Báo cáo tổng kết Đề tài thiết kế và lắp Đặt máy phay cnc

Hệ thống truyền động servo lại sử dụng các đặc tính mô-men xoắn giữ duy nhất của động cơ bước để ổn định đạt được vị trí thiết lập và tránh dao động.. Hiệu suất tốc độ cao của hệ thống t

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MÁY PHAY CNC

Giảng viên HD: Ts Đỗ Văn Cần Môn học: Tự động hoá quá trình sản xuất

Sinh viên thực hiện: Trần Đình Pháp

Lâm Chuẩn

Lương Văn Thành

Quy Nhơn, 2025

Trang 2

Khái niệm và việc sử dụng máy CNC đã vô cùng phổ biến từ các nhà máy, các tiệm cơ khí, các tiệm làm biển quảng cáo,… Nhưng các máy CNC được sử dụng cần được nhập khẩu từ nước ngoài như: Trung Quốc, Nhật Bản, Hoa Kỳ,… với giá thành rất cao Thiết kế, chế tạo thành công máy CNC chính là cơ sở, là tiền đề quan trọng để

có thể thiết kế chế tạo máy CNC trong nước phục vụ sản xuất, từng bước làm chủ kỹ thuật công nghệ cao, giảm giá thành sản phẩm, giảm chi phí đầu tư, tăng năng suất sản xuất

Với mong muốn đó chúng em đã lựa chọn đề tài “Chế tạo hệ thống điều khiển máy phay CNC 3 trục, 1 đầu phay” làm đồ án môn học ở kỳ này

Trang 3

Chương 1: Giới thiệu các thiết bị điều khiển thường sử dụng trong máy CNC Chương 2: Thiết kế và lắp đặt mô hình cho máy CNC

Chương 3: Vận hành thử nghiệm

Sinh viên thực hiện đề tài

Trang 4

- Hệ thống không có máy tính, không cần thiết bị điều khiển khác

- Nội suy đồng thời 4 trục

- 15 ngõ đầu vào, bao gồm cả dừng khẩn cấp, giới hạn hành trình và các chức năng khác

- 4 ngõ đầu ra có thể lập trình, bao gồm làm mát dạng xối, làm mát bằng sương mù và các thiết bị ngoại vi được điều khiển khác

- Tốc độ trục chính điều chỉnh theo (0- 10V)

- Phần mềm hệ thống thiết kế độc lập

- Giao diện USB, hỗ trợ cho USB

- Chuẩn cách điện DCDC

- Điện áp vào: 18- 32VDC1A DC

- Tần số xung phát ra tới 500 Khz, phù hợp với cả động cơ AC servo độ phân giải cao

- Hỗ trợ cho MPG tiêu chuẩn

- Hỗ trợ hệ thống mã G chuẩn

- Thiết kế hệ thống nhúng để dễ dàng cài đặt trên bất kỳ tủ điều khiển nào

Trang 5

Chương 1 GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THƯỜNG SỬ DỤNG

TRONG MÁY CNC

1.1 Giới thiệu bộ điều khiển

1.1.1 Giới thiệu MACH 3 USB CNC

Hình 1 1 Bộ điều khiển MACH 3 USB CNC

- Có 4 ngõ vào IN1, IN2, IN3, IN4

- Có 4 ngõ ra OUT1, OUT2, OUT3, OUT4

- Toàn bộ ngõ vào và ra được cách ly quang đảm bảo an toàn tuyệt đối

Thông số kỹ thuật:

- Giao tiếp với máy tính qua cổng USB

- Nguồn sử dụng: 5VDC USB

- Tần số xung tối đa: 100Khz

- Điều khiển 4 hoặc 5 trục X, Y, Z, A, B

Trang 6

- Số ngõ vào: 4 ngõ IN1, IN2 IN3, IN4

- Số ngõ ra: 4 ngõ OUT1, OUT2, OUT3, OUT4

1.1.2 Mạch điều khiển NC studio

- Mạch Điều Khiển CNC NC Studio V5 được sử dụng chính trong ứng dụng máy tiện CNC

- NcStudio sẽ chịu trách nhiệm chính trong việc ra lệnh cho máy CNC thực hiện những công việc theo ý muốn của thợ

- Nhiệm vụ chính của phần mềm này chính là mô tả những chuyển động của trục chính trên bề mặt của vật liệu để máy CNC có thể hiểu và thực hiện theo lập trình có sẵn

Hình 1 2 Mạch điều khiển NC studio

Trang 7

Giới thiệu chung:

- Thế hệ động cơ ac servo hybrid của hãng Leadshine danh tiếng, kết hợp giữa sức mạnh, độ bền, giá thành rẻ của động cơ bước và khả năng kiểm soát vị trí chính xác của động cơ servo

- Lĩnh vực ứng dụng: Trong máy cắt CNC, máy cắt khắc laser, máy cắt plasma CNC, máy phay tiện cnc và các hệ thống tự động chính xác khác

- Model: Ac servo driver HBS57

- Điện áp cấp: 18-80 VAC

- Dòng điện: 8A

- Bảo vệ: quá dòng, quá áp, thấp áp, ngắn mạch

- Độ phân giải: 51200 xung/vòng (Max )

- Ac servo motor 86HSM85-E1 (86HBM80-1000-01)

- Momen xoắn: 8.5 Nm (85 kg/cm)

- Chiều dài: 140mm

- Chiều dài trục đầu ra: 38mm, tốc độ: 3000 rpm

- Chọn mã sản phẩm phía dưới để biết giá chính xác

- Nguồn đầu vào là 9V- 42V

- Dòng cấp tối đa là 4A

- Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao

- Có tích hợp đo quá dòng quá áp

- Cân nặng: 200G

- Kích thước: 96x71x37mm

Đặc điểm:

- Nhiệt độ thấp Sử dụng công nghệ điều khiển hiện đại tiên tiến, dòng điện đầu

ra của driver điều khiển có thể được điều chỉnh tự động theo tải, để giảm phát nhiệt của động cơ và driver, nâng cao hiệu quả hoạt động

- Có thể chạy trơn tru ở tốc độ cực thấp Việc sử dụng công nghệ vector tiên tiến, phù hợp với việc giảm tiếng ồn động cơ trong quá trình hoạt động, có tác dụng ức chế rất tốt đối với "cộng hưởng tần số thấp"

Trang 8

Hoạt động:

- Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định

- Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

- Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in,

1.2.2 Thiết bị điều khiển động cơ bước

Chọn động cơ bước HBS57 HYDRID SERVO DRIVE

Hình 1 5 Động cơ bước HBS57 HYDRID SERVO DRIVE

Trang 9

- Giảm độ rung khi phanh động cơ Hệ thống truyền động servo lại sử dụng các đặc tính mô-men xoắn giữ duy nhất của động cơ bước để ổn định đạt được vị trí thiết lập và tránh dao động

- Tăng mô-men xoắn hiệu quả Hiệu suất tốc độ cao của hệ thống truyền động servo cao hơn 20% so với động cơ bước và mô-men xoắn hiệu dụng có thể được tăng lên hơn 70% mô-men xoắn giữ, để động cơ có thể duy trì hoạt động mô-men xoắn cao trong chuyển động tốc độ cao

1.3 Động cơ chính và thiết bị điều khiển động cơ chính (spindle)

1.3.1 Động cơ chính

Hình 1 6 Động cơ phay spindle

Khái niệm:

- Độg cơ spindle còn được gọi với nhiều cái tên khác nhau như: độnh cơ phay,

củ đục, củ đục spindle, Spindle là động cơ trục chính dùng để lắp dao thông qua một linh kiện là collet spindle để thực hiện cắt khắc

Trang 10

- Chip chuẩn công nghiệp để cải thiện sự ổn định của hệ thống

- Hỗ trợ lưu điểm dừng, có thể tiếp tục xử lý sau khi khởi động lại

- Hỗ trợ cài đặt công cụ tự động, thuận tiện và nhanh chóng

- Công nghệ đọc trực tuyến, hỗ trợ đĩa USB dung lượng lớn, hỗ trợ các tệp mã

G lớn, các tệp có kích thước bất kỳ, có thể đọc trong vài giây

- Bộ điều khiển DDCSV phù hợp cho tất cả các loại thiết bị và hệ thống tự động hóa vừa và nhỏ

1.2 Động cơ bước và thiết bị điều khiển động cơ bước

Hình 1 4 Động cơ bước Cấu tạo:

- Động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ

Trang 11

Khái niệm:

Trang 12

Trang 13

Khái niệm:

Trang 14

Trang 15

TRONG MÁY CNC

Trang 16

- Dòng điện: 8A

- Cân nặng: 200G

Đặc điểm:

Trang 17

Khái niệm:

Trang 18

Trang 19

Hoạt động:

Trang 20

Trang 21

- Hệ thống ổn định có thể chống nhiễu điện từ của động cơ trục chính

- Chip giao diện đầu ra tốc độ cao cung cấp tần số xung đủ cho tín hiệu đầu ra

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Trang 25

- Dòng điện: 8A

- Cân nặng: 200G

Đặc điểm:

Trang 26

Khái niệm:

Trang 27

Trang 28

Khái niệm:

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Hoạt động:

Trang 33

Trang 34

Trang 35

TRONG MÁY CNC

Trang 36

- Dòng điện: 8A

- Cân nặng: 200G

Đặc điểm:

Trang 37

Tiêu đề	Chế tạo hệ thống điều khiển máy phay cnc 3 trục, 1 đầu phay
Tác giả	Trần Đình Pháp, Lâm Chuẩn, Lương Văn Thành
Người hướng dẫn	Ts. Đỗ Văn Cần
Trường học	Trường Đại học Quy Nhơn
Chuyên ngành	Tự động hoá quá trình sản xuất
Thể loại	Báo cáo môn học
Năm xuất bản	2025
Thành phố	Quy Nhơn

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	1,67 MB