VD6 may phay CNC

Mục Lục I.PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ II PHÁT BIỂU BÀI TOÁN THIẾT KẾ III LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM IV XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG 10 V -XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BÀI TOÁN THIẾT KẾ _14 VI ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM 19 6.1 Phân tích chức để làm rõ vấn đề 19 6.1.1 Tìm chức chung hoàn chỉnh _19 6.1.2 Phân tích chức 20 6.1.3 Sắp xếp chức 20 6.2 Đưa ý tưởng cho toán thiết kế 21 6.2.1 Tham khảo thiết kế liên quan _21 6.2.2 Triển khai ý tưởng cho chức năng: 22 6.2.3 Phối hợp ý tưởng: 22 VII ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ _23 VIII THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHO SẢN PHẨM _25 IX THIẾT KẾ CHI TIẾT SẢN PHẨM _28 IX.1 Bàn máy trục 28 IX.2 Giới thiệu phần cứng điều khiển 35 IX.2.1 Bộ nguồn NI PS-15 _35 IX.2.2 Card PCI-7344 36 IX.2.3 Bộ UMI-7774[10] _39 IX.2.4 Driver P70530[11] _42 IX.2.5 Động bước _47 IX.2.6 Encoder[17] 53 IX.2.7 Cơng tắc hành trình _54 X ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM _56 KẾT LUẬN 59 I.PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Để thực đề tài cách hoàn thiện thuận tiện cho việc thiết kế, nhóm chúng tơi tiến hành làm bảng liệt kê tự nhận thức để đánh giá cách tốt vai trò cá nhân đội ngũ làm việc Thành viên 1: Đào Trọng Hiệp -Tính cách: Vui vẻ, hịa đồng, có tính kỉ luật tốt, ln giải vấn đề theo chiều hướng hòa nhã hịa bình -Sở thích: Thích tìm hiểu thiên nhiên, đam mê truyện tranh kiếm hiệp bóng đá -Ưu điểm: Có khả tiếp thu kiến thức mới, kiên trì cơng việc, giúp nhóm thiết kế có bầu khơng khí vui vẻ thoải mái Có kiến thức lĩnh vực tự động hóa vật liệu -Nhược điểm: Tâm lý không ổn định, hay lo lắng, kiến thức khí điện tử cịn chưa tốt, khơng ganh đua, không mạnh mẽ Bảng tự liệt kê tự nhận thức đánh giá vai trò a 1 1 b 1 2 2 c 1 2 d 2 1 e 2 1 f 1 1 1 g 2 1 h 2 1 Bảng kết luận g a h d b f e C C S W 1 1 C 1 2 H 1 1 d b a h f c g f e c b d g a PL c g d e h a f 2 1 a c f g e h d RI M T C 1 1 E 2 W 1 1 2 F 2 1 2 h d g c a e b b f e a c b h e h b f g d e Tổn 10 13 8 11 g Theo bảng điểm cho cácvai trị thành viên Hiệp phù hợp cho vai người điều phối (CC), người phát kiến (PL), người kết thúc (CF) Thành viên 2: Nguyễn Quí Lâm -Tính cách: Điềm tĩnh, sâu sắc, hay giúp đỡ người, sống chan hịa vui vẻ -Sở thích: Thích nghiên cứu điện tử ứng dụng điện tử sống ngày -Ưu điểm: Có kiến thức tốt điện tử, có khả làm mạch điện tử, tỉ mỉ cơng việc, sống kỉ luật có tổ chức -Nhược điểm: Dễ bị lay động, hay lo lắng, dễ nản chí gặp khó khăn Bảng tự liệt kê tự nhận thức đánh giá vai trò a 2 Bảng kết luận: g a h d b f e b 1 2 c 0 3 d 1 2 C C S W 1 2 C 2 2 H 2 0 2 d b a h f c g f e c b d g a e 1 0 PL c g d e h a f 2 a c f g e h d f 3 1 g 3 2 h 1 2 RI M T C 0 0 E 1 1 W 2 F 1 2 h d g c a e b b f e a c b h e h b f g d e Tổn 10 9 11 10 10 g Theo bảng điểm cho cácvai trị thành viên Lâm phù hợp cho vai người lập kế hoạch (SH), người đánh giá (ME) Thành viên 3: Văn Ngọc Đức -Tính cách: Vui vẻ, hòa đồng nhiên bảo thủ, lời nói cịn thiếu suy nghĩ -Sở thích: Thích bóng đá , đam mê tốc độ thích tìm hiểu loại xe máy, tơ Thích nghiên cứu loại động cấu truyền động -Ưu điểm:Dễ tính, thực tế, khơng nao núng,ln tỉ mỉ làm việc, lời có ý thức chấp hành tốt Có kiến thức tốt thiết kế chế tạo khí -Nhược điểm: Khả giao tiếp sáng tạo chưa có, đơi hay bảo thủ Bảng tự liệt kê tự nhận thức đánh giá vai trò a 3 Bảng kết luận: g a h d b f e b 3 2 c 2 2 d 2 C C S W 2 C 1 H 2 0 d b a h f c g f e c b d g a e 1 1 PL c g d e h a f 0 a c f g e h d f 0 1 g 2 0 h 1 2 RI M T C 0 1 E 1 2 0 W 2 F 3 h d g c a e b b f e a c b h e h b f g d e Tổn 12 10 6 12 10 g Theo bảng điểm cho vai trị thành viên Đức phù hợp cho vai người làm việc (CW), người chăm sóc nhóm (TW), người điều phối (CC) CW CC SH PL RI ME TW CF Hiệp 10 13 8 11 Lâm 10 9 11 10 10 12 10 6 12 10 Đức Kết luận: Hiệp: Người phát kiến(PL), người điều phối (CC), người kết thúc (CF) Lâm: Người đánh giá (ME), người lập kế hoạch (SH) Đức: Người làm việc (CW), người chăm sóc nhóm (TW), người khám phá (RI) II PHÁT BIỂU BÀI TOÁN THIẾT KẾ Mơ tả tóm lược sản phẩm: tạo mẫu nhanh, gia công bề mặt gỗ mica mà khơng cần tốn q nhiều chi phí Mục đích thương mại sản phẩm: -Tạo sản phẩm quà tặng theo yêu cầu khách hàng cách nhanh chóng, tốn -Ít gây nhiễm môi trường -Tiết kiệm thời gian, nhân công tiền bạc -Có thể sử dụng mơ hình việc giảng dạy trường đại học, cao đẳng trung cấp dạy nghề Thị trường mục tiêu: -Tất doanh nghiệp việc gia công bề mặt gỗ mêka, doanh nghiệp thiết kế quà tặng đồ chơi gỗ mica -Các trường đại học kĩ thuật, cao đẳng, trung cấp dạy nghề Giả thiết ràng buộc -Chi phí sản xuất giá thành < 80.000.000VND -Chế tạo sản phẩm có kích thước ổn định -Sản phẩm hoạt động tốt, khơng có phế phẩm -Kết cấu đẹp mắt, dễ dàng sử dụng -Đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp Những khách hàng sản phẩm Ngày máy CNC trục sử dụng nhiều nhà máy công nghiệp, nhiên trường đại học kĩ thuật, cao đẳng trung cấp dạy nghề việc đầu tư cho máy CNC tốn kém, hi vọng sản phẩm nhóm đời đáp ứng nhu cầu III LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM Thời gian thực tiểu luận kéo dài 15 tuần, nhóm gồm thành viên thực nhiều mảng công việc khác nhau, có thống với Cụ thể sau: Bước 1: Xác định nhiệm vụ ban đầu Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu khách hàng Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch thiết kế phát triển sản phẩm Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật Nhiệm vụ 5: Đưa ý tưởng thiết kế Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng chọn phương án thiết kế Nhiệm vụ 7: Thiết kế hệ thống cho sản phẩm Nhiêm cụ 8: Thiết kế chi tiết sản phẩm Nhiệm vụ 9: Đánh giá sản phẩm Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm Bước 2: Phát biểu mục tiêu nội dung thực cho nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu máy có thị trường, gặp gỡ khách hàng, thực thăm dò nhu cầu khách hàng nhà máy kĩ sư sử dụng máy 10 kĩ sư có nhu cầu sử dụng máy - Nhiệm vụ 2: Xác định công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa lịch trình thiết kế - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhu cầu khách hàng thu thập thành yêu cầu rõ ràng, cụ thể cô đọng, sẵn sàng cho việc biên dịch sang thông số kỹ thuật đo lường - Nhiệm vụ 4: Sử dụng phương pháp QFD nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ thuật từ yêu cầu khách hàng khả cạnh tranh sản phẩm thị trường - Nhiệm vụ 5: Phân tích chức thành chức con, cốt lõi, tham khảo thiết kế liên quan, đưa ý tưởng cho chức tổng hợp thành ý tưởng chung cho sản phẩm thiết kế - Nhiệm vụ 6: Sử dụng ma trận định để lựa chọn ý tưởng thiết kế - Nhiệm vụ 7: Xây dựng sơ đồ nguyên lý sơ đồ động cho máy, bố trí hình học thơ cho sản phẩm, thiết kế kiểu dáng cho sản phẩm - Nhiệm vụ 8: Thực tính tốn thiết kế chi tiết, lên vẽ tổng thể, lắp chi tiết - Nhiệm vụ 9: Đánh giá khả làm việc, khả chế tạo sản phẩm, đánh giá tiêu ưu nhược điểm sản phẩm - Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm Bước 3: Ước tính số nhân cơng, thời gian nguồn lực khác cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu khách hàng + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch thiết kế phát triển sản phẩm + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 5: Đưa ý tưởng thiết kế + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng chọn phương án thiết kế + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 7: Thiết kế hệ thống cho sản phẩm + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiêm cụ 8: Thiết kế chi tiết sản phẩm + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 9: Đánh giá sản phẩm + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm + Nhân lực: Đào Trọng Hiệp, Nguyễn Quí Lâm, Văn Ngọc Đức +Thời gian: tuần Bước 4: Sắp xếp trình tự cơng việc Bước 5: Ước tính chi phí thiết kế sản phẩm Biểu đồ nhân công cho thấy kế hoạch thực thiết kế sản phẩm 11 tuần Nếu mức lương trung bình cho thành viên tháng 400 USD ngày công 20 USD (làm ngày/tuần), tuần 100 USD, chi phí thiết kế 7500 USD (chưa kể chi phí cho thiết bị, phương tiện) IV XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG Bước 1: Xác định thơng tin cần thiết -Chi phí sản xuất giá thành < 80.000.000VND -Chế tạo sản phẩm có kích thước ổn định -Sản phẩm hoạt động tốt, khơng có phế phẩm -Kết cấu đẹp mắt, dễ dàng sử dụng -Đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp Bước 2: Xác định phương pháp thu thập thông tin - Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng:  Nhà thiết kế/sản xuất máy CNC: hỏi 15 người  Nhà nhà phân phối máy móc, thiết bị cơng nghiệp: hỏi 10 người  Người vận hành máy nhà máy: hỏi 30 người  Các trường đại học, cao đẳng có nhu cầu: hỏi 20 người - Dùng nhóm chuyên trách: lựa chọn số khách hàng tiềm (khoảng từ đến 10) mời họ tham dự buổi giới thiệu sản phẩm nhằm tìm đặc tính mong muốn chưa có sản phẩm thơng qua việc ghi nhận ý kiến đóng góp khách hàng Bước 3: Xác định nội dung câu hỏi Các câu hỏi tập trung vào sản phẩm thiết kế máy CNC, bao gồm nội dung sau: -Về giá thành: câu 2, -Về độ xác, ổn định: câu 6,7 -Về kết cấu, khả sử dụng: câu 1, -Về an toàn: câu Bước 4: Thiết kế câu hỏi STT CÂU HỎI Mức độ thường xuyên sử dụng TRẢ LỜI Hằng ngày máy CNC nhà máy? Hằng tuần Hằng tháng Rất dùng Theo bạn, yêu cầu kỹ thuật Độ tin cậy, tính xác quan trọng với máy Chi phí hoạt động CNC? Độ an toàn Tốc độ, phạm vi hoạt động Khi chọn mua máy CNC cho Vốn đầu tư nhà máy bạn quan tâm điều Yêu cầu cài đặt đầu tiên? Cơng suất Bảo trì Thơng số máy CNC Khả vận hành có thị trường chưa thỏa Mức tiêu hao lượng mãn yêu cầu bạn? Độ bền, độ tin cậy Giá thành Trong trình sử dụng loại Thao tác đơn giản máy CNC, bạn quan tâm điều Độ tin cậy, xác gì? Dễ dàng vệ sinh, bảo dưỡng Che chắn tốt, đảm bảo an toàn Độ phức tạp chi tiết gia công? Đơn giản 10 12.0-20.0 20.0-32.0 OFF ON ON ON ON ON iii Làm mịn động (Dynamic Smoothing) Là lọc áp dụng chuỗi lệnh để làm giảm rung động, giảm vọt lố, giảm kích thước cộng hưởng khí hệ thống Bảng IX.9 Bảng chọn chế độ làm mịn Chế độ làm mịn Nhỏ Vừa phải Mạnh Linh hoạt S2-8 OFF ON OFF ON S2-9 OFF OFF ON ON iv Giảm dịng (Current Reduction) Giảm nóng cho driver động cách gọi chế độ giảm dòng chờ sẵn thơng qua vị trí gạt S2-10 Khi bật, chế độ giảm dòng cắt giảm dòng động đến 75% (đối với giá trị lệnh) sau xung cuối điều khiển phát hay chuyển động kết thúc Bảng IX.10 Bảng chọn chế độ giảm dòng Chế độ giảm dòng S2-10 ON = TẮT v Chế độ đa bước (Multi-step) Tương tự chế độ làm mịn động chế độ đa bước sử dụng lọc linh hoạt Nó dùng chế độ Full/Half Step để làm mịn bước lớn thành chuỗi liên tục vi bước Bảng IX.11 Bảng chọn chế độ đa bước Chế độ đa bước S2-11 ON = BẬT vi Chế độ phát động ngừng chạy khơng có encoder (Encoderless Stall Detection) Đây thiết kế đáng ý P70530 Nó cảm nhận vị trí trục động lúc Nó giám sát lệnh vị trí so sánh với vị trí thực Với động bước pha nào, vị trí trục lệnh 43 điều khiển lớn bước đủ (Full step) driver phát báo Fault driver (đèn đỏ) UMI 7774 Bảng IX.12 Bảng chọn chế độ phát ngưng chạy Chế độ phát động ngưng chạy S2-12 ON=TẮT IX.2.5 Động bước a Giới thiệu động bước i Giới thiệu chung[12] Động bước loại động điện khơng chổi than, chia vịng trịn thành bước nhau, có đặc điểm sau : + Quay theo hướng + Độ xác góc gia tăng thay đổi + Sự lặp lại chuyển động xác biên dạng vận tốc + Có moment giữ đứng yên + Có khả điều khiển tín hiệu số Là loại động điện có nguyên lý khác biệt với đa số loại động điện thông thường Thực chất chúng động đồng dùng để biến đổi tín hiệu rời rạc dạng xung điện thành chuyển động góc quay Một động bước di chuyển góc xác nhờ điều khiển xác xung số từ mạch điều khiển số Động bước sản xuất nhiều loại: 12, 24, 72, 144, 180, 200 bước/vòng tương ứng với 30, 15.5, 2.5, 2, 1.8 độ bước ii Các chế độ hoạt động[12] + Full step + Half step + Micro-step Động bước không quay theo chế thông thường, chúng quay theo bước nên có độ xác cao mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ chuyển mạch điện tử đưa tín hiệu điều 44 khiển vào stato theo thứ tự tần số định (tốc độ không đổi) hay tần số thay đổi (tốc độ thay đổi) Tổng số góc quay rơto tương ứng với số lần chuyển mạch, chiều quay tốc độ quay rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi tần số chuyển đổi iii Phân loại cấu tạo[13] + Phân loại : Có loại Đơn cực (Unipolar) lưỡng cực (bipolar) Ngồi ra, cịn có loại đa cực (Mutipolar) + Cấu tạo: Gồm có Rotor Stator - Rotor: thường thấy loại nam châm vĩnh cữu, ngồi cịn có loại biến từ trở.Thường xẻ rãnh để tăng số bước động vòng chuyển động rotor - Stator: Được ghép từ nhiều sắt kỹ thuật Trên quấn nhiều vịng dây iv Ngun tắc hoạt động động lưỡng cực (Bipolar)[14] Để đơn giản hóa, ta xét có cặp cực (Thực tế số cặp cực thường nhiều hơn: 4, 6, 8,…) Để tạo chuyển động quay Roto, ta cấp dòng cho cuộn dây theo thứ tự định Ngoài ra, cực nam châm điện xác định cách cấp dịng theo chiều định Ví dụ: Bảng IX.13 Mô tả nguyên tắc hoạt động chế độ Full step Bảng IX.13 Bảng nguyên tắc hoạt động động lưỡng cực 45 Hình IX.17 Dịng IA’A Hình IX.18 Dịng IB’B A’ nối với V+ A với Gnd Sau đó, cấp dịng cho cuộn B Dòng điện từ A’ đến A Dòng B’ nối với V+ B với Gnd điện cảm ứng sinh từ trường Dòng điện từ B’ đến B Rotor lõi sắt non, biến lõi sắt quay 90o (Full step) thành nam châm điện, hút nam châm Rotor quay Hình IX.17 Hình IX.19 Dịng IAA’ Hình IX.20 Dịng IBB’ Đảo cực A A’ A nối với Tương tự Rotor quay V+ A’ với Gnd Dòng điện từ 270o so với ban đầu A’ đến A Rotor quay 180 o so với ban đầu + Các chế độ hoạt động: Bảng IX.14 Biểu đồ xung chế độ hoạt động Full step Hình IX.21 Biểu đồ xung chế độ hoạt động Full step 46 Half step Hình IX.22 Biểu đồ xung chế độ hoạt động Half step Hitorque Hình IX.23 Biểu đồ xung chế độ hoạt động Hi-torque v Vi bước( Micro-step) Trong thực tế, để điều khiển chuyển động nhỏ (chuyển động xác đến micromet), việc sử dụng chế độ toàn bước hay nửa bước không khả thi Bởi hầu hết ứng dụng ngày sử dụng động bước hoạt động chế độ vi bước (micro-stepping) Vi bước ta chia toàn bước (full step) thành nhiều bước nhỏ Khi đó, số bước vịng tăng lên theo cấp số nhân Số bước = số bước (full step) x số bước (trong bước nhỏ) Ví dụ: động (full step=200 bước/vịng) hoạt động chế độ vi bước với số bước nhỏ bước 16 số bước vịng 200x16=3200 bước/vịng Biểu đồ dịng[15]: 47 Hình IX.24 Biểu đồ dòng điện đặt cuộn dây A B chế độ Micro-step Chế độ vi bước hoạt động nhờ việc kích lúc cuộn dây, khác với chế động thông thường là: Độ lớn dòng thay đổi theo quy luật hình Sin (hay cos) Tùy vào góc kích Do dó mạch điện điều khiển chế độ vi bước phức tạp mạch điều khiển chế độ thông thường Giả sử chế độ vi bước (x8) ta chia ¼ đường trịn góc phần tư thứ làm phần Khi vị trí ¼ đường tròn tương ứng với bước nhỏ chế độ hoạt động Việc kích đồng thời cuộn dây A+ B+ giá trị dịng diện thể bảng sau: IB = cos() ; IA = sin() Bảng IX.15 Bảng giá trị dòng điện cuộn dây chế độ Micro-step (chia 8)  IB 0.98 0.92 0.83 0.71 0.56 0.38 0.19 IA 0.19 0.27 0.56 0.71 0.83 0.92 0.9 48 Hình IX.25 Biểu đồ hình Sin dịng điện pha (A B)[15] vi Thơng số động - Phân loại: Lưỡng cực (Bipolar) - Số cặp cực: (cặp cực) - Số khe stator: 50 - Số khe Rotor: 48 - Full stepper: 200 bước/vòng 360o/50 (khe)/4(cặp cực)= 1.8o (1 xung -> 1.8o) - Half step: 400 bước/vòng - High torque: 200 bước/vịng Hình IX.26 Phần stator động bước Stator (có xẻ rảnh bên trong) Cuộn dây (4 cặp cực) Rotor (Có xẻ rãnh bề mặt trục) Hình IX.27 Stato Rotor động bước 49 b Động mơ hình thí nghiệm[16] Động bước hãng National Instruments cung cấp moment xoắn lớn, độ xác cao dễ kết nối đến driver Ta nhanh chóng phát triển hệ thống điều khiển xác sử dụng động bước hãng kết hợp với NI Motion Hình IX.28 Động bước Assistant, LabVIEW, điều khiển chuyển NEMA 23 động driver phù hợp * Đặc điểm kỹ thuật Trong đồ án, nhóm chúng em sử dụng động bước lưỡng cực NEMA 23 với thông số sau: + Loại độ cơ: Lưỡng cực 1.8o + Số lượng đầu dây ra: + Rotor: 50 cặp cực + Stator: cặp cực + Full step: 1.8o, 200 bước/ vịng + Sai số góc quay: ±3% + Dòng cấp: 2.7 A + Trở kháng: 0.85Ω IX.2.6 Encoder[17] a Giới thiệu Encoder Encoder hãng National Instruments cung cấp độ xác phản hồi cao dễ dàng gắn vào động NEMA 23 Trong đồ án, nhóm chúng em sử Hình IX.29 Encoder 50 dụng Encoder có mã 15T-01SA-1000N5RHV-F00-CE b Đặc điểm kỹ thuật Độ phân giải Điện áp vào Dòng điện vào Các kênh Độ xác 1000 xung/vòng 5V ± 10% Tối đa 100mA không tải A, B Index Trong khoảng 0.017 độ học phút vòng tròn từ vị trí thực IX.2.7 Cơng tắc hành trình a.Tổng qt Cơng tắc giới hạn (hay cơng tắc hành trình) cảm biến quan trọng hầu hết máy có chuyển động tịnh tiến Cơng tắc giới hạn có nhiệm vụ phản hồi vị trí bàn máy: đầu, cuối hay hành trình cơng tắc bị tác dụng b Phân loại cấu tạo i Phân loại: Có loại chính: Công tắc học cảm biến (quang, từ…) Trong đồ án, nhóm chúng em sử dụng cảm biến quang EE-SX674A – Omron (loại NPN) có thơng số sau: + Tấn số đáp ứng KHz Hình IX.30 Cảm biến + Nguồn cấp: 0-24 VDC EE-SX674A – Omron ii Cấu tạo cảm biến EE-SX674A – Omron: + Đầu vào: Gồm led: led phát quang led thu tín hiệu + Xử lý: Cấu tạo gồm mạch điện tử tích hợp linh kiện điện tử: Điện trở, Diode, Transistor, led hiển thị,… nhận tín hiệu từ đầu vào xuất tín hiệu điều khiển đầu 51 Hình IX.31 Cấu tạo mạch cảm biến EE-SX674A + Đầu ra: Tín hiệu đầu tín hiệu số 0V/ Vcc tương ứng với:  Vcc: Chưa bị kích  0V: Bị kích c Nguyên tắc hoạt động: Ở trạng thái bình thường: Led phát cảm biến phát tín hiệu led thu nhận tín hiệu cảm biến trả đầu Vcc Khi có vật cản ngang qua cảm biến, che khơng cho xạ đến với led thu đầu cảm biến 0V d Sơ đồ kết nối: Vị trí chân 1-4 đánh từ trái sang phải Hình IX.32 Chú thích chân cảm biến EE-SX674A Vì mạch cho cơng tắc giới hạn UMI-7774 loại sinking dịng (cảm biến PNP) cơng tắc chuyển để kết nối với thiết bị Nên ta sử dụng Relay để làm công tắc chuyển mạch 52 Hình IX.33 Mạch kết nối với Rờle Ngõ (out) Relay kết nối vào cáp DB25M sau: Bảng IX.16 Kết nối cảm biến dây cáp DB25M Chân Màu tương ứng Tín hiệu cần nối cảm biến cáp DB25M Vcc 5V Cam Forward Limit Trắng OUTPUT Reverse Limit Xanh nhạt X ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Thiết bị có khả phay tốt Hoạt động tốt nhà Có khả bảo vệ vật liệu tác hại môi trường 10.1Các nhân tố ảnh hưởng tới khả làm việc sản phẩm - Sai số chế tạo: Kích thước: phần vỏ máy có dung sai cho phép, bề mặt lắp ráp, vitme đai ốc cần chế tạo xác Vật liệu: gang, thép, nhôm Chế tạo lắp ráp - Sự lão hóa, hư hỏng, tác động thay đổi: Động , truyền đai, ổ lăn, vitme đai ốc gặp trục trặc Phôi đưa vào tải máy - Những điều kiện môi trường bên ngồi: Nhiệt độ, độ ẩm xưởng 10.2 Mơ hình hóa yếu tố ảnh hưởng đến khả làm việc sản phẩm 53 - Xác định tín hiệu đầu vào, thông số điều khiển, phạm vi giới hạn thông số ảnh hưởng - Hiểu rõ khả mơ hình phân tích - Hiểu rõ khả mơ hình vật lý - Lựa chọn phương pháp mơ hình hóa thích hợp - Thực q trình phân tích hay thí nghiệm - Thẩm định kết Giá niêm yết Chi phí trực tiếp Chi phí gián tiếp 10.3 Đánh giá chi phí Giảm giá Lợi nhuận:15 triệu Chi phí bán hàng:5 triệu Tổng phí:8 triệu Chi phí cơng cụ:7 triệu Chi phí lao động:5 triệu Chi phí mua chi tiết:15 triệu Chi phí vật liệu:25 triệu Chi phí cố Chi phí định:15 chế triệu tạo:60 triệu Chi phí thay đổi:45 triệu Giá bán:80 triệu Chi phí tồn bộ:65 triệu 10.4 Đánh giá thiết kế để chế tạo: - Ước tính chi phí chế tạo: 60 triệu - Giảm chi phí thành phần: - Với thân máy làm phương pháp đúc - Chân đỡ dạng lắp ghép nhằm giảm tối đa chi phí mua vật liệu - Các mối lắp ghép sử dụng loại ốc tiêu chuẩn, có sẵn thị trường - Giảm chi phí lắp ráp: mối lắp dễ thao tác - Giảm chi phí hỗ trợ sản xuất: Số lượng chi tiết ít, đồng nhất, tiêu chuẩn dễ thống kê, quản lý - Xem xét tác động thiết kế cho chế tạo: Các chi tiết dễ tháo lắp, thay thế, độc lập Bộ đai hay ốc hư dễ thay chuẩn hóa 54 10.5 Các nhân tố ảnh hưởng tới khả làm việc sản phẩm - Hệ thống dễ lắp ráp nên dễ bảo trì - Bộ khung làm kim loại tính tốt - Các chi tiết lắp ráp chuần hóa nên dễ sữa chữa bảo trì 10.6 Đánh giá thiết kế để lắp ráp: - Lắp ráp bán tự động: kết hợp lắp ráp rô bốt tay bổ sung cho để đạt hiệu sản xuất cao - Với phận cần siết chặt với lực lớn nên dùng robot để đạt chất lượng cao - Đơn giản hóa bề mặt lắp ráp, thiết kế phần lắp ráp thuận tiện, nhanh chóng, hiệu cao để giảm tối đa thời gian, chi phí hư hỏng 10.7 Đánh giá khả hỏng hóc: - Chức chịu ảnh hưởng: Bộ truyền vitme đai ốc bị hỏng, tải di chuyển bàn máy nghiêm trọng làm bề bàn máy - Động trục trặc: làm dao phay khơng xác dẫn đến việc sai kích thước sản phẩm, làm hư sản phẩm - Trục vitme rỉ sét: tăng độ ma sát, hao phí điện năng, thời gian 10.8 Đánh giá khả làm việc so với yêu cầu kỹ thuật: - Lắp ráp, cài đặt dễ dàng: đáp ứng tốt yêu cầu kĩ thuật, tháo lắp, cài đặt cách nhanh chóng - Độ tin cậy cao: làm việc với độ xác cao, hỏng hóc - Thao tác đơn giản, dễ dàng: thân thiện với người dùng, giao diện thuận tiện cho người sử dụng - Khả gia công chi tiết phức tạp: với trục, máy có khả gia cơng chi tiết phức tạp 55 KẾT LUẬN Mặt làm được: Sản phẩm đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật đề ra, so với sản phẩm thị trường giá ko cao Mặt chưa làm được: Hình thức sản phẩm khơng bắt mắt, chi tiết cịn thơ Phương hướng phát triển: Hoàn thiện hệ thống điều khiển, thiết kế khung đẹp mắt, an toàn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thanh Nam, Giáo trình Phương pháp thiết kế kỹ thuật, NXB ĐHQG-HCM (PPTKKT) The national institute of research and development in mechatronics and measurement technique, Robotics and Data Acquisitions National Instruments Corporation, NI ELVIS Telecommunication Education Resource Page, April 09, 2009 National Instruments Corporation, Motion Control National Instruments Universal Motion Interface (UMI)-7774/7772 User Manual, USA, 2003 National Instruments Corporation, P7000 Series Stepper Drives, National Instruments, Hungary, 2009 56 National Instruments Corporation, Measurement & Automation Explorer Help, National Instruments, 2011 National Instruments Corporation, Fundamental of Motion Control, October 20, 2011 57