Hình 6.16 Giao di n c a máy khi đang lƠm vi c 6.2 Ch y ki m nghi m
M c đích c a vi c ch y ki m nghi m là test ch y ki m nghi m đ chính xác c a máy và sai l ch c a tr c X và tr c Y nên vi c ch y máy đ ợc th c hi n trên v t li u là mica có kích th c 150x200 mm có đ dƠy lƠ 2.5mm.Ch ng trình ch y test là kh c ch có b n v kỹ thu t nh sau:
Hình 6.8 b n v kỹ thu t
Hình 6.17 K t qu gia công
S d ng th c cặp đ đo ki m các kích th c thì các kích th c đ t đúng yêu c u kỹ thu t b n v đ ra.
Đánh giá: Sau khi ch y test thì kích th c sai l ch so v i b n v đ t yêu c u kỹ thu t suy ra ta th y sai l ch c a tr c X và tr c Y là không nhi u.
CH NG 7. K T LU N VÀ KI N NGH
7.1 ĐÁNH GIÁ K T Q A
u đi m
V i b đi u khi n CNC h m đ ợc ch t o thành công có th gi i quy t đ ợc khó khăn lƠ không ph i t n kém th i gian ch đợi từ nhà ch t o đ c quy n mà ta có th thay th đ ợc và s d ng ph n m m đi u khi n t ng đ ng .
u đi m c a máy là gi m đáng k kh i l ợng, thi t b ngo i vi, m ch đi u khi n. Do đ ợc gi m b t các thi t b ngo i vi, cùng v i vi c s d ng các k t c u c khí đ ợc ch t o sẵn nh : vít me, đai c tiêu chuẩn, băng tr ợt lăn bi, n i tr c tiêu chuẩn. Vì v y thay th và b o trì d dàng.
M t trong nh ng u đi m n i b t nh t c a máy là v i k t c u nh gọn, nh v y, vi c di chuy n và l p ráp máy r t d dàng so v i lo i máy c t ki u cũ. Thơn máy đ ợc tháo r i hoƠn toƠn. Đi u này t o nên tính c đ ng cho vi c s d ng máy.
Khuy t đi m
Khuy t đi m chính c a máy nằm ph n h n ch c a ph n m m đi u khi n Mach3 nh sau:
- I/O h n ch ( N u dùng cùng lúc 2 c ng LTP thì gi i quy t đ ợc ph n nào) => dùng cho m t h th ng l n c n nhi u tín hi u I/O thì ph i dùng kỹ thu t ModBus ( n c ngoài thì có bán nh ng Card này)
-Dùng tín hi u Step/Dir ch thích hợp v i h th ng dùng Step Motor, còn nh ng h th ng dùng servo thì ph i qua card chuy n đ i Step/Dir sang tín hi u Analog 0-10v, hoặc -10V +10v nhằm t ng thích v i các driver servo.
- Mach3 đi u khi n theo d ng vòng h nên khi ứng d ng trong các h th ng đòi h i đ chính xác cao thì l i ph i thi t k theo d ng vòng kín.
7.2 K T LU N.
Qua nghiên cứu và ch t o mô hình máy phay CNC đƣ th c hi n và gi i quy t đ ợc các v n đ sau:
- Kh o sát tình hình phát tri n máy phay CNC trên th gi i và Vi t Nam.
- Chọn s đ k t c u c a máy phay phù hợp đi u ki n s d ng trong n c và quá trình phát tri n c a lĩnh v c t đ ng hoá trên th gi i vƠ trong n c. Đ a ra đ ợc gi i pháp đi u khi n máy CNC.
-Thi t k và ch t o hoàn thi n b đi u khi n h m , trên c s ứng d ng c a ph n m m MACH3 đi u khi n qua c ng LPT 25 c a máy tính và các tùy ch nh trong ph n m m cho phù hợp v i Driver, đ ng c , tr c vít me và máy phay CNC và các b ph n c a b đi u khi n và ph n m m có th thay th d dàng.
7.3 H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI.
- HoƠn thi n các ph n tính toán vƠ chọn k t c u c a các chi ti t máy;
- HoƠn thi n ph n m m Mach 3 th c hi n đ ợc h đi u khi n kín đ máy ho t đ ng chính xác h n;
- Phát tri n lên thƠnh máy phay CNC 4 tr c vƠ 5 tr c s d ng h đi u khi n m ; - Nghiên cứu thi t k thêm đ có th đi u khi n máy qua đi n tho i di đ ng.
TÀI LI U THAM KH O
[1] TS Thái Th Thu Hà Nghiên cứu thiết kế chế tạo các bộđiều khiển số(CNC) thông minh chuyên dụng cho các hệ thống và quá trình phức tạp
[2] Tr n Th San - Nguy n Ngọc Ph ng S TAY GIA CÔNG CNC.
[3] TS Nguy n Ngọc Ph ng S Tay lập trình CNC Nxb: ĐƠ Nẵng năm 2008
[4] Douglas W.Jones, ĐoƠn Hi p(d ch) Điều khiển động cơ b ớc Tr ng Đ i học Bách Khoa TP.HCM 2010
[5] BHASKAR GUPTA Understanding various types of stepper Motor and
Controlling it through Parallel Port
[6] Nacsa J, Intelligent Open CNC System Based on the Knowledge Server Concept, In:Digital Enterprise Challenges, Kluwer Academic Publisher, 2001, pp. 360-368. [7] Nacsa J, Haidegger G, Built-in Intelligent Control Applications of Open CNCs, In:Proc. Of the Second World Congress on Intelligent Manufacturing Processes and
Systems, Budapest, Hungary, 1997 June 10-13., Springer, Ed. L. Monostori, pp. 388-
392.
[8] Nacsa J, Comparison of three different open architecture controllers, Proc. of IFAC MIM, Prague, 2-4 Aug. 2001, pp. 134-138.
[9] Nacsa J, Kovács G.L., Haidegger G, Intelligent, Open Architecture Controller
Using Knowledge Server, SPIE's Int. Symp. on Intelligent Systems and Advanced
[10] Yoram Koren, Computer Control of Manufacturing Systems, Mc Graw-Hill International Editions 1983.
[11] Bob Adams, USB to CNC Project, www.cad2gcode.com
[12] CNC USB CONTROLLERS, USER MANUAL, www.planet-cnc.com
[13] www.planet-cnc.com
[14] http://www.machsupport.com
[15] Mach 3, user manual, http://www.machsupport.com
1.Cách cài đ t thông s Mach 3
B c 1: Tr c tiên xác lập các chân vào ra của cổng máy in cho phù h p v i mạch điều khiển:
- Vào Config/Port and Pin
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 m ch giao tiếp và xuống m ch động cơ để điều khiển các trục động cơ. Ta cũng xác lập giống trong hình.
- Hàng đầu tiên là xác lập các thông số cho trục X:
+ Click một lần vào cột Enabled của truc X thì sẽ thay đổi tr ng 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 m ch thiế kế thì chân này là chân số 2, nếu m ch 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 m ch động cơ đ o 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 ch y theo chiều + hay chiều – của trục tọa độ. Ban đầu thử ta xác lập giống trong hình vẽ rồi tí nữa cho động cơ ch y thử theo chiều dương xem động cơ quay theo chiều nào, sau đó l i vào xác lập l i rồi tiếp tục cho động cơ ch y theo chiều dương , ta sẽ thấy động cơ quay theo chiều ngược l i. 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.
+ Cột thứ 5 ( Step Lowactive ): Cột này để xác định tr ng thái tác động của chân cấp xung cho m ch điều khiển. Nếu xung điều khiển Step là xung âm thì lựa chọn dấu phẩy, còn xung dương thì chọn dấy nhân.
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. Mạch giao tiếp của mình thiết kế cho 4 trục. Vậy khi nào có nhu cầu nghiên cứu trục A thì có thể thử
trên mạch giao tiếp đó luôn.
- 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 m ch giao tiếp sử dụng phương pháp đóng mở Relay nên hàng Spindle này không cần xác lập gì c .
- Sau khi xác lập hết thông số trong tab này thì click Apply để save l i. Lưu ý nếu ta ko Click Apply mà chuyển ngay sang tab khác thì các thông số vừa thay đổi vừa rồi sẽ không được lưu l i mà sẽ tự quay về tr ng thái trước xác lập. - Apply
Tab Motor Input: Để xác lập các tín hiệu đầu vào cho máy tính, khi máy tính nhận được các tín từ bên ngoài vào lúc đó phần mềm sẽ phân tích và xử lý xem đó là tín hiệu gì sau đó sẽ xuất tín hiệu để điểu khiển. Phần mềm Mach là một phần mềm m nh có nhiều chế độ điều khển và có khẳ năng điều khiển bằng nhiều cổng nên sẽ có rất nhiều tín hiệu đầu vào điều khiển. Nhưng máy 3 trục của mình là máy đơn gi n với l i điều khiển bằng Port DB25 có số chân đầu vào h n chế nên ta chỉ điều khiển vài tín hiệu cơ b n thôi.
Trong m ch của nhóm có 5 tín hiệu đầu vào. Đó là tín hiệu X limit, Y limit, Z limit, A limit, Estop.Trong đó tín hiệu Estop để dừng máy khẩn cấp khi gặp sự cố. Trên m ch giao tiếp ta sẽ mắc vào jac này một nút bấm thường mở, khi bấm nút bấm đó thì chương trình đang ch y sẽ dừng l i đột ngột. Còn tín hiệu X limit, Y limit, Z limit thì chưa tìm được cách điều khiển nên t m thời để dấu nhân đỏ. Ta xác lập thông số của Estop như hình vẽ:
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 …
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 m ch động cơ ho t 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.
Như đã nói phần mềm Mach có thể điều khiển được rất nhiều chân nhưng vì máy 3 trục đơn gi n và do h n chế bởi cổng DB25 nên ta chỉ sử dụng điều khiển những tín hiệu cơ b n.
- Apply.
B c 2: Xác lập đơn vị đo của Motor tuning:
Sau đó xuất hiện một c nh báo, ta chọn ok Tiếp tục chọn đơn vị MM’s rùi Ok
thông s cho các tr c
Ta vào Config/Motor tuning khi đó sẽ xuất hiện một b ng như sau:
- Góc bên ph i là mục Axis Selection: để lựa chọn các trục. Góc dưới bên trái là các thông số cần xác lập cho các trục. biểu đồ trên thể hiện các thông sốđã xác lập theo d ng biểu đồ.
đơn vị (mm). Trong ô này ta ph i tính toán ra số dựa vào động cơ bước và bước tiến của vitme.
Đông cơ bước lo i 1.80//1bước, có nghĩa là để quay được một vòng thì động cơ ph i quay 360/1.8 = 200 bước và tương đương với 200 xung điều khiển. Mặt khác máy ta dùng vitme bước 3mm, như vậy ứng với 200 xung điều khiển thì trục X tiến được 3mm. Từ đó suy ra số xung điều khiển để trục X tiến được 1mm là 200/3 = 66.67 xung.
- Velocity….: là vận tốc của trục X: vận tốc tính bằng mm/s. trong trường hợp này ta để vận tốc 500-1000 mm/s.
- Acceleration: là gia tốc của trục X, tức là độ tằng tốc độ để trục X đ t được tốc độ lớn nhất bằng tốc độ xác lập trong Velocity. Nhập 100
Sau khi điền các thông số cần thiết ta Click SAVE AXIS SETTING để lưu l i. Chú ý nếu ta ko click vào biểu tựng này mà ta đã chuyển sang trục khác thì các thông số vừa rồi sẽ ko được lưu l i mà quay về tr ng thái trước xác lập.
Tiếp đến trong Axis selection ta chọn trục Y để cài đặt cho trục Y và trục Z để cài đặt trục Z. Các thông số cài đặt tương tự trục X. Nếu trong trường hợp ta sử dụng động cơ bước với số bước khác nhau hoặc sử dụng các vítme có bước tiến khách nhau thì ta sẽ tính toán cho từng trục một và điền vào ô Steps per.
Ok
B c 4: Sau khi xác lập các m c cơ bản nh trên ta có thể test và chạy máy đ c.
như động cơ đang ở chế độ nghỉ. Lúc này không có điện cấp vào động cơ và ta có thể dùng tay quay trục động cơ được. Còn nếu m ch động cơ đã ho t động (LED vàng tắt) và ta ko thể quay trục được thì ph i kiểm tra l i Tab Output singnal hoặc nút RESET xem biểm tượng màu phía trên của nó có chuyển sang màu xanh như hình không.
Nếu nút Reset chuyển sang màu xanh như vậy mà trục đông cơ không thể quay bằng tay được thì là đúng. Lúc này ta kiểm tra bằng cách dùng chuột click vào nút RESET để nó chuyển sang chế độ không ho t động (ta thấy biểu tượng màu phía trên nhấp nháy chuyển từ màu đỏ sang màu xanh và ngược l i). Đồng thời lúc đó ta có thể quay trục động cơ được như vậy là ok.
- Trong phần mềm Mach có hỗ trợ các phím điều khiển bằng tay trên bàn phím. Đó là các phím mũi tên lên xuống (điều khiển trục X), phím mũi tên sang trái sang ph i (điều khiển trục Y), và phím Page Up, Page Down (điều khiển trục Z).
- Trước tiên ta click vào nút Reset sao cho biểu tượng màu phía trên của nó chuyển sang màu xanh. Sau đó nhấn giữ phìm mũi tên lên trên bàn phím máy tính, lúc đó trên vùng hiển thị và điều khiển tọa độ ta thấy giá trị của trục X bắt đầu tăng lên. Đồng thời động cơ cũng quay. Như vậy là trục X đã ch y.
- Tiếp tục dùng phím mũi tên sang trái, ph i và Page Up , Page Down để điều khiển trục Y, Z
- Như vậy là test ok.
- Chú ý: mỗi lần test hay ch y chương trình ta ph i click cho nút RESET trở về tr ng thái nhấp nháy biểu tượng để cho động cơ được nghỉ.
cấp bởi Mach3, để thiết lập và điều hành một công việc trên máy tính này. Nó có liên
quan đến vận hành máy và một số lập trình viên, nhữngngười sẽ minh họa chương trình của họ trên Mach3.
2.1 Gi i thiệu
Chương này bao gồm rất nhiều chi tiết. B n có thể lướt qua phần 6,2 và sau đó nhìn vào các phầnđể nhập và chỉnh sửa các chương trình phầntrước khi quay trở l i các chi tiết của tất c cácđiều khiển màn hình
2.2 Ph ơng pháp giải thích