Chuyên đề công nghệ CNC (P2)

Hình 1: Động cơ đồng bộ Roto với 3 cặp cực nam châm vĩnh cửu Hiện tại trong máy CNC đang có xu hướng chuyển sang sử dụng động cơ tuyến tính (Hình 2 )để tạo chuyển động tuyến tính với các ưu điểm sau đây:  Đơn giản hơn về kết cấu cơ khí vì giảm bớt được các phần tử truyền trung gian như hộp số và trục vít  Do giảm bớt được các phần tử trung gian,tổn thất tổng thể giảm đáng kể ,mặc khác đảm bảo độ chính xác cao hơn đặc biệt là các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyên đề công nghệ CNC (P2) Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn Hình 1: Động cơ đồng bộ Roto với 3 cặp cực nam châm vĩnh cửu Hiện tại trong máy CNC đang có xu hướng chuyển sang sử dụng động cơ tuyến tính (Hình 2 )để tạo chuyển động tuyến tính với các ưu điểm sau đây:  Đơn giản hơn về kết cấu cơ khí vì giảm bớt được các phần tử truyền trung gian như hộp số và trục vít  Do giảm bớt được các phần tử trung gian,tổn thất tổng thể giảm đáng kể ,mặc khác đảm bảo độ chính xác cao hơn đặc biệt là các sai số do hao mòn cùng với thời gian sẽ giảm đi đáng kể Hình 2: Hệ truyền động sử dụng động cơ tuyến tính Đạt được động học hệ thống với mức cao nhất, đồng thời loại được các chuyển động xoắn tiềm ẩn trong chuyển động của trục vít Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 - 21 - Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn Hình 3: So sánh truyền động thẳng tạo gián tiếp vổn trực tiếp Trong một số máy phay, trục chính (trục quay dao) đòi hỏi tốc độ quay rất cao. Khi đấy thậm chí ta có thể sử dụng một loại động cơ chuyên việt, được tích hợp sẵn trong trục chính và sử dụng ổ bi từ ( Hình 3) Hình 4: Trục chính có tích hợp sẵn động cơ và ổ bi từ Loại động cơ chuyên việt trên có đăc điểm sau:  Tốc độ tối đa đạt được là 40.000 vòng/phút với công suất cắt 40 Kw  Ổ bi quay và ổ bi dọc trục có từ 2÷4 cặp nam châm Bên việc sử dụng động cơ tuyến tính, có thể nói việc sử dụng ổ bi từ là một trong những bước tiến quan trọng của ngành cơ khí, cho phép giảm tổn hao và tăng độ chính xác (nhờ được loại trừ mòn do ma sát ) gia công với các trục chính cao tốc.Tuy nhiên lợi thế này buộc chúng ta phải có khả năng áp dụng, cài đặt các phương pháp sử dụng ổ bi thích hợp Giới hạn quay: Các servo chuẩn được thiết kế để quay tới và lui từ 90-1800 khi được cung cấp toàn bộ chiều dài xung. Hầu hết các servo có thể quay được 1800 hay gần 180 0. Nếu ta cố điều khiển servo vượt quá các giới hạn cơ học của nó, trục ra của động cơ sẽ đụng vật cản bên trong, dẫn đến các bánh răng bị mài mòn hay dơ. Hiện tượng này kéo dài trong vài giây sẽ làm cho động cơ bị phá huỷ. Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 - 22 - Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn Hệ thống truyền động bánh răng và truyền công suất: Động cơ bên trong servo quay khoảng vài ngàn vòng/phút, tốc độ này quá nhanh để có thể sử dụng trực tiếp lên mô hình máy bay, robot.. Vì vậy tất cả các servo đều có một hệ thống bánh răng để giảm vận tốc của động cơ khoảng 50-100 vòng/phút. Các bánh răng của servo có thể làm platic, nylon hay kim loại ( thường đồng thau hay nhôm). Bánh răng kim loại tuổi thọ cao nhưng đắt. Mạch điều khiển servo: Không giống động cơ DC ta chỉ cần lắp pin vào là chạy, động cơ servo đòi hỏi một mạch điện tử chính xác để quay trục ra của nó. Có thể một mạch điện tử sẽ làm việc sử dụng servo phức tạp hơn ở một mức độ nào đó nhưng thực ra mạch điện tử này rất đơn giản. Nếu ta muốn điều khiển servo bằng máy tính hay bằng bộ vi xử lý thì chỉ cần một vài dòng lệnh là đủ. Một động cơ DC điển hình cần các transistor công suất, MOSFET hay relay nếu muốn kết nối với máy tính. Còn servo có thể gắn trực tiếp với máy tính hay bộ vi xử lý mà không cần một linh kiện điện tử nào cả. Tất cả yếu tố cần thiết để điều khiển công suất đều được quản lý bởi mạch điều khiển để tránh rắc rối. Đây là lợi ích chủ yếu khi sử dụng servo cho các robot điều khiển bằng máy tính. Điều khiển servo bằng IC định thì 555: Ta có thể không cần đến cả máy tính để điều khiển servo. Một IC 555 có thể cung cấp các xung cần thiết cho servo. Hình5: Một phương pháp phổ biến dùng IC 555 để điều khiển servo Khi hoạt động, IC 555 sinh ra một tín hiệu xung có chu kỳ nhiệm vụ khác nhau để điều khiển hoạt động của servo. Chỉnh Vôn kế để định vị servo. Vì IC 555 có thể dễ dàng tạo xung rất dài và rất ngắn nên servo có thể hoạt động ngoài vị trí biên thông thường. Khi servo gặp vật cản và kêu lạch cạch ta phải ngắt nguồn lập tức, nếu không các bánh răng bên trong sẽ bị trờn. Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 - 23 - Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn Dẫn động servo: Dùng máy phát chức năng Một động cơ DC 3 dây có 3 dây vào: dây đỏ nối nguồn, dây đen nối đất, dây trắng/vàng nối với tín hiệu điều khiển. Một trong những cách đơn giản nhất để kiểm tra hay dẫn động servo là sử dụng máy phát chức năng để tạo xung, có thể dùng hàm xung vuông của máy phát chức năng. Ta nên điều chỉnh biên độ của xung vuông để tương thích với nguồn cung cấp cho servo. Khi đã điều chỉnh biên độ của xung vuông, ta cũng có thể điều chỉnh độ rộng của dải xung bằng cách điều chỉnh tần số của tín hiệu. Đối với động cơ servo, điểm trung hòa (độ rộng xung mà tại đó động cơ được giữ ở góc 180o) vào khoảng 1,52ms. Bất kỳ xung nào có độ rộng nhỏ hơn 1,52 ms sẽ làm cho động cơ quay một góc nhỏ hơn 900 và ngược lại. Chú ý rằng động cơ servo chỉ quay trong khoảng (0 o,180o) nếu chưa được hiệu chỉnh. Góc quay này tương ứng với độ rộng xung từ 0,8 – 2,5ms. Vậy ta phải đảm bảo độ rộng xung tạo ra nằm trong khoảng này. Đối với servo được hiệu chỉnh để quay liên tục, nó sẽ không quay tại độ rộng xung trung hòa, quay theo chiều kim đồng hồ nế ...