Nhi m v c a m ch driver đ ng c b c lƠ đi u khi n các đ ng c c a 3 tr c, m ch driver này s d ng IC s TB6560 đ đi u khi n.
Hình 5.7 s đ nguyên lý c a m ch driver 5.5 Thi t k Ph n m m đi u khi n.
Máy CNC này s đ ợc đi u khi n thông qua PC vƠ đ ợc đi u khi n thông qua ph n m m Mach 3
Mach 3 bao g m các modul đi u khi n sau:
Modul port and pin: Dùng đ giao ti p v i các đ ng c , tr c chính và các công t c hành trình
Modul motor tuning: Dùng đ đi u khi n vƠ đi u ch nh t c đ đ ng c 3 tr c X, Y, Z
Modul Home/Limits: Dùng đ đi u ch nh không gian làm vi c c a máy
Modul Spindle pulleys: Dùng đ đi u khi n vƠ đi u ch nh t c đ quay c a tr c chính.
5.5.1.2 Các giao di n c a mach 3:
Mach3 đ ợc thi t k làm sao cho d dƠng đi u ch nh giao di n ng i dùng cho phù hợp v i ph ng thức c a ng i làm vi c nh t.
Hình 5.8 Ph n giao di n c a Mach 3
Giao di n menu toolpath
Hình 5.9 Ph n giao di n menu toolpath
Giao di n menu offset
CÁC BẢNG MENU CHỨC NĂNG
VÙNG HI N TH VÙNG HI N
CH NG 6. CH T O VÀ CH Y KI M NGHI M 6.1 Ch t o các b ph n c a máy 6.1.1 Ch t o tr c X vƠ k t c u nối tr c c a đ ng c Chế tạo trục X Thông s tr c X: - Tr c vitme đai c bi có b c là 5(mm) -Đ ng kính tr c là 15(mm) -Chi u dài tr c là 400 (mm) Hình 6.1 Tr c X
Kết cấu nối trục của động cơ
K t c u n i tr c đ ng c s d ng truy n đ ng đai có thông s kỹ thu t sau: -Đ ng kính bánh đai tr c d n lƠ 20(mm), có 30 răng
-Đ ng kính bánh đai tr c b d n lƠ 40 (mm), có 60 răng
-Đ ng c truy n đ ng: Stepper motor 2.1 (A) có công su t 250(W)
Hình 6.2 C c u n i tr c c a đ ng c tr c X
6.1.2 Ch t o tr c Y vƠ k t c u nối tr c c a đ ng c
Thông s kỹ thu t c a tr c Y: - Tr c vitme đai c bi có b c là 5(mm) - Đ ng kính tr c là 15(mm) - Chi u dài tr c là 600 (mm) Hình 6.3 Tr c Y Cơ cấu nối trục động cơ của trục Y
K t c u n i tr c đ ng c s d ng truy n đ ng đai có thông s kỹ thu t sau: - Đ ng kính bánh đai tr c d n lƠ 20(mm), có 30 răng;
- Đ ng kính bánh đai tr c b d n lƠ 40 (mm), có 60 răng;
- Đ ng c truy n đ ng: Stepper motor 2.1 (A) có công su t 250(W).
Hình 6.4 C c u n i tr c c a tr c Y 6.1.2 Ch t o tr c Z vƠ k t c u nối tr c c a đ ng c Chế tạo trục Z Thông s tr c Z: - Tr c vitme đai c bi có b c là 5(mm); - Đ ng kính tr c là 8(mm); - Chi u dài tr c là 60 (mm);
Hình 6.5 Tr c Z K t n i tr c v i đ ng c tr c Z s d ng kh p n i .
K t c u n i tr c đ ng c s d ng truy n đ ng đai có thông s kỹ thu t sau: - Đ ng kính tr c d n là 6(mm);
- Đ ng tr c b d n là 8 (mm); (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đ ng c truy n đ ng: Stepper motor 1.1 (A) có công su t 75(W).
6.1.3 Ch t o m ch Breakout
6.1.4 Ch t o m ch m ch driver 3 tr c đ ng c
6.1.5 T đi n đi u khi n hoƠn chỉnh
Hình 6.8 T đi n hoàn ch nh 6.1.6 Ph n m m đi u khi n
Hình 6.9 Giao di n chính c a ph n m m Chức năng chính c a Panel đi u khi n này là: - Đi u khi n các ho t đ ng c a máy.
- Nh p và ch nh s a ch ng trình gia công. - Đi u ch nh t c đ ch y dao.
Các menu chức năng c a phần m m
Menu MDI
Hình 6.10 Giao di n menu MDI
Trong menu MDI nó cũng th hi n các chức năng c b n nh ph n trên, chức năng chính c a menu MDI là cho phép ta nh p l nh tr c ti p từ bàn phím.
Menu Toolpath
Hình 6.11 Giao di n c a menu toolpath
Chức năng c a menu toolpath là mô ph ng và ki m soát ch ng trình gia công đang th c thi.
Menu Offset
Chức năng c a menu offset là:
- Set tọa đ và bù trừ kích th c c a phôi. - Set dao và bù trừkích th c c a dao.
Menu Setting
Hình 6.13 Menu Setting
Chức năng c a Menu setting là ch nh l i các thông s c a máy CNC : - Thay đ i t c đ quay c a tr c chính;
- Ch nh l i không gian làm vi c c a máy; - Ch nh l i s b c c a đ ng c b c;
Menu Dianostics
Chức năng c a menu này là theo dõi và báo l i thông s c a máy CNC nh : - Tọa đ c a phôi và dao
- T c đ gia công (Feed rate) - Quá gi i h n máy v.v
6.1.6 Máy hoƠn ch nh
6.1.4 Giao di n máy khi đang lƠm vi c
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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong m ch của nhóm có 5 tín hiệu đầu vào. Đó là tín hiệu X limit, Y limit, Z