vít me có bước h: 8mm
Hệ số ma sát lăn giữa thép và gang ta chọn :
Khối lượng của phần đầu dịch chuyển m:
Tỉ số truyền giảm tốc i: 1
Hiệu suất của máy chọn : 0,9
Tốc độ quay lớn nhất của động cơ: 1600vòng/phút
- Mô men trọng lực quy đổi:
Hình 44 Mô men trọng lực
- Tính tính mô men chống trọng lực của kết cấu:
= + - Vì kết cấu nằm ngang = 0
Với đường kính trục vít được chọn là 8mm, ta có: max
- Tính mô men ma sát:
- Tính mô men tĩnh động cơ:
- Tính tốc độ quay của động cơ: max 0, 670.1
Dựa vào mô men tĩnh và tốc độ của động cơ, chúng tôi đã chọn động cơ bước kích thước 57x42 với tốc độ quay tối đa 1600rpm, đảm bảo đáp ứng đầy đủ yêu cầu tính toán.
- Chọn động cơ để điều khiển quỹ đạo chuyển động theo trục X
Bảng 5.6.2 Thông số đầu vào của việc tính toán động cơ trục X
Vít me có bước h: 8mm
Hệ số ma sát lăn giữa thép và gang ta chọn :
Khối lượng của phần đầu dịch chuyển m:
Tỉ số truyền giảm tốc i: 1
Hiệu suất của máy chọn : 0,9
Tốc độ quay lớn nhất của động cơ: 1600 vòng/phút
- Tính mô men ma sát:
= = - Tính tính mô men chống trọng lực của kết cấu:
= + - Tính tính mô men chống trọng lực của kết cấu: max
- Tính mô men tĩnh động cơ:
- Tính tốc độ quay của motor: max 0, 670.1
= h = Dựa vào mô men tĩnh của động cơ và tốc độ của motor, ta chọn loại động cơ bước size
57x42 và tốc độ quay lớn nhất là 1600rpm Vậy động cơ hoàn toàn đáp ứng theo yêu cầu tính toán.
Lưu đồ chương trình
Hình 45 Lưu đồ tổng quát của chương trình
Hình 46 Lưu đồ chương trình AUTO_MODE
Hình 47 Lưu đồ chương trình MANUAL_MODE
Phương pháp điều khiển
5.8.1 Hệ tọa độ Descartes o Hệ tọa độ Descartes hay còn gọi là hệ tọa độ vuông góc, dùng để mô tả chính xác các điểm xác định bởi 2 trục hệ tọa độ (Hệ tọa độ Descartes phẳng) vuông góc với nhau Trong hệ tọa độ X-Y, mỗi điểm trên mặt phẳng được xác định duy nhất bởi cặp tọa độ (X,Y) Khoảng cách tới trục Y được ký hiệu là tọa độ X và khoảng cách tới trục X được ký hiệu là tọa độ Y
Hình 48 Hệ tọa độ Descartes 2 trục X,Y
5.8.2 Ứng dụng hệ tọa độ vào chương trình
Hình 49 Tọa độ vùng hoạt động của máy
- Tiếp theo sẽ dùng VĐK kết nối với driver TB6600 và Step motor dùng để điều khiển đến vị trí mong muốn theo xung
Hình 50 Kết nối VĐK với driver và motor
- Đoạn code mẫu trong chương trình:
Hình 51 Đoạn code mẫu ứng dụng hệ tọa độ Descartes
Thiết kế cơ khí
Dựa trên kết quả tính toán, nhóm đã quyết định sử dụng hợp kim nhôm và sắt kết hợp với phương pháp gia công CNC để cắt gọt và tạo hình các chi tiết cơ khí.
Nhóm đã sử dụng mẫu có sẵn từ đơn vị cung cấp máy hàn cell Pin 1 trục để thiết kế cơ cấu cụm cân lực với kim hàn và cơ cấu truyền động trục Z, được điều khiển thủ công.
Hình 52 Cơ cấu cụm cân lực có gắn kim hàn
Hình 53 Cơ cấu trục Z nhóm đã sử dụng
- Nhóm đã thiết kế lại phần đệm gắn giữa cụm cân lực và cơ cấu trượt của trục Z để kiểm soát chính xác kích thước của toàn cơ cấu
Hình 54 Miếng đệm gắn giữa trục Z và con trượt được thiết kế lại
Hình 55 Cơ cấu trục Z khi phân rã các cụm chi tiết
Hình 56 Cơ cấu cụm cân lực khi phân rã các chi tiết
Nhóm đã thiết kế cơ cấu vít me kết hợp với cụm con trượt thẳng nhằm tạo chuyển động trượt cho trục X và Y, với kích thước lần lượt là 600mm cho trục X và 400mm cho trục Y.
Hỡnh 57 Cơ cấu trục Y dài 400mm sử dụng vớt me ứ8 và cơ cấu thanh, con trượt
Hỡnh 58 Cơ cấu trục X dài 600mm sử dụng vớt me ứ8 và cơ cấu thanh, con trượt
Để đảm bảo kiểm soát hành trình hiệu quả và ngăn chặn hiện tượng trượt bước của động cơ bước, cũng như trượt do cơ cấu khớp nối trục, nhóm đã quyết định sử dụng thêm Encoder và thiết kế một bộ phận gá đặt cho Encoder.
Hình 59 Cơ cấu gá đặt cho Encoder sử dụng “Miếng gá Encoder” và trụ đồng
Hình 60 Cơ cấu trục Y sau khi gắn Encoder
Nhóm đã quyết định thiết kế cơ cấu cho máy hàn cell pin theo mô hình của máy in 3D thông dụng, với trục Z được lắp đặt trên trục X, trong khi trục Y được gắn trên bàn máy.
Hình 61 Cơ cấu của máy in 3D thông dụng
Cụm trục Z bao gồm động cơ bước, cụm cõn lực gắn kim hàn, cơ cấu trượt và trục vớt me ứ12, cùng với các chi tiết bảo vệ và gá đặt liên quan, có khối lượng lên đến 5kg Để đảm bảo độ bền vững và khả năng hoạt động bình thường của chi tiết con trượt, nhóm thiết kế đã bổ sung cơ cấu trợ lực khi lắp đặt cụm trục Z lên thanh trượt trục X.
Cơ cấu gối đỡ trục trợ lực được chế tạo từ vật liệu nhựa PLA thông qua công nghệ in 3D, giúp tạo hình chính xác Gối đỡ được lắp trực tiếp vào miếng trung gian kết nối cụm trục Z với thanh trượt X, có thiết kế lỗ để bắt bulong lục giác M6 vào thanh trượt của trục Z, đảm bảo sự cố định vững chắc Hệ thống gối này sử dụng 2 con trượt LM8UU, phù hợp cho thanh trượt trục Z.
Hình 62 Chi tiết gối đỡ trợ lực cho cụm trục Z
Hình 63 TÍnh toán khoảng cách để lắp bulong M6 vào thanh trượt của trục Z
- Thanh trợ lực nhúm sử dụng là thanh trượt trơn ứ8 vật liệu Inox 304 dài 500mm
Nhóm đã thiết kế phần gối cố định để gắn cố định thanh trợ lực và gối đỡ bên trên, sử dụng thanh ke vuông nhôm định hình, gối đỡ trục SK8 và "Đệm gắn SK8-trục 600".
Hỡnh 64 Cơ cấu gối cố định gắn thanh trục trợ lực ứ8
Cụm trục Z được gắn cố định lên thanh trượt X với cơ cấu trợ lực, giúp chịu tải trọng từ khối lượng của cụm trục Z và áp lực cần thiết cho quá trình hàn cell pin.
Hình 65 Gắn cố định trục Z với trục X và thanh trợ lực
Bàn làm việc gắn lên trục Y, được chế tạo từ vật liệu nhựa Mica Acrylic, cho phép lắp đặt nhiều cell pin và linh hoạt thay đổi số lượng cell trong mỗi lần hàn.
Hình 66 Bàn làm việc được gắn trực tiếp vào thanh trượt Y
Bàn làm việc được thiết kế với các chi tiết như “gối đỡ A”, “gối đỡ C”, “miếng chặn A” và “miếng chặn C”, cho phép thay đổi cell pin chỉ trong một lần hàn.
Hình 67 Cụm bàn làm việc có thể thay đổi được số lượng cell pin trong 1 lần hàn
- Số pin nhỏ nhất cụm bàn làm việc có thể gá đặt là 2, số Cell lớn nhất có thể gá đặt là 60
Mô hình thực tế với thiết kế hiện tại cho phép thay đổi cell pin chỉ trong một lần hàn, nhưng vẫn chưa đạt được kỳ vọng của nhóm Nguyên nhân là do không có cấu trúc trượt tối ưu, dẫn đến thời gian thay đổi khuôn kéo dài.
Hình 68 Có cấu bàn làm việc thay đổi được cell pin sau khi hoàn thiện
- Nhóm sử dụng 4 thanh nhôm định hình 20x20x500 để gắn cố định cơ cấu trục X-trục Z với mặt bàn cố định,
Hình 69 Máy hàn cell pin thiết kế cơ khí ban đầu
Nhóm thiết kế thùng điện dưới bàn cố định sử dụng sắt chữ V theo kích thước trong bản vẽ Thùng điện được bao quanh bởi 4 miếng Mica, giúp bảo vệ các linh kiện điện và điện tử như biến áp, VĐK, và Driver điều khiển.
Hình 70 Thiết kế khung sắt cho tủ điện đặt bên dưới bàn cố định
Thiết kế cơ khí ban đầu gặp khó khăn trong việc lắp đặt do cụm trục Z quá nặng, với khối lượng hơn 7kg, khi gắn vào trục X Điều này khiến cho quá trình lắp đặt vào bàn cố định trở nên khó khăn Để khắc phục, nhóm đã điều chỉnh thiết kế bằng cách thêm 2 thanh nhôm định hình 20x20x200 làm chân đỡ, giúp tăng độ bền vững và giảm phụ thuộc vào mặt bàn gỗ, đồng thời cải thiện khả năng tự đứng vững của cơ cấu.
Hình 71 Cơ cấu cơ khí thay đổi để tăng độ bền vững và tối ưu công đoạn lắp máy
Máy sử dụng Driver điều khiển động cơ và mạch hàn thời gian BTA100 được trang bị bảng điều khiển, do đó nhóm điều chỉnh “tấm trước” đã thiết kế thêm các lỗ để lắp đặt bảng điều khiển cho các driver này.
Hình 72 Cơ cấu cơ khí của máy hàn cell pin sau cùng
Thiết kế giao diện điều khiển GUI
Hình 73 Giao diện nút nhấn điều khiển
- Nhóm đã thiết kế tổng cộng 9 nút nhấn, trong đó 6 nút nhấn đầu tiên ở hàng 1 và hàng 2 được sử dụng trong chế độ MANUAL
Người dùng có thể chọn chế độ hoạt động thông qua nút switch bên ngoài, hoặc sử dụng tùy chọn Auto và Manual trong giao diện GUI Để dừng toàn bộ chương trình ngay lập tức, người dùng chỉ cần nhấn nút “STOP”.
5.10.2 Giao diện hiển thị vị trí và vận tốc của máy
Hình 74 Giao diện hiển thị
- Nhóm thiết kế 2 bảng dùng để hiển thị vị trí (tọa độ) hiện tại của máy trong hệ tọa độ XY và vận tốc của từng trục
- “Select Distance” dùng để lựa khoảng cách di chuyển trong chế độ “Manual” với khoảng cách nhỏ nhất là 0.01mm và “Select Speed Mode” gồm 3 chế độ “HIGH”, ”Medium”,
Hình 75 Giao diện biểu đồ
- Kết hợp với bảng hiển thị vận tốc, nhóm tạo thêm 1 biểu đồ để hiển thị số liệu của vận tốc
5.10.4 Giao diện hiển thị trạng thái hoạt động
Hình 76 Giao diện trạng thái
- Nhóm tạo ra bảng hiển thị giao diện trạng thái để người dùng có thể dễ dàng nhận biết được chế độ hoạt động hiện tại của máy
5.10.5 Giao diện điều khiển chế độ AUTO
Hình 77 Giao diện điều khiển AUTO
Nhóm đã phát triển một ô nhập số PIN để máy hoạt động ở chế độ “AUTO” Sau khi nhập số PIN, người dùng cần nhấn “xác nhận” để kích hoạt máy Nếu nhập sai hoặc muốn thay đổi số PIN, người dùng có thể nhấn nút “nhập lại” và nhập lại thông số mong muốn.
5.10.6 Tổng thể giao diện GUI
Hình 78 Tổng thể giao diện GUI
Tổng thể
Bảng 5.9.1 Thông số tổng thể của máy hàn cell pin
Phạm vi di chuyển Trục X: 397mm
Hệ thống điều khiển STM32F103C8T6
- Cơ chế di chuyển của hệ thống trục:
• Máy hàn cell pin 3 trục hoạt động dựa trên cơ chế di chuyển của hệ thống trục để định vị và hàn các cell pin
• Định vị và chuyển động trục bao gồm ba trục chính: trục X, trục Y và trục Z Mỗi trục
65 có chức năng và khả năng chuyển động riêng
• Trục X: Đại diện cho chuyển động ngang, dọc theo hướng ngang
• Trục Y: Đại diện cho chuyển động dọc, theo hướng dọc
• Trục Z: Đại diện cho chuyển động theo chiều thẳng đứng
Máy hàn cell pin 3 trục sử dụng vi điều khiển STM32 để đảm bảo điều khiển chính xác các chuyển động của các trục X, Y và Z thông qua việc lập trình và điều chỉnh các thông số.
- Định vị và hàn pin:
• Với hệ thống trục di chuyển, máy hàn cell pin ba trục có khả năng định vị chính xác vị trí và thực hiện quá trình hàn
• Trục X và trục Y: Chuyển động của trục X và trục Y sẽ định vị vị trí của pin trong mặt phẳng ngang
• Trục Z: Chuyển động của trục Z sẽ định vị vị trí theo chiều dọc để đặt pin ở vị trí đúng trước khi bắt đầu hàn
• Sau khi định vị chính xác, máy sẽ thực hiện hàn Quá trình hàn sử dụng phương pháp hàn điện trở
• Các thông số hàn như dòng điện, thời gian hàn có thể được điều chỉnh thông qua hệ thống điều khiển để đảm bảo chất lượng hàn tốt nhất
Máy hàn cell pin 3 trục hoạt động dựa trên hệ thống trục tiên tiến, cho phép định vị và di chuyển pin chính xác theo các trục X, Y và Z Nhờ vào khả năng kiểm soát chuyển động chính xác của các trục, quá trình hàn được thực hiện một cách hiệu quả và chính xác, mang lại kết quả tốt nhất cho người dùng.
Quy trình hàn bắt đầu khi máy được mở điện, lúc này máy chưa xác định được vị trí hiện tại của từng trục Nhờ vào tín hiệu từ hai công tắc hành trình ở phía âm của hai trục, cả hai trục sẽ di chuyển về phía âm để xác định vị trí chính xác.
Khi công tắc hành trình được chạm vào, máy sẽ dừng lại và ghi lại vị trí hiện tại của cả hai trục là 0,0 Tiếp theo, người dùng nhập số hàng và số cột pin cần hàn trên giao diện người dùng (ví dụ: 2x3 = 6 viên) Máy sẽ di chuyển đến vị trí của viên pin đầu tiên, sau đó trục Z sẽ hạ xuống và thực hiện quá trình hàn Sau khi hoàn tất việc hàn, trục sẽ trở về vị trí ban đầu.
Trục Z sẽ di chuyển lên, trong khi trục Y di chuyển đến vị trí hàn số 2 và tiếp tục cho đến khi hoàn thành hàn viên cuối cùng Sau khi quá trình hàn kết thúc, trục Y sẽ quay về hướng âm và giao diện người dùng (GUI) sẽ hiển thị thông báo yêu cầu người dùng thay đổi chiều pin để tiếp tục hàn, sau đó lặp lại quy trình như trước.
So sánh các phương pháp hàn
Bảng 5.9.2: Bảng so sánh ưu nhược điểm của ba phương pháp hàn
Hàn điện trở Hàn Plasma Hàn laser Ưu điểm
Hiệu quả cao và năng suất nhanh
Chất lượng mối hàn cao An toàn và thân thiện với môi trường
Khả năng hàn chính xác cao Chất lượng mối hàn cao
Hàn được nhiều loại vật liệu Ít biến dạng vật liệu
Tốc độ hàn nhanh Độ chính xác cao
Chất lượng mối hàn cao
Chi phí đầu tư cao Khó hàn các mối hàn phức tạp
Kích thước mối hàn lớn Có thể gây biến dạng vật liệu
Chi phí vận hành cao Cần có biện pháp an toàn khi sử dụng Khả năng tự động hóa thấp
Chi phí đầu tư cao
Khả năng hàn hạn chế một số vật liệu
Yêu cầu tay nghề cao
Bảng 5.9.3: Bảng so sánh đặc điểm của ba phương pháp hàn
Hàn điện trở Hàn laser Hàn plasma
Sử dụng đong điện tạo ra nhiệt lượng để làm nóng chảy và kết dính 2 mảnh vật liệu tại điểm tiếp xúc
• Sử dụng tia laser tập trung năng lượng cao để làm nóng chảy và kết dính hai mảnh vật liệu
• Tia laser được tạo ra từ nguồn laser và truyền qua hệ thống quang học để tập trung vào điểm hàn
Sử dụng khí plasma được nung nóng đến nhiệt độ cao (khoảng 10.000°C) để làm nóng chảy và kết dính hai mảnh vật liệu
Dòng plasma được thổi qua vòi phun nhằm tập trung vào điểm hàn, giúp làm nóng chảy kim loại và tạo ra mối hàn Phương pháp này mang lại độ chính xác cao, chi phí thấp, dễ sử dụng và phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau.
Sai số thường dao động trong khoảng 0.1 - 0.5 mm
Mối hàn có độ chính xác cao, độ ngấu sâu, ít biến dạng, tốc độ hàn nhanh, có thể hàn các vật liệu mỏng và phức tạp
Mối hàn có độ chính xác cao, độ ngấu sâu, ít biến dạng, tốc độ hàn nhanh
Tốc độ hàn điện trở nhanh Tốc độ hàn laser nhanh
Tốc độ hàn plasma nhanh Ứng dụng Sử dụng trong việc kết nối các bộ phận kim loại lớn và dày
Sử dụng trong ngành công nghiệp hàng không, y học, điện tử
Thích hợp cho việc hàn các chi tiết nhỏ và phức tạp, chẳng hạn như trong ngành hàng không và y học
Bảng 5.9.4: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các mạch hàn
SSR TIMER BTA100 có ưu điểm nổi bật là hoạt động êm ái, nhờ vào việc sử dụng chip bán dẫn để đóng ngắt mạch Điều này giúp thiết bị không phát ra tiếng ồn như các relay cơ truyền thống, mang lại trải nghiệm sử dụng thoải mái và yên tĩnh.
Tuổi thọ cao: SSR không có các bộ phận cơ khí chuyển động, do vậy ít bị hao mòn và có tuổi thọ cao hơn so với relay cơ
Tốc độ đóng ngắt nhanh:
SSR có thể đóng ngắt mạch nhanh hơn so với relay cơ, lên đến hàng nghìn lần mỗi giây
Kích thước nhỏ gọn: SSR có kích thước nhỏ gọn hơn so với relay cơ, giúp tiết kiệm không gian lắp đặt
Giá thành rẻ: Timer BTA100 có giá thành rẻ hơn so với SSR Dễ sử dụng: Timer BTA100 dễ sử dụng và cài đặt hơn so với SSR
Có thể điều chỉnh thời gian: Timer BTA100 có thể điều chỉnh thời gian đóng ngắt mạch một cách linh hoạt
Kích thước nhỏ gọn: Timer BTA100 có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian lắp đặt
Nhược điểm Giá thành cao hơn: SSR thường có giá thành cao hơn so với relay cơ Cần chú ý đến dòng điện định mức
.Tỏa nhiệt: SSR có thể tỏa nhiệt trong quá trình hoạt động, do vậy cần có bộ tản nhiệt phù hợp
.Yêu cầu nguồn điện: SSR cần có nguồn điện riêng để hoạt động
Khả năng chịu quá tải kém: SSR có khả năng chịu quá tải kém hơn so với relay cơ
Độ ồn: Timer BTA100 tạo ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động do sử dụng relay cơ
.Tuổi thọ thấp: Timer BTA100 có tuổi thọ thấp hơn so với SSR do sử dụng relay cơ
.Tốc độ đóng ngắt chậm: Timer BTA100 có tốc độ đóng ngắt chậm hơn so với SSR
Timer BTA100 có khả năng tạo ra tia lửa điện trong quá trình hoạt động, điều này làm giảm tính an toàn của nó so với SSR, đặc biệt trong các môi trường dễ cháy nổ.
THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ
Tiêu chí đánh giá điểm hàn
- Để đánh giá mối hàn đạt tiêu chuẩn dựa vào các yêu cầu đặt ra sau đây:
Độ bền hàn: khả năng của kết nối hàn chịu được lực tác động và duy trì tính chất cơ học trong điều kiện hoạt động
Độ ổn định của mối hàn là khả năng chống trượt và chống lỏng lẻo của các thành phần hàn Một mối hàn ổn định có khả năng chịu đựng tốt trước các yếu tố ngoại lực và môi trường xung quanh.
Độ đồng nhất: mức độ liên kết giữa các vật liệu được hàn
Điện trở của mối hàn là chỉ số quan trọng đo lường khả năng truyền dẫn điện của kết nối hàn Một điện trở thấp cho thấy mối hàn có khả năng truyền dẫn điện hiệu quả, giúp giảm thiểu mất năng lượng.
Thẩm mỹ: Một kết nối hàn được coi là thẩm mỹ nếu mối hàn có hình dạng đẹp, bề mặt mịn màng và không lỏng lẻo hoặc bong tróc
Điều kiện thử nghiệm: Kẽm dài 30mm, vị trí đặt giữa pin, thử nghiệm ở cực âm của pin
- Thang điểm: 5đ Điểm đánh giá dựa trên các tiêu chí: Độ cháy của mối hàn:
- Cháy khét, lủng mối hàn (1đ)
- Cháy 1 điểm, màu sắc của thiếc thay đổi nhẹ (2đ)
- Không cháy, màu sắc không thay đổi (3đ) Độ bền của mối hàn:
Sau khi quá trình hàn hoàn tất, thiếc và pin không kết dính thành một khối đồng nhất Mặc dù trên bề mặt thiếc vẫn còn hai dấu vị trí kim hàn, nhưng nhiệt độ cần thiết để tạo liên kết chắc chắn lại không đạt Do đó, thiếc không được cố định trên bề mặt pin.
Hình 80 Kẽm và pin không dính vào nhau
- Dùng tay kéo ra (2đ): Thiếc và pin đủ nhiệt độ để kết dính lại thành một Cố định được
Trên bề mặt pin, có 70 thiếc, nhưng có thể sử dụng lực tay nhẹ để tách thiếc ra Sau khi tách bằng tay, chỉ còn lại một phần nhỏ thiếc với tiết diện kim hàn dính vào pin.
Hình 81 Kẽm và pin có thể dùng tay tách ra
Để tách thiếc khỏi pin, cần sử dụng kìm kéo mạnh, vì thiếc và pin được kết dính rất chặt Việc kiểm tra bằng tay là không khả thi; chỉ có thể xé thiếc ra khỏi pin bằng lực kéo mạnh Sau khi tách, lượng kẽm bị rách và bám vào pin sẽ khá lớn.
Hình 82 Kẽm và Pin dùng kìm tách ra với lực mạnh
Trình tự thực nghiệm
- Mô tả chi tiết các bước thực hiện
- Ghi nhận và đánh giá chất lượng mối hàn sau khi hoàn thành
- Bước 1: Đặt pin vào khay cố định trên mặt bàn trục Y
+) Cẩn thận đặt pin vào khay cố định
- Bước 2: Đặt kẽm vào pin và cố định bằng băng keo đen
+) Lắp kẽm vào vị trí hàn trên khối pin
+) Cố định kẽm bằng băng keo đen
- Bước 3: Chọn thông số hàn ở BTA100
+) Căn cứ vào loại pin, độ dày kẽm để chọn thông số dòng điện, lực ép và thời gian hàn phù hợp
- Bước 4: Chọn chế độ hoạt động tùy theo nhu cầu sử dụng
+) Chọn chế độ hoạt động AUTO hoặc MANUAL tùy theo nhu cầu sử dụng
+) Chế độ AUTO: thực hiện trên giao diện điều khiển GUI bằng cách chọn chế độ hàn 2x3 hoặc 3x4
+) Chế độ MANUAL: thực hiện hàn trực tiếp bằng nút nhấn trên máy hoặc thông qua giao diện điều khiển GUI
+) Bật máy hàn và bắt đầu quá trình hàn
+) Quan sát quá trình hàn để đảm bảo mối hàn được thực hiện chính xác và không có tia lửa điện
- Bước 6: Đổi mặt pin và tiếp tục hàn mặt còn lại
+) Sau khi hàn xong một mặt pin, cẩn thận tháo kẹp cố định và đổi mặt pin
+) Lặp lại các bước 2 đến 5 để hàn mặt còn lại của pin
- Bước 7: Kiểm tra kết quả hàn
+) Kiểm tra chất lượng mối hàn bằng mắt thường hoặc kính lúp
+) Đánh giá độ bám dính, độ đồng đều và các khuyết tật của mối hàn
Thực nghiệm và nhận xét
Bảng 6.3.1: Bảng thực nghiệm kẽm 0.1mm trong thời gian 10ms
Thời gian Lực Dòng diện(10-100%) Đánh giá (0-5)
Kẽm 0.1mm khi hàn trong thời gian 10ms với dòng điện thay đổi từ 10-90% cho thấy hầu hết các cường độ dòng điện không đủ để kẽm dính vào pin Nguyên nhân chủ yếu là do thời gian hàn quá nhanh, dẫn đến việc kẽm không có đủ thời gian để kết dính với bề mặt pin.
Bảng 6.3.2: bảng thực nghiệm kẽm 0.1mm thời gian 20ms
Thời gian Lực Dòng điện(10-100%) Đánh giá (0-5)
Kẽm 0.1mm khi hàn trong 20ms với dòng diện thay đổi từ 10-90% cho thấy kết quả khả quan Cụ thể, tại hầu hết các cường độ dòng điện, kẽm dính nhẹ vào pin, đặc biệt là ở cường độ 70-80%, cho thấy hiệu suất tốt hơn so với thời gian hàn 10ms.
Bảng 6.3.3: bảng thực nghiệm kẽm 0.1mm thời gian 30ms
Lực Dòng điện(10-100%) Đánh giá (0-5)
Kẽm 0.1mm khi hàn trong thời gian 30ms với dòng điện thay đổi từ 10-90% cho thấy rằng ở hầu hết các cường độ dòng điện, kẽm chỉ dính nhẹ vào pin Tuy nhiên, kết quả khảo sát thực tế cho thấy kẽm dính tốt nhất ở mức dòng điện từ 70-90%.
Bảng 6.2.4: bảng thực nghiệm kẽm 0.1mm thời gian 40ms
Lực Dòng điện(10-100%) Đánh giá (0-5)
Kẽm 0.1mm được hàn trong thời gian 40ms với dòng điện thay đổi từ 10-90% cho thấy rằng, qua khảo sát thực tế, kẽm bám dính tốt vào pin, đặc biệt là ở cường độ dòng điện 70%.
Bảng 6.2.5: bảng thực nghiệm kẽm 0.1mm thời gian 50ms
Lực Dòng điện(10-100%) Đánh giá (0-5)
Kẽm 0.1mm hàn trong thời gian 50ms cho thấy hiệu quả dính tốt vào pin khi dòng điện thay đổi từ 10-90% Thực tế khảo sát cho thấy, tại hầu hết các cường độ dòng điện, kẽm gắn kết chắc chắn, đặc biệt từ 50-90% cường độ dòng điện là khoảng thời gian lý tưởng nhất.
Kết quả
Hình 83 Kết quả hàn tương đối tốt
Hình 84 Kết quả hàn kém (cháy điểm hàn)
Hình 85 Kết quả hàn tương đối tốt
Hình 86 Kết quả hàn khi đặt nằm xuống
Hình 87 Kết quả hàn nối tiếp 2 viên pin
Hình 88 Kết quả hàn song song 2 viên pin
Đánh giá thời gian hàn so với các máy hàn trong nước hiện nay
Bảng 6.4.1: Bảng so sánh thời gian hàn với số lần hàn mỗi đầu cell pin, số lượng pin là
Thời gian gá, tháo gỡ (s)
Thời gian hàn(s) Số viên pin hàn được trong 2 giờ
Máy hàn cell pin tự động (3 trục)
Máy hàn cell pin bán tự động (1 trục)
Máy hàn cell pin thủ công
Bảng 6.4.2: Bảng đánh giá máy hàn cell pin 3 trục và máy hàn cell pin trong nước
Tiêu chí đánh giá Máy hàn cell pin 3 trục
Máy hàn cell pin 1 trục (sản phẩm trong nước)
Cơ khí 3 trục X,Y,Z Trục Z Điện áp đầu vào 220V/50Hz 220V/50Hz
Loại kẽm hàn tối đa 0.25mm 0.3mm
Kích thước máy 400x600x810mm 400x600x420 Động cơ Động cơ bước size 57 Động cơ bước size 42,57 Điều khiển Tự động Bán tự động
Chu kì máy 20 viên (có thể tăng lên tối đá 60 viên)
Phương pháp hàn Hàn điện trở Hàn điện trở
Phương pháp điều khiển STM32F103C8T6 TIMER BTA100