Nghiên cứu, thiết kế bộ điều khiển cho máy châm keo tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG GVHD: ThS LÊ TẤN CƯỜNG SVTH: NGUYỄN HOÀNG ÂN PHÙNG VĂN DUY SKL004727 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – Tự – Hạnh phúc - BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: Họ tên sinh viên: Lớp: Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế điều khiển cho máy châm keo tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu Tham khảo chƣơng trình máy in 3D Nội dung đồ án Tìm hiểu công nghệ gắn linh kiện bề mặt Thiết kế gia cơng khí mơ hình máy trục Thiết kế gia công tủ điện Thiết kế phần điện Thiết kế giao diện điều khiển máy Lập trình cho máy Chạy thử nghiệm trình châm keo Các sản phẩm dự kiến Ngày giao đồ án: 10/03/2016 Ngày nộp đồ án: 15/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) □ Đƣợc phép bảo vệ……………………………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế điều khiển cho máy châm keo tự động GVHD: Họ tên sinh viên: MSSV: Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: Email: Họ tên sinh viên: MSSV: Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: Email: Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/07/2016 Lời cam kết: “Chúng xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực Chúng không chép viết cơng bố mà khơng trích rõ nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.” Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2016 ( Ký tên) ii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN iii iv PHIẾU GÓP Ý GIỮA KỲ v LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp hội quý báu để sinh viên nghiên cứu ứng dụng kiến thức học vào thực tiễn, giúp sinh viên tiếp xúc, cọ sát với thực tế Trong trình thực đồ án, chúng em tiếp thu đƣợc nhiều kiến thức từ sách thực tế Để hoàn thành đồ án thời gian quy định, ngồi nổ lực khơng ngừng thân giúp đỡ giáo viên hƣớng dẫn, chúng em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ anh chị bạn câu lạc Khoa Học Trẻ Chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc thầy Lê Tấn Cƣờng, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, đƣa định hƣớng giúp chúng em giải khó khăn trình thực hiện, đăc biệt tạo mơi trƣờng thuận lợi để chúng em hoàn thành đồ án cách tốt Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn quý thầy cô môn Cơ Điện Tử truyền thụ kiến thức làm tảng để nhóm em thực đề tài Mặc dù cố gắng, nhƣng hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên đề tài gặp nhiều thiếu xót Kính mong góp ý, nhận xét từ q thầy bạn Tp.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2016 Nhóm sinh viên thực Phùng Văn Duy Nguyễn Hồng Ân vi TĨM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế điều khiển cho máy châm keo tự động” nhằm góp phần tự động hóa q trình sản xuất, đặc biệt lĩnh vực hàn gắn linh kiện điện tử với công nghệ dán bề mặt SMT (Surface Mount Technology) Phần thiết kế khí dựa theo mơ hình máy CNC ba trục, module mở rộng driver điều khiển đƣợc lựa chọn phù hợp với động Khi hoạt động, tồn quy trình châm keo đƣợc thực hồn tồn tự động, vị trí châm keo đảm bảo độ xác Tuy nhiên trình hoạt động cịn rung động nhẹ tốc độ tƣơng đối chậm Nếu đƣợc trang bị thêm dây chuyền cấp board q trình châm keo diễn hồn toàn tự động vii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN iii PHIẾU GÓP Ý GIỮA KỲ v LỜI CẢM ƠN vi TÓM TẮT ĐỒ ÁN vii MỤC LỤC viiiiii DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ xiiii DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT xv CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tổng quan đề tài nghiên cứu 1.3.2 Nhiệm vụ 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài .4 1.6 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.6.1 Các nghiên cứu nƣớc 1.6.2 Các nghiên cứu nƣớc CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Công nghệ gắn linh kiện điện tử dán 3.2 Ngơn ngữ lập trình G-Code 3.3 Lý thuyết Arduino 3.4 Phƣơng pháp nội suy đƣờng thẳng 13 CHƢƠNG THIẾT KẾ THI CÔNG CƠ KHÍ 15 3.1 Các phƣơng án di chuyển trục tọa độ 15 3.1.1 Phƣơng án bàn máy cố định 15 viii 3.1.2 Phƣơng án bàn máy di chuyển 3.1.3 Kết luận 3.2 Lựa chọn cấu cho trục 3.2.1 Vitme đai ốc thƣờng 3.2.2 Vitme đai ốc bi 3.2.3 Bộ truyền đai 3.2.4 Kết luận 3.3 Lựa chọn động cho trục 3.3.1 Động bƣớc (Stepping Motor) 3.3.2 Động DC Servo 3.3.3 Động AC Servo 3.3.4 Kết luận 3.4 Tính tốn lựa chọn động 3.4.1 Xác định công suất động tru 3.4.2 Xác định công suất động tru 3.4.3 Xác định công suất động tru 3.5 Tiến hành chọn động 3.5.1 Lựa chọn động trục X 3.5.1 Lựa chọn động trục Y 3.5.1 Lựa chọn động trục Z 3.6 Thiết kế Inventor in 3D part để cố định trục 3.6.1 Các Part trục X 3.6.2 Các Part trục Y 3.6.2 Các Part trục Z CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 4.1 Sơ đồ khối hệ thống 4.2 Giới thiệu Arduino Mega 2560 4.3 Driver điều khiển động bƣớc 4.3.1 Driver M542-05 4.3.2 Driver M560 ix GVHD: Th.S Lê Tấn Cường 75 MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG Hình 6.3 Tủ điện điều khiển Hình 6.4 Kết nối phần điện GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG 6.2 Hƣớng dẫn sử dụng máy châm keo Bước 1: Sau có thiết kế board mạch phần mềm ta chuyển file thiết kế qua file Gcode Bước 2: Chỉnh sửa file Gcode Bước 3: Đƣa fie Gcode vào thẻ nhớ SD cắm vào máy Bước 4: Cấp nguồn cho châm keo máy cách bật nút POWER lên Bước 5: Cho máy vị trí gốc tọa độ cách nhấn vào nút điều chỉnh chỉnh tới phần auto home hình Hình 6.5 Đưa vị trí máy gốc tọa độ Bước 6: Đƣa Board mạch cần châm keo lên chiều vị trí nhƣ vẽ lúc xuất Gcode Hình 6.6 Đăt board lên bàn máy với chiều quy định GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG Bước 7: Chọn file Gcode chạy chƣơng trình Hình 6.7 Chọn file Gcode chạy chương trình GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ ► Những vần đề thực So với nhiệm vụ đề kết nhóm hồn thành đƣợc vấn đề sau: + Tìm hiểu đƣợc hệ thống dây chuyền sản xuất SMT + Thiết kế thi cơng mơ hình máy châm keo trục với đầu châm keo Có thể châm keo loại Board mạch khác nhau, điều chỉnh đƣợc lƣợng keo phần mềm + Thiết kế điều khiển hoàn chỉnh cho máy + Từ vẽ mạch điện xuất file Gcode mang liệu chạy máy + Sai số máy mức độ chấp nhận đƣợc + + Tốc độ trục máy chƣa cao Trong q trình chạy máy có rung nhẹ ► Hƣớng phát triển Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, đề tài đạt mục tiêu đề Tuy hoàn thành nhƣng đề tài nhiều khả phát triển để ngày hồn thiện Qua đó, nhóm đề xuất số vấn đề sau: + Cải thiện tốc độ trục cách sử dụng động Servo để nâng cao suất + Thiết kế hệ thống băng tải để cấp PCB tự động thông qua việc sử dụng cảm biến GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sơ lƣợc dây chuyền công nghệ SMT Link: http://codientu.org/threads/11872/ [2] Thực trạng SMT Việt nam giới Link: http://www.cesti.gov.vn/ [3] Trƣơng Minh Trí – Phạm Quang Huy THIẾT KẾ CƠ KHÍ VỚI AUTODESK INVENTOR Nhà xuất từ điển bách khoa [4] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Tập Nhà xuất giáo duc 2000 [5] Đề tài: “Thiết kế, chế tạo máy cắm linh kiện dán tự động” GVHD: Th.S Lê Tấn Cƣờng SVTH: Nguyễn Hoàng Nhựt MSSV: 09101087 SVTH: Nguyễn Văn Dƣỡng MSSV: 09101023 [6] Gcode Link: http://forum.cncprovn.com/threads/142-G-Code-can-ban-Khai-niem [7] Ứng dụng tính moment trang Web Link: www.orientalmotor.com [8] Driver Step Motor M542-05 Link: http://www.omc-stepperonline.com/leadshine-m542-stepper-motor-driver-2050vdc-with-1042a-p-172.html [9] Driver Step Motor M560 Link: http://www.elexpert.cn/en/productshow/m560-556.html [10] LCD Graphic 128x64 Link: http://www.hocavr.com/index.php/app/glcd GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG GVHD: Th.S Lê Tấn Cường ... Hoàng Ân vi TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế điều khiển cho máy châm keo tự động? ?? nhằm góp phần tự động hóa trình sản xuất,... phần mềm điều khiển làm chủ Driver (M560 M542-05) điều khiển động bƣớc nhằm tạo GVHD: Th.S Lê Tấn Cường MÁY CHÂM KEO TỰ ĐỘNG máy châm keo tự động trục mang theo đầu phun keo châm keo với nhiều... nhƣ châm keo nhiều board mạch khác 1.3.2 Nhiệm vụ + + + + + + Lên ý tƣởng mơ hình máy giải thuật điều khiển Thiết kế gia cơng khí mơ hình máy trục Thiết kế phần điện Thiết kế giao diện điều khiển