chetviyeu_lieuxieuvitien_1481994
New Member
Download miễn phí Thiết kế ra một mô hình máy công nghệ cao loại nhỏ với các chức năng cơ bản của một máy công nghệ cao
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ MÁY GIA CÔNG TỰ ĐỘNG 4
1.1. Khái quát về điều khiển số và lịch sử phát triển của máy CNC 4
1.2. Cấu tạo của các máy NC, CNC 6
1.2.1. Phân biệt máy CNC và máy NC 6
1.2.2. Các kết cấu cơ bản về cơ khí. 6
1.3. Các động cơ sử dụng trên máy CNC 15
1.3.1. Động cơ 1 chiều 15
1.3.2. Động cơ xoay chiều 15
1.3.4. Động cơ bước 16
1.3.5. Động cơ servo 18
1.4. Cảm biến sử dụng trong máy CNC 18
1.4.1.Khái niệm chung 18
1.4.2.Phân loại 19
1.5. Lập trình 19
1.5.1. Lập trình bằng máy 20
1.5.2. Ngôn ngữ lập trình 20
1.5.3. Ngôn ngữ lập trình tự động 20
1.6. Kết luận chương 1 21
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY GIA CÔNG ĐA NĂNG MICRO LATHER 21
2.1. Cơ bản về thiết bị cần cải tiến. 22
2.2. Phân tích và cải tiến chiếc máy MICRO LATHE thành máy gia công bán tự động. 23
2.2.1. Thiết kế mạch điện phần cứng thay đổi cấp tốc độ cho trục chính bằng vi xử lý 24
2.2.2. Thiết kế mạch điều khiển vị trí ăn dao vào chi tiết 27
2.2.3. Phần thiết kế mạch cho vi xử lý 29
2.2.4. Modul giao tiếp máy tính để lập trình 31
2.2.5. phần hiển thị cho biết trạng thái đang làm việc của hệ thống. 32
2.2.6. Phần mềm lập trình trên máy tính 33
2.3. Kết luận chương 2 34
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY CNC LOẠI NHỎ. 35
3.1. Tổng quan, phạm vi và chức năng của máy 35
Sơ đồ khối 35
3.2. Phân tích và đưa ra giải pháp gia công phần cơ khí cho mô hình. 38
3.2.1. Kết cấu cơ khí trục Z. 38
3.2.2. Kết cấu cơ khí trục X. 40
3.2.3. Kết cấu cơ khí trục Y. 42
3.2.4. Công tắc hành trình 43
3.2.5. Gá mạch và tản nhiệt cho IC công suất 43
3.2.6. Lắp ghép mô hình. 44
3.3. Phân tích và thiết kế mạch điện điều khiển. 45
3.3.1.Phân tích lựa chọn vi điều khiển sử dụng điều khiển mô hình 45
3.3.2. Thiết kế khối giao tiếp với máy tính thông qua cổng truyền thông đa năng USART. 53
3.3.3. Sơ đồ mạch điện cho bộ nhớ ngoài. 54
3.3.4. Sơ đồ mạch điện phần công suất điều khiển động cơ. 56
3.3.4. Sơ đồ mạch nguồn. 59
3.4. Thiết kế phần mềm 60
3.4.1. Thiết kế phần mềm cho vi điều khiển. 60
3.4.2. Thiết kế giao diện trên máy tính. 70
3.5. Chạy thử mô hình và đánh giá kết quả. 76
3.6. Kết luận chương 3 76
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
a L298 (dc1,dc2,2c3,dc4) được nối vào 4 chân của động cơ bước, còn lại các chân điều khiển (33,34,35,36) được nối trực tiếp với chân cổng của vi điều khiển. Như vậy việc làm cho động cơ quay chỉ là xuất lệnh vi xử lý ra chân cổng.Giả sử động cơ bước có cuộn 1-2, 3-4. Theo một thứ tự đấu dây nào đó, nếu ta cấp nguồn cho động cơ theo thứ tự 1-2, 3-4, 2-1, 4-3 động cơ quay theo chiều kim đồng hồ thì khi ta cấp theo theo thứ tự 4-3, 2-1, 3-4, 1-2 sẽ làm cho động cơ quay ngược lại chiều kim đồng hồ.
Hình 2.2: Sơ đồ mạch điều khiển động cơ bước
Sơ đồ mạch phần cứng thiết kế cho một động cơ bước, để thiết kế cho hai động cơ bước thì quá trình hoàn toàn tương tự. Khi đó ta sử dụng đến IC thứ hai và mạch điều khiển hoàn toàn giống, thuật toán điều khiển thì hoàn toàn tương tự
Khi có mạch và phần cứng rồi thì làm sao để có thể điều khiển ăn dao vào chi tiết theo một khoảng cách nào đó. Giả sử cần cho dao ăn sâu vào trong chi tiết 1.5mm chẳng hạn, lúc đó vi xử lý phải làm gì. Câu trả lời là đếm bước của động cơ, sẽ cho ta khoảng cách dịch chuyển của dao. Bây giờ ta giả sử một phép tính đơn giản. Khi chưa thiết kế, nếu ta dùng tay quay tay quay của máy sẽ làm cho dao dịch chuyển một khoảng cách là delta=1mm. Ta sử dụng động cơ có góc bước là 1.8 độ, nghĩa là để bước hết một vòng thì đông cơ phải bước tất cả là 360/1.8 =200 bước. Như vậy nếu bước 200 bước thì dao tiến được một khoảng là 1mm, vậy thì để dao tiến 1.5mm thì rõ ràng ta phải bước 300 bước. Đây chính là cơ sở để tính toán khi gia công.
2.2.3. Phần thiết kế mạch cho vi xử lý
Vi xử lý làm nhiệm vụ giải mã lệnh NC được gửi xuống từ máy tính để đưa ra các tín hiệu điều khiển cho máy sao cho đạt được các yêu cầu của người gia công.
Trong phần điều khiển này em chọn vi điều khiển AVR cụ thể là chip Atmega8 sẽ làm nhiệm vụ điều khiển. Đây là một dòng chip 8 bit hoạt động với tốc độ cao (một chu kì lệnh khoảng bằng 100 ns) và với độ ổn định cao nên nó ngày càng được sử dụng nhiều trong các ứng dụng thực thế. Chip bao gồm 3 cổng vào ra được thiết kế sẵn cho việc lập trình, để đáp ứng được yêu cầu đề ra nó phải đáp ứng được các yêu cầu có sẵn của hệ thống. Dưới đây là sơ đồ khối của hệ thống được đưa lại như ở trên để nắm rõ hơn về những yêu cầu của nó:
Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
Như trên sơ đồ khối ta có thể thấy được vi điều khiển phải đảm bảo đủ số cổng vào ra để điều khiển được 2 động cơ bước và điều khiển bộ phận thay đổi tốc độ cho trục chính. Ngoài ra nó yêu cầu phải có thêm một bộ phận giúp cho việc truyền nhận thông tin với máy tinh thông qua cổng giao tiếp COM
Mạch vi điều khiển bao gồm bộ phận cấp nguồn, bộ phận tạo xung giao động và các thành phần khác liên quan để đảm bảo cho vi điều khiển hoạt động được
Dưới đây là lưu đồ thuật toán của chương trình vi xử lý.
Hình 2.2:Lưu đồ thuật toán cho hệ thống điều khiển
2.2.4. Modul giao tiếp máy tính để lập trình
Do sự không đồng bộ giữa mức tín hiệu giữa cổng giao tiếp máy tính với mức tín hiệu của vi điều khiển cho nên cần sử dụng một modul chuyển đổi mức tín hiệu sao cho hai bên có thể hiểu được thông điệp của nhau. Cùng là chuẩn giao tiếp nối tiếp RS232 nhưng đối với máy tính, mức tín hiệu của nó là +12v và -12v, trong khi đó ở vi điều khiển thì mức tín hiệu lại là mức quen thuộc 0 và 5v. Ở đây, IC max232 được sử dụng làm bộ phận chuyển đổi mức tín hiệu trên.
Hình 2.2
hần chuyển đổi mức tín hiệuCó thể thấy ở sơ đồ mạch hình phía trên, ngoài nguồn điện được cấp cho chip thì cần thêm các tụ mắc xung quanh để đảm bảo cho sự truyền nhận được diễn ra theo đúng yêu cầu.
2.2.5. phần hiển thị cho biết trạng thái đang làm việc của hệ thống.
Toàn bộ các quá trình gia công chi tiết sẽ được thể hiện ở khối hiển thị LCD, đây là một khối có sẵn trên thị trường và rất dễ sử dụng trong việc hiển thị dữ liệu từ vi xử lý. Nó được giao tiếp với máy tính qua một cổng có tối thiểu 7 bít dữ liệu. Và để làm việc với nó chỉ mất vài dòng lệnh.
Hình 2.2: Khối hiển thị
Bảng x.x : Bảng chức năng các chân của LCD 16x2.
Pin
Symbol
Function
1
Vss
Power supply (GND)
2
Vdd
Power supply (+)
3
Vss
Contrast Adjust
4
RS
Register select signal
5
RW
Data read/write
6
E
Enable signal
7
DB0
Data bus line
8
DB1
Data bus line
9
DB2
Data bus line
10
DB3
Data bus line
11
DB4
Data bus line
12
DB5
Data bus line
13
DB6
Data bus line
14
DB7
Data bus line
15
A
Power supply for LED B/L (+)
16
K
Power supply for LED B/L (-)
Giải thích sơ đồ
Các chân PC.0 …PC.7 sẽ được nối vào các chân tương ứng ở cổng PORTC trên chip.Chân PC.3 sẽ được nối vào chân 34 để điều khiển đèn nền của LCD
Biến trở R48 10K dùng để điều chỉnh độ tương phản của màn hình.
Các điện trở R49, R50 cùng với transistor Q7 sẽ nhận tín hiệu điều khiển từ MCU để bật tắt đèn nền của LCD.
2.2.6. Phần mềm lập trình trên máy tính
Để có thể làm việc được tốt, hệ thống cần có một giao diện để người sử dụng viết mã lệnh giao tiếp với hệ thống. Phần mềm này có thể được xây dựng trên ngôn ngữ lập trình visual basic 6.0 của Microsoft. Có thể hình dung qua giao diện của phần mềm như sau:
Ở trên tui đã trình bày hết toàn bộ các thiết kế phần cứng và mạch điều khiển cũng như lưu đồ thuật toán cho vi điều khiển, tuy nhiên mới thế thì hệ thống vẫn chưa thể hoạt động được. Mà cần có một phần mềm lập trình để người thợ có thể đưa các ý tưởng của mình vào đó mà máy có thể hiểu được. Ta tạm hiểu đó là một trình dịch và dịch một ngôn ngữ qui định nào đó. Để làm được nhiệm vụ đó ta phải đưa ra những qui định cụ thể để làm việc với chiếc máy, giả sử như muốn tiến dao ăn sâu vào chi tiết thì cần sử dụng lệnh nào, muốn tăng tốc hay giảm tốc trục trình thì phải dùng lệnh nào...Khi đó phần mềm của tui viết ra phải có nhiệm vụ có môi trường cho người thợ soạn thảo, phải phát hiện ra những lỗi trong quá trình lập trình và thông báo cho người sử dụng sửa chữa. Phải có khả năng kết nối với mạch thiết kế cho máy để gửi toàn bộ chương trình xuống cho máy hoạt động.
Để có thể làm việc được tốt, hệ thống cần có một giao diện để người sử dụng viết mã lệnh giao tiếp với hệ thống. Phần mềm này có thể được xây dựng trên ngôn ngữ lập trình visual basic 6.0 của Microsoft. Có thể hình dung qua giao diện của phần mềm như sau:
Hình 2.2: Giao diện lập trình điều khiển máy MICRO LATHE
2.3. Kết luận chương 2
Chương 2 đã giải quyết được các vấn đề sau:
Nghiên cứu tổng quan và chi tiết cấu tạo của máy Micro Lathe
Thiết kế chi tiết phương án cải tiến máy trên thành máy gia công bán tự động cả phần mềm lẫn phần cứng.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY CNC LOẠI NHỎ.
3.1. Tổng quan, phạm vi và chức năng của máy
Sơ đồ khối
3.1.1 Sơ đồ phần kết cấu cơ khí
Sơ đồ phần kết cấu cơ khí của mô hình được thiết kế như hình 3.1 bên dưới.
Hình 3.1: Sơ đồ kết c