Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống điều khiển và chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN HÀN VÀ CÔNG NGHỆ KIM LOẠI BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC 3 TRỤC Giáo viên hướng dẫn: ThS. Trần Lâm Sinh viên thực hiện : Phạm Quang Khải Lớp : Cơ điện tử 2 Khóa : 54 SVTH : 20091468 Nội dung báo cáo 1.Tổng quan hệ thống điều khiển máy phay CNC. 2.Thiết kế hệ thống điều khiển máy phay CNC 3 trục. 3.Thiết kế hệ thống điều khiển cho mô hình máy phay CNC 3 trục. 4.Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục. 5.Tổng kết. 1.Tổng quan hệ thống điều khiển máy phay CNC 1.1.Cấu trúc phần cứng bộ điều khiển CNC Máy tính công nghiệp và phần mềm điều khiển Màn hình và bảng điều khiển Bộ điều khiển CNC Và Bộ nhớ Trục chính Diver servo Thiết bị đo lường Biến tần Cơ cấu chấp hành Động cơ Servo 1.Tổng quan hệ thống điều khiển máy phay CNC 1.2.Cấu trúc dữ liệu bộ điều khiển CNC -Chương trình điều khiển đưa vào chương trình từ đĩa mềm,DC hoặc từ bàn phím -Chương trình đưa vào bộ điều khiển CNC và được xử lý rồi qua bộ khuếch đại đưa đến các máy NC - Giá trị thực về vị trí, vận tốc và gia tốc các bàn máy được giám sát bởi các cảm biến và encoder - Các giá trị thực được phản hồi về bộ điều khiển CNC để khử sai lệch -Đây là điều khiển vòng kín. 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển máy phay CNC. 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.2.Các phần tử trong hệ thống. 1.Máy tính và phần mềm điều khiển. 2.Mạch điều khiển chuyển động AKZ250. 3.Driver servo và động cơ servo 4.Biến tần, trục chính 5.Công tắc hành trình và cảm biến. 6.Bộ phận thay dao tự động 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.3.Phần mềm điều khiển Mach3 Giao diện phần mềm Mach3 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.3.Phần mềm điều khiển Mach3 Một số thông tin về phần mềm Mach3 - Mach3 là phần mềm do hãng ARTSOFT phát hành. - Có thể sử dụng trong công nghiệp. - Phần mềm Mach3 gồm các ứng dụng như : Mach3 Mill, Mach3 Turn, Mach3 Plasma. 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.3.Phần mềm điều khiển Mach3 Các đặc điểm chính của phần mềm Mach3 - Giao diện trực quan, dễ sử dụng, hiển thị video khi máy chạy. - Có khả năng điều khiển tối đa 6 trục tọa độ - Có khả năng đọc file G code từ các phần mềm cam (*.NC) và file G-code lập trình từ notepad (*.txt) - Điều khiển được trục chính và các rơle, công tắc hành trình. 2.Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.3.Phần mềm điều khiển Mach3 Cấu hình yêu cầu của phần mềm - HĐH windows 2000/XP/Win7. - Tốc độ CPU: >1GHz - Bộ nhớ Ram > 512Mb - Bộ điều khiển chuyển động giao tiếp cổng USB hoặc LPT. [...]... điện áp vào 40-66Hz, tần số điện áp ra 0- 650Hz Biến tần SEIMENS MM410 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC 2.7 Bộ phận thay dao dao tự động ATC 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC 2.8 Các thiết bị bảo vệ, đo lường và các thiết bị điện Z Y X Encoder 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 1.Sơ đồ hệ thống điều khiển mô hình 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 2.Tính... 3 trục 3. 7 Cài đặt các cổng điều khiển trong phần mềm Mach3 Sơ đồ chân cổng LPT Giao diện cửa sổ cài đặt chân nhận tín hiệu nút dừng chương trình 4 .Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục 4 .Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục 4.1.Chọn kết cấu cơ khí 4 .Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục 4.2.Ghép nối hệ điều khiển 4 .Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục 4 .3. Gia công sản phẩm 5.Tổng kết Kết quả đạt được: -Thiết. .. ra để bật tắt các thiết bị ngoài như các công tắc tơ 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 5.Bảng điểu khiển 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 6 Phát triển mạch điều khiển CNC tương thích với Mach3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển CNC Mạch in thiết kế trên Proteus 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 7 Cài đặt các cổng điều khiển trong phần mềm Mach3 Sơ đồ chân cổng LPT... quả đạt được: -Thiết kế và chế tạo thành công hệ điều khiển mô hình máy phay CNC -Thiết kế mạch được điều khiển CNC điều khiển 4 trục tọa độ -Chế tạo thành công mô hình máy phay CNC 3 trục Hướng phát triển: -Khắc phục sai số của hệ thống điều khiển bằng các sử dụng các động cơ Servo -Phát triển chức năng điều khiển tốc độ vô cấp trục chính trong mạch điều khiển CNC -Chế tạo máy CNC với độ chính xác... 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 7 Cài đặt các cổng điều khiển trong phần mềm Mach3 Sơ đồ chân cổng LPT Giao diện cửa sổ cài đặt chân điểu khiển động cơ các trục tọa độ 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 7 Cài đặt các cổng điều khiển trong phần mềm Mach3 Sơ đồ chân cổng LPT Giao diện cửa sổ cài đặt chân nhận tín hiệu công tắc hành trình 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3. .. 5mm 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 2.Tính chọn động cơ bước dẫn động các trục tọa độ Tính toán công suất các động cơ bước -Động cơ dẫn động trục X : Công suất động cơ bước: 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 2.Tính chọn động cơ bước dẫn động các trục tọa độ Tính toán công suất các động cơ bước -Động cơ dẫn động trục X : Công suất động cơ bước: 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay. .. chính xác rất cao 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC 2.6 Biến tần và trục chính -Động cơ trục chính là động cơ không đồng bộ 3 pha -Công  Để thức tính tốc độ roto động cơ thay đổi tốc độ động cơ ta có thể thay đổi tần số điện áp cấp vào cuộn dây 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC 2.6 Biến tần và trục chính - Biến tần là thiết bị biến điện áp với tần số vào cố định thành điện... roto 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 3 .Thiết kế mạch driver động cơ bước -Driver có dòng điều khiển tối đa là 3A -Thể điều khiển cả động cơ lưỡng cực và đơn cực -Tín hiệu xung cấp đến chân Clock của IC L297 để điều khiển động cơ quay -Tín hiệu cấp đến chân CW/CCW để điều khiển chiều quay của động cơ -IC nguồn LM2576 được sử dụng để ổn định điện áp 5V nuôi các IC L297 và L298 3 .Thiết kế. .. LED báo trạng thái kết nối cổng USB và trạng thái hoạt động của mạch - Có 16 đầu ra và 8 đầu vào cho các mục đích khác nhau - Tốc độ chạy dao và tốc độ trục chính có thể được điều khiển bởi núm điều khiển - Cấp nguồn qua cổng USB, không cấp cần nguồn nuôi riêng 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC 2.5 Động cơ Servo và bộ điều khiển động cơ Servo -Điều khiển Servo là điều khiển vòng kín với... bước: 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 2.Tính chọn động cơ bước dẫn động các trục tọa độ Tính toán công suất các động cơ bước -Động cơ dẫn động trục Y : Công suất : N=4,2N.m -Động cơ dẫn động trục Z : Công suất : N= 1.4N.m 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 2.Tính chọn động cơ bước dẫn động các trục tọa độ -Chọn động cơ đơn cực sử dụng trong mô hình -Động cơ đơn cực 6 đầu dây ra . quan hệ thống điều khiển máy phay CNC. 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển máy phay CNC 3 trục. 3 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho mô hình máy phay CNC 3 trục. 4 .Chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục. 5.Tổng. máy phay CNC. 2.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển máy phay CNC. 2 .Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phay CNC. 2.2.Các phần tử trong hệ thống. 1 .Máy tính và phần mềm điều khiển. 2.Mạch điều khiển chuyển. máy phay CNC. 2.8. Các thiết bị bảo vệ, đo lường và các thiết bị điện. Encoder Y Z X 3 .Thiết kế HTĐK mô hình máy phay CNC 3 trục 3. 1.Sơ đồ hệ thống điều khiển mô hình 3 .Thiết kế