ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY PHAY GỖ CNC

Đồ án tốt nghiệp Trang LỜI NÓI ĐẦU Trong thời gian dài, ngành khí tập trung nghiên cứu để giải vấn đề tự động hóa xí nghiệp có quy mơ sản xuất vừa lớn (hàng loạt hàng khối) Nhưng thực tế, xí nghiệp máy có quy mơ sản xuất loạt vừa loạt nhỏ lại phổ biến Việt Nam Do đó, đòi hỏi xí nghiệp phải nâng cao hiệu sản xuất, suất lao động, cải thiện môi trường làm việc, điều dẫn tới vấn đề nghiên cứu triển khai kỹ thuật tự động có tính linh hoạt cao dây chuyền sản xuất Để tổng kết lại kiến thức học thời gian năm đại học, để làm quen với công việc thiết kế chế tạo máy người cán kỹ thuật ngành khí sau Đồng thời, xuất phát từ nhu cầu thực tế khách quan công nghệ điêu khắc gỗ ngày nhóm nói chung cá nhân nói riêng nảy sinh ý tưởng: “Thiết kế chế tạo máy phay CNC Router”, với mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành, cải thiện môi trường làm việc cho người lao động,… Như vậy, ý tưởng nhóm khoa, trường duyệt đảm bảo đề tài tốt nghiệp sinh viên đại học Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan máy điêu khắc CNC Chương 2: Cơ sở lý thuyết cắt gọt gỗ Chương 3: Lựa chọn phương án kết cấu máy Chương 4: Thiết kế kết cấu khí truyền cho trục X Chương 5: Thiết kế mạch giao tiếp máy tính với cổng song song Chương 6: Thđộng DC servo trục X, Y, Z Chương 7: Thiết kế nguồn hệ thống điệiết kế driver PID cho n cho máy phay Chương 8: Chế tạo mơ hình Chương 9: Vận hành bảo dưỡng SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang Vì lần đầu cơng tác thiết kế, kiến thức nhiều hạn hẹp, hướng dẫn thầy ThS Phạm Văn Anh khơng tránh khỏi bở ngỡ, thiếu xót gặp nhiều khó khăn Nên mong giúp đỡ vả bảo thầy khoa Sau thời gian 15 tuần làm đề tài tốt nghiệp nổ lực nhóm hướng dẫn nhiệt tình thầy Phạm Văn Anh, thầy khoa KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ, trường ĐH PHẠM VĂN ĐỒNG đến nhóm hồn thành xong đồ án tốt nghiệp với thời gian quy định Một lần em xin cảm ơn quý thầy khoa KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ, trường ĐH PHẠM VĂN ĐỒNG với lòng biết ơn sâu thời gian học trường Quảng Ngãi, ngày13 tháng 01 năm 2014 Sinh viên thực NGUYỄN PHƯỚC SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 1.1 Cơ sở máy công cụ CNC 2.1 Sơ đồ tổng quát phân loại chế biến gỗ 11 2.2 Các phận tổ thành dao cắt gỗ phơi q trình 13 2.3 cắt Kết cấu chung dao cắt gỗ 14 2.4 Lực cắt chiều 16 2.5 Lực cắt chiều 17 3.1 Phương án 20 3.2 Phương án 21 3.3 Phương án 21 3.4 Truyền động Vít me – Đai ốc 23 3.5 Truyền động đai 25 3.6 Dẫn hướng cặp trục trơn 27 3.7 Dẫn hướng song trượt mang cá 28 3.8 Dẫn động ray trượt vuông 29 4.1 Sơ đồ động truyền trục X 31 4.2 Đồ thị xác định ứng suất lớn 36 4.3 Thơng số vít me trục X 37 4.4 Chọn vít me trục X 38 4.5 4.6 Phương án Phương án 39 39 4.7 Phương án 39 5.1 Sơ đồ chân cổng song song 53 5.2 Sơ đồ chân IC 74HC14 54 5.3 Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi tần số thành điện áp 54 5.4 sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp với cổng song song 55 5.5 Mạch đệm cổng song song 55 6.1 Mơ hình tốn học động trục 57 6.2 Các thông số PIC 18fXXX 59 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 6.3 Sơ đồ chân pic18f2431 59 6.4 Điều chỉnh độ rộng xung PWM 61 6.5 Dạng sóng dòng áp động 61 6.6 Mơ hình hệ thống động điện DC 62 6.7 Sơ đồ hệ thống điều khiển dùng PID 63 6.8 Đáp ứng khâu P, PI PID 64 6.9 Sơ đồ khối điều khiển PID liên tục 64 6.10 Kí hiệu PID 65 6.11 Xác định hệ số khuếch đại tới hạn mơ hình điều khiển 67 7.1 với Kgh Động trục (spindle) 81 7.2 Biến tần best FC300 82 8.1 Lắp ráp tồn máy để mơ kiểm tra 87 8.2 Gối ơm đai ốc vít me bệ trục X 88 8.3 Sơn chi tiết sau hoàn thành chế tạo 88 8.4 Lắp ráp trục Z 89 8.5 Lắp ráp trục Z với trục X 89 8.6 Kiểm tra độ song song ray trượt 90 8.7 Lắp trục Y 90 8.8 Cân chỉnh độ song song vng góc trục X, Y, Z 91 8.9 Cân chỉnh độ song song vng góc trục X, Y, Z 91 8.10 Lắp bàn máy vào máy 91 8.11 Chạy thử máy cắt 2D 92 8.12 Sản phẩn thu sau gia công 3D 92 8.13 Sản phẩn hoàn thiện 93 CÁC TỪ VIẾT TẮT PID Proportional–Integral–Derivative DC Direct Current PWM Pulse Width Modulation SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ADC Analog Digital Converter USART Universal Synchronous Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter MUX Multiplexer MCU Microcontroller Unit GPIO General Purpose Input Ourput EUSART Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter LCD Liquid Crystal Display FET Field-Effect Transistor BJT Bipolar Junction Transistor MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIÊU KHẮC CNC 1.1 Nhu cầu tính cấp thiết đề tài Từ thực tế ngành điêu khắc gỗ nước nói chung tỉnh Quảng ngãi nói riêng tương đối phụ thuộc vào lao động thủ cơng, sản phẩm tạo cần nhiều thời gian tỉ mỉ , chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề người thợ, khả cạnh tranh sản phẩm tạo không cao đưa thị trường Khi lao động người thợ khơng thể tránh khỏi chấn thương nghề SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang nghiệp độc hại tiếp xúc với mơi trường nhiều bụi gỗ q trình làm Trên thực tế máy gia công gỗ nước ta có hầu hết nhập ngoại từ Nhật Bản, Đài Loan,… với giá thành tương đối cao so với khả đầu tư sở sản xuất vừa nhỏ… Từ yếu tố khách quan nhóm hình thành ý tưởng tạo máy thay sức lao động người với chất lượng số lượng cao nhiều ngành điêu khắc gỗ 1.2 Khái quát máy công cụ CNC 1.2.1 Cơ sở máy công cụ CNC Các trục máy trang bị dụng cụ đo vị trí để xác định tọa độ bàn máy dao cụ (ví dụ Encoder vị trí gắn bàn máy để đo khoảng cách dịch chuyển bàn máy trục X hình 1.1) Khi trục máy dịch chuyển dụng cụ đo lượng phát tín hiệu điện, điều khiển CNC xử lý tín hiệu xác định tọa độ xác trục máy Hình 1.1 Cơ sở máy công cụ CNC Trong hệ tọa độ Đề xây dựng trục X Y Z đơi vng góc với Một điểm mặt phẳng xác định hai trục tọa độ, điểm không gian xác định trục tọa độ X Y Z Hình 1.2 cho biết trục máy miêu tả thể thông qua hệ tọa độ đề ký hiệu trục quy tắc bàn tay phải Các máy công cụ CNC điều khiển tới trục trục U V W trục chuyển động thứ song song với trục X Y Z, SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngồi ra, lập trình gia cơng sử dụng hệ tọa độ cực Trong hệ tọa độ cực điểm mặt phẳng biểu diễn thơng qua hai giá trị bán kính góc 1.2.2 Đặc điểm phân loại Một cách tổng quát máy cơng cụ CNC phân loại theo đặc điểm sau: - Truyền động: thủy lực, khí nén, điện … - Phương pháp điều khiển máy: điểm, quỹ đạo… - Hệ thống định vị: định vị kích thước nối tiếp hay định vị tuyệt đối… - Các vòng lặp điều khiển - Số trục tọa độ Theo chức năng, máy cơng cụ CNC phân thành: - Nhóm máy tiện: đại diện cho máy tiện trong, tiện phôi quay, căt ren trong, ren ngồi… - Nhóm máy khoan, doa để khoan doa phơi - Nhóm máy phay để gia cơng chi tiết có cấu tạo hình học phức tạp, phay doa, khoan…Thay đổi nguyên công cần thay đổi dao cụ tức cần lần gá đặt - Nhóm máy mài gia cơng tinh Nhóm máy bao gồm trục máy mài, mài lỗ, mài phẳng, mài dụng cụ… 1.3 Nguyên lý vận hành máy cơng cụ điều khiển số 1.3.1 Chương trình gia cơng chi tiết Chương trình gia cơng chi tiết gồm có: chương trình điều khiển liệu Chương trình điều khiển soạn thảo ngơn ngữ lập trình lưu trữ vật mang in (băng từ, đĩa từ đĩa Compact CD) sau nạp vào hệ điều khiển số qua cửa nạp tương thích SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang Dữ liệu gồm giá trị hiệu chỉnh biên dạng, liệu hiệu chỉnh máy, số liệu dao cụ…được nạp vào từ bảng điều khiển Chương trình điều khiển liệu chuyển qua trực tiếp từ máy tính chủ sang hệ điều khiển số trạm gia công (hệ CNC) 1.3.2 Khối điều khiển Thực chương trình gia cơng chi tiết sở liệu sẵn có tín hiệu từ bên ngồi Nhận giá trị vị trí trục từ sensor đo vị trí (encoder) tốc độ trục Thực chương trình điều khiển cấu chấp hành, động trục chính, động trục truyền động riêng lẽ để phối hợp tạo nên biên dạng tốc độ gia công xác định 1.3.3 Điều khiển logic Điều khiển toàn hoạt động hệ sau: Tốc độ chạy nhanh (không gia công) tối đa, bố trí xếp đặt trục máy, trạng thái đóng ngắt mạch hẹ điều khiển giới hạn vùng làm việc hệ thống công nghệ (bàn máy, dao, đồ gá, chi tiết gia cơng), lệnh đóng ngắt bơm dung dịch làm mát bôi trơn, lệnh tạo số vòng quay cho trục chính, lệnh đổi dao cụ 1.4 Cấu trúc khối chức hệ CNC Màn hình dùng để hiển thị tọa độ trục truyền động, trạng thái làm việc toàn hệ thống, Bảng điều khiển để vào liệu điều chỉnh máy, lập trình gia cơng, cài đặt hệ thống, SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang Tay quay điện tử dùng để vận hành máy trường hợp để hiệu chỉnh máy, đo chi tiết…mà phải mở cửa làm việc Các khối vào (I/O), điều khiển truyền động (BKĐ) liên lạc với CPU thông qua BUS hệ thống Các khối Flash + RAM để lưu trữ chương trình điều khiển, liệu máy liên lạc với CPU thông qua BUS CPU Các cấu chấp hành van thủy lực, van khí nén, cơng tắc tơ, role… 1.5 Công nghệ máy khắc gỗ CNC Một phần máy làm thép xử lý nhiệt để đảm bảo làm việc máy không bị biến dạng làm việc cường độ cao Tất linh kiện máy chọn lựa từ nhà cung cấp uy tín giới Đặc biệt máy trang bị motor AC servo Nhật cho máy hoạt động bền bỉ với cường lực mạnh nhất, tiếng ồn nhỏ, tốc độ nhanh, độ xác cao… Máy sử dụng trục cắt làm lạnh gió nhập từ Ý, cho độ xác tuyệt đối, tuổi thọ dài, độ cân tốt, làm việc lâu mà không sợ bị hỏng hóc Hệ thống bàn hút vất liệu tự động cho máy hút loại vật liệu khác nhau, đảm bảo vật liệu khơng bị dịch chuyển q trình khắc Sử dụng phần mềm điều khiển nhập cho máy thao tác đơn giản, dễ dàng Màn hình hiển thị màu cho bạn cảm giác thật thao tác máy CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT GỖ 2.1 Những khái niệm cắt gọt gỗ 2.1.1 Khái niệm, nguyên lý phương pháp chế biến gỗ Chế biến gỗ khái niệm tổng quát bao hàm q trình phương tiện áp dụng vào sản xuất để làm thay đổi gỗ, tạo sản phẩm theo mong muốn người SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 10 * Các nguyên lý chế biến gỗ: - Nguyên lý chế biến giới: loại hình chế biến tạo sản phẩm từ gỗ cách chủ yếu làm thay đổi hình dáng, kích thước, chất hố học gỗ khơng thay đổi - Ngun lý hóa học: Là hình thức chế biến tạo sản phẩm từ gỗ mà cấu trúc, thành phần chất hoá học gỗ bị thay đổi Ví dụ: q trình sản xuất rượu, trình sản xuất than gỗ, giấm, v.v - Nguyên lý – hóa: Là hình thức chế biến trung gian chế biến giới chế biến hoá học Ví dụ: q trình gia cơng áp lực có ngâm tẩm, biến tính gỗ, sản xuất gỗ nhân tạo.v.v SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 96 9.2 Bảo quản máy Độ xác, độ bóng bề mặt chi tiết gia công phụ thuộc nhiều vào : + Chất lượng đặt máy + Đặt máy vững, chất lượng gia công cao + Máy giữ độ xác ban đầu lâu tuổi thọ máy lớn Một số yêu cầu đặt máy: - Nhiệt độ trung bình: (18-35) 0C - Độ ẩm trung bình 70% - Nơi bị nhiễu sóng từ trường điện trường lớn lớn ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng đáp ứng xác Driver động DC servo Để tăng đảm bảo đạt yêu cầu có độ rung động ổn định, bề mặt lắp đặt khu vực lắp đặt máy cần đáp ứng yêu cầu sau: - Khi máy làm việc gây rung động, vật thể gần máy rung theo (đặc biệt máy làm việc với tốc độ cao, cắt lực cắt không cân bằng) Do phải ý đến vật thể đặt máy để tránh gây tượng cộng hưởng - Không gian làm việc có ánh sáng tốt tạo điều kiện thuận lợi cho thao tác với máy Tăng cường chất lượng cơng việc độ an tồn làm việc - Tiếng ồn vấn đề quan trọng, làm giảm chất lượng cơng việc thực Chất lượng làm việc mang lại hòa hợp với tình hoạt động Một người làm việc giỏi với máy tức thực xác chương trình giám sát tốt hoạt động máy Nó cải thiện ta dùng tường cách ly âm tốt - Những nguồn nhiệt với nhiệt đô không gần máy ảnh hưởng chất lượng nơi làm việc hoạt động máy Nếu cần thiết, cần có biện pháp bảo vệ thích hợp SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 97 9.3 Sửa chữa máy 9.3.1 Cơ sở sữa chữa máy Sau thời gian làm việc chi tiết máy bị mòn Do đó, làm giảm chất lượng gia công, giảm suất làm tăng mức tiêu thụ lượng, chí có dẫn đến hư hỏng bất ngờ 9.3.2 Nội dung hệ thống sửa chữa máy dự phòng theo kế hoạch Cơng tác bảo quản máy móc, thiết bị thực tế phân thành lĩnh vực: - Bảo dưỡng hàng ngày: việc giữ sạch, cho dầu sử dụng theo quy định thuyết minh, công việc công nhân đứng máy nhận - Công việc sửa chữa: cơng việc kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa máy thay chi tiết theo lịch trình Như vậy, nội dung hệ thống sửa chữa máy dự phòng theo kế hoạch sau: - Máy thiết bị thường xuyên kiểm tra hai lần sửa chữa hình thức sau: - Kiểm tra may hàng ngày nhằm phát hiện, khắc phục thiết sót nhỏ, … nhằm ngăn ngừa vỡ chi tiết giảm chi phí sản xuất - Kiểm tra kết cấu định kỳ nhằm xác định trạng thái khả làm việc chi tiết phận máy dễ dàng sờ đến mà không cần phải tháo máy phải tháo phận - Kiểm tra độ xác định kỳ nhằm xác định dung sai kích thước chuyển động chi tiết máy có chuyển động tương dụng cụ đo cần thiết Kết kiểm tra cần ghi vào phiếu kiểm tra độ xác sở xác định khả làm việc máy 9.3.3 Bảo trì, sửa chữa trục ổ SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 98 a Sửa chữa ổ lăn * Đặc điểm lắp ghép Ổ lăn lắp ghép với phận máy theo đường kính d (lắp với trục) kích thước vòng ngồi D ( lắp với vỏ hộp), ổ dùng để đỡ trục làm cho trục chuyển động nhẹ nhàng lăn * Các dạng hỏng phương pháp khắc phục Dạng hỏng Biện pháp khắc phục Khe hở hướng kích Điều chỉnh cho khe hở nhỏ Sau điều chỉnh đối chiều dài trục lớn với ổ bình thường, cho phép khe hở vượt trị số ban đầu 3-4 lần Nếu khe hở lớn thay ổ Có cặn đen từ ổ lọt Rửa, bôi trơn kiểm tra khe hở không đạt u ngồi cầu kỹ thuật thay Dầu từ ổ lọt có lẫn mặt Thay sắt lim loại, ổ làm việc có tiếng ồn Về mặt làm việc Thay ổ Nếu vết xước vành ổ dọc theo chiều lăn chi tiết ổ bị nứt, xước, vỡ bi dùng lại Hỏng vòng cách Sửa vòng cách, khơng thay Bề mặt làm việc bị han gỉ Lau chùi hết han gỉ, kiểm tra dầu mỡ bôi trơn Nếu gỉ nặng thay ổ Ổ bị kẹt, quay tay Lau chùi bôi trơn đầy đủ, thay phớt Nếu vòng ổ thấy nặng mòn nhiều thay 9.3.4 Bảo trì, sửa chữa trục vít me truyền vít me đai ốc bi c Vít me – đai ốc bi Các dạng hỏng thường gặp : SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 99 - Bộ truyền làm việc không ổn định (lúc nặng, lúc nhẹ không đều) Nguyên nhân nhiều bụi , trục vít bị cong, thiếu dầu bơi trơn - Trục vít quat đai ốc khơng tịnh tiến Ngun nhân mòn hết đai ốc - Bộ truyền bị rơ dọc Nguyên nhân mòn đai ốc Phương pháp sữa chữa, thay : - Để khắc phục dạng hỏng trên, trước hết ta kiểm tra lượng dầu bôi trơn, vệ sinh truyền, kiểm tra bề mặt làm việc trục vít-đai ốc, kiểm tra độ thẳng trục vít, kiểm tra độ đồng tâm trục vít đai ốc Nếu lượng dầu khơng đủ phải bổ xung thêm, đai ốc bị mòn thay 9.3.5 Bảo trì, sửa chữa truyền đai a Sửa chữa bánh đai Các dạng hỏng : - Bánh đai bị đảo sai sô gia công, trục bị cong, ổ trục bị mòn, cơng nghệ lắp khơng - Bề mặt làm việc bánh đai bị mòn - Mòn lỗ moay ơ, mòn mặt đầu moay ơ, mòn rãnh then, vỡ vành bánh đai, nứt moay Biện pháp khắc phục : - Thay Chú ý thay cần phải tương ứng với đai truyền b Sửa chữa đai truyền Dây đai bị mòn, bị đứt thay đai Chọn đai có kỹ hiệu cũ KẾT LUẬN Qua đề tài này, đồ án tốt nghiệp mà chúng em thực hiện, chúng em ứng dụng kiến thức học vào đồ án Q trình tính tốn, thiết kế chế tạo máy hoàn thành tiến độ nhiệm vụ giao, SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 100 đề tài tham gia hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Quảng Ngãi lấn thứ tám đạt giải ba Tuy nỗ lực khơng thể tránh thiếu sót khả hạn hẹp chúng em Nhóm chúng em mong thơng cảm, góp ý quý thầy, bạn, người sử dụng để máy tối ưu Tùy vào mục đích sử dụng mà ta cải tiến máy cho phù hợp hơn, tăng số lượng động trục (spindle) lên tới bốn đầu cắt để nâng cao suất lần chạy máy Trong trình làm đồ án chúng em giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo Phạm Văn Anh thầy khoa kỹ thuật công nghệ Quảng Ngãi, ngày 13 tháng năm 2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] GS.TS Trần Văn Địch (2003), Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kĩ thuật SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 101 [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (1999), Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục [3] Phạm Đăng Phước (2007), Robot công nghiêp, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [4] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (2003), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, Nhà xuất giáo dục Tiếng Anh: [5] Artsoft USA (copyright 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), Mach3 CNC controller software installation and configuration, Artsoft USA Website: [6] www.hiendaihoa.com.vn [7] www.dientuvietnam.net [8] www.meslab.org [9] http://cdtvn.net/ [10] http://torchmate.com/ [11] http://www.machsupport.com/ SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 102 PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 103 CODE DRIVER PID CHO ĐỘNG CƠ DC SERVO #priority INT_EXT //uu tien ngat ngoai #byte FLTA = 0xf6c #byte DTCON = 0xf6d #byte qeicon = 0x0fb6 #byte poscnth = 0x0f67//cap2bufh thang nghi vi tri #byte poscntl = 0x0f66//cap2bufl #byte maxcnth = 0x0f65//cap3bufh #byte maxcntl = 0x0f64//cap3bufl #byte pir3 = 0x0fa4// #bit direction = qeicon.5//bit huong quay encoder #bit velm #bit qerr = qeicon.7 = qeicon.6//bit tran vi tri #bit ic2qeif = pir3.2 #bit qeim0 = qeicon.2 #bit qeim1 = qeicon.3 #bit qeim2 = qeicon.4 #bit FLTAEN = FLTA.0 signed int16 dk; signed int16 vitri, torque, e_setpoint, e_encoder, ep, de, ei, ei_sum, e_pre; signed int16 Kp, Ki, Kd, Kcr, Pcr; int1 dir; int indicator; signed int16 count; signed int8 alarm; #int_EXT void EXT_isr(void) { restart_wdt(); dir=input(pin_C5); if (dir==1) SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 104 { count=count+1; } else { count=count-1; } } // interrulp to control PID- sampling timer: 10ms #int_TIMER2 void TIMER2_isr(void) { restart_wdt(); indicator=!indicator; e_encoder=make16(poscnth,poscntl); ep=e_encoder-count; if (ep==0) { count=0;poscnth=0;poscntl=0; } de=(ep-e_pre)*100;//15ms; ei=ep/100+ei_sum; ei_sum=ei; e_pre=ep; torque=Kp*ep+Ki*ei+Kd*de; if (torque>5000) torque=5000; if (torque0) { dk=torque; if (dk>480) dk=480; set_power_pwm0_duty(dk); set_power_pwm2_duty(0); } else //direction==0) { dk= -torque; if (dk>480) dk=480; set_power_pwm0_duty(0); set_power_pwm2_duty(dk); } } } void main() { restart_wdt(); setup_adc( ADC_OFF ); setup_spi(SPI_SS_DISABLED); setup_wdt(WDT_ON); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL); setup_timer_1(T1_DISABLED); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,3,15);//10ms maxcnth=0xff; maxcntl=0xff; poscnth=0x00; poscntl=0x00; set_tris_c(0b11111111); // must be added SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 106 qeicon = 0b00001000; velm =1; //mode 2x //disable velocity mode setup_power_pwm_pins(PWM_COMPLEMENTARY PWM_COMPLEMENTARY, PWM_OFF, PWM_OFF); setup_power_pwm(PWM_CLOCK_DIV_4 | PWM_FREE_RUN | PWM_DEAD_CLOCK_DIV_16,1,10000,120,0,1,3); Kcr=100;//chay o 50k Pcr=5; Kp=0.6*Kcr; Ki=2*Kp/Pcr; Kd=Kp*0.128*Pcr; e_setpoint=0; e_pre=0; ei_sum=0; count=0; ext_int_edge( L_TO_H ); enable_interrupts(INT_EXT); enable_interrupts(INT_TIMER2); printf("A "); while(1) { restart_wdt(); delay_ms(100); printf(" %ld\n ", torque); } } MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 DANH MỤC CÁC HÌNH SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 107 CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIÊU KHẮC CNC 1.1 Nhu cầu tính cấp thiết đề tài 1.2 Khái quát máy công cụ CNC .6 1.3 Nguyên lý vận hành máy công cụ điều khiển số .8 1.4 Cấu trúc khối chức hệ CNC 1.5 Công nghệ máy khắc gỗ CNC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT GỖ 10 2.1 Những khái niệm cắt gọt gỗ .10 2.2 Các yếu tố dụng cụ cắt gỗ 13 2.3 Lực cắt 15 2.4 Hao mòn cơng cụ cắt gọt 18 2.5 Chất lượng bề mặt cắt phoi cắt 18 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU MÁY 20 3.1 Lựa chọn phương án di chuyển trục tọa độ 20 3.2 Lựa chọn cấu truyền động .23 3.3 Lựa chọn cấu dẫn hướng trục 26 3.4 Kết luận .29 CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ VÀ BỘ TRUYỀN CHO TRỤC X 30 4.1 Lựa chọn động .30 4.2 Thiết kế truyền vít me - đai ốc bi 31 4.3 Gối đỡ 38 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 108 4.4 Thiết kế động học truyền động đai 43 4.5 Thiết kế chọn ray trượt .46 4.6 Thiết kế kết cấu khí .48 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP MÁY TÍNH VỚI CỔNG SONG SONG 51 5.1 Giao tiếp với máy tính 51 5.2 Giao tiếp với cổng song song (LPT) 52 CHƯƠNG THIẾT KẾ DRIVER PID CHO ĐỘNG CƠ DC SERVO CÁC TRỤC X, Y, Z .56 6.1 Yêu cầu Driver PID cho động servo 56 6.2 Lựa chọn họ vi điều khiển để thiết kế 58 6.3 Mơ hình hóa động DC 60 6.4 Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ: 61 6.5 Khảo sát hàm truyền 62 6.6 Thuật toán PID 63 6.7 Giới thiệu IR2110 .69 6.8 Nguyên lý mạch cầu H (H bridge) 74 6.9 MosFET IRF540 74 6.10 Sơ đồ nguyên lý Driver PID cho động DC servo 78 CHƯƠNG THIẾT KẾ NGUỒN VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MÁY PHAY 81 7.1 Thiết kế nguồn cho toàn máy .81 7.2 Thiết kế hệ thống điện cho toàn máy 86 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 109 CHƯƠNG CHẾ TẠO MƠ HÌNH 87 8.1 Thiết kế mơ hình máy 3D xuất kích thước chi tiết máy 87 8.2 Gia cơng tồn chi tiết cần thiết cho toàn máy 87 8.3 Lắp ráp riêng trục X,Y,Z 88 8.4 Lắp ráp chỉnh trục X,Y, Z lại thành máy 90 8.5 Lắp ráp phần điện tiến hành chạy thử kiểm tra máy 92 CHƯƠNG VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG 94 9.1 Vận hành máy .94 9.2 Bảo quản máy .95 9.3 Sửa chữa máy .96 PHỤ LỤC 101 KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 101 CODE DRIVER PID CHO ĐỘNG CƠ DC SERVO 102 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 ... khơng thể tránh khỏi chấn thương nghề SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang nghiệp độc hại tiếp xúc với môi trường nhiều bụi gỗ trình làm Trên thực tế máy gia cơng gỗ nước ta có... cơng áp lực có ngâm tẩm, biến tính gỗ, sản xuất gỗ nhân tạo.v.v SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt nghiệp Trang 11 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát phân loại chế biến gỗ 2.1.2 Hệ thống công nghệ sử... PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU MÁY 3.1 Lựa chọn phương án di chuyển trục tọa độ 3.1.1 Phương án phôi cố định - Trục Y chuyển động bệ máy, trục X chuyển động trục Y, trục Z SVTH: NGUYỄN PHƯỚC Lớp: DCK09 Đồ án tốt