- Máy được chế tạo có kích thước nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, dễ vận hành thao tác, có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác trong không gian làm việc, máy có khả năng phay các chi tiết mộ
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC
Giới thiệu chung về máy CNC
Máy CNC (Computer Numerical Control) là máy công cụ, điều khiển theo một chương trình định sẵn Các dữ liệu được cung cấp dưới dạng tập lệnh
1.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống máy CNC
Năm 1949, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thiết kế và chế tạo mẫu đầu tiên của máy NC (Numerical Controlled) theo đơn đặt hàng của không lực Hoa Kỳ Máy NC này được phát triển để sản xuất các chi tiết máy bay phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao, đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong ngành gia công tự động.
• Năm 1952: Chiếc máy phay đứng 3 trục điều khiển số của hãng Cincinnati Hydrotel được trưng bày tại MIT
- Máy NC được sản xuất và sử dụng trong công nghiệp
- Các bộ điều khiển số đầu tiên dùng đèn điện tử nên tốc độ xử lý chậm, và tiêu tốn nhiều năng lượng
- Chương trình được chứa trong các băng và bìa đục lỗ, khó hiểu và không sửa chữa được
- Giao tiếp người & máy rất khó khăn vì không có màn hình, bàn phím
• Năm 1970: Đầu những năm 1970, máy CNC ra đời:
- Các bộ điều khiển số trên máy công cụ được tích hợp máy tính và thuật ngữ CNC ra đời
- Máy CNC ưu việt hơn máy NC thông thường về nhiều mặt
- Tốc độ xử lý cao, kết cấu gọn,
- Ưu điểm quan trọng nhất của chúng là ở tính năng sử dụng, giao diện với người dùng và các thiết bị ngoại vi khác
* Ưu điểm của các máy CNC ngày nay:
- Có màn hình, bàn phím và nhiều thiết bị khác để trao đổi thông tin với người dùng
Màn hình giúp người dùng liên tục cập nhật tình trạng của máy móc, cung cấp các cảnh báo lỗi và cảnh báo nguy hiểm tiềm ẩn Nhờ đó, người vận hành có thể kiểm tra, mô phỏng quá trình gia công trước khi bắt đầu, tăng mức độ an toàn và hiệu quả công việc Việc sử dụng màn hình còn giúp dễ dàng theo dõi hoạt động của máy, đảm bảo quá trình gia công diễn ra thuận lợi và chính xác hơn.
- Có thể làm việc đồng bộ với các thiết bị sản xuất khác như robot, băng tải, thiết bị đo, trong hệ thống sản xuất
- Có thể trao đổi thông tin trong mạng máy tính các loại, từ mạng cục bộ (LAN) đến mạng diện rộng (WAN) và Internet
Máy CNC hiện nay đang được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống trên toàn thế giới Với sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ vi xử lý, trung tâm điều khiển của máy CNC hiện đại được điều khiển bởi bộ vi xử lý tốc độ cao, đảm bảo nhịp độ làm việc của các máy không bị gián đoạn Sự ra đời của máy CNC được xem như một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực cơ khí chế tạo máy, mở ra những bước tiến mới trong công nghiệp chế tạo.
1.1.2 Những đặc điểm cơ bản của máy CNC
- Khả năng tự động hoá cao
- Năng suất gia công cao, thời gian phụ (thay dao, chạy không, …) giảm
- Khả năng đạt độ chính xác cao, tính ổn định cao
- Có khả năng tập trung nguyên công cao, khả năng gia công nhiều bề mặt trong cùng một lần gá
Máy CNC nổi bật với khả năng lập trình linh hoạt hơn so với các máy điều khiển tự động theo chương trình cứng như cam, cữ hành trình hay trục gài bi Điều này giúp tiết kiệm thời gian điều chỉnh máy và đạt được mức độ chính xác cao ngay cả trong sản xuất hàng loạt nhỏ Nhờ đó, máy CNC phù hợp cho các sản phẩm đòi hỏi tính tùy biến cao và yêu cầu chính xác vượt trội.
Máy CNC nổi bật với phương pháp làm việc dựa trên hệ thống xử lý thông tin điện tử – số hóa, giúp kết nối dễ dàng với hệ thống quản lý số của doanh nghiệp Nhờ đó, máy CNC tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng các kỹ thuật quản lý hiện đại qua mạng LAN hoặc WAN, nâng cao hiệu quả và tính linh hoạt trong quản lý sản xuất.
* Máy công cụ CNC tuy có được nhiều ưu điểm so với máy vạn năng nhưng cũng còn có nhược điểm là:
- Không thích hợp với việc gia công những chi tiết đơn giản
- Chi phí cho việc mua sắm trang thiết bị quá cao
- Đòi hỏi người thợ đứng máy phải có một kiến thức tương đối rộng cả về cơ khí lẫn điện tử khi tiến hành gia công.
Giới thiệu chung về máy phay CNC
1.2.1 Tình hình sử dụng máy CNC ở nước ta
Hiện nay, số lượng máy CNC được sử dụng tại Việt Nam còn khá hạn chế, chủ yếu là máy phay CNC do khả năng gia công đa dạng như gia công lỗ, rãnh, mặt phẳng và các mặt định hình phức tạp Máy CNC thường được sử dụng để thực hiện những nguyên công khó, tuy nhiên, nhược điểm lớn là chi phí gia công tương đối cao cần được khắc phục để nâng cao tính cạnh tranh.
Hiện nay, một số trường đại học đã trang bị máy CNC để phục vụ công tác giảng dạy và học tập, góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật cho sinh viên Tuy nhiên, số lượng máy CNC vẫn còn rất hạn chế, khiến sinh viên ít có cơ hội tiếp xúc và thực hành với công nghệ này Việc tăng cường trang bị máy CNC tại các trường đại học sẽ giúp sinh viên có thêm cơ hội thực hành và nâng cao kỹ năng chuyên môn trong lĩnh vực gia công CNC.
Gần đây, phong trào tự chế tạo máy CNC (Homemade CNC) đang được nhiều bạn sinh viên cũng như kỹ sư quan tâm
1.2.2 Phân loại máy phay CNC
* Tùy thuộc vào vị trí tương đối của trục chính so với các bề mặt làm việc mà người ta phân thành hai loại:
- Máy phay CNC có trục đứng: như máy phay đứng, phay Revolve, phay khoan, doa tọa độ một phía, hai phía, phay giường
Máy CNC dạng trục ngang có trục chính nằm ngang, với dao cắt được đặt trên cơ cấu chứa dao có thể là hình mâm cặp hoặc hình băng tải, giúp tối ưu hóa quá trình gia công Việc lấy dao từ ổ chứa dao và chuyển dao từ trục chính vào ổ chứa được thực hiện dễ dàng thông qua cơ cấu tay máy, nâng cao hiệu quả làm việc Máy CNC trục ngang cho phép gia công từ nhiều phía khác nhau, phù hợp với các yêu cầu sản xuất phức tạp.
1.2.3 Giới thiệu về một số mẫu máy phay CNC đang có trên thị trường
❖ Máy CNC dùng trong công nghiệp:
- Gia công chính xác các loại vật liệu
- Chạy hoàn toàn tự động (thay dao tự động)
- Vận hành máy phức tạp hơn
- Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn
Hình 1 2: Loại máy play CNC kiểu router
- Không có khả năng thay dao tự động
- Không thích hợp gia công các chi tiết lớn.
Các phương pháp điều khiển trên máy CNC
Với điều khiển 2D hai trục, dụng cụ có thể điều khiển đồng thời cả hai hướng, giúp thực hiện các hoạt động di chuyển chính xác và linh hoạt Điều này cho phép các dịch chuyển của dụng cụ diễn ra theo cả đường thẳng và đường tròn trên cùng một mặt phẳng, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình gia công Công nghệ này phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ tinh xảo cao và khả năng thực hiện nhiều dạng chuyển động khác nhau.
Ví dụ về máy phay CNC 3 trục điều khiển 2D giúp gia công các biên dạng theo hai trục chính Trong đó, trục thứ ba cần tiến dao riêng biệt và độc lập để hoàn thiện các chi tiết phức tạp Hệ thống này tối ưu hóa quá trình gia công, nâng cao độ chính xác và hiệu suất sản xuất Máy phay CNC 3 trục là giải pháp hiệu quả cho các ứng dụng đòi hỏi chính xác cao trong ngành gia công kim loại và chế tác chi tiết kỹ thuật.
1.3.2 Điều khiển 21/2D Điều khiển 21/2D tạo ra các chuyển động của dụng cụ cắt trong nhiều mặt phẳng, bằng cách nội suy chuyển đổi giữa một trong ba mặt phẳng chính
Tất cả 3 trục được điều khiển trong điều khiển
21/2D tuy nhiên trong mỗi mặt phẳng luôn luôn chỉ có hai trục được điều khiển đồng thời Trục thứ ba gọi là trục tiến dao
Tùy thuộc vào mặt phẳng gia công được lựa chọn, các trục máy móc sẽ được điều khiển đồng thời để thực hiện các chuyển động chính xác Các mặt phẳng gia công khác nhau ảnh hưởng đến quá trình gia công, từ đó xác định các loại chuyển động phù hợp Các mặt phẳng gia công phổ biến gồm có mặt phẳng ngang, mặt phẳng đứng và mặt phẳng nghiêng, mỗi mặt phẳng đều có ý nghĩa quan trọng trong quá trình gia công Việc lựa chọn mặt phẳng gia công phù hợp giúp tối ưu hóa hiệu quả và chất lượng gia công, đồng thời nâng cao năng suất làm việc.
Ba trục được nội suy đồng thời trong điều khiển
3D, nhờ đó các chuyển động của dụng cụ cắt được thực hiện trong không gian theo kích thước ba chiều
Vật liệu này có khả năng gia công các biên dạng phức tạp, phù hợp để sản xuất các dụng cụ như dao cắt hoặc khuôn mẫu gia công, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả trong quá trình chế tạo.
Ngày nay hầu hết các máy công cụ được điều khiển bằng 3D.
Cấu trúc tổng thể máy CNC mini
❖ Máy CNC gồm có hai phần chính như sau:
Hình 1.3: Cấu trúc tổng thể máy CNC
• Phần điều khiển của máy CNC mini gồm chương trình điều khiển và thiết bị điều khiển:
Chương trình điều khiển là phần mềm trên máy tính có nhiệm vụ đọc chương trình, thực hiện các biến đổi cần thiết để đưa tín hiệu điều khiển xuống mạch điều khiển Nó bao gồm các thành phần quan trọng như cơ cấu giải mã, cơ cấu chuyển đổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu nội suy và cơ cấu so sánh, đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của hệ thống điều khiển.
Cơ cấu điều khiển gồm mạch điều khiển và mạch công suất có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ máy tính, thực hiện các biến đổi cần thiết để điều khiển cơ cấu chấp hành và kiểm tra hoạt động của hệ thống thông qua cảm biến liên hệ ngược như công tắc hành trình Hệ thống điều khiển bao gồm các thành phần chính như cơ cấu giải mã, cơ cấu chuyển đổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu so sánh, cơ cấu khuếch đại, cơ cấu hành trình và cơ cấu đo vận tốc nhằm đảm bảo điều khiển chính xác và hiệu quả của các thiết bị xuất nhập tín hiệu.
Phần chấp hành của máy phay CNC mini gồm toàn bộ khung máy, bàn máy, các động cơ và cơ cấu chạy dao truyền động Nó nhận tín hiệu từ bộ driver điều khiển, tạo ra các chuyển động chạy dao chính xác theo bản vẽ thiết kế Nhờ hệ thống chấp hành chính xác, máy phay CNC mini đảm bảo quá trình gia công đạt chất lượng cao và độ chính xác tuyệt đối.
- Dao cắt là bộ phận trực tiếp tham gia cắt gọt chi tiết
- Bộ truyền động sử dụng phương pháp khử khe hở của bộ truyền vít me.
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU
Chọn phương án cho chuyển động chạy dao
2.1.1 Phương án cho chuyển động chạy dao
- Trong phương án này, đầu máy thực hiện chuyển động chạy dao theo phương
Z (trục chính dịch chuyển theo phương Z)
- Chuyển động chạy dao theo cả hai phương X, Y được thực hiện bởi hai động cơ riêng lẻ
- Đây là phương án thường được sử dụng trong thực tế
Hình 2.1: Mô phỏng phương án 1 Ưu điểm
- Dễ chế tạo theo kiểu rời từng trục x, y, z
- Độ cứng vững của máy không được cao
- Trong phương án này, bàn máy đứng yên, đầu máy thực hiện chuyển động chạy dao theo phương X, Y, Z nhờ các động cơ riêng lẻ
Hình 2.2: Mô phỏng phương án 2 Ưu điểm
- Với máy có cùng kích thước, phương án này cần không gian đặt máy nhỏ hơn phương án 1
- Động cơ chạy dao theo các phương có công suất nhỏ, không bị ảnh hưởng bởi trọng lượng vật gia công
- Độ cứng vững của máy không cao
- Khó mở rộng phạm vi hoạt động của bàn máy
2.1.2 Chọn phương án cho chuyển động chạy dao
Sau khi phân tích các phương án cho mô hình, nhóm chúng tôi đã chọn phương án thứ nhất để thực hiện chuyển động chạy dao của mô hình Lý do là đề tài nghiên cứu chỉ nhằm xây dựng một mô hình phục vụ giảng dạy và học tập, đảm bảo độ cứng vững cần thiết và giữ kích thước đơn giản của máy Phương án này phù hợp để đảm bảo tính thực tiễn và dễ dàng lắp đặt, vận hành trong quá trình đào tạo.
Dễ chế tạo trên các mô hình cũ sẵn có
2.1.3 Các thông số kỹ thuật của máy
- Lượng dịch chuyển dao theo phương X: Sx = 300 mm
- Lượng dịch chuyển dao theo phương Y: Sy = 180 mm
- Lượng dịch chuyển dao theo phương Z: Sz = 45 mm
- Tốc độ trục chính lớn nhất 10.000 vòng/phút.
Sơ đồ động học máy
2.2.1 Sơ đồ kết cấu dẫn động theo 3 trục X, Y và Z
* Sơ đồ kết cấu dẫn động bàn máy theo 2 trục X, Y
3- Bộ truyền động vít me – đai ốc
Hình 2.3: Sơ đồ kết cấu bàn máy
Hệ truyền động được dẫn động từ động cơ, làm quay bộ vít me và đai ốc để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của các trục X và Z Nhờ đó, trục Z có thể dịch chuyển dọc theo trục X hoặc Y, nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống.
Hai bộ truyền vít me đài ốc bi đặt vuông góc với nhau giúp trục Z (chứa động cơ mang dao cắt) dịch chuyển linh hoạt theo mọi hướng trong mặt phẳng OXY Hệ thống truyền động này đảm bảo độ chính xác cao và khả năng điều chỉnh linh hoạt, phù hợp cho các ứng dụng cắt gọt công nghiệp Việc đặt các bộ truyền vuông góc tối ưu hóa khả năng vận hành của máy, nâng cao hiệu suất làm việc và độ bền của thiết bị.
* Sơ đồ kết cấu dẫn động theo trục Z
Hình 2.4: Sơ đồ kết cấu dẫn động trục Z
1 Động cơ dẫn động 2 Nối trục 3 Bộ truyền động vít me – đai ốc
2 Động cơ 3 trục chính Đ ?ng c o
Khi động cơ quay qua nối trục, nó làm quay bộ truyền vít me-đai ốc, chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến dọc theo trục Z của động cơ trục chính mang dao cắt.
* Sơ đồ kết cấu dẫn động trục chính
2.2.2 Tính toán lựa chọn động cơ trục chính
Mô hình máy phay CNC 3 trục cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật như hoạt động ổn định ở nhiều chế độ tải trọng và tốc độ khác nhau, dễ dàng điều khiển và vận hành êm dịu Trong thực tế, máy phay CNC thường sử dụng động cơ trục chính để lắp dao cắt và thực hiện quá trình gia công Động cơ trục chính cần được trang bị biến tần kết nối với máy tính để đảm bảo kiểm soát chính xác về tốc độ và mô men, nâng cao hiệu quả gia công.
Hình 2.6: Mô hình tổng thể của máy phay CNC 3 trục z
Dựa vào mục đích sử dụng mô hình máy CNC 3 trục trong việc gia công các vật liệu như nhôm, gỗ hoặc nhựa mica, chúng tôi đã lựa chọn động cơ phù hợp để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác cao trong quá trình gia công Các thông số kỹ thuật của động cơ đã được lựa chọn cẩn thận nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của máy CNC 3 trục trong công việc chế tác các sản phẩm đa dạng Việc chọn lựa động cơ phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất, độ bền và chất lượng gia công của máy CNC 3 trục khi xử lý các vật liệu như nhôm, gỗ và nhựa mica.
+ Số vòng quay trục chính của động cơ là: nmax 000 vòng/phút
+ Tốc độ chạy không tải : V0max = 2500 vòng/phút
+ Tốc độ cắt lớn nhất : Vmax = 1000 vòng/phút
+ Đường kính dao phay lớn nhất : D= 4 (mm) = B (bề rộng cắt)
+ Chiêu sâu cắt lớn nhất : t = 2mm
- Lực cắt được xác định theo công thức ( Nguyễn Đắc Lộc và cs., 2000):
+ Z là số răng dao phay
+ N là số vòng quay dao (vòng/phút)
Cp = 68,2 ; x = 0,86 ; y = 0,72 ; u = 1 ; q = 0,86 ; w = 0 kMP là hệ số điều chỉnh có chất lượng của vật liệu gia công Đối với nhôm kMP = 1
Vận tốc cắt xác định theo công thức sau (Nguyễn Đắc Lộc và cs., 2000):
V = T m ∗ t X ∗ S y ∗ B u ∗ Z P ∗ kV (m/phút) Trong đó: CV = 145; m = 0,37; x = 0,24; y = 0,26; u = 0,1; q = 0,44; p = 0,13: Hệ số và các số mũ :
T: chu kỳ bền của dao (phút); kV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt ;kV = kMV.knv.kuv= 1.0,9.1=0,9 Ta có :
Công suất động cơ trục chính:
Chọn động cơ trục chính có công suất là 0,3(kW)= 300W
Hình 2.7: Kết cấu và kích thước gối đỡ trục vít me
2.2.3 Lựa chọn bộ truyền vít me-đai ốc
Do kinh phí chế tạo máy hạn chế, nhóm đã chọn sử dụng vít me đai ốc thay vì vít me bi để đảm bảo tính khả thi và tiết kiệm chi phí Vít me đai ốc có lợi thế về giá thành thấp, sai số trong giới hạn cho phép, đồng thời đảm bảo độ bền và sự ổn định của hệ thống.
Hình 2.9: Đai ốc 2.2.4 Chọn cơ cấu dẫn hướng cho chuyển động
Trong mô hình máy phay CNC, nhóm chúng em đã quyết định sử dụng vòng bi kết hợp với ống trụ tròn để làm bộ phận dẫn hướng cho chuyển động chạy dao theo 3 trục Z Giải pháp này mang lại độ chính xác cao và độ bền vượt trội, đảm bảo sự ổn định trong quá trình gia công Chọn phương án này còn giúp giảm ma sát và tăng tuổi thọ của các bộ phận cơ khí trong hệ thống Đặc biệt, sự kết hợp giữa vòng bi và ống trụ tròn còn tối ưu hóa khả năng điều chỉnh và lắp đặt dễ dàng, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của máy phay CNC.
+ Giá thành rẻ (so với các loại ray trượt có sẵn dùng cho máy CNC)
+ Dễ tháo lắp, kết cấu đơn giản
+ Đảm bảo được yêu cầu thiết kế
2.2.5 Chọn cơ cấu dẫn hướng cho chuyển động
Thiết kế và chế tạo một số bộ phận chính của mô hình máy
Bàn máy có dạng chữ nhật, làm bằng vật liệu nhôm cao cấp, đảm bảo độ cứng cao và ít bị mài mòn trong quá trình làm việc Bên dưới bàn có rãnh để ghép với mộng trượt của bàn dao, giúp đảm bảo sự ổn định và chính xác khi vận hành Hệ thống vít đai ốc được sử dụng để tạo chuyển động chạy dao mượt mà và chính xác Yêu cầu về độ thẳng và phẳng của bàn máy là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác của quá trình gia công.
T để gá đặt chi tiết hoặc đồ gá Bàn máy có thể di chuyển theo phương trục X và được điều khiển chuyển động một cách chính xác
Thân máy đỡ bàn máy và các cụm truyền động cần đảm bảo độ cứng vững cao, thẳng đạt tiêu chuẩn, dễ lắp ráp các chi tiết và cụm chi tiết Các thiết bị chống rung động và ổn định về nhiệt giúp duy trì cân bằng cho máy, đảm bảo độ chính xác khi gia công Thân máy được chế tạo từ vật liệu nhôm và gỗ có độ bền cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe.
Hình 2.12: Cụm khung thân máy
2.3.3 Tổng thể hệ thống mô hình máy play CNC 3 trục
Dựa trên tính toán, thiết kế và chế tạo các phần của hệ thống mô hình máy phay CNC 3 trục, đã xây dựng được bản vẽ tổng thể của máy để tiến hành kiểm tra, chỉnh sửa sự phù hợp và xác định kích thước phù hợp cho việc lắp đặt Sau khi chế tạo các chi tiết máy và dựa trên mô hình thiết kế tổng thể, vị trí cụ thể của từng bộ phận, cơ cấu và chi tiết sẽ được xác định để đảm bảo quá trình lắp ráp hệ thống hoàn chỉnh và kết nối chính xác với hệ thống điều khiển bằng máy tính.
Hình 2.13: Hệ thống mô hình máy phay CNC 3 trục
2.3.4 Chọn các bộ phận khác của máy
• Tác dụng, yêu cầu của thân máy
Thân máy là bộ phận quan trọng cấu thành nên một chiếc máy hoàn chỉnh, có kết cấu phức tạp với nhiều gân, gờ và lỗ được bố trí hợp lý trong không gian Điều này giúp đảm bảo sự chắc chắn, ổn định và khả năng hoạt động hiệu quả của máy móc Hiểu rõ đặc điểm cấu tạo của thân máy là yếu tố cần thiết để nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị.
Thân máy là một thành phần quan trọng ảnh hưởng lớn đến độ chính xác và độ cứng vững của máy Sự chắc chắn và chính xác của thân máy đóng vai trò quyết định trong quá trình làm việc và đảm bảo độ chính xác của quá trình gia công Việc duy trì độ chính xác của thân máy là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
Do đó thân máy phải thỏa những yêu cầu sau: đảm bảo đầy đủ độ cứng vững khi máy chạy và độ giảm chấn
• Vật liệu dùng làm thân máy
Lần đầu tiên nhóm chúng em thực hiện chế tạo máy, do kiến thức về gia công cơ khí còn hạn chế, nên chúng em quyết định chọn vật liệu chính là nhựa cứng và nhôm định hình để đảm bảo độ bền và dễ gia công Việc lựa chọn vật liệu phù hợp giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời nâng cao hiệu quả của quá trình chế tạo máy Nhựa cứng và nhôm định hình là các vật liệu phổ biến trong gia công cơ khí nhờ đặc tính nhẹ, bền, dễ gia công, phù hợp với dự án của chúng em khi mới bắt đầu tiếp cận Chọn vật liệu này góp phần giúp nhóm dễ dàng trong quá trình thiết kế, lắp ráp và kiểm tra hệ thống máy móc, từ đó nâng cao kỹ năng và kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công cơ khí.
- Vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm
- Dễ gia công, chế tạo
- Dễ gá lắp, chỉnh sửa.
Các loại động cơ được sử dụng trong máy CNC
2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật của động cơ chấp hành (ĐCCH) trong máy CNC mini
• Vai trò của động cơ chấp hành trong máy CNC
Trong hệ thống máy CNC, ĐCCH đóng một vai trò cực kì quan trọng, đây là nguồn năng lượng thiết yếu cho sự hoạt động của máy
Trong máy CNC, mỗi chuyển động như trục chính, bàn xe dao, hệ thống bôi trơn và làm nguội đều được điều khiển bởi một Đặc Tục Điều Khiển (ĐCCH), giúp tạo ra kết cấu cơ khí gọn nhẹ và đơn giản.
• Yêu cầu kỹ thuật của động cơ chấp hành trong máy CNC
Trong máy CNC, Đường chuyền chỉnh lưu (ĐCCH) thường làm việc ở chế độ khởi động, dừng máy hoặc đảo chiều quay, điều này tạo ra điều kiện làm việc khắc nghiệt cho động cơ Vì vậy, động cơ cần đáp ứng các yêu cầu cao về độ bền và khả năng hoạt động liên tục trong môi trường hoạt động khắc nghiệt này Các đặc tính như khả năng chịu tải, khả năng chịu nhiệt và độ tin cậy là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định của hệ thống CNC.
- Không có hiện tượng tự quay, tự hãm khi ngắt tín hiệu điều khiển
- Đặc tính cơ và đặc tính điều khiển là phi tuyến
- Làm việc ổn định trong dãy tốc độ làm việc
- Công suất điều khiển nhỏ
- Dễ điều khiển vô cấp
- Dãy điều khiển tốc độ rộng
2.4.2 Động cơ chấp hành một chiều
So với động cơ điện xoay chiều, động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm như sau:
- Dễ điều chỉnh vô cấp vì số vòng quay của động cơ
- Muốn điều chỉnh tốc độ động cơ ta có thể:
+ Thay đổi điện trở phần ứng
+ Thay đổi điện áp (bằng mạch chiết áp)
- Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì tiết kiệm năng lượng, không gây tổn hao công suất
- pháp này được sử dụng rộng rãi vì tiết kiệm năng lượng, không gây tổn hao công suất
- Làm việc ổn định ở mọi cấp tốc độ (trong phạm vi điều khiển)
- Không có hiện tượng tự quay
- Khối lượng, kích thước nhỏ so với động cơ xoay chiều cùng công suất
Động cơ một chiều có nhược điểm lớn do sử dụng chổi than gây ra tia lửa điện tại vùng tiếp xúc, không phù hợp để vận hành ở nơi dễ cháy nổ Tia lửa điện từ động cơ còn gây ra tín hiệu nhiễu, đòi hỏi phải sử dụng bộ lọc nhiễu và lưới chắn để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động.
* Phân loại động cơ điện một chiều
Theo cấu trúc động cơ điện một chiều dùng trong hệ thống CNC có thể phân thành:
- Động cơ điện một chiều có kích thích độc lập hoặc bằng nam châm vĩnh cửu
- Động cơ điện một chiều có phần ứng nhẵn
- Động cơ điện một chiều có quán tính nhỏ
Trong các loại động cơ một chiều, động cơ điện một chiều kích từ dùng vòng mạch từ phụ với nam châm vĩnh cửu hiện đang là loại phổ biến trên các máy công cụ CNC Loại động cơ này nổi bật nhờ khả năng kiểm soát tốc độ chính xác, độ bền cao và hiệu suất vận hành ổn định Sử dụng nam châm vĩnh cửu giúp giảm thiểu chi phí bảo trì và tăng tuổi thọ của động cơ, đồng thời phù hợp với yêu cầu hoạt động liên tục của các hệ thống CNC hiện đại.
2.4.3 Động cơ bước Động cơ bước (stepping motor) là một cơ cấu chấp hành cơ–điện dùng để biến đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học Động cơ bước là thiết bị sinh chuyển động quay qua các góc bằng nhau (gọi là các bước-step) khi mỗi xung số (digital pulse) được cấp cho đầu vào stato theo một thứ tự và một tần số nhất định thông qua bộ chuyển mạch điện tử và thực chất là một động cơ đồng bộ Vì lí do này động cơ bước rất phù hợp cho sử dụng với các hệ thống điều khiển trên cơ sở số (digital) Đặc tính chuyển động của động cơ bước là rời rạc (trái ngược với đặc tính chuyển động quay liên tục và trơn như các loại động cơ khác)
Khi một xung điện áp được đặt vào cuộn dây stato (phần ứng), rôto (phần cảm) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định gọi là bước góc Quá trình này diễn ra nhờ vào sự tương tác từ trường giữa stato và rôto, giúp chuyển đổi năng lượng điện thành cơ học Bước góc đóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ chính xác và hiệu suất của động cơ điện Hiểu rõ về bước góc giúp tối ưu hóa hoạt động và điều chỉnh trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa.
* So với động cơ servo, động cơ bước có những ưu điểm sau:
- Điều khiển định vị chính xác, không yêu cầu sự điều chỉnh
- Có thể làm việc trong vòng mở
- Có khả năng điều khiển trực tiếp bằng mạch số nên trong mạch điều khiển không cần mạch biến đổi số – tương tự (DAC)
- Cấp mômen cao tại tốc độ thấp và mômen thấp tại tốc độ cao
- Chi phí bảo dưỡng thấp (do không có chổi than), rất khỏe trong mọi môi trường
Các nhược điểm của chúng bao gồm gây tiếng ồn, tiêu thụ dòng điện bất kể có tải hay không, giới hạn về kích thước, và dễ bị cản trở hoặc mất định vị (mất bước) khi không có vòng điều khiển.
* Lựa chọn động cơ bước, cần xem xét các tham số sau:
- Tốc độ hoạt động (bước/giây)
- Thời gian để tăng tốc (ms)
- Thời gian để giảm tốc (ms)
- Kiểu truyền động được sử dụng
- Kích thước và trọng lượng
Do đó bước động cơ càng nhỏ thì độ chính xác trong điều khiển càng cao
Phân loại động cơ bước (động cơ bước có 3 loại cơ bản):
- Nam châm vĩnh cửu (Permanent Motor)
- Từ trở thay đổi (Variable Reluctance)
- Động cơ lai (Hybrid) – kết hợp hai loại trên
• Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (Permanent Motor)
Rotor trong động cơ bước loại này sử dụng nam châm vĩnh cửu hình tròn, lắp vào trục thép có khoảng cách từ cao giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng Rotor thường không có răng và được từ hóa vĩnh cửu theo chiều vuông góc với trục (ngang trục), giúp tăng độ chính xác và độ bền của động cơ Stator có dạng hình móng với các cực N và S xen kẽ nhau, trên các cực này có quấn các cuộn dây pha để tạo ra từ trường Động cơ bước PM có góc bước rộng (từ 45° đến 120°), tốc độ vận hành chậm nhưng mômen lớn, phù hợp cho các ứng dụng cần lực xoắn mạnh mẽ.
Hình 2.14: Cấu tạo động cơ bước nam châm vĩnh cửu
Hình 2.15: Nguyên lý hoạt động của động cơ nam châm vĩnh cửu
Ta giả thiết vị trí ban đầu của động cơ như hình 2.15
Ban đầu, các chuyển mạch S1, S2, S3, S4 đều mở, khiến không có dòng điện chạy qua các cuộn dây (hình 2.15A) Khi đóng các chuyển mạch S1 và S3, dòng điện sẽ đi qua các cuộn dây pha L1 và L3, tạo ra trường điện từ và làm rotor quay đến vị trí như trong hình 2.15B Tuy nhiên, nếu giữ nguyên hệ thống như vậy, rotor sẽ không tiếp tục quay và đứng yên.
Ngắt chuyển mạch S1 và S3, rotor ở nguyên vị trí hình 2.15C Đóng chuyển mạch S2 và S4 thì dòng điện, điện trường và vị trí của rotor như hình 2.15
Cứ luân phiên đóng và ngắt các cặp chuyển mạch S1, S3 và S2, S4 thì rotor sẽ quay tròn theo một hướng Động cơ bước có từ trở thay đổi
Rotor được làm bằng thép non có độ dẫn từ cao và từ trở thay đổi theo góc quay, giúp tăng hiệu suất hoạt động của động cơ Mỗi răng của stator và rotor gọi là một cực, góp phần vào quá trình tạo từ trường và rotor quay đều Mỗi pha trên stator được quấn thành hai cuộn nối tiếp nhau ở vị trí xuyên tâm, tối ưu hóa từ thông và hiệu suất Kết cấu stator của từng pha trong động cơ bước có đặc điểm giống với động cơ bước PM, phù hợp với cấp góc bước nhỏ đến trung bình và cho phép động cơ hoạt động với tốc độ chạy bước cao, đáp ứng tốt các ứng dụng yêu cầu điều khiển chính xác.
Hình 2.16: Động cơ có từ trở thay đổi
Khi cấp điện cho pha A, các cuộn A1 và A2 có cực bắc (N), tạo ra từ thông tăng dần và khép kín với rotor Các cực A3 và A4 mang cực nam (S), cũng có từ thông tăng dần và liên kết chặt chẽ với rotor Đường sức từ bắt đầu từ cực bắc A1, chạy qua răng 1 của rotor, rồi phân thành hai nhánh Nhánh thứ nhất mở rộng đến răng 3 của rotor, qua cực nam A3 vào stator, tạo thành mạch từ khép kín tại cực bắc A1 Nhánh thứ hai di chuyển đến răng 4 của rotor, rồi qua cực A4 vào stator, cũng góp phần tạo thành mạch từ kín tại A1.
Tương tự cho đường sức từ xuất phát từ A2
Dòng điện cấp cho cuộn pha A, ở vị trí đang khảo sát thì từ trở là nhỏ nhất, động cơ ở điều kiện cân bằng, rotor đứng yên
Khi ngắt điện trên cuộn pha A và cấp điện cho cuộn pha B, từ trở trong động cơ tăng lên khiến trục rotor quay theo chiều giảm từ trở (cùng chiều kim đồng hồ) Quá trình này tiếp tục cho đến khi từ trở đạt giá trị nhỏ nhất, khiến động cơ đứng yên ở vị trí mới Đây là nguyên lý hoạt động của motor cảm ứng trong quá trình chuyển đổi vị trí rotor dựa trên biến đổi của từ trở trong cuộn dây.
Để điều khiển chiều quay của động cơ, ta thực hiện cấp điện luân phiên cho các cuộn dây A, B, C Khi cấp điện theo thứ tự A, B, C, động cơ sẽ quay theo chiều kim đồng hồ Ngược lại, để động cơ quay theo chiều ngược lại, cần đảo ngược thứ tự cấp điện cho các cuộn dây thành C, B, A, C Việc thay đổi thứ tự cấp điện giúp dễ dàng kiểm soát hướng quay của động cơ trong các ứng dụng công nghiệp.
Rotor của động cơ bước biến từ trở làm bằng thép non, không có từ dư khi không có dòng điện qua cuộn dây, giúp rotor quay tự do dưới tác dụng của tải Tuy nhiên, điểm hạn chế của loại động cơ này là không có từ dư khi không cấp điện, dẫn đến hiện tượng rotor không bị hãm và quay tự do Động cơ bước hỗn hợp kết hợp các đặc điểm của cả động cơ bước đồng bộ và bước cảm ứng, mang lại hiệu suất cao và khả năng điều khiển chính xác.
Kết hợp cả hai loại động cơ, trong đó stator thường có một số cực và được cấp năng lượng bởi cuộn dây 2 pha, giúp tạo ra từ trường quay Rotor bao gồm một nam châm hình trụ, được cấp năng lượng quanh trục, tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ Phối hợp giữa stator và rotor mang lại khả năng vận hành mạnh mẽ, ổn định và tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN & MẠCH CÔNG SUẤT
Tìm hiểu một số mạch có trên thị trường
Trong quá trình thiết kế và chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục, yêu cầu quan trọng là phải đảm bảo khả năng giao tiếp với máy tính để điều khiển chính xác các trục X, Y, Z Để điều khiển động cơ bước hiệu quả, cần sử dụng mạch nhận tín hiệu từ cổng LPT và vi điều khiển PIC, giúp truyền lệnh điều khiển từ máy tính đến các trục của máy CNC một cách ổn định và chính xác.
Mạch driver động cơ bước TB6560 3A là module chuyên dụng giúp điều khiển động cơ bước lưỡng cực với khả năng vận hành đa chế độ như full step, half step, và vi bước (1/8 và 1/16 step) Các chế độ này được thiết lập dễ dàng nhờ vào công nghệ phần cứng tiên tiến, đáp ứng nhu cầu điều khiển chính xác và linh hoạt trong các dự án tự động hóa và lập trình CNC Với công suất tối đa 3A, module TB6560 là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu điều khiển động cơ bước hiệu quả và đáng tin cậy.
- Module TB6560 là module chuyên dụng để điều khiển động cơ bước lưỡng cực
- Module TB6560 có khả năng điều khiển các chế độ: full step, half step, vi bước (1/8 và 1/16 step) Các chế độ được set bởi phần cứng
+ Running Current (tùy chỉnh dòng): 0,3-3A (SW1,SW2,SW3,S1)
Hạn dòng cho motor, hay còn gọi là decay, được điều chỉnh dựa trên chu kỳ ngắt – cấp điện của IC qua cầu H Khi dòng điện qua cuộn dây motor đạt đến mức quy định như 1A, IC sẽ ngưng cấp điện để bảo vệ mạch, sau đó dòng giảm xuống và IC lại cấp điện tiếp tục quá trình này Chu kỳ hoạt động của quá trình on/off phụ thuộc vào dao động nội bên trong IC, có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị tụ C5 Trong mạch, với tụ 330pF tạo ra dao động khoảng 130kHz, còn khi thay tụ thành 100pF, dao động tăng lên khoảng 400kHz Tần số càng cao thì IC kiểm tra sự thay đổi dòng điện càng nhanh, giúp quá trình điều khiển trở nên mịn màng và chính xác hơn.
Tóm lại: motor nhỏ hay quay chậm thì 0%, motor to hay quay nhanh thì
100% Tùy chọn 25%, 50% với các loại động cơ trung bình
Trong quá trình điều khiển động cơ step, việc đặt bước cho mạch driver là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất hoạt động Ví dụ, khi thiết lập step cho motor 1,8 độ, mỗi xung vào chân step sẽ làm động cơ quay 1,8 độ, tương đương với 200 xung để hoàn thành một vòng quay Ngoài ra, có thể điều chỉnh chế độ bước thành 1/2, 1/8 hoặc 1/16, trong đó mỗi xung sẽ quay motor lần lượt là 1/2, 1/8 hoặc 1/16 của 1,8 độ Việc cấu hình đúng các bước giúp tối ưu hóa độ chính xác và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều khiển động cơ bước.
- Module TB6560 sử dụng nguồn cấp 12V-DC hoặc 24V-DC cấp cho động cơ bước hoạt động
- Tạo ra điện áp 5V-DC cấp cho các khối còn lại Khối cách ly quang
- Cách ly tín hiệu điều khiển với khối driver động cơ
Khối tín hiệu điều khiển (gồm 6 chân : EN-, EN+, CW-, CW+, CLK-,
- EN-, EN+: Tín hiệu cho phép/không cho phép module hoạt động
- CW-, CW+: Tín hiệu điều khiển chiều quay của động cơ
- CLK-, CLK+: Tín hiệu xung điều khiển bước quay động cơ
Với thiết kế 2 chân điều khiển 1 chức năng như thế này, module
TB6560 cho phép người dùng tùy chọn tín hiệu điều khiển là 0 hoặc 1
Ví dụ khi nối các chân EN+, CW+, CLK+ lên +5V-DC thì ta sẽ đưa tín hiệu điều khiển 0V vào các chân EN-, CW-, CLK-
Khối thiết lập chế độ gồm các switch cho phép người dùng điều chỉnh dòng điện chạy qua động cơ và thay đổi độ rộng góc bước, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ theo nhu cầu sử dụng Điều này giúp tăng độ chính xác và khả năng điều khiển, đồng thời nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống Các switch dễ dàng thao tác, mang lại sự linh hoạt trong việc thiết lập chế độ vận hành phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
Khối driver động cơ sử dụng IC TB6560 để điều khiển hoạt động của động cơ bước, mang lại hiệu suất ổn định và chính xác Động cơ bước gồm 4 chân A+, A-, B+, B-, cho phép dễ dàng kết nối với 4 dây của động cơ bước lưỡng cực Việc kết nối đúng các chân này giúp điều khiển chính xác chuyển động của động cơ trong các ứng dụng tự động hóa.
- Điện áp hoạt động: 10-35VDC
- Dòng tải tối đa: 3A, peak 3.5A
- Tích hợp opto cách ly 6N137 tốc độ cao giúp cách ly tín hiệu điều khiển với board điều khiển, an toàn và chống nhiễu
- Tích hợp tản nhiệt nhôm lớn giúp tản nhiệt cho TB6560
- Thích hợp với động cơ bước 43, 57, 86 | 2 hoặc 4 pha | 4 dây hoặc 6 dây
- Có công tắc để setup dòng tải, tối đa 3A
- Có công tắc để setup vi bước 1:1, 1:2, 1:8, 1:16
- Có công tắc để setup decay (lực giữ vị trí cố định)
Hình 3 1: Mạch điều khiển động cơ bước TB6560
Hình 3 2: Sơ đồ mạch TB6560
- Linh kiện thông dụng, dễ tìm
- Có điều chỉnh dòng điện ra
- Động cơ đạt tốc độ cao
- Nhiệt độ hoạt động cao
Hình 3 4: Nguyên lý mạch điều khiển động cơ bước dung chip L297 –
Xây dựng bộ điều khiển
Các mạch điều khiển truyền thống thường gặp phải nhược điểm như hiệu suất hoạt động thấp, tỏa nhiều nhiệt trong quá trình vận hành, và dòng điện ra động cơ nhỏ, gây hạn chế trong việc tối ưu hóa hiệu suất Nhóm chúng tôi đã chế tạo thành công mạch điều khiển và mạch công suất nhằm khắc phục những hạn chế này, với chi phí thấp nhưng vẫn đảm bảo các tính năng fưc vụ như điều chỉnh chế độ hoạt động và dòng điện phù hợp Những ưu điểm nổi bật của giải pháp mới bao gồm khả năng tối ưu hiệu suất, kiểm soát đa chế độ và giảm thiểu nhiệt tỏa ra trong quá trình vận hành.
Mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển
- Đa năng, điều khiển được nhiều loại động cơ bước khác nhau
- Đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ
- Vì điều khiển gián tiếp qua vi điều khiển nên đáp ứng chậm
- Cần phải lập trình cho vi điều khiển, tương đối phức tạp
- Tự chế tạo thủ công nên mạch có độ ổn định thấp
3.2.1 Sơ đồ khối nguyên lý
Hình 3 5: Sơ đồ khối nguyên lý mạch điều khiển
• Điều khiển động cơ bước
Mạch điều khiển xuất chuỗi xung cấp cho mạch công suất hoạt động
• Điều khiển spindle Động cơ phay (spindle) được điều chỉnh tốc độ qua mạch công suất, được điều khiển bởi xung PWM
Hình 3 6: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất spindle
Xây dựng mạch điều khiển
- Nhận tín hiệu điều khiển từ máy tính và chuyển đổi thành tín hiệu phù hợp để cấp cho mạch công suất điều khiển động cơ
- Chuyển chế độ hoạt động cho động cơ bước gồm Full step và Half step
- Điều chỉnh dòng điện ra động cơ
- Hiện nay trên thị trường có một số loại vi điều khiển thông dụng như: AVR, PIC,
- VĐK 8051: Ưu điểm là giá thành rẻ nhưng chỉ có giao tiếp ra/vào cơ bản, dễ bị nhiễu và tốc độ thấp
- VĐK AVR 8/16 bit có nhiều ưu điểm:
+ Xung clock đến 16Mhz, tốc độ cao, bộ nhớ Flash lớn, có thể lập trình lại rất nhiều lần, SRAM lớn, có EEPROM Timer 8 bit, 16 bit có PWM
Hình 3 7: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
3.3.4 Chọn động cơ trục chính cho mô hình thiết kế
Chọn loại động cơ cho truyền động trục chính, chọn động cơ một chiều DC Motor vì nó có những đặc điểm sau:
- Sử dụng điện áp nhỏ, an toàn cho người sử dụng
- Đa dạng và rất phong phú về chủng loại
- Mômen xoắn lớn, tốc độ lớn
* Thông số động cơ trục chính:
- Tốc độ cực đại tại 24V: 10000 RPM
- Đường kính động cơ: 42mm
- Đường kính trục quay: 5mm
- Chiều dài động cơ (không có trục): 66.5mm
- Mô-men xoắn 3.4kg.cm
- Có bạc đạn phía trước đảm bảo trục motor ko bị rung lắc
- Mạch CNC 3018/2418/1610 sử dụng được với phần mềm GRBL trên máy tính thông qua giao tiếp USB với chỉ một vài bước thiết lập đơn giản
Mạch CNC 3018/2418/1610 điều khiển động cơ bước cùng lúc qua các ngõ cấp xung, chiều X, Y, Z giúp quản lý chính xác các trục di chuyển Mạch còn có khả năng nhận tín hiệu đầu vào IN1, IN2, IN3 và xuất tín hiệu qua các ngõ ra OUT1, OUT2, OUT3, được cách ly qua Opto và IC đệm đảm bảo an toàn cho bo mạch Ngoài ra, mạch còn tích hợp ngõ ra xuất xung PWM để điều khiển tốc độ của spindle một cách chính xác và ổn định.
Mạch CNC 3018/2418/1610 có khả năng kết nối qua USB dễ sử dụng với các máy tính hiện nay, giúp bạn tiết kiệm thời gian cài đặt và chuẩn bị Với thiết kế không cần cài đặt driver nhờ vào lớp HID, việc kết nối trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn Hầu hết các máy tính ngày nay không còn cổng LPT, vì vậy mạch CNC này phù hợp với xu hướng sử dụng kết nối USB phổ biến Chỉ với vài bước thiết lập cơ bản, bạn đã có thể vận hành hệ thống CNC một cách thuận tiện và hiệu quả.
- Mạch kết nối với máy tính qua cổng USB
- Thiết lập phân khúc điều khiển động cơ bước
- Hỗ trợ phần mềm: GRBL Control (3 trục)
- Tích hợp 3A4988 trình điều khiển, trực tiếp kết nối với 4 dây động cơ bước
3.3.6 Động cơ bước size 42 1.8 step
Chọn loại động cơ cho chuyển động chạy dao, nhóm chúng em chọn động cơ bước vì những đặc điểm sau:
- Điều khiển vị trí, tốc độ chính xác và đơn giản
- Mômen xoắn lớn, tốc độ lớn
- Không cần mạch phản hồi
Động cơ bước 17HS1538 PA4170 thường được sử dụng phổ biến trong các hệ thống máy CNC nhờ vào khả năng điều khiển chính xác và độ bền cao Sau quá trình khảo sát thị trường và xác định mô hình phù hợp với yêu cầu của nhóm, chúng tôi đã quyết định chọn loại động cơ này để đảm bảo hiệu suất tối ưu và đáp ứng tốt các nhiệm vụ của hệ thống máy CNC.
- Quy cách chân cắm: đen màu A + Xanh A- Red B + Xanh B
LẬP TRÌNH CHO MẠCH ĐIỀU KHIỂN & KẾT NỐI MÁY TÍNH
Sơ đồ điều khiển
Hình 4.1: Sơ đồ kết nối và điều khiển
4.1.1 Kết nối bộ điều khiển với máy tính thông qua cổng USB
Cáp HMI MITSUBISHI Q06UDEH / Q03UDE / Q06UDEH /
Hình 4.2: Cáp kết nối máy tính với máy CNC
Sử dụng phần mềm vẽ mạch điện hoặc vẽ hình khối trên máy tính giúp tạo ra các thiết kế chính xác và chuyên nghiệp Sau đó, người dùng xuất file Gcode chứa các thông số và dữ liệu điều khiển chuyển động của máy CNC Việc này tối ưu hóa quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác cao và tiết kiệm thời gian chế tác các sản phẩm.
Máy tính truyền các tham số điều khiển xuống bộ điều khiển qua cổng USB nhờ vào phần mềm điều khiển Bộ điều khiển phối hợp các tham số nhận được từ máy tính với dữ liệu cảm biến hành trình và chế độ hoạt động của các trục động cơ bước Sau đó, bộ điều khiển phát tín hiệu điều khiển các động cơ thông qua mạch khuếch đại công suất, đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của hệ thống.