Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cắt plasma

Ngoài việc đã thiết kế chế tạo hoàn chỉnh máy cắt Plasma thông thường tác giả còn thêm những cải tiến mới trong việc sử dụng các công cụ phần mềm nhằm điều khiển máy cắt Plasma, với nhữn

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA 1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 4

LỜI MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP CẮT PLASMA 11

1.1 Các phương pháp cắt sử dụng nhiệt 11

1.1.1 Cắt bằng khí cháy 11

1.1.2 Cắt bằng dòng Plasma 13

1.2 Ứng dụng cắt bằng Plasma 14

1.2.1 Cắt Plasma bằng máy cắt tay 14

1.2.2 Cắt Plasma bằng máy cắt CNC 15

1.2.3 Cắt Plasma bằng Robot 15

1.3 Tình hình nghiên cứu và chế tạo máy cắt Plasma 15

1.3.1 Trên thế giới 16

1.3.2 Ở Việt Nam 18

1.3.3 Khó khăn khi chế tạo ở Việt Nam 20

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ MÁY CNC 23

2.1 Kỹ thuật điều khiển số 23

2.1.1 Khái niệm về điều khiển số 23

2.1.2 Khái niệm về hệ thống điều khiển số 23

2.1.3 Cấu trúc của hệ thống điều khiển số 25

2.1.4 Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển số 26

2.2 Máy cắt điều khiển số 26

2.2.1 Khái niệm về máy cắt điều khiển số 26

2.2.2 Lịch sử phát triển máy cắt điều khiển số 27

2.2.3 Định nghĩa máy và trục máy 29

2.2.4 Phần mềm sử dụng để điều khiển máy cắt 29

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN MACH3 33

3.1 Giới thiệu phần mềm điều khiển Mach3 33

3.2 Giao diện của phần mềm Mach3 34

3.3 Tính năng cơ bản của phần mềm Mach3 35

3.4 Thiết lập các thông số điều khiển trên phần mềm Mach3 35

Bước 1: Thiết lập chân vào ra 35

Bước 2: Xác lập đơn vị đo 39

Bước 3: Xác lập thông số cho các trục 40

Bước 4: Test và chạy máy 42

3.5 Giao diện Mach3 44

3.6 Chạy một file G- code có sẵn 45

3.7 Ứng dụng phần mềm LAZY CAM tạo file G- Code 46

3.7.1 Phần mềm LAZY CAM 46

3.7.2 Cách cài đặt và sử dụng 47

3.7.3 Ứng dụng Lazy Cam tạo file G- Code 51

3.7.4 Chuyển đổi file ảnh sang file đuôi dxf 52

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA 54

4.1 Lựa chọn mô hình máy 54

4.1.1 Mô hình dạng cầu trục 54

4.1.2 Mô hình dạng cầu trục lệch 54

4.1.3 Mô hình dạng rùa cắt 55

4.1.4 Mô hình dạng xe tự hành 56

4.1.5 Mô hình dạng hình hộp 57

4.2 Phương án thiết kế và chế tạo 57

4.2.1 Liên kết giữa vít me và động cơ bằng một khớp mềm 58

4.2.2 Cơ cấu bộ truyền vít me đai ốc 59

4.2.3 Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít me 59

4.2.4 Mạch điều khiển 62

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

4.2.5 Nguồn cắt plasma A-70 67

CHƯƠNG 5: LẮP RÁP HIỆU CHỈNH VÀ CHẠY THỬ MÁY CẮT PLASMA 73

5.1 Lắp ráp máy 73

5.2 Hiệu chỉnh máy 76

CHƯƠNG 6: CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 77

6.1 Chạy thử máy 77

6.2 Thực nghiệm 77

6.2.1 Trang thiết bị thực nghiệm 77

6.2.2 Số liệu thực nghiệm 77

6.2.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm 81

6.3 Bảng lựa chọn chế độ cắt khi gia công bằng nguồn plasma A-70 81

6.4 Các sự cố thường xả ra khi cắt, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

83

KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 – Các phương pháp cắt kim loại bằng nhiệt

Hình 1.2 – Sơ đồ cắt bằng khí

Hình 1.3 - Máy cắt Plasma loại nhỏ

Hình1.4 – Máy cắt Plasma CNC loại lớn

Hình 1.5 – Robot trang bị đầu cắt Plasma CNC

Hình 1.6 – Máy cắt plasma dạng đề các cỡ trung bình

Hình 1.7 – Máy cắt plasma cỡ lớn với hành trình cắt 2.5 x 5m

Hình 1.8 – Máy cắt 3 trục XF-3 dạng xách tay

Hình 1.9 – Máy ACTECH dạng xách tay

Hình 1.10 – Máy cắt 3 trục của Viên máy và dụng cụ công nghiệp

Hình 1.11 – Máy cắt của công ty AN HÒA

Hình 2.1 - Hệ thống điều khiển số vòng hở

Hình 2.2 - Hệ thống điều khiển số vòng kín

Hình 2.3 - Cấu trúc của một hệ thống điều khiển số

Hình 2.4 - Mối liên hệ giữa PMC với cụm CNC và máy

Hình 2.5 - Cấu trúc Post processor

Hình 3.1 – Giao diện phần mềm Mach3

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 3.2 - Bảng lựa chọn chế độ config trên phần mềm

Hình 3.3 - Bảng lựa chọn chế độ Port and Pin trên phần mềm

Hình 3.4 - Bảng lựa chọn đầu ra của động cơ trên phần mềm

Hình 3.5 - Bảng lựa chọn chế độ làm mát trên phần mềm

Hình 3.6 - Bảng lựa chọn đơn vị đo trên phần mềm

Hình 3.7 - Bảng điều khiển tham số động cơ trên các trục

Hình 3.8 - Bảng điều khiển trên phần mềm

Hình 3.9 – Giao diện phần mềm Lazy Cam

Hình 3.10- Giao diện điều khiển trên phần mềm Lazy Cam

Hình 3.11 – Giao diện phần mềm Algolab PtVector

Hình 4.1 – Máy cắt Plasm ma dạng cầu trục

Hình 4.2 – Máy cắt plasma dạng cầu trục lệch

Hình 4.3 – Máy cắt plasma dạng rùa cắt

Hình 4.4 – Máy cắt dạng xe tự hành

Hình 4.5 – Máy cắt dạng hình hộp

Hình 4.6 - Trục vít me bi

Hình 4.7- Liên kết giữa vít me và động cơ

Hình 4.8 – Cơ cấu bộ truyền vít me đai ốc

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 4.9 – Sơ đồ kết nối điều khiển

Hình 4.10 – Mô hình sơ đồ vị trí các mô đun điều khiển

Hình 4.11 – Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn điều khiển

Hình 4.12 – Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trung tâm

Hình 4.13 – Sơ đồ nguyên lý mạch công suất

Hình 4.14 – Sơ đồ nguyên lý mạch cách ly tín hiệu

Hình 4.15 – Sơ đồ kết nối mạch AKZ250

Hình 4.16 – Nguồn cắt Plasma A-70

Hình 4.17 – Sơ đồ lắp đặt nguồn Plasma

Hình 4.18 – Sơ đồ đấu kết nối nguồn Plasma

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 6.3 – Khả năng cắt của nguồn plasma

Hình 6.4 - Biểu đồ tốc độ cắt của nguồn plasma

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Nguyễn Đình Ảnh, học viên lớp cao học 11BCĐT.KT Sau 2 năm học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà nội, được sự hướng dẫn và giúp đỡ của các thầy cô giáo, đặc biệt là sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn tốt nghiệp TS Nguyễn Chí Hưng, tôi đã đi đến cuối chặng đường để kết thúc khóa học

Với đề tài Luận văn tốt nghiệp là: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cắt Plasma” Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Chí Hưng và chỉ tham khảo các tài liệu được liệt kê, tôi không sao chép công trình của các cá nhân khác dưới bất kì hình thức nào Nếu có tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Người cam đoan

Nguyễn Đình Ảnh

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ gia công cắt tấm sử dụng nguồn plasma ngày nay càng trở lên phổ biến, trên thị trường đã có nhiều chủng loại máy được nhập về với các tính năng và giá thành khác nhau

Tuy nhiên nhược điểm của quá trình cắt plasma bằng tay ảnh hưởng tới sức khỏe: do tiếp xúc với môi trường bị ô nhiễm (khói độc, bức xạ hồ quang, bức xạ điện từ,…) có thể nguy hiểm cho mắt, da, phổi…tai nạn về phỏng do kim loại nóng chảy văng ra, … là lý do ta nên tự động hóa quá trình này bằng một máy cắt Plasma

3 bậc tự do dạng đề các

Từ những lý do trên và với những kiến thức đã được học tập và nghiên cứu tại Trường ĐHBK Hà nội, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy cắt Plasma” với mục tiêu đề ra là:

-

plasma 3 trục thiết bị

, sử dụng thuận tiện và linh hoạt di chuyển trong phạm vi công việc

- Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy cắt Plasma” Ngoài việc đã thiết

kế chế tạo hoàn chỉnh máy cắt Plasma thông thường tác giả còn thêm những cải tiến mới trong việc sử dụng các công cụ phần mềm nhằm điều khiển máy cắt Plasma, với những cải tiến này máy cắt Plasma đã tăng được độ chính xác gia công và giảm đáng kể các thao tác của người điều khiển Máy cắt này có thể đọc được các tệp có đuôi là dxf, bmp, jpg và hph1, từ đó tự động tạo các mã lệnh gia công G-code, sau

đó máy tính sẽ đưa ra các tín hiệu điều khiển cho máy thông qua bộ đệm và cổng LPT Nghiên cứu đã chứng tỏ máy cắt plasma có thể gia công được nhiều loại vật liệu …

Trong phạm vi nghiên cứu này, tác giả đã tiến hành thiết kế và chế tạo máy cắt Plasma điều khiển bằng phần mềm MACH3 Dựa trên cơ sở lý thuyết đã được nghiên cứu cũng như tiến hành khảo sát từ thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp từ đó

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Luận văn được trình bày trong 89 trang và 6 chương

- Chương 1: Tổng quan về phương pháp cắt Plasma

- Chương 2: Kỹ thuật điều khiển số và máy CNC

- Chương 3: Phần mềm điều khiển Mach3

- Chương 4: Tính toán, thiết kế chế tạo máy cắt Plasma

- Chương 5: Lắp ráp hiệu chỉnh

- Chương 6: Chạy thử và đánh giá kết quả thực nghiệm

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 1.1 – Các phương pháp cắt kim loại bằng nhiệt

Sơ đồ quá trình cắt kim loại bằng khí được trình bày trên: khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung nóng đến nhiệt độ cháy nhờ nhiệt của ngọn lửa nung, sau đó cho dòng ôxy thổi qua, kim loại bị ôxy hóa mãnh liệt (bị đốt cháy) tạo thành ôxýt Sản phẩm cháy bị nung chảy vì bị dòng ôxy thổi khỏi mép cắt Tiếp theo, do phản ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt

Cắt bằng nhiệt

Cắt bằng khí ôxy Cắt bằng hồ

quang ôxy

Cắt bằng hồ quang

Cắt bằng hồ

quang kim loại

Cắt bằng hồ quang không khí

Cắt bằng hồ quang plasma

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 1.2 – Sơ đồ cắt bằng khí

Để cắt bằng khí, kim loại cắt phải thoả mãn một số yêu cầu sau:

- Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó Đối với thép cácbon thấp C < 0,7% nhiệt độ cháy vào khoảng 13500C, còn nhiệt độ chảy gần 1.5000C nên thoả mãn điều kiện này Đối với các loại thép các bon cao thì nhiệt độ cháy gần bằng nhiệt độ chảy nên trước khi cắt phải đốt nóng sơ bộ từ 300÷6500C

- Nhiệt độ nóng chảy của ôxít kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó Thép hợp kim crôm hoặc crôm-niken, do khi cháy Cr tác dụng với O

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

- Ôxýt kim loại nóng chảy phải có độ chảy loãng tốt, để dễ tách ra khỏi mép cắt Gang không thể cắt bằng khí vì nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt cháy và khi cháy tạo ra ôxýt silic SiO

2 có độ sệt cao

- Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự tản nhiệt nhanh làm cho mép cắt bị nung nóng kém làm gián đoạn quá trình cắt

1.1.2 Cắt bằng dòng Plasma

Định nghĩa: “Plasma là tập hợp các hạt tích điện bao gồm số lượng tương

đương các ion dương và các điện tử và có vài đặc tính của khí nhưng khác với khí

là có tính dẫn điện tốt” Sự ion hóa khí tạo ra các điện tử tự do và các ion dương giữa các nguyên tử khí Khi điều này xảy ra, khí trở thành dẫn điện với khả năng mang dòng điện Như vậy, plasma hình thành và đó là hình thái phong phú nhất của vật chất trong vũ trụ

Plasma là khí dẫn điện bao gồm các điện tử, ion, phân tử trung hòa Plasma

có thể cắt kim loại có nhiệt độ lên đến 250000C

Thiết bị cắt plasma bao gồm nguồn điện, bộ điều khiển, một hoặc nhiều loại khí để có khí phun qua lỗ và khí bảo vệ, mỏ cắt Thiết bị có thể vận hành bằng tay hoặc cơ khí hóa Nguồn điện một chiều với điện áp hở mạch khoảng 120-140V và dòng điện 70-1000A Để cắt thép có chiều dày 75mm và nhôm có chiều dày 90mm cần điện áp hở mạch 400V và dòng điện đến 500A Thiết bị cắt bằng tay để đảm bảo cho người sử dụng có điện áp hở mạch 120-200V, dòng điện 70-100A, tốc độ cắt tương đối thấp, chiều dày cắt được đối với thép cácbon 12.5mm, đối với hợp kim không chứa sắt đến tới 25mm

Bộ điều khiển có các van để điều khiển các khí và nước làm nguội theo yêu cầu, có thể điều khiển lưu lượng khí cắt thông qua lưu lượng kế, có công tắc lưu lượng nước để dừng thiết bị khi không đủ nước làm nguội các máy cắt tự động công suất cao có thể có tính năng điều khiển độ dốc của dòng điện và lưu lượng khí cắt

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Trong thiết bị cơ khí hóa, các mỏ cắt bằng hồ quang plasma được lắp lên trên máy cắt định hình tương tự thiết bị cơ khí hóa thông dụng, quá trình cắt được điều khiển bằng sự theo dõi quang điện, điều khiển số hoặc điều khiển bằng máy tính Với cắt bằng hồ quang plasma có thể cắt hợp kim nhôm dày 150mm với tốc

độ 3mm/s, thép không rỉ dày 100mm với tốc độ 3mm/s, théo các bon dày 50mm với tốc độ 11mm/s

Tuy nhiên cắt bằng hồ quang plasma cần chú ý một số điểm như khi cắt tạo

ra hồ quang rất sáng, văng tóe, khói và ồn do đó cần có biện pháp bảo hộ khi làm việc Đặc biệt quan trọng là phải kiểm soát khói và tiếng ồn Một phương pháp kiểm soát khói là đặt vật liệu lên bàn cắt có nước ở phía dưới Dòng plasma tạo ra khói với tốc độ cao, va đập với nước gây ra các cuộn xoáy giữ các hạt khói dưới nước

1.2 Ứng dụng cắt bằng Plasma

1.2.1 Cắt Plasma bằng máy cắt tay

Các máy cắt này có kích thước tương đối nhỏ gọn, do đó dễ dàng di chuyển

để cắt tại hiện trường

Hình 1.3 - Máy cắt Plasma loại nhỏ

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

1.2.2 Cắt Plasma bằng máy cắt CNC

Đƣợc gắn lên máy cắt CNC, mỏ cắt plasma thực hiện cắt các hình bất kỳ theo bản vẽ AutoCAD Ứng dụng này đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đóng tàu, chế tạo thiết bị, chế tạo kết cấu thép,v.v…

Hình1.4 – Máy cắt Plasma CNC loại lớn

1.2.3 Cắt Plasma bằng Robot

Các robot là các tay máy đa trục có thể chuyển động theo 3 chiều không gian Một mỏ cắt plasma đƣợc gắn trên tay robot cho phép cắt các vật liệu có hình dạng bất kỳ

Hình 1.5 – Robot trang bị đầu cắt Plasma CNC

1.3 Tình hình nghiên cứu và chế tạo máy cắt Plasma

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 1.6 – Máy cắt plasma dạng đề các cỡ trung bình

Hình 1.7 – Máy cắt plasma cỡ lớn với hành trình cắt 2.5 x 5m

4.000-6.000$

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Ví dụ như máy XF-3: là loại máy cắt plasma tự động, sử dụng hiệu quả, tiết

kiệm năng lượng, thích hợp với thép cacbon, thép không gỉ và kim loại đen Tuy nhiên nhược điểm của loại máy này là menu sử dụng bằng tiếng Trung Quốc nên làm cho người sử dụng rất khó khăn trong việc vận hành máy

Hình 1.8 – Máy cắt 3 trục XF-3 dạng xách tay

Máy cắt Nano 1212:

o Hãng sản xuất: ACTECH

o Sản xuất tại: Malaysia

o Đặc điểm kỹ thuật của bàn cắt:

 Bộ giá đỡ đèn cắt: 1 cái

 Điều khiển trục dọc: Stepper/ bánh răng- thanh răng

 Điều khiển trục ngang: Stepper/ bánh răng- thanh răng

 Vị trí bảng điều khiển: bên trái

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

là hết sức khó khăn Năm 1997, từ đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cắt kim loại tấm khổ lớn", các nhà khoa học thuộc Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp (IMI) đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo chiếc máy cắt tấm thép model CP 2580 - CNC sử dụng gas-plasma, điều khiển tự động Ưu điểm của hệ thống máy cắt này là người vận hành có thể lập trình trực tiếp hoặc gián tiếp hình dạng của chi tiết trên máy

Hình 1.10 – Máy cắt 3 trục của Viên máy và dụng cụ công nghiệp

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 1.11 – Máy cắt của công ty AN HÒA

Tuy nhiên, nhược điểm của các máy này là kích thước lớn, khó vận chuyển, bộ điều khiển được mua từ nước ngoài Chính điều này làm cho giá thành máy đắt và sử dụng phức tạp hơn

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá của nước nhà và đồng thời để theo kịp đà tiến của các nước phát triển đặc biệt là các nước láng giềng như Trung Quốc thì nhu cầu hiện đại hoá và sử dụng các máy móc tự động là cực kỳ bức thiết Tất cả các công nghệ tiên tiến ở nước ta hiện có hầu như nhập từ các nước trên thế giới mà bản thân nước nhà chưa thể thực hiện được

Trong các nhà máy xí nghiệp đặc biệt đối với xí nghiệp đóng tàu hoặc các xí nghiệp chế tạo, sản xuất các kết cấu, chi tiết bằng thép tấm thì hiện nay công nhân vẫn phải trực tiếp thực hiện các công việc chuẩn bị phôi liệu, cắt phôi từ tấm thép lớn Những công việc này hiện nay hầu hết được thực hiện một cách thủ công bằng cách vẽ trực tiếp hình vẽ cần cắt trên tấm thép rồi dùng thiết bị cắt tự hành để điều chỉnh đầu cắt đi theo biên dạng cần cắt Với công việc như vậy nó đòi hỏi tay nghề của người công nhân phải đạt đến một trình độ nhất định Đặc biệt với các hình cắt có biên dạng giống nhau, lặp đi lặp lại sẽ gây nhàm chán cho người lao động làm cho năng suất và chất lượng công việc giảm đi một cách đáng kể, nếu thay thế công việc này

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

bằng loại máy tự động cắt theo biên dạng thì không những tăng năng suất, chất lượng và nhịp độ sản xuất không đổi mà còn có thể tăng được một khoảng thời gian lớn nếu thiết bị làm việc một cách liên tục Tuy việc trang

bị máy móc tự động hóa sẽ tốn kém khoản đầu tư ban đầu nhưng nếu so sánh trong những năm tiếp theo thì lợi nhuận thiết bị tự động hóa sẽ cao hơn rất nhiều so với mức thuê mướn nhân công có tay nghề cao Nếu xét trong một khía cạnh khác của mức độ ổn định sản xuất thì sử dụng máy tự động trong các công đoạn chuẩn bị phôi liệu cũng sẽ giảm đi thời gian và nhân sự khi đào tạo đầu vào của nhân công

Trong giai đoạn đất nước đang chuẩn bị tham gia tổ chức thương mại quốc tế “WTO”, giá thành hàng hoá có xu hướng giảm đi rất nhiều, nếu các thiết bị sản xuất hiện nay của các xí nghiệp trong nước không được thay đổi

và trang bị thêm các thiết bị tự động thì chắc chắn hàng hoá trong nước sẽ không thể cạnh tranh được với hàng hoá từ các nước khác đưa vào Khi đó, nền kinh tế của nước ta có thể bị phụ thuộc nhiều vào các nước khác, điều này sẽ ảnh hưởng không tốt đến vấn đề an ninh độc lập chủ quyền của nước

ta mà bao đời nay đã giữ vững được

Từ những yếu tố trên chúng ta có thể khẳng định rằng, việc đầu tư nghiên cứu và phát triển các máy móc tự động nói chung và các robot tự động trong lĩnh vực chế tạo phôi nói riêng phải là vấn đề được quan tâm hàng đầu, việc đầu tư cho lĩnh vực này chính là một trong những phương pháp nhanh nhất để nước ta hoàn thành sớm sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước

1.3.3 Khó khăn khi chế tạo ở Việt Nam

Trong giai đoạn của nước ta hiện nay đối với toàn bộ quá trình thiết kế và sản xuất máy cắt 3 trục là còn rất thấp, chủ yếu vẫn còn dừng ở phần thiết kế tính toán và mô phỏng trên máy tính, còn hạn chế nhiều ở khâu chế tạo hoàn chỉnh một máy cụ thể, sở dĩ như vậy là do tình hình phát triển các máy tự

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

động của đất nước ta còn gặp nhiều các khó khăn mà điển hình nhất là các khó khăn sau đây:

Sản phẩm máy CNC và robot là sản phẩm của ngành cơ điện tử, tức là phải

có sự phối hợp hài hoà cả về ngành công nghệ thông tin, công nghệ truyền tải dữ liệu từ máy tính, cả về lĩnh vực điện tử, công nghệ vi xử lý đồng thời

cả một lý thuyết tính toán rộng lớn của cơ học và sức bền vật liệu Chính vì vậy với các ngành đào tạo hiện có ở các trường thì một học viên không thể lĩnh hội được một mảng tri thức khổng lồ như thế với thời gian đào tạo không quá 5 năm Đứng trước vấn đề này thì hiện nay các trường cũng đã bổ sung thêm một ngành mới với tên là ngành cơ điện tử hoặc ngành điều khiển

tự động, nhưng như thế vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra, mặt khác nếu làm việc theo tập thể dựa trên sự phối hợp của 3 mảng kiến thức thì chúng

ta lại gặp phải những khó khăn về cách thức tổ chức làm việc

Kinh phí để cho ra một sản phẩm robot cắt plasma hoàn hảo là rất lớn, đặc biệt là trong thời gian thử nghiệm, trong khi đó nhà nước vẫn chưa có một chính sách về vốn đầu tư thoả đáng cho lĩnh vực này

Công nghệ chế tạo các chi tiết của nước ta còn quá lạc hậu, cụ thể là với các công nghệ này chúng ta không thể chế tạo được các chi tiết trang bị ứng dựng trong robot điển hình với các chi tiết đòi hỏi phải có trọng lượng nhẹ

có độ cứng vững cao, chịu mài mòn và phải làm việc tốt trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt mà vẫn phải giữ được độ chính xác về hình dạng hơn nữa các thiết bị về cảm biến ngoại vi cho đến nay hầu như chúng ta vẫn phải nhập từ nước ngoài nên giá thành còn rất cao Ví dụ như bộ mã hóa vòng quay (encoder), dùng để nhận biết góc quay, tốc độ và vị trí của các trục trên máy đều phải nhập khẩu với giá rất đắt, thời gian chờ rất lâu

Nhu cầu sử dụng máy cắt tự động trong các xí nghiệp nói chung là còn rất thấp, bởi vì để lập trình điều khiển được các hệ thống này đòi hỏi phải có một nền tảng kiến thức tương đối

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Các lý thuyết tính toán về các kết cấu cơ khí kiểu mới với các tài liệu tiếng Việt còn hạn chế vì vậy việc tính toán về sức bền độ ổn định còn rất nhiều khó khăn, chưa mang tính phổ biến

Với một vài lý do trên, nên hiện nay sự phát triển về lĩnh vực robot cắt tự động hóa của nước ta vẫn còn bị hạn chế và cản trở nhiều, trong các cuộc triển lãm về công nghệ tự động mới của thế giới hầu như vẫn chưa thấy sự

có mặt của nước nhà, đó là một thiệt thòi to lớn trong sự nghiệp phát triển của đất nước

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ MÁY CNC

2.1 Kỹ thuật điều khiển số

2.1.1 Khái niệm về điều khiển số

Điều khiển số (Numerical control) là một quá trình tự động điều khiển các hoạt động của máy dựa trên cơ sở các dữ liệu được mã hóa đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ thống

2.1.2 Khái niệm về hệ thống điều khiển số

 Là hệ thống mà trong đó các hoạt động được điều khiển là dữ liệu số đưa vào trực tiếp ở một điểm nào đó Hệ thống đó phải tự động dịch chuyển tối thiểu một phần nào đó của dữ liệu này

 Dữ liệu là thông tin cung cấp bởi mã nhị phân Nó được biểu diễn dưới dạng

mã số hoặc ký tự Đây là thông tin cần thiết để tạo ra một chương trình gọi là chương trình gia công

 Có hai loại hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển kín và hệ thống điều khiển hở

Hệ thống điều khiển hở

Hình 2.1 - Hệ thống điều khiển số vòng hở

Đặc điểm của hệ thống điều khiển số vòng hở như sau:

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

- Cấu trúc đơn giản và giá thành thấp

Hệ thống điều khiển số vòng kín

Hình 2.2 - Hệ thống điều khiển số vòng kín

Đặc điểm của hệ thống điều khiển số vòng kín nhƣ sau:

- Độ chính xác của biến ra ít phụ thuộc vào hệ truyền động mà phụ thuộc vào cảm biến

- Làm việc chính xác và độ tin cậy cao

- Do vậy, hầu hết các hệ thống điều khiển số hiện nay là hệ thống kín Các hoạt

động điều khiển đƣợc vận hành qua các sai lệch giữa biến vào và ra

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

2.1.3 Cấu trúc của hệ thống điều khiển số

Hình 2.3 - Cấu trúc của một hệ thống điều khiển số

Cấu trúc của một hệ thống điều khiển số gồm 6 phần chính như sau:

Chương trình gia công: bao gồm các chỉ thị đã được mã hóa

Hệ điều khiển máy: được chia làm 2 thành phần:

o Đơn vị xử lý dữ liệu: thực hiện chức năng đọc mã lệnh từ thiết bị nhập dữ liệu, xử lý mã lệnh, truyền dữ liệu cho CLU

o Mạch điều khiển: thực hiện các chức năng nội suy chuyển động trên cơ sở các tín hiệu nhận được từ DPU, xuất các tín hiệu điều khiển,nhận các tín hiệu phản hồi, điều khiển các thiết bị phụ trợ Thiết bị đọc chương trình

Hệ truyền động: dùng động cơ một chiều hoặc xoay chiều, các bộ truyền

cơ khí

Máy công cụ

Hệ thống phản hồi: gồm 2 thành phần:

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

o Bộ so sánh: so sánh giá trị thực của biến ra để chấp hành giá trị với biến vào của hệ điều khiển, sai lệch này có thể biến thành tín hiệu điều khiển

o Cảm biến: dùng để đo giá trị thực của biến ra, sau đó cung cấp cho

bộ so sánh dưới dạng tín hiệu (thường là tín hiệu điện)

2.1.4 Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển số

* Ưu điểm:

Có thể bỏ qua các chi tiết mẫu để chép hình

Chương trình gia công có thể thay đổi dễ dàng và nhanh chóng nhằm giảm thời gian chuẩn bị sản xuất, tạo điều kiện cho việc sản xuất hàng loạt nhỏ

Có thể sản xuất chi tiết đã có chương trình, vì vậy không cần phải dự trữ chi tiết mà chỉ cần lưu chương trình của chi tiết

Giảm hư hỏng do sai sót của con người, cải thiện tốc độ gia công và khả năng tận dụng máy

Dễ dàng điều khiển tập trung toàn bộ quá trình sản xuất của phân xưởng

* Nhược điểm:

Hệ thống điều khiển phức tạp, giá thành đắt Để khắc phục nhược điểm này hiện nay người ta chế tạo những máy có mức độ tự động thấp hơn, độ chính xác vừa phải nhưng hoàn toàn đáp ứng phần lớn các nhu cầu của ngành chế tạo máy

2.2 Máy cắt điều khiển số

2.2.1 Khái niệm về máy cắt điều khiển số

CNC viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển

bằng máy tính) – đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất (có tính lập lại) các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

tạp, bằng cách sử dụng các chương trình viết bằng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã G CNC được phát triển cuối thập niên

1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trường MIT

2.2.2 Lịch sử phát triển máy cắt điều khiển số

Theo một tài liệu đã từng được chiếu trên đài NHK của Nhật thì nguyên lý của cái máy NC bắt nguồn từ Chợ Lớn, Sài gòn, Việt Nam Đó là nguyên lý dùng băng giấy đục lỗ để chép hình của các sản phẩm dệt, do những người thợ thủ công của An nam nghĩ ra vào những năm đầu của thế kỷ trước một hình thức cải tiến lại từ các máy dệt của Aishin (tức tiền thân của hãng Toyota ngày nay) để tăng năng suất.Với băng giấy có đục lỗ sẵn, người thợ

An nam có thể dệt ra hàng loạt những sản phẩm dệt giống nhau, đây là ý tưởng đầu tiên để chế tạo băng giấy 8 bit sau này dùng cho máy NC

Trong chiến tranh người Nhật đã sử dụng băng giấy này để chế tạo máy tiện

tự động mà tiếng Nhật gọi là JIDO BAN (tự động bàn) để máy tự động tiện hàng loạt sản phẩm giống nhau phục vụ cho nhu cầu chiến tranh, bởi vì công nghệ phục vụ quốc phòng nên đã không được công khai Đồng thời gian đó vào khoảng năm 1940 thì ở Mỹ ông John T Parsons đã nghĩ ra ý tưởng dùng băng giấy (punch card) để điều khiển cái máy tiện bằng phương thức nội suy tăng phần với mục đích là tạo mặt cong cho cánh máy bay Sau đó không quân Mỹ nhờ MIT nghiên cứu cơ cấu servo điều khiển 3 trục gắn lên máy phay và năm 1952 thì chiếc máy phay NC đầu tiên của MIT ra đời Tính từ cái máy dệt có băng giấy của thợ dệt An Nam đến cái máy NC đầu tiên dùng punch card thì mất gần 50 năm Năm 1953 thì nguyên lý của máy NC được công khai, có rất nhiều hãng nhảy vào khai thác chế tạo máy NC Không quân Mỹ cũng hỗ trợ MIT nghiên cứu chế tạo PART Program dùng cho máy

NC để đơn giản hóa các mệnh lệnh trong program gia công NC dưới dạng Anh ngữ, kết quả là ngôn ngữ APT (Automatically programed Tools) ra đời

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

NC tại Nhật, lần đầu tiên máy NC được điều khiển toàn bộ bằng chíp IC và danh xưng máy NC đã được sửa lại gọi chính xác là CNC vì đã có sự hỗ trợ của micro computer Sau đó là các kỹ thuật điều khiển theo phương thức quản lý modul, phương thức quản lý tự động hóa, phương thức xưởng sản xuất tự động không người AF v.v được liên tục ứng dụng vào máy NC để

có những máy NC gia công phức hợp hiện đại ngày hôm nay

Năm 1972 thì Fujitsu tách bộ phận nghiên cứu NC ra khỏi tập đoàn và hãng FANUC danh tiếng ngày nay ra đời

Năm 2003 FANUC Việt Nam được thành lập, tính từ cái băng giấy của thợ dệt An nam đến FANUC Việt nam hay nói đến máy NC của BKmech mới ra đời của Việt nam thì đúng 1 thế kỷ

Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác

do con người thực hiện được giảm thiểu

Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng Kỹ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác có thời gian cho các công việc khác Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác

Trong môi trường sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận Máy CNC

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phần mềm CAM, vì thế một bộ phận hay lắp ráp có thể trực tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng chi tiết Có thể nói CNC là các phân đoạn của các

hệ thống robot công nghiệp, tức là chúng được thiết kế để thực hiện nhiều thao các sản xuất (trong tầm giới hạn)

2.2.3 Định nghĩa máy và trục máy

2.2.4 Phần mềm sử dụng để điều khiển máy cắt

2.2.4.1 Phần mềm điều khiển

Phần mềm điều khiển là chương trình chính dùng để thực hiện các chức năng NC Chức năng chính của phần mềm là chấp nhận chương trình ứng dụng như là số liệu đầu vào và sinh ra tín hiệu điều khiển, điều khiển dẫn động động cơ các trục

Phần mềm điều khiển bao gồm 4 chương trình: chương trình kiểm tra, chương trình logic, chương trình đọc, chương trình đặc trưng

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

a Chương trình kiểm tra

Đây là chương trình chính Nó sắp xếp thực hiện tất cả các phần mềm

và cho phép CPU thực hiện ghép nối với tất cả các thiết bị vào-ra

b Chương trình logic

o Đây là chương trình điều khiển Nó làm nhiệm vụ giải mã và nội suy

cấu trúc NC để tạo ra tín hiệu điều khiển cho mỗi trục

o Chương trình logic còn có nhiệm vụ điều khiển lượng chạy dao, tính

toán tăng giảm thông số này cho phù hợp với quá trình gia công

c Chương trình đọc

Đây được coi là chương trình phục vụ vì nó làm nhiệm vụ vào-ra chương trình lưu trữ, xóa chương trình và hiển thị chương trình trong quá trình gia công, hiển thị vị trí dụng cụ hiện hành và các chức năng khác

d Chương trình đặc trưng

Hay còn gọi là chương trình dự báo Loại chương trình này được thiết

kế khác nhau tùy theo hãng sản xuất và nó mang nét đặc trưng riêng của hãng đó Chương trình này làm nhiệm vụ kiểm tra lỗi của hệ thống điều khiển, lỗi trong cụm dẫn động các trục, lỗi chương trình và các lỗi khác;

sau đó đưa ra màn hình các thông báo lỗi

2.2.4.2 Phần mềm ghép nối

o Chương trình này cho phép CPU liên hệ với máy công cụ, bàn điều khiển thông qua chương trình logic được cài đặt trong PMC Phần mềm ghép nối thực hiện 2 kiểu tín hiệu rời rạc: tín hiệu vào và ra Tín hiệu vào PMC là tín hiệu được chuyển tới từ cụm CNC và máy công

cụ Tín hiệu ra của PMC gửi đến CNC và máy công cụ Chương trình

từ cụm CNC gửi đến PMC là chương trình NC, còn tín hiệu từ PMC đến CNC là lệnh điều khiển bắt đầu chu trình, dừng khẩn cấp, giữ tốc

độ và các lệnh rời rạc khác

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

o Tín hiệu của PMC gửi đến máy công cụ là lệnh thay dụng cụ, đóng

mở hệ thống làm nguội chi tiết và các chức năng khác

Hình 2.4 - Mối liên hệ giữa PMC với cụm CNC và máy

2.2.4.3 Post processor

Post Processor là chương trình máy tính cần thiết trong cấu trúc điều khiển của máy công cụ điều khiển số Post Processor làm nhiệm vụ chuyển đổi thông tin trong chương trình NC thành cấu trúc điều khiển dụng cụ Thông tin mà Post Processor phải xử lý là thông tin về đường chuyển động dụng cụ, điều kiện gia công, bắt đầu, kết thúc chương trình, tốc độ trục chính, lượng chạy dao Các thông tin này đảm bảo thực hiện chuyển động bàn máy và các điều kiện khác đặt ra trong quá trình điều khiển

Hình 2.5 - Cấu trúc Post processor

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

2.2.4.4 Phần mềm ứng dụng

Chương trình ứng dụng còn được gọi là chương trình NC Chương trình cho thông tin mô tả đường chuyển động dụng cụ trong quá trình gia công, kiểu chuyển động: chay nhanh, nội suy thẳng, nội suy vòng, điều kiện cắt như tốc độ trục chính, lượng chạy dao, chiều sâu cắt

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

1024 x 768 Việc sử dụng máy tính để bàn sẽ có hiệu quả hơn máy tính xách tay,

mà lại còn rẻ hơn Chúng ta có thể sử dụng máy tính này cho những chức năng khác nữa (như là chạy một cụm CD/CAM) khi không sử dụng để điều khiển nữa Chương trình Mach3 có thể kết nối trực tiếp qua một (hoặc cả 2) cổng song song (cổng máy in) và nếu cần thiết, còn cả cổng nối tiếp (cổng COM) nữa

Mach3 đã thành công trong việc điều khiển các thiết bị như:

+ Lathes (máy tiện)

+ Mills (máy khoan)

+ Routers(Máy bào)

+ Laser (cắt laser)

+ Plasma (cắt plasma)

+ Engravers (máy khắc)

+ Gear cutting (cắt bánh răng)

Mach3 được hỗ trợ bởi những Wizard (mini- program), tạm gọi là các chương trình con trong công việc sinh ra mã lệnh G- code cho quá trình gia công giúp người dùng giảm bớt khối lượng công việc

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

+ Text engraving (khắc chữ)

+ Many standard shapes (tạo nhiều hình mẫu tiêu chuẩn)

+ Surfacing (tạo bề mặt)

+ Many more (và còn nhiều tính năng khác)

Cấu hình máy phần mềm yêu cầu:

+ Windows 2000/XP

+ 1GHz CPU

+ 512 MB RAM

+ Non-intergrated Video Card with 32MB RAM (card đồ họa rời 32MB)

3.2 Giao diện của phần mềm Mach3

Mach3 được thiết kế làm sao cho dễ dàng điều chỉnh giao diện người dùng cho phù hợp với phương thức của người làm việc nhất

Sau khi cài đặt chương trình xong sẽ xuất hiện 4 shortcut trên màn hình là: Mach3 Loader, Mach3 Mill, Mach3 Turn, Plasma tương ứng với những kết cấu máy muốn điều khiển Trong trường hợp này ta chi quan tâm đến giao diện của Plasma mà chúng ta sử dụng để điều khiển mô hình máy cắt hàn CNC

Sau khi nhấp đúp chuột vào biểu tượng của Plasma trên màn hình, ta sẽ thấy giao diện của Mach3 Plasma như sau:

Hình 3.1 – Giao diện phần mềm Mach3

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

3.3 Tính năng cơ bản của phần mềm Mach3

Chuyển đổi một PC tiêu chuẩn để một đầy đủ tính năng, 6 trục điều khiển CNC

Cho phép trực tiếp nhập khẩu DXF, BMP, JPG, và các file HPGL qua LazyCam

Tạo ra Gcode qua LazyCam hoặc Wizards

Hoàn toàn tùy chỉnh giao diện

Tính năng điều khiển bằng tay.(Jog)

Ưu điểm của phần mềm Mach3:

Chức năng của nó đa dạng, giao diện đẹp và dễ sử dụng Mô phỏng quá trình làm việc rất rõ ràng Khai báo các thông số của hệ thống dễ dàng Tùy quan niệm từng người, riêng mình thấy Mach3 có lợi thế là tiết kiệm được chi phí đáng kể (Nếu giải quyết được 3 vấn đề trên thì Mach3 là lựa chọn tốt cho các dạng CNC tự chế, lên đời máy CNC)

Nhược điểm của phần mềm Mach3:

- I/O hạn chế nên nếu dùng cho một hệ thống lớn cần nhiều tín hiệu thì phải dùng kỹ thuật ModBus

- Dùng tín hiệu Step/ Dir chỉ thích hợp với hệ thống dùng Step Motor, còn những hệ thống khác như Servo thì phải dùng qua card chuyển đổi Step/Dir thành tín hiệu Analog 0- 10v

- Mach3 điều khiển theo dạng vòng hở nên khi ứng dụng trong các hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao thì phải thiết kế theo dạng vòng kín

3.4 Thiết lập các thông số điều khiển trên phần mềm Mach3

Cách thiết lập các thông số điều khiển trên phần mềm Mach3 gồm 4 bước cơ bản như sau:

Bước 1: Thiết lập chân vào ra

- Vào Config/Port and Pin :

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 3.2 - Bảng lựa chọn chế độ config trên phần mềm

- Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện một bảng thông số như sau:

Hình 3.3 - Bảng lựa chọn chế độ Port and Pin trên phần mềm

Tab Port Setup and Axis Selection: Để lựa chọn cổng điều khiển của máy

tính, trong trường hợp điều khiển bằng cổng DB25 thì sẽ là Port 1 Ta xác lập như trong hình sau đó lựa chọ Apply để chuyển sang Tab bên canh

Tab Motor Outputs: Để xác lập các chân đầu ra của máy tính ở cổng

DB25 Các chân đầu ra này sẽ là các tín hiệu cấp cho mạch giao tiếp và xuống mạch động cơ để điều khiển các trục động cơ Ta cũng xác lập giống trong hình

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 3.4 - Bảng lựa chọn đầu ra của động cơ trên phần mềm

+ Hàng đầu tiên là xác lập các thông số cho trục X:

+ Cột thứ nhất (Enabled) của truc X thì sẽ thay đổi trạng thái dấu phẩy xanh

thành dấy nhân đỏ Dấu phẩy xanh chính là lựa chọn để cho trục X làm việc Còn dấu nhân đỏ là không cho trục X làm việc

+ Cột thứ 2 (Step Pin#): là chân điều khiển xung cấp cho trục X Theo mạch

thiế kế thì chân này là chân số 2, nếu mạch thiết kế khác thì chỉ cần click vào đó rùi thay đổi số là được

+ Cột thứ 3 (Dir Pin #): là chân điều khiển cho mạch động cơ đảo chiều Muốn

thay đổi thứ tự chân cũng Click vào đó và gõ một chân khác vào

+ Cột thứ 4 ( Dir Lowactive ): Cột này để xác định chiều + hoặc – của các trục

theo mong muốn Khi click lựa chọn trục này thì lúc đó chiều quay của động cơ sẽ thay đổi khi ta điều khiển cho máy chạy theo chiều + hay chiều – của trục tọa độ Ban đầu thử ta xác lập giống trong hình vẽ rồi tí nữa cho động cơ chạy thử theo chiều dương xem động cơ quay theo chiều nào, sau đó lại vào xác lập lại rồi tiếp tục cho động cơ chạy theo chiều dương , ta sẽ thấy động cơ quay theo chiều ngược lại Như vậy chân này rất quan trọng để sau khi lắp động cơ vào máy ta sẽ chọn được chiều phù hợp cho trục X và trục Y

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

+ Cột thứ 5 ( Step Lowactive ): Cột này để xác định trạng thái tác động của

chân cấp xung cho mạch điều khiển Nếu xung điều khiển Step là xung âm thì lựa chọn dấu phẩy, còn xung dương thì chọn dấy nhân

+ Cột thứ 6 ( Step Port): Cột này để xác lập xem chân điều khiển Step thuộc

Port nào Vì ta điều khiển bằng cổng máy in DB25 nên ký hiệu của nó là Port 1 Ban đầu phần mềm sẽ để chế độ mặc định là 0, ta click vào đó và gõ sô 1 vào rùi Enter

+ Cột thứ 7 ( Dir Port): Cũng tướng tự như cột Step Port Chân này cũng điều

khiển từ Port 1

+ Các hàng của trục Y, Z, cũng làm tương tự trục X theo hình vẽ Vì máy mình chỉ có 3 trục nên chỉ xác lập 3 trục Nếu có nhiều trục thì ở cột đầu ta chọn thêm các trục A, B, C rồi làm tương tự như trục X

+ Hàng cuối cùng ( Spindle): là hàng xác lập chân điều khiển Spindle Có nhiều chế độ để điều khiển Spindle ( điều khiển PWM, điều khiển bằng động cơ bước, và điều khiển đóng mở Relay) Trong mạch giao tiếp sử dụng phương pháp đóng mở Relay nên hàng Spindle này không cần xác lập gì cả

Tab Output Signals: Để xác định các tín hiệu điều khiển Trong tab này có

thể điều khiển Spindle, điều khiển động cơ bơm dung dịch làm mát …

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

Hình 3.5 - Bảng lựa chọn chế độ làm mát trên phần mềm Trong tab nay ta chỉ quan tâm đến tín hiệu Enable1, enable2, enable là 3 tín hiệu điều khiển cho phép và không cho phép mạch động cơ hoạt động, tín hiệu này

sẽ giúp cho động cơ bước được nghỉ trong trường hợp ta dừng máy hoặc khi ta chưa tắt nguồn điện và một tín hiệu Output #2 để dùng điều khiển rơle Spindle

Bước 2: Xác lập đơn vị đo

Hình 3.6 - Bảng lựa chọn đơn vị đo trên phần mềm

- Chọn Config -> Select Native Units Sau đó sẽ xuất hiện một cảnh báo, ta chọn OK

Đại học bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ

- Chọn đơn vị đo (MM’s hoặc Inches) rồi OK

Bước 3: Xác lập thông số cho các trục

- Chọn Config -> Motor Tuning, khi đó sẽ xuất hiện một bảng nhƣ sau: