Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
TN LC VIT NAM
I HN LC
KHOA CÔNG NGH   ÁN TT NGHIP
 TÀI:
NGHIÊN CU VÀ THIT K MCH TRUYN
D LI BÀN DÙNG
CÁCH LY QUANG PC817 VÀ IC M 7404 Giáo ng dn : ThS. NGUYN HNG LNH
Sinh viên thc hin : U
Khoa : CÔNG NGH 
Chuyên ngành N T
Lp -
Khoá : 2009-2013 Hà N
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu


hii Hn Lc, các thy cô trong khoa Công Ngh n tình
ng d và tu kin thun li cho em trong quá trình thc hi án.
Em xin gi li   chân thành sâu sc ti thy ThS.Nguyn  
truyt cho chúng em nhng kin thc, kinh nghim quý báu trong sut thi gian
va qua, th, trc tip ch bng dn chúng em trong sut
 án tt nghip này.
Trong thi gian hc tp thu thêm nhiu kin thc b ích và hc tp
c tinh thn làm vi nghiên cu khoa hc nghiêm túc, hiu qu ca th
là nhu rt cn thit cho chúng em trong quá trình hc tp và công tác sau này.
c bit cu king dn em cách hc tp nghiên
cu kt hp vi thc t   tài này.
Em xin chân thành bày t s ci vi công ty c ph
H cán b, công nhân, nhit tình ng
dn, truyt cho em nhng kinh nghim trong vic gia công thc t  em hoàn
 án này.
Em xin chân thành ci toàn th i tt c
bng chia s kinh nghi án.
Em i tt c các bng hành và giúp
 em  án này.

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
MC LC
NG QUAN 1
I.Tng quan v máy CNC 1
1. Lch s hình thành máy CNC 1
2. Phân loi 4
n ca máy CNC 6
4. Cu trúc máy CNC 9

II. Mch giao tim 49
1. Cách ly quang pc817 49
m 50
3. Mch giao tim 51
 nguyên lý 51
 b trí linh kin 52
  53
3.4. Thuyt minh nguyên lý 53
3.5 Mt vài hình nh mch thc t: 59
. NGHIÊN CU, THIT K VÀ CH TO MÁY PHAY CNC 3
TR BÀN 62
I. Các thông s n ca CNC 62
II. Nghiên cu, thit k và lp ráp máy CNC ba trc 64
1. Thân máy 64
2. T u khin. 71
3. Phn mu khin 76
4. Quá trình gia công và hoàn thin máy 77
5. S dng máy CNC 3 tr gia công các chi tit 81
KT LUN 83
 84 Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
DANH MC HÌNH
Hình 1.1-Các thành phn ca h thng máy CNC 9
Hình 1.2-m 10
Hình 1.3-u cm USB 11
Hình 1.4-Cng giao tip RS232 12

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
Hình 3.10-Khi To Spindle 57
Hình 3.11-Khi Estop, Limit X, Limit Y, Limit Z 58
Hình 3.12-Mc ca mch in 59
Hình 3.13-Mt sau mch in 60
Hình 3.14-Test tín hiu ra b 60
Hình 3.15-u ra bng h  61
Hình 3.16-Kt qu ng h 61
Hình 4.1-Mô hình máy phay CNC 3 trc 63
Hình 4.2-Bn v lp máy phay CNC 65
Hình 4.3-Bn v thanh ging 66
Hình 4.4-c chính 67
Hình 4.5-c dùng trong máy phay CNC 68
Hình 4.6-Vít me bi trc Z. 69
Hình 4.7-Thanh dng 70
Hình 4.8-Mô phng hình nh  bi dùng trong máy phay CNC 70
Hình 4.9-Khp ni trc 71
Hình 4.10-Mu khinc 72
Hình 4.11- nguyên lý mch driver 73
Hình 4.12-Mu khic chính 74
Hình 4.13- mch in 2D driver trc chính 74
Hình 4.14- nguyên lý mch giao tip 75
Hình 4.15-T u khin máy CNC 76
Hình 4.16-Giao din phn mm Mach3 76
Hình 4.17-Gia công t  t trc Y 78
Hình 4.18-Cm lp ghép b phn trc Z 79
Hình 4.19-Cm lp ghép b phn trc Y 79
Hình 4.20-Cm lc chính 80
Hình 4.21-Lp ghép máy phay CNC hoàn thin 80
Hình 4.22-Quy trình gia công chi tit 81

CH KÝ CNG DN
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
NHN XÉT CA GIÁO VIÊN PHN BIN


(hay phôi) trong mt bàn kp hay trc quay và quay mu kim loi này, vì vy mt
công c ct có th gia công b m ng mc mong mun. Công c ct này
c nhân viên vn hành vn dng qua vic s d
chính xác v kích c c nhân viên vu khin b
 n công c ct theo s ng hp lý. Mi chi tic sn
xui vn hành viên lp li nhng c ng trong cùng trình t và vi cùng
c. Chic vn hành theo cách th y,
ngoi tr công c ct  trc lp trên b máy hay
bàn làm vic và di chuyn theo công c ct, qua vic s d gia công
ng mc ca phôi. Chic máy phay này do Eli Whitney phát 
Nhng chuyc s dng trong các công c c gi là tr
cn 3 trng t trái qua phi).
Bàn làm vi c quay theo mt ngang hay dc, to ra trc chuyng
th t s máy còn có trc th c quay theo mt góc.
Mt trong nhng v  ca nh    i
nhân viên vn hành phi s d to ra mi chi tit. Ngoài tính nhàm chán
và gây mt mi v th cht, kh  to các chi tit ca v
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
2
hn ch. Ch mt khác bit nh trong vn hành s dn nhi trong kích
c tro ra nhng chi tit không phù hp. M kim loi vc
to ra t nhng hoy là khá cao, lãng phí nguyên liu thô và thi gian lao
ng. Khi s ng sn xuu chi tit b hu cn
thit  n vn hành các chuyng ca máy mt cách t ng.
Nhng n l  ng này s dng mt lo di
chuyn dao c hay bàn làm vic qua nhng liên kt (linkage). Khi cam quay, mt liên
kt ln theo b mt ca mt cam (cam face), di chuyn công c ct hay phôi qua mt
dãy các chuyng. Mt cam  u khin khng chuyng

tit c th.
Câu chuyn v vic kt ni nhng chic máy tính vi máy móc sn xut gây
nhiu tò mò và tranh cãi. Nó minh ha cách thc gn kt gia ngành công nghip, các
i hi trong th k 20. Câu chuyy th quy
ra rng nhiu sáng to là do mt cá nhân hay mi ai làm gì, khi nào
và vi ng gì là mt công viy phc tp.
n lý mt hãng sn xut hàng không  thành ph
Travei mt vi tính phc tp ngày càng cao ca hình dng chi tit và
nhng v v toán hc và k thut mà h gp phng bin
 gim chi phí k thu
Machine s dng mt trong nhng chia h 
thc hin mt lot các phép toán cho mt cánh máy bay tri. Cui cùng,
p vi Thomas J. Watson, ch tch huyn thoi ca IBM, nh 
làm vic vi t to ra mt chiu khin bi các th c
lc hng v sn xut mt chic
u khin bng th  có kh t các hình dng mc
ging hình trong cánh qun gp
 phòng thí nghiu ph thuc Vin Công ngh Massachusetts (MIT)
nh h tr d án. Các nhà nghiên cm nhiu kiu quá trình khác
    c vi các d án Air Force t thi Th chin II. Phòng thí
nghin thi t m rng nghiên cc
u khiu phn hi. Vic phát trin thành công các công c 
c các nhà nghiên cu ci hm trách vi mng nhu cu
ca các nhà bo tr i.
Vi nhng tin b n t tích h  loi b và nu có thì ch
c s d t nh t. Các máy CNC hii
hong bc hàng nghìn bit t trong b nh máy tính
 t thông tin này vào b nh, nhân viên lp trình to ra mt lot lnh
mà máy có th hi      bao gm các l   
Đồ án tốt nghiệp

tc chc cung cn áp,khi tín hiu khin ch ra
n v trí lp trình.   i chiu vi s dch chuyn tht ca
máy. Ví d khi b u khin ch ra trch chuy
thc s trc mi ch di chuyn 49.8 mm.
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
5
Trong h thng h s di chuyn thc t ca các trc có th i theo các
yu t bên ngoài ví d  hao mòn hoc sai s ca các b phn. Vì không có phn
hi nên h thng h cn phi có s u chnh k  bù li sai s do các yu t
này. Mc dù h thng h i h tht vài
ng d  ng. H thng h r i h thng kín do không
có các thit b so sánh phn hi và vic bc tp
 H thng kín
Trong h thng kín có s   i chiu gi u ra ca h th 
khong cách di chuyn thc ca trc, vn ti tín hiu vào. H
thi s có mt ca cá thit b phn hi: s dch chuyn rt chính
xác do các thit b c s d nh khong cách. Tín hiu
phn h c so sánh vi tín hi   dch chuy u chnh bi h
thi giá tr mong mun.
Có hai loi thit b phn hi :
- Phn hi vn tc: i chiu t quay cn
- Phn hi v trí: so sái chiu s dch chuyn trc.
b. Phân loi theo h thu khin
Da theo h thu khin có 3 loi:
- u khin t m.
- u khing thng.
- u khin theo biên dng.
 H thu khim

trc, ta có th gia công nhiu mt phng phc tu khing thi các
trc X, Y và Z.
 u khin nhiu trc
u khin 4 hoc 5 trc khin máy CNC có kh t khó
i máy CNC 3 trc thông thng mt máy phay 5 trc s có 3
trc chính X,Y và Z. Ngoài ra còn có thêm 2 trc là tr u khin xoay nghiêng
trc chính và tr xoay nghiên bàn máy gia công.
n ca máy CNC
a. m:
Các máy CNC có kt c t gng. Tuy nhiên nó
có mt s n sau:
 ng cao: t ct gt cao và gic t
thi gian ph, do mc t t bc. Tùy tng mc t ng, máy
CNC có th thc hin cùng mt lúc nhiu chuyng khác nhau, có th t ng thay
dao, hiu chnh sai s dao c, t ng kic chi ti ng
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
7
hiu chnh sai lch v i gia dao và chi tit, t i ngui, t ng hút
phoi ra khi khu vc c
Tính linh hot cao:  i d dàng và nhanh chóng, thích
ng vi các loi chi tic thi gian ph và thi gian
chun b sn xut. Tu kin thun li cho vic t ng hóa sn xut hàng lot
nh. Bt c  sn xut nhanh chóng nhng chi ti
Vì th không cn phi sn xut chi tit d tr, mà ch la chi ti
c nhng chi tit nh, va, phn ng mt cách linh hot khi
nhim v công ngh u quan trng nht là vic lp trình gia công có th
thc hi h tr k thut tin hc thông qua các
thit b vi tính, vi x 

 nào có th sn suc máy CNC nên buc phi nhp cc ngoài. Giá
thành mt máy CNC công nghip khong t  ti
thu nhp khu và các chi phí lt. y là gp t 5-10 ln máy v
ng.
Yêu cu bng cao: Máy CNC là thit b k thut cao vi h th
n phc t  gia công chính xác cn phng xuyên bng. Mt máy
CNC cn phc bnh k gm mi tháng, mi 3 tháng, mi 6 tháng.
i b ng, sa cha phi hiu c v    n máy, bi không
ging n thn thng ch g phn
n thì máy CNC có h thu khin phc tp gm b u
khin máy và h thng phn hi. u này bui bng phi có kin thc v
c c và mi liên h gia h thu khin và h th
cu trúc máy. ng thi,do h thng CNC r m bc máy
hoi bng sa ch lý thuyn phi
có kinh nghim thc t vng chc.
Giá thành bo trì cao: các b phn thay th 
khá cao. Mi hãng sn xut li nhim khác bit trong tng loi máy. Do trong
t hãng nào có th t sn xuc máy CNC vì vy các thit b thay
th u phi nhp t c ngoài vi giá thành khá cao.
Hiu qu thp vi nhng chi tic hoc lot nh:Vi nhng
chi tin cn ít thao tác ca nhi th thì vic s dng CNC là mt lãng
phí lt bng CNC cao s khin phm
làm gim sc cnh tranh trong khi có th s dng các máy vc bán t ng
 có th gia công các chi tit này vi chi phí nh u.
Phi chn và hun luy u khin
hoàn toàn t  vì th vio nhân lc không ch dng li 
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
9

Cn ca mm:
-  Ký t % bu t.
-  Ti t.
-  Các khai báo bu.
-  Các lnh gia công .
- Chú thích: Ch dn hoc ghi chú ci lp trình.
- Cu Khai báo kt thúc tp tin.
4.2. Thit b nh
a. m
  t b nh  ng nh, d li c ghi bng  pháp t
ng, trên b m tính. t b nh thông d nh
n nh bi nhm v t truy xut d liu,
c coi là ln thi by gi, kh c và ghi d liu linh hot. 
na d liu ghi bm có th c chnh sa bt c lúc nào. Tuy nhiên nó có
mm rt lng d b ng do nhy cm vi t ng ln,
cng vi bi bn bám vào b m c.

Hình 1.2-Đầu đọc đĩa mềm
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
11
b.USB và th nh
Hai thit b này có kh c d liu linh hot, có th xóa và ghi li
nhiu ln, c nh vng lm nhiu ln. Bi và các
vc không có kh n chúng vì vy có th m b
 lâu dài.

Hình 1.3-Đầu cắm USB


hoc màn hình cm ng. Phn mm trong b u khin cho phép lp trình trc tip.
ng hiu qu trong quá trình gia công nhng chi tin.

Hình 1.6-Giao diện lập trình
4.3. B u khin máy CNC
a.Thành phn ca h thu khin máy CNC
 Cu khin máy
Cu khi thit b u khin t, thit b
vào ra và các thit b sc coi là trái tim ca máy công c u khin s CNC.
Lnh CNC thc hin bên trong b u khin s ng
 vòng cn thit, trc vít  ng kéo
theo chuyng thng ca bàn máy và dao. Thit b phn hi  u kia ca vít me bi
cho phép kim soát kt thúc l vòng quay cn thic thc hin.
u khin máy CNC:
- Truyn c file mã Gcode vào máy CNC ( b nh).
- p DNC (Direct Numerical Control).
 Cm dng (Driving Unit)
Cm dng là tp hp nhng n hi, phn t u khin,
phn t gép ni, khui và các h dn
hi là thành ph u khin s CNC. Cu khin có
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Hồng Lĩnh SVTH: Tôn Văn Hiếu
14
nhim v liên kt các ch thc hiu khin máy, các chy bao
gm:
- S liu vào (Data input): Chm nhn vi d liu
 liu mô t ng chu kin gia công sn phm.
- X lý s liu (Data procesing): Sau khi nhc cu trúc u
khin, MCU s tin hành mã hóa nó thành s nh phân (0/1) tr trong b nh

u khin chính xác góc gia phn quay và phc chín 
mômen xon và gia tc nhanh. H thu khii dùng có th
 ca trc chính lên rt nhanh.
Các du khin trc chính:
 u khin ai:
- Truyng t i tr
- S kt hp tt gia mômen và t to ra nhiu s la chn ch  làm vic
ca máy.
 u khin trc tip:
- m là nó có th ci thic t trn 12000v/p.
- To ra quá trình làm vic êm.
 u khi
- Nó có kh  10000v/p ch  ti nng.
b.Trc bi
c bi: Là loc có dng ti
S dng b truyc bi: Có kh i truyn dn d dàng, ít
ma sát và không có khe h khi truyn dn vi t cao. B truyc s
dng cho tng trc chc lp x, y, z.
Ta xét mi quan h gia lc ma sát và t cng và vít
c bi:

Hình 1.7-Quan hệ giữa lực ma sát và tốc độ của vít me đai ốc thường và vít me đai ốc bi

Trích đoạn Hệ thống máy CNC mini và mạch giao tiếp trong máy CNC .5-Tín hiệu ra Chuẩn RS 485 Mạch giao tiếp đơn giản Nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp máy CNC ba trục

---