4.5.1. Các chi tiết gia công
52
4.5.2 Các chi tiết có sẵn
Số thứ tự Tên chi tiết Số lượng
1 Đèn báo đang hoạt động và đèn báo sự cố khẩn cấp.
2
2 CB bảo vệ hệ thống 1
3 Nguồn tổ ong: 24V,10A 1
4 Driver DM542 3 5 Động cơ step 17HS4401S 3 6 Board mach3 1 7 Nút nhấn 3 8 Ke góc 4 9 Công tác hành trình 6 10 Nhôm định hình (20,40) 2x360mm 11 Nhôm định hình (20,40) 2x400mm 12 Dây đai GT2 2x1000mm
13 Bulley D=12mm, bước răng 2mm 4 14 Bộ trượt dẫn hướng V-slot 3 15 Trục Ti truyền động d = 8mm 1
16 ổ lăn d = 8mm, D = 16mm 2
53
CHƯƠNG 5: LẮP ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐÁNH NHÃN 5.1 Lắp đặt tủ điện
Để đảm bảo tính thẩm mỹ và thuận tiện khi giám sát thì tủ điện được lắp đặt một cách ngọn ngàng. Tối ưu hóa đường dây điện đấu nối và các đầu dây được kí hiệu riêng biệt, đó là quá trình quan trọng góp phần giúp cho việc bảo trì, thay thế các chi tiết sau này được chính xã và thuận tiện.
Hình 5.1: Tủ điện đã hoàn thành
5.2. Lắp đặt máy
Sau khi gia công các chi tiết theo thiết kế thì việc còn lại ta lắp đặt máy. Việc lắp đặt cần đảm bảo độ vuông khóc của khung máy, độ vuông góc ảnh hướng rất lớn độ chính xác khi máy hoạt động. Việc lắp đặt máy cần thực hiện một cách cẩn thận và đúng quy trình tránh việc lắp thiếu, lắp dư .
54
5.3. Sơ đồ khối điều khiển
Hình 5.3 : Sơ đồ khối của hệ thống
Máy tính (PC)
Tính toán dữ liệu
Mạch công suất
Điều khiển các động cơ bước
Mạch giao tiếp (board Mach3)
Nhận dữ liệu từ máy tính và điều khiển mạch công suất
55
5.4. Quy trình vận hành hệ thống
Quy trình vận hành gồm 5 bước cơ bản:
B1: Thiết kế file in bằng phần mềm Autocad hoặc trực tiếp bằng Mastercam. B2: Dùng phần mềm trung gian Mastercam lập trình cho biên dạng file Cad. B3: Xuất file G-code từ Mastercam.
B4: Nạp file G-code cho phần mềm Mach3 đã được kết nối với board Mach3. B5: Vận hành máy và tạo sản phẩm.
5.5. Điều khiển hệ thống 5.5.1. Tạo file G -code 5.5.1. Tạo file G -code
Sau khi có file Input được thiết kế từ phần mềm Autocad hoặc tự thiết kế trực tiếp trên Mastercam. Ta bắt đầu có dữ liệu đầu vào. Thông qua phần mềm trung gian Mastercam ta lập trình cho biên dạng file in từ đó ta có được file G-code.
Hình 5.4: Giao diện làm việc Mastercam
56
Hình 5.5: Tạo biên dạng ký tự
Trước tiên, ta tạo kích thước không gian làm việc là (350,350) mm. Dựa trên yêu cầu về cỡ chữ và vị trí gia công thì ta thiết kế được file thiết kế mong muốn. Gốc tọa độ của máy khi đó sẽ trùng với gốc tọa độ trên phần mềm.
Hình 5.6: Chọn đầu bút cho máy in
Đầu công tác Engave Mill được dùng đối với loại máy không sử dụng trục chính. Với máy đánh nhãn thì ta không có trục chính ( trục Spindle).
57
Hình 5.7: Thiết lập độ căn chỉnh đầu bút
Tại đây cho phép chúng ta điều chỉnh chiều sâu ( trục Z ) lên xuống tùy thuộc vào vị trí trục Z hiện tại so với bề mặt cần đánh kí tự.
Hình 5.8: Xuất file G-code
Sau khi lập trình biên dạng cho các kí tự được thiết kế thì ta xuất được file G-code. File G-code là Input cho board mạch Mach3 thực thi.
5.5.2. Điều khiển bằng phần mềm Mach3
Phần mềm Mach3 và board Mach3 đã được tích hợp để thực thi các dòng lệnh G-code chuyên dùng trong các máy CNC nói chung và các máy CNC in 3D nói riêng.
58
Hình 5.9: Giao diện phần mềm Mach3
Hình 5.10: Set xung/mm
Độ chính xác của máy bị ảnh hưởng từ việc set xung/mm. Tuy nhiên phần mềm Mach3 đã có công cụ hỗ trợ cho việc này khiến cho việc set trở nên đơn giản hơn so với việc set thủ công.
59
Hình 5.11: Cài đặt tốc độ, gia tốc cho các trục
Tùy vào loại động cơ, yêu cầu về nét chữ, năng xuất làm việc thì ta sẽ cài đặt tốc độ, gia tốc tương ứng. Gia tốc càng lớn thì biên dạng càng xấp xỉ so với biên dạng thiết kế.
Hình 5.12: Thiết lập địa chỉ ngõ vào và ra
Địa chỉ này cho phép chúng ta điều chỉnh chiều quay thuận nghịch cho các trục sao cho đáp ứng của các trục phù hợp với nhu cầu sử dụng.
60
Hình 5.13: Nạp file G-code
Sau khi ta có file G-code được thiết kế thì việc còn lại là t nạp vô phần mềm Mach3 thực thi những dòng lệnh. Sau đây là các nút chức năng:
- Nạp chương trình vào phần mềm Mach3. Ta vào file -> Load Gcode hoặc nháy vào Load Gcode trên giao diện điều khiển. Phần mềm Mach3 có thể nhận diện file *.txt từ Notepad, file *.nc từ phần mềm NC. Trên phần mềm còn các nút như: - Edit Gcode: hiệu chỉnh file Gcode.
- Recent file: các file mở gần đây.
- Set next line: Xác định một dòng sẽ bắt đầu chạy từ điểm đó và tại điểm hiện tại. - Run From here : Kiểm tra tọa độ của máy so với tọa độ muốn chạy,
61
CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1. Thực nghiệm.
6.1.1. Thực nghiệm đánh nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8.
Thực nghiệm đánh nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8 nhằm mục đích chọn ra tốc độ phù hợp nhất để tạo ra nét chữ đẹp trên tấm nhãn. Nhóm tiến hành thực nghiệm với nhiều tốc độ từ đó chọn ra tốc độ phù hợp nhất.
Thông số nhãn Phoenix Conact UCT-TM 8: - Kích thước tấm nhãn: 76x118 mm - Số ô nhãn: 42
- Kích thước từng ô nhãn: 7,6x10,5 mm
Hình 6.1: Hình ảnh nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8
Tiến hành thực nghiệm đánh ký tự trên nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8 với cỡ chữ 5 và với dải tốc độ khác nhau.
Bảng 6.1: Thông số thực nghiệm trên nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8
STT Tốc độ tiến bút Tốc độ nhấc bút Thời gian hoàn thành 1 1000 ( mm/phút) 1000 ( mm/phút) 50 (s) 2 1100 (mm/phút) 1100 (mm/phút) 48 (s)
62 3 1200 (mm/phút) 1200 (mm/phút) 45 (s) 4 1300 (mm/phút) 1300 (mm/phút) 42 (s) 5 1400 ( mm/phút) 1400 ( mm/phút) 40 (s) 6 1500 (mm/phút) 1500 (mm/phút) 38 (s) STT 1 STT 2 STT 3 STT 4 STT 5 STT 6
Hình 6.2: Hình ảnh thực nghiệm đánh nhãn với nhiều tốc độ
Kết quả thực nghiệm: Sau khi thực nghiệm đánh nhãn Phoenix Contact UCT-TM 8 với
63
mm/phút và tốc độ tiến bút 1200 mm/phút thì các ký tự được đánh trên nhãn có nét đẹp hơn ở các tốc độ cao và thời gian hoàn thành khoảng 45 giây nhanh hơn ở các tốc độ thấp
Hình 6.3: Sản phẩm Phoenix Contact UCT-TM 8
6.1.2. Thực nghiệm vẽ mạch điện trên giấy A4
Tương tự như đánh nhãn Phoenix Contact nhóm tiến hành thực nghiệm với nhiều tốc độ khác nhau từ đó chọn ra tốc độ phù hợp nhất để vẽ mạch điện trên giấy A4.
Bảng 6.2: Thông số thực nghiệm vẽ mạch điện trên giấy A4 STT Tốc độ tiến bút Tốc độ nhấc bút Thời gian hoàn thành 1 1200 ( mm/phút) 1200 ( mm/phút) 120 (s) 2 1300 (mm/phút) 1300 (mm/phút) 110 (s) 3 1400 (mm/phút) 1400 (mm/phút) 100 (s)
64 4 1500 (mm/phút) 1500 (mm/phút) 90 (s) 5 1600 ( mm/phút) 1600 ( mm/phút) 80 (s) 6 1700 (mm/phút) 1700 (mm/phút) 70 (s)
Kết quả thực nghiệm: Sau khi thực nghiệm vẽ mạch điện trên giấy A4 với nhiều tốc độ
khác nhau, bằng mắt thường nhóm nhận thấy với tốc độ nhấc bút 1500 mm/phút và tốc độ tiến bút 1500 mm/phút thì mạch điện được vẽ trên giấy A4 với nét đẹp hơn ở các tốc độ cao và thời gian hoàn thành khoảng 90 giây nhanh hơn ở các tốc độ thập.
Hình 6.4: Sản phẩm mạch điện
6.2. Kết luận
Sau quá trình đồ án Nhóm đã hoàn thành được một số nhiệm vụ sau:
➢ Tìm hiểu tổng quan về máy CNC, một mảng quan trọng đóng góp sự phát triển không ngừng trong những năm gần đây.
65
➢ Thông qua các phần mềm thiết kế, Nhóm đã thiết kế được mô hình 3D sau đó triển khai mô hình thực tế một cách thuận tiện.
➢ Thiết kế các bộ truyền phù hợp từ đó tối ưu chuyển động giúp cho máy hoạt động trơn tru và hiệu quả.
➢ Lựa chọn các thiết bị và động cơ và đặc biệt là thành công trong việc vận hành, điều khiển chúng.
➢ Thiết kế và gia công tủ điện.
6.3. Đánh giá
So với các máy khác trên thị trường với công nghệ của Đức và Nhật thì máy chỉ đạt khoảng 70% so về tốc độ. Các máy đánh nhãn của những hãng lớn họ sử dụng card nội suy Gcode và có phần mềm tích hợp riêng biệt. Đối với đề tài của nhóm thì vẫn phải sử dụng phần mềm Mach3 free để ứng dụng vào máy. Đó cũng là hạn chế của máy và cần khắc phục trong tương lai.
Trong quá trình nghiên cứu, thi công và hoàn thành mô hình “ Máy đánh nhãn tự động”, Nhóm rút ra được ưu điểm và nhược điểm của đề tài:
➢ Ưu điểm:
- Tạo ra những quỹ đạo chuyển động phức tạp mà máy thực hiện một cách chính xác. - Có thể đánh được tất cả các kí tự, biểu tượng 2D được thiết kế trên phần mềm cơ
khí, thậm chí khắc 2D chân dung một người.
- Thiết kế nhỏ gọn, chi phí vừa phải so với hiệu suất mà máy đem lại. - Máy hoạt động êm, tiếng ồn gây ra nhỏ.
➢ Nhược điểm
- Mô hình vẫn chưa có chế độ thay đầu viết tự động.
- Máy chỉ có thể đánh trên những vật thể có dạng mặt phẳng. - Chưa có giao diện điều khiển thân thiện với người sử dụng.
- Chưa có cơ chế phát hiện nét chữ không đạt tiêu chuẩn và phát hiện hết mực.
6.3. Hướng phát triển đề tài
➢ Thiết kế giao diện điều khiển thân thiện với người sử dụng
66
➢ Ứng dụng xử lý ảnh để kiểm tra nét mực và thông báo khi bút hết mực trước khi đánh nhãn Terminal
67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] “CNC là gì”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://cammech.edu.vn/cnc-la-gi-uu-diem-cua-cnc-691-27.html [2] “Động Cơ Step Motor”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://hancatemc.com/dong-co-buoc-la-gi-cau-tao-cua-dong-co-step.html [3] “Phương Pháp Điều Khiển Động Cơ Step”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://www.ngananhphat.com/vn/dong-co-buoc-la-gi-cau-tao-phan-loai- va-cac-phuong-phap-dieu-khien.html
[4] “Động Cơ DC”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://www.motor2hand.com/tin-tuc/so-luoc-ve-dong-co-dc-khai-niem- phan-loai-dieu-khien-toc-do-new21251.html
[5] “Động Cơ Servo”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://minhmotor.com/dong-co-servo.html [6] “Máy In Nhãn”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://www.phoenixcontact.com/en-il/products/printers [7] “Miếng Phoenix Contact”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: http://tbshop.vn/74529-nhan-danh-dau-tren-domino-phoenix-contact.html [8] “Cầu Đấu Dây Điện”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: http://www.electronicajoseluis.net/repuestos-marcas.php?id=7 [9] “Máy Khoan CNC”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://sieuthitaigia.vn/may-khoan-taro-cnc/may-khoan-cnc-elip-e-40-3hp- 3p.html
[10] “Máy Phay CNC”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://machineshop.vn/cac-bo-phan-cua-may-phay-cnc/ [11] “Phương Pháp Điều Khiển Động Cơ”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://www.extremetech.com/extreme/130740-canon-quiets-video-af- critics-with-ultra-quiet-stepper-motor-lenses/2
68
Địa chỉ: https://www.exportersindia.com/rotomagmotors-3811486/permanent- magnet-dc-motor-2412932.htm
[13] “Ray Trượt Tròn”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://tiki.vn/ray-truot-tron-sbr20-co-de-phi-20-p42895719.html [14] “ Ray Trượt Vuông”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: http://thuanthaogroup.com/thanh-truot-vuong-tbi-do-ben-cao-gia-re-ban- hang-toan-quoc.htm
[15] “Con Trượt V-slot”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: https://www.dientuspider.com/san-pham/phu-kien-co-khi/con-truot- openbuilds-cho-nhom-dinh-hinh-vslot-21010.html [16] “PLC Là Gì?”.[Trực tuyến]. Địa chỉ: https://vi.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller#B%E1%BB%99_nh%E1% BB%9B
[17] Pedro J. Barretto, “Nguyên Lý Hoạt Động Của PLC,” 22-02-2017.[Trực tuyến]. Địa chỉ: https://www.linkedin.com/pulse/importance-programmable-logic- controllers-pedro-barretto/
[18] “Các Mã Lệnh Của G-code”.[Trực tuyến]. Địa chỉ: https://cncritech.com/g-code-la-gi/ [19] “Hệ Thống Thủy Lực”.[Trực tuyến].
Địa chỉ: http://thuylucducanh.vn/tin-tuc/Tin-chuyen-nganh/Tong-quan-ve-he-thong-khi- nen-thuy-luc-3169.aspx
[20] PGS. TS. Trịnh Chất - TS. Lê Văn Uyển, Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ