Đồ Án Thiết kế bộ điều khiển máy phay CYBER MILL phục vụ thí nghiệm

?NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
Nhiệm vụ đề ra trong luận văn tốt nghiệp này là:
ã Tìm hiểu kết cấu, tính năng mô hình thí nghiệm máy phay Cyber Mill sẵn có.
ã Đề nghị phương án thiết kế bộ điều khiển Cyber Mill phục vụ thí nghiệm.
ã Đọc được File dữ liệu G_Code và File dữ liệu Autocad.
ã Thi công và điều khiển.


?TÓM TẮT
Hiện nay hệ thống FMS (Flexible Manufacturing System) là một trong những môn
học cần hiết đóng vai trò quan trọng đối với các sinh viên nghành kĩ thuật đặc biệt là nghành
cơ điện tử giúp cho sinh viên có cái nhìn tổng quát về một hệ thống tự động mà không cần
phải vào những nhà máy lớn, giúp sinh viên tiếp cận cũng như được thực hành với những hệ
thống tự động mà không phải bỡ ngỡ khi tiếp xúc thực tế.
Do đó việc phát triển một mô hình thí nghiệm FMS là rất cần thiết phục vụ cho việc
học hành cũng như thí nghiệm trong nhà trường.
Nắm bắt được tầm quan trọng đó nhà trường đã đầu tư một hệ thống FMS phục vụ
cho việc thí nghiệm, nhưng hiện giờ hệ thống máy đã bị hư hỏng chỉ còn lại phần cơ, do đó
cần phải thiết kế lại bộ điều khiển cũng như phần mềm điều khiển cho hệ thống máy. Hệ
thống FMS này gồn 2 thành phần đó là hệ thống tay máy và hệ thống gia công CNC 2 1/2D,
do giới hạn của Luận văn nên trong luận văn này chỉ tập trung vào việc phục hồi lại hệ thống
điều khiển cho máy phay Cyber Mill.


?Mục lục
Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn . .ii
Tóm tắt .iii
Mục lục .iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . .1
1.1 Tổng quan về hệ thống FMS . 1
1.1.1 Định nghĩa . .1
1.1.2 Đặc điểm của hệ thống FMS . .1
1.1.3 Những ưu điểm của hệ thống FMS . .1
1.2 Giới thiệu về hệ thống FMS “Walli” . 3
1.3 Những phần tử trong hệ thống “Walli” . 4
1.3.1 Hệ thống băng tải . .4
1.3.2 Phần tử robot . .5
1.3.2.1 Giới thiệu tổng quan về robot 5
1.3.2.2 Các robot sử dụng trong hệ thống “Walli” . .8
1.3.3 Phần tử máy phay “Cyber Mill” . 9
1.3.3.1 Tổng quan về máy phay CNC .9
1.3.3.2 Phần tử máy phay “Cyber Mill” trong hệ thống “Walli” 13
1.4 Xu hướng phát triển của hệ thống FMS .14
CHƯƠNG 2: GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN .15
2.1 Giải thuật thu tọa độ File *.DXF của Autocad 15
2.1.1 Qui tắc lưu tọa độ trong file DXF 15
2.1.1.1 Đường thẳng .15
2.1.1.2 Hình chữ nhật .16
2.1.1.3 Cung tròn .18
2.1.2 Giải thuật 21
2.1.2.1 Giải thuật thu tọa độ đường thẳng 22
2.1.2.2 Giải thuật thu tọa độ hình chữ nhật .23
2.1.2.3 Giải thuật thu tọa độ cung tròn 25
2.2 Giải thuật thu tọa độ File CAD/CAM 28

2.2.1 Giới thiệu lệnh CNC căn bản 28
2.2.2 Giải thuật thu tọa độ .30
2.3 Giải thuật nội suy .34
2.3.1 Giải thuật nội suy đường thẳng 34
2.3.2 Giải thuật nội suy đường tròn 37
2.4 Điều khiển .39
2.4.1 Mạch điều khiển dùng Pic Microcontroller . .39
2.4.2 Mạch công suất của 2A Stepper Motor 42
2.4 3 Mạch cung cấp nguồn . .43
2.5 Giới thiệu hệ thống phần cứng máy CNC 44
2.5.1 Bàn máy .44
2.5.2 Motor trục chính . 45
2.5.3 Motor kẹp chặt . .46
2.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển 46
CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 48
3.1 Chương trình chính 48
3.1.1 Giao diện chương trình chính 48
3.1.2 Chức năng các thành phần chính . .49
3.2 Gia công biên dạng 51
3.2.1 Gia công bằng chương trình gia công(G-Code) 51
3.2.2 Gia công bằng File Autocad(*.Dxf) 53
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .57
4.1 Những vấn đề đã được giải quyết .57
4.2 Hướng phát triển của đề tài . 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
v




Chương 1 Tổng quan
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về hệ thống FMS
1.1.1 Định nghĩa
FMS (FLEXIBLE MANUFACTURE SYSTEMS) Hệ thống sản xuất linh họat là một hệ
thống tự động thực hiện những nguyên công khác nhau theo những trình tự khác nhau trên
cùng một công cụ như nhau ( phần chấp hành). Sự ra đời của hệ thống sản xuất linh họat là
do sự phát triển của hệ thống tin học.
Tính linh họat của sản xuất được tính một cách đặc biệt để đáp ứng ràng buộc về kinh
tế của một thị trường đa dạng mà lợi nhuận cao nhờ giảm tồn kho và thời gian sản xuất. Nhu
cầu về hệ thống sản xuất linh họat nhạy bén nhất là trong gia công cơ khí. Ngoài ra nó còn
tồn tại trong một số lĩnh vực khác nhau như : lắp ráp, đóng gói và sản xuất đồ hộp, đúc, thực
phẩm và các dạng sản xuất khác. Ngày nay, các phương tiện tin học cho phép điều khiển và
giám sát hết sức linh họat và chỉ phụ thuộc vào cơ cấu chấp hành. Các thành phần trong hệ
thống FMS bao gồm:
- Điều khiển (điều khiển dòng vật liệu).
- Cơ cấu vận chuyển phôi.
- Cấp phôi, định hướng và cố định.
- Biến đổi vật chất (gia công, rữa và kiểm tra).
* Đặc điểm của hệ thống FMS:
- Thích nghi nhanh chóng với tính đa dạng của sản xuất và sản lượng trung bình.
- Điều khiển tức thì, cho phép tối ưu hóa thời gian chạy máy và dòng vật liệu.
- Sử dụng người máy ở trình độ cao để cấp phôi cho máy.
* Những ưu điểm của hệ thống FMS:
- Khả năng thay đổi dòng vật chất mà không làm ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của
dòng vật liệu.
- Có thể tự động sản xuất nhiều lọai sản phẩm mà không cần thay đổi công cụ sản xuất.

- Nâng cao được chất lượng sản phẩm nhờ thực hiện những thay đổi cần thiết trong thiết
kế sản phẩm.
- Giảm giá thành nghiên cứu và chế tạo công cụ.
- Nhịp sản xuất nhanh hơn.
- Điều khiển cả xí nghiệp tốt hơn, giảm thời gian chết, lưu kho trong sản xuất.
- Hệ thống sản xuất mang tính đồng bộ.
- Giảm được số người làm việc tại những nơi nguy hiểm, khó khăn.
- Có thể thay đổi cấu hình sản xuất một cách nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự
cố.
Hệ thống FMS áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật về tin học ,kỹ thuật điều
khiển số, điều khiển người máy, đặc biệt là mô hình sãn xuất tự động có tên là Workcell (tế
bào sản xuất tự động), đây là đơn vị cơ bản có khả năng làm việc độc lập hoàn toàn với các
bộ phận khác trong nhà máy, nó đảm đương việc thực hiện hoàn tất một nguyên công trong
quy trình sản xuất. Workcell này còn có thể biến đổi chức năng làm việc để phù hợp với nhu
cầu thay đổi mẫu mã của sản phẩm cũng như kết nối với với các workcell khác để tạo nên
dây chuyền sản xuất linh hoạt.
Dây chuyền công nghiệp dùng người máy được điều khiển bằng máy tính điện tử cùng
với các thiết bị gia công điều khiển số dạng NC và CNC tạo khả năng dễ dàng thay đổi quy
trình làm việc, sự thay đổi công việc có thể thực hiện chủ yếu chỉ bằng sự thay đổi chương
trình trong máy tính. Các thiết bị này thay thế dần các máy tự động “cứng”.





~