Đồ án chế tạo máy công cụ 3 trục điều khiển bằng PLC tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM

Đồ án chế tạo máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC Mitsubishi Q-series tại ĐH SPKT TPHCM, ứng dụng AC Servo và giao tiếp mạng CC-Link hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Quang Thuận
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Hoàng Lâm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử
• Đề tài: Chế tạo máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC tại SPKT

Đề tài chế tạo máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC tại Trường ĐH SPKT TPHCM giải quyết nhu cầu tự động hóa trong gia công cơ khí chính xác. Dự án do sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Hoàng Lâm. Thiết bị tập trung vào nguyên công khoan và taro ren nhôm với kích thước tiêu chuẩn ren M4. Hệ thống cơ điện tử kết hợp chặt chẽ giữa cơ cấu chấp hành đa trục và bộ điều khiển logic khả trình công nghiệp. Bàn máy di chuyển tịnh tiến theo ba trục tọa độ Decartes X, Y và Z. Mỗi trục chuyển động độc lập nhờ động cơ servo chuyên dụng. Bộ điều khiển trung tâm tiếp nhận dữ liệu tọa độ từ bản vẽ kỹ thuật. Tín hiệu xung điều khiển xuất trực tiếp đến các bộ khuếch đại công suất servo. Thiết bị vận hành ổn định trong môi trường thực nghiệm xưởng máy. Giao diện người máy hỗ trợ giám sát chu trình cắt gọt liên tục. Kết quả thực nghiệm khẳng định tiềm năng ứng dụng thiết bị vào dây chuyền sản xuất linh kiện thực tế.

1.1. Mục tiêu và phạm vi chế tạo máy công cụ ba trục

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là hoàn thiện mô hình máy công cụ 3 trục phục vụ gia công phôi nhôm. Phạm vi thực nghiệm tập trung vào khả năng tạo lỗ ren M4 với độ chính xác lặp lại cao. Nhóm nghiên cứu tiến hành tính toán tốc độ quay trục chính và bước tiến dao phù hợp tính chất vật liệu. Bản vẽ phôi được xử lý từ phần mềm thiết kế AutoCAD trước khi nạp dữ liệu điều khiển. Cấu trúc cơ khí tích hợp khung dẫn hướng tuyến tính và trục vít me bi chịu lực. Hệ thống loại bỏ hoàn toàn các rung lắc phát sinh trong quá trình vận hành tốc độ cao. Mô hình hoàn thiện đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật đồ án tốt nghiệp kỹ sư tại Trường ĐH SPKT TPHCM.

1.2. Vai trò của bộ điều khiển PLC Mitsubishi Q series

Bộ điều khiển PLC Mitsubishi Q-series giữ vai trò xử lý trung tâm cho toàn bộ thiết bị. Dòng PLC này sở hữu tốc độ xử lý lệnh cực nhanh và tính linh hoạt vượt trội. Cấu hình module mở rộng giúp thiết bị quản lý tốt các ngõ vào số và ngõ ra phát xung tốc độ cao. Bộ nhớ dung lượng lớn lưu trữ an toàn các khối chương trình ladder logic phức tạp. PLC tiếp nhận tín hiệu cảm biến hành trình nhằm ngăn chặn các sự cố va chạm cơ khí. Tín hiệu điều khiển được truyền tải chính xác đến các driver động cơ servo trong thời gian thực. Khả năng kháng nhiễu công nghiệp giúp hệ thống duy trì độ ổn định liên tục trong suốt ca vận hành gia công.

II. Thách thức cơ điện ở máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC

Quá trình chế tạo máy công cụ ba trục gặp nhiều thách thức kỹ thuật về lực cắt và độ cứng vững cơ khí. Cơ cấu chuyển động trục Z phải chịu mô-men uốn rất lớn trong suốt chu kỳ khoan phôi nhôm. Mô-men xoắn tạo ra ở trục Z lên đến 0.95 N·m khi dao đâm sâu vào bề mặt vật liệu. Ngoài ra cơ cấu gắn mũi khoan cần chịu tải trọng xoắn đạt ngưỡng 6 N·m nhằm chống gãy dao. Nếu khung máy thiếu độ cứng vững, sai số vị trí lỗ taro sẽ vượt mức cho phép. Vấn đề truyền thông công nghiệp cũng đặt ra nhiều trở ngại trong việc đồng bộ tín hiệu điều khiển. Tín hiệu điều khiển động cơ không chổi than dễ bị nhiễu do xung điện từ của bộ nghịch lưu driver. Hiện tượng trôi tọa độ xảy ra khi cảm biến tiếp nhận xung sai lệch. Việc phối hợp giữa giao thức CC-Link và chuẩn nối tiếp RS232 đòi hỏi thuật toán xử lý dữ liệu chuẩn xác. Đội ngũ kỹ sư phải tính toán chi tiết từng thông số dòng tải và giới hạn an toàn thiết bị.

2.1. Yêu cầu tải trọng và độ cứng vững của cụm trục Z

Cụm trục Z đảm nhận nhiệm vụ dịch chuyển đầu trục chính theo phương thẳng đứng. Cụm cơ khí này chịu toàn bộ tải trọng rung động khi taro ren nhôm. Áp lực nén dọc trục và mô-men cắt yêu cầu kết cấu trượt phải có độ vuông góc tuyệt đối với bàn máy XY. Sự sai lệch cơ khí nhỏ sẽ làm hỏng ren hoặc gãy mũi taro M4. Trục vít me bi được lựa chọn với bước ren phù hợp nhằm tăng mô-men giữ phôi. Bạc đạn chặn hai đầu trục Z cố định hướng di chuyển chính xác. Kết cấu thép tăng cường triệt tiêu dao động tự do của động cơ. Mọi chi tiết lắp ráp đều trải qua quá trình cân chỉnh hình học khắt khe trước khi tích hợp vào hệ thống máy.

2.2. Khó khăn trong tích hợp mạng truyền thông công nghiệp

Việc kết nối nhiều thiết bị điều khiển khác chuẩn giao tiếp gây ra độ trễ tín hiệu đáng kể. Mạng CC-Link phục vụ trao đổi gói tin giữa PLC Mitsubishi và biến tần điều khiển động cơ không chổi than. Chuẩn truyền thông RS232 truyền tải dữ liệu giám sát lên máy tính công nghiệp. Tốc độ baud rate của cổng nối tiếp bị giới hạn khoảng cách vật lý. Nhiễu điện từ phát sinh từ hệ thống động cơ servo có thể làm gián đoạn chuỗi dữ liệu. Kỹ sư bắt buộc phải áp dụng cáp chống nhiễu chuyên dụng có bọc giáp kim loại. Các đầu nối tiếp địa vỏ máy được cách ly hoàn toàn với dây tín hiệu logic. Việc định cấu hình tham số truyền thông chính xác giúp ngăn ngừa xung đột mạng trên bus dữ liệu.

III. Giải pháp thiết kế máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC

Giải pháp kỹ thuật tập trung vào việc đồng bộ điều khiển vị trí tuyệt đối cho ba trục truyền động. Động cơ AC Servo kết hợp bộ mã hóa encoder tuyệt đối giúp máy ghi nhớ vị trí ngay cả khi mất nguồn. Quá trình khởi động không cần chạy chu trình về gốc home phức tạp. Tín hiệu xung vị trí được tạo từ module định vị chuyên dụng của PLC Mitsubishi Q-series. Phần mềm GX Works2 hỗ trợ biên dịch các hàm logic điều khiển theo chu trình tự động. Bàn máy XY được lắp ráp với các thanh dẫn hướng ray trượt tuyến tính độ chính xác cao. Trục chính mang động cơ không chổi than tạo tốc độ cắt gọt ổn định và êm ái. Giao diện điều khiển GT SoftGOT2000 hiển thị trạng thái tọa độ và cảnh báo lỗi tức thời. Kỹ thuật viên cài đặt tốc độ ăn dao và chiều sâu taro trực tiếp trên màn hình ảo. Quy trình đo nguội kiểm tra mạch điện trước khi cấp nguồn giúp loại bỏ nguy cơ ngắn mạch.

3.1. Ứng dụng động cơ AC Servo với hệ định vị tuyệt đối

Động cơ AC Servo vận hành ở chế độ điều khiển vị trí tuyệt đối mang lại độ tin cậy vượt bậc. Bộ mã hóa encoder lưu giữ tọa độ thực tế của từng trục máy. Thiết bị không yêu cầu gắn cảm biến zero phiền toái trên các thanh trượt. Khi cấp điện lại sau sự cố mất điện nguồn, máy lập tức nhận biết vị trí phôi hiện tại. Trục vít me bi kết hợp khớp nối mềm truyền động mượt mà từ trục động cơ đến bàn trượt. Tỉ số truyền được tính toán để tối ưu hóa mô-men xoắn ở dải tốc độ làm việc. Hệ điều khiển servo phản hồi xung liên tục về bộ điều khiển nhằm hiệu chỉnh sai số dịch chuyển tức thì.

3.2. Lập trình điều khiển và giao diện giám sát HMI

Chương trình điều khiển ladder logic được xây dựng trên nền tảng phần mềm GX Works2. Các khối lệnh xử lý chia nhỏ thành từng module: cấp phôi, khoan mồi, taro ren và rút dao. Mỗi bước dịch chuyển đều cài đặt điều kiện khóa chéo liên động nhằm bảo vệ mũi taro. Giao diện GT SoftGOT2000 mô phỏng trực quan toàn bộ hệ thống máy trên máy tính. Người vận hành dễ dàng quan sát các giá trị tọa độ X, Y, Z hiển thị số thực. Màn hình giám sát bố trí các phím chức năng dừng khẩn cấp và nút kiểm tra cưỡng bức ngõ ra. Dữ liệu trạng thái lỗi cơ điện được ghi lại giúp kỹ thuật viên chẩn đoán và khắc phục sự cố nhanh chóng.

IV. Đánh giá máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC tại thực tế

Kết quả thử nghiệm khẳng định máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC hoạt động ổn định và đạt độ chuẩn xác cơ khí cao. Mũi khoan và dao taro M4 thực hiện tạo ren chuẩn trên vật liệu tấm nhôm dày. Tọa độ các bước chuyển động của bàn máy XY duy trì sai số ở mức tối thiểu. Động cơ servo đáp ứng xung điều khiển mượt mà, không gây hiện tượng rung lắc đầu kẹp. Hệ thống nguồn 220VAC và 24VDC cấp dòng phân phối an toàn cho toàn bộ tủ điện. Giao diện giám sát vận hành trơn tru trong suốt các chu trình khoan lặp lại. Mô hình minh chứng tính hiệu quả trong việc ứng dụng PLC công nghiệp vào máy gia công CNC cỡ nhỏ. Thiết bị mở ra tiềm năng ứng dụng trực tiếp tại các phòng thí nghiệm đào tạo kỹ thuật. Các cơ sở gia công cơ khí nhỏ có thể ứng dụng mô hình này để giảm chi phí đầu tư thiết bị ngoại nhập.

4.1. Hiệu năng gia công khoan và taro ren thực nghiệm

Máy hoàn thành các bài kiểm tra thực nghiệm khoan và taro trên phôi nhôm với bước ren M4 đồng đều. Ren tạo ra có biên dạng sắc nét, không xuất hiện hiện tượng biến dạng bước ren hay cháy ren. Động cơ không chổi than duy trì tốc độ quay ổn định khi mũi dao tiếp xúc bề mặt phôi. Thời gian gia công mỗi lỗ taro được rút ngắn đáng kể so với thao tác thủ công truyền thống. Cơ cấu cấp phôi và định vị phôi kẹp chặt giúp hạn chế rung lắc phôi trong chu kỳ cắt gọt. Chất lượng thành phẩm đạt tiêu chuẩn kỹ thuật gia công cơ khí chính xác theo mục tiêu đề ra ban đầu.

4.2. Hướng phát triển và khả năng chuyển giao công nghệ

Mô hình máy mở ra khả năng mở rộng thêm trục thứ tư hoặc trục thứ năm trong tương lai. Nâng cấp hệ thống điều khiển nội suy phức tạp sẽ giúp gia công các bề mặt cong 3D tinh vi hơn. Dự án tạo nền tảng thiết bị đào tạo trực quan cho sinh viên chuyên ngành Cơ điện tử và Tự động hóa tại Trường ĐH SPKT TPHCM. Bên cạnh mục đích học thuật, giải pháp này có tiềm năng thương mại hóa cho các xưởng cơ khí tư nhân. Chi phí chế tạo nội địa thấp hơn nhiều so với thiết bị CNC nhập khẩu nguyên chiếc. Việc làm chủ công nghệ điều khiển PLC giúp các đơn vị sản xuất chủ động bảo trì và nâng cấp dây chuyền.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Gia công taro là phương pháp tạo ren trong lỗ khoan trên các chi tiết kim loại, đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất cơ khí chính xác, công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và thiết bị điện tử. Lịch sử phát triển của thiết bị taro bắt đầu từ đầu thế kỷ 19 với các công cụ thô sơ phụ thuộc hoàn toàn vào sức người. Sang đầu thế kỷ 20, các máy cơ khí sử dụng động cơ quay và bộ truyền bánh răng ra đời nhằm tăng tốc độ ren. Đến giữa thế kỷ 20, động cơ điện cho phép tinh chỉnh dải tốc độ linh hoạt, mở rộng ứng dụng trong các dây chuyền lắp ráp lớn. Cuối thế kỷ 20, sự xuất hiện của công nghệ điều khiển số bằng máy tính (CNC) đã nâng cao độ chính xác và tính linh hoạt trong lập trình tự động.

Trong thực tế sản xuất tại các nhà xưởng hiện nay, các máy taro truyền thống vẫn thường do công nhân trực tiếp thao tác và điều khiển. Hình thức vận hành thủ công này làm gia tăng chi phí nhân công, kéo dài thời gian sản xuất, đồng thời tiềm ẩn nguy cơ sai lệch kích thước ren và gây gãy mũi taro do dao động lực cắt không đồng đều. Để đáp ứng yêu cầu nâng cao năng suất, đảm bảo tính đồng nhất của chi tiết và hạ giá thành sản phẩm, việc nghiên cứu chế tạo các hệ thống máy taro tự động hóa tích hợp bộ điều khiển lập trình (PLC) và động cơ servo trở thành nhu cầu cấp thiết.

Đồ án tốt nghiệp "Constructing a three-axis machine tool with a PLC" (Chế tạo máy công cụ ba trục điều khiển bằng PLC) được thực hiện bởi nhóm tác giả Nguyễn Quang Thuận và Nguyễn Quang Huy, dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Hoàng Lâm tại Khoa Đào tạo Quốc tế, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Mục tiêu cốt lõi của đề tài là đề xuất giải pháp thiết kế, chế tạo và vận hành một mô hình máy công cụ 3 trục có chức năng khoan và taro ren tự động trên bề mặt phẳng, ứng dụng PLC Mitsubishi dòng Q kết hợp mạng truyền thông công nghiệp.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân định thành các nội dung cụ thể:

1. Xác định thông số kỹ thuật ban đầu: Khả năng taro ren kích thước tối đa M4 trên vật liệu phôi gia công là nhôm.
2. Tính toán tốc độ taro và sự đồng bộ giữa tốc độ quay trục chính với tốc độ tịnh tiến của trục Z.
3. Nghiên cứu phương thức liên kết dữ liệu bản vẽ AutoCAD với bộ điều khiển PLC Mitsubishi Q-series.
4. Nghiên cứu và ứng dụng các chuẩn truyền thông công nghiệp CC-Link và chuẩn nối tiếp RS232.
5. Nghiên cứu hệ thống điều khiển định vị tuyệt đối (Absolute positioning system) sử dụng động cơ AC Servo.
6. Xây dựng chương trình điều khiển dạng sơ đồ bậc thang (Ladder Diagram) trên nền tảng PLC Mitsubishi Q-series.
7. Thiết kế giao diện giám sát, thao tác và điều khiển người - máy trên nền phần mềm GT SoftGOT2000.
8. Gia công kết cấu cơ khí, lắp ráp phần cứng và thi công hệ thống tủ điện điều khiển.
9. Tiến hành thử nghiệm thực tế, thu thập dữ liệu đo đạc, đánh giá sai số và rút ra kết luận về mô hình.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống máy công cụ 3 trục định vị bằng động cơ AC Servo, kết hợp cơ cấu trục chính mang đầu khoan/taro dẫn động bởi động cơ một chiều không chổi than (BLDC). Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở quy mô mô hình thực nghiệm trong phòng thí nghiệm; vật liệu gia công khảo sát là nhôm; đường kính taro giới hạn ở mức ren M4. Kế hoạch triển khai đồ án bắt đầu từ ngày 26/08/2024 và hoàn thành nghiệm thu vào ngày 05/01/2025.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình công nghệ

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết điều khiển tự động hóa công nghiệp và nguyên lý gia công cắt gọt kim loại:

• Công nghệ taro ren tự động: Cơ chế hình thành bước ren dựa trên sự phối hợp đồng bộ giữa chuyển động quay của mũi taro và chuyển động tịnh tiến dọc trục của đầu khoan. Quá trình này phân loại theo bước ren tiêu chuẩn gồm ren thô (bước ren $P \ge 0.5\text{ mm}$, bền vững, dễ gia công) và ren mịn ($P < 0.2\text{ mm}$, yêu cầu độ chính xác cao). Chất lượng lỗ ren phụ thuộc vào cơ tính vật liệu phôi, độ chính xác máy, chất lượng dao taro và sự ổn định của vận tốc cắt.
• Hệ thống điều khiển khả trình (PLC): Tập trung vào dòng Mitsubishi Q-Series với kiến trúc đa bộ xử lý (Multi-CPU), cho phép lắp đặt đồng thời tối đa 4 CPU trên cùng một đế rack (bao gồm PLC CPU, Motion CPU, Process Controller và PC CPU) với thời gian quét chương trình đạt mức nano giây. Hệ thống đáp ứng tiêu chuẩn ngôn ngữ lập trình quốc tế IEC 61131-3, trong đó đồ án sử dụng ngôn ngữ sơ đồ bậc thang (Ladder Diagram - LAD).
• Hệ truyền động AC Servo và hộp số điện tử (Electronic Gear): Động cơ AC Servo vận hành theo nguyên lý mạch vòng kín với phản hồi vị trí từ bộ mã hóa xung (Encoder). Văn bản phân tích hai dạng encoder: encoder tương đối (incremental) và encoder tuyệt đối (absolute - lưu giữ vị trí thực ngay cả khi ngắt nguồn điện). Hệ thống điều khiển servo nhận tín hiệu xung theo dạng Open Collector (tần số tối đa 200.000 xung/giây) hoặc Differential (tần số lên đến 4.000.000 xung/giây) để điều chỉnh vị trí, tốc độ và mô-men xoắn. Khái niệm hộp số điện tử được ứng dụng để quy đổi tỉ số truyền xung điều khiển sang dịch chuyển cơ khí chính xác.
• Động cơ một chiều không chổi than (BLDC): Cấu tạo gồm rotor nam châm vĩnh cửu và stator cuốn dây đa pha tạo sức phản điện động hình thang. BLDC được lựa chọn cho cụm trục chính nhờ ưu điểm không phát sinh tia lửa điện, giảm ma sát chổi than, tuổi thọ cao và khả năng duy trì mô-men xoắn ổn định ở dải vận tốc đặt trước.
• Mạng truyền thông công nghiệp CC-Link: Chuẩn mạng trường Fieldbus tốc độ cao đạt 10 Mbps do Mitsubishi Electric phát triển, vận hành theo kiến trúc Master-Slave kết nối tối đa 64 trạm trên khoảng cách cáp truyền tiêu chuẩn 100 mét. Giao thức này cho phép trao đổi đồng thời dữ liệu bit I/O tuần hoàn và các thanh ghi tham số cài đặt giữa CPU và các thiết bị trường.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án kết hợp các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật thực nghiệm:

• Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu: Khảo cứu các công trình nghiên cứu trên thế giới, bao gồm ứng dụng công nghệ phủ PVD, CVD, DLC tại Viện Fraunhofer (Đức) giúp tăng tuổi thọ dao 2-3 lần, và hệ thống IoT giám sát lực cắt thời gian thực của Sandvik Coromant (Thụy Điển).
• Phương pháp tính toán động học và động lực học: Xác định quan hệ vận tốc tiến trục Z và vận tốc quay trục chính dựa trên bước ren chuẩn của mũi taro M4; tính toán tải trọng và mô-men xoắn yêu cầu đối với cơ cấu vít me và gá kẹp.
• Phương pháp thiết kế mô hình hóa: Thiết kế sơ đồ bố trí cơ khí, khung gá trên phần mềm AutoCAD; thiết kế cấu hình phần cứng và sơ đồ nguyên lý mạch điện động lực/điều khiển.
• Phương pháp lập trình và tích hợp hệ thống: Lập trình khối logic điều khiển trên phần mềm GX Works2; cấu hình tham số chuyển động của module phát xung và mạng CC-Link; thiết kế giao diện vận hành trên GT Designer3 (chạy mô phỏng trên nền tảng GT SoftGOT2000).
• Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Tiến hành đo nguội (cold measurement) kiểm tra cách điện, thông mạch hệ thống dây trước khi đóng điện; thực hiện khoan và taro thực nghiệm trên phôi nhôm phẳng để kiểm tra độ chính xác bước ren và tính ổn định cơ khí.

---

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc mô đun hóa, bao gồm 3 trục tịnh tiến vít me (trục X, Y tạo thành bàn dịch chuyển phôi phẳng và trục Z mang cụm đầu khoan di chuyển vuông góc).

Bảng cấu hình thiết bị phần cứng

Khối chức năng	Tên thiết bị / Mã hiệu	Thông số kỹ thuật / Vai trò
Nguồn cấp PLC	Mitsubishi Q61P	Cấp nguồn vận hành nội bộ cho đế rack và các module PLC
Đế cắm (Base Unit)	Mitsubishi Q35B	Đế gá lắp 5 khe cắm module mở rộng
Bộ vi xử lý chính	Mitsubishi Q03UDECPU	CPU xử lý logic tốc độ cao, tích hợp cổng Ethernet
Module định vị phát xung	Mitsubishi QD75MH4	Điều khiển vị trí 4 trục, kết nối cáp quang mạng SSCNET III
Module mạng CC-Link	Mitsubishi QJ61BT11N	Trạm Master quản lý truyền thông mạng CC-Link
Module ngõ ra số	Mitsubishi QY42P	Ngõ ra transistor bảo vệ ngắn mạch, xuất lệnh điều khiển
Bộ điều khiển Servo	Mitsubishi MR-J3W-22B	Bộ điều khiển kép (dual-axis driver) điều khiển trục X và Y
Bộ điều khiển Servo	Mitsubishi MR-J3-10B	Bộ điều khiển đơn (single-axis driver) điều khiển trục Z
Động cơ Servo trục XY	Mitsubishi HF-KP053 / HF-KP13	Động cơ AC Servo quán tính thấp, điều khiển bàn dịch chuyển
Động cơ Servo trục Z	Mitsubishi HF-KP13B	Động cơ tích hợp phanh điện từ (brake) chống rơi tự do trục Z
Cụm dẫn động taro	Động cơ BLDC BLEM46-GFS	Động cơ không chổi than quay trục chính, công suất định mức
Driver điều khiển BLDC	Driver BLED6C-CC	Bộ điều khiển động cơ BLDC tích hợp cổng mạng CC-Link
Cảm biến vị trí / giới hạn	FL2-4A6QS-F / DA-1805NO / Azbil APM-D3A1	Cảm biến tiệm cận quang/từ xác định cữ biên và gốc máy (OPR)
Nguồn điều khiển phụ	Bộ nguồn tổ ong 24VDC	Cung cấp nguồn tín hiệu cảm biến và rơ-le trung gian

Tính toán thông số công nghệ taro

Trong quá trình taro, mối liên hệ giữa vận tốc quay của trục chính $N$ (vòng/phút - RPM), bước ren của mũi taro $P$ (mm) và vận tốc dịch chuyển tịnh tiến của trục Z xuống phôi $F$ (mm/phút) được biểu diễn qua công thức: $$F = N \times P$$

Theo thông số kỹ thuật được xác định:

• Động cơ trục chính BLDC có tốc độ quay định mức $3000\text{ RPM}$, truyền động qua hộp số giảm tốc tỉ số $12:1$. Vận tốc quay thực tế của trục chính đầu taro: $$N = \frac{3000}{12} = 250\text{ RPM}$$
• Với mũi taro ren M4 bước ren tiêu chuẩn $P = 0.7\text{ mm}$ (yêu cầu đường kính lỗ khoan trước là $D = 3.3\text{ mm}$): $$F = 250 \times 0.7 = 175\text{ mm/phút}$$
• Với mũi taro ren M4 bước ren mịn $P = 0.5\text{ mm}$ (đường kính lỗ khoan trước $D = 3.5\text{ mm}$): $$F = 250 \times 0.5 = 125\text{ mm/phút}$$

Yêu cầu kỹ thuật cơ - điện

• Cơ khí: Khung đế định vị chắc chắn, bàn đỡ phôi chuyển động theo hệ trục XY với tốc độ dịch chuyển đạt $4000\text{ mm/phút}$ không bị rung lắc; hai trục vít me XY được căn chỉnh độ vuông góc chính xác để đảm bảo sai số định vị cơ khí trong phạm vi cho phép. Cụm dẫn hướng trục Z lắp thẳng đứng vuông góc với bàn gia công, chịu được mô-men xoắn phát sinh dọc trục tối đa $0.95\text{ N}\cdot\text{m}$. Cơ cấu gá kẹp cụm động cơ khoan/taro trên trục Z phải chịu được mô-men cắt lên đến $6\text{ N}\cdot\text{m}$.
• Điện và điều khiển: Toàn bộ tín hiệu điều khiển tập trung về các cầu đấu domino phân tách rõ ràng giữa điện áp động lực 220VAC và điện áp điều khiển 24VDC. Module QJ61BT11N liên kết trực tiếp với driver BLED6C-CC qua cáp CC-Link专用 để truyền dữ liệu cài đặt tốc độ và chiều quay động cơ BLDC mà không cần đấu nối dây analog rời.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài (Overview of the topic)

Chương mở đầu phân tích bối cảnh phát triển của kỹ thuật gia công taro ren từ các công cụ thủ công thời kỳ đầu đến các trung tâm CNC hiện đại. Tác giả chỉ ra các hạn chế cố hữu của máy taro thủ công như năng suất thấp, độ chính xác không đồng đều, phụ thuộc vào tay nghề thợ và nguy cơ tai nạn lao động. Chương 1 tổng hợp các xu hướng công nghệ toàn cầu trong lĩnh vực gia công ren, bao gồm việc nghiên cứu vật liệu phủ bề mặt dụng cụ cắt (PVD, CVD, kim cương nhân tạo DLC) tại Viện Fraunhofer giúp kéo dài tuổi thọ dao từ 2 đến 3 lần, và ứng dụng IoT của hãng Sandvik Coromant trong việc thu thập dữ liệu nhiệt độ, lực cắt theo thời gian thực để bảo trì dự đoán. Trên cơ sở đó, nhóm tác giả đề xuất mục tiêu, nhiệm vụ, phương pháp nghiên cứu và giới hạn phạm vi mô hình cho đề tài chế tạo máy công cụ 3 trục sử dụng PLC.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết (Theoretical Basis)

Chương 2 trình bày có hệ thống các khối kiến thức lý thuyết làm nền tảng cho việc thiết kế mô hình:

• Phân tích cấu tạo máy taro tự động: động cơ chính, cụm dẫn động khoan, hệ thống kẹp phôi, hệ thống làm mát/bôi trơn, cụm cảm biến bảo vệ và khung máy.
• Trình bày đặc tính ren cơ khí: bảng bước ren tiêu chuẩn, phân biệt ren thô và ren mịn, tương quan giữa đường kính lỗ khoan mồi và bước ren taro.
• Giới thiệu tổng quan cấu trúc phần cứng của PLC, tập trung vào dòng Mitsubishi Q-Series: ưu thế công nghệ Multi-CPU, tốc độ xử lý chu kỳ quét, cấu tạo các module nguồn, module CPU Q03UDECPU, module vào/ra số.
• Phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống truyền động AC Servo: cấu trúc vòng kín, đặc tính động học của động cơ servo nam châm vĩnh cửu, nguyên lý hoạt động của encoder tương đối và encoder tuyệt đối, phương pháp điều khiển vị trí bằng chuỗi xung ngõ ra (Open Collector và Differential Drive), và nguyên lý hộp số điện tử (Electronic Gear).
• Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của động cơ không chổi than BLDC.
• Giao thức mạng công nghiệp CC-Link: cấu trúc khung truyền, phương thức truyền thông Master-Slave và ưu thế trong việc giảm thiểu số lượng cáp kết nối vật lý.
• Tiêu chuẩn ngôn ngữ lập trình PLC theo chuẩn IEC 61131-3, tập trung vào ngôn ngữ Ladder Diagram (LAD).

Chương 3: Tính toán và chế tạo mô hình (Calculation and model construction)

Chương 3 tập trung vào công tác tính toán kỹ thuật và quy trình hiện thực hóa mô hình phần cứng:

• Thực hiện tính toán tốc độ dịch chuyển của trục Z khi taro: từ thông số tốc độ định mức của động cơ BLDC ($3000\text{ RPM}$) qua hộp số giảm tốc $12:1$ xuống còn $250\text{ RPM}$, kết hợp với các bước ren M4 tiêu chuẩn ($P = 0.7\text{ mm}$ và $P = 0.5\text{ mm}$) để suy ra tốc độ tịnh tiến tương ứng là $175\text{ mm/phút}$ và $125\text{ mm/phút}$.
• Đưa ra các chỉ tiêu kỹ thuật cơ khí: tốc độ chuyển động bàn XY đạt $4000\text{ mm/phút}$, mô-men xoắn chịu tải dọc trục Z đạt $0.95\text{ N}\cdot\text{m}$, mô-men gá kẹp cụm khoan taro đạt $6\text{ N}\cdot\text{m}$.
• Lựa chọn danh mục thiết bị điện và lập bảng thông số kỹ thuật chi tiết: nguồn Q61P, đế Q35B, CPU Q03UDECPU, module phát xung QD75MH4, module CC-Link QJ61BT11N, module xuất QY42P, driver servo MR-J3W-22B, MR-J3-10B, động cơ servo HF-KP053, HF-KP13, HF-KP13B (có phanh), động cơ BLDC BLEM46-GFS cùng driver BLED6C-CC, và hệ thống cảm biến quang/tiệm cận (FL2-4A6QS-F, DA-1805NO, Azbil APM-D3A1).
• Thiết kế bản vẽ bố trí không gian trên phần mềm AutoCAD; xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển; bố trí hàng kẹp domino kết nối.
• Quy trình lắp ráp cơ khí: gia công khoan lỗ bệ đỡ, cố định trục Z và cụm BLDC, ghép nối động cơ servo với trục vít me thông qua khớp nối mềm, định vị cụm trục XY, lắp bàn gá phôi, gá lắp tủ điện và thiết bị đóng cắt.
• Thực hiện kiểm tra an toàn điện bằng phương pháp đo nguội trước khi đấu nguồn 220VAC.

Chương 4: Thuật toán và chương trình điều khiển (Algorithm and control program)

Chương 4 diễn giải quy trình xây dựng phần mềm điều khiển và cấu hình tham số hệ thống:

• Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể phân định hai chế độ vận hành: Chế độ bằng tay (Manual Mode) cho phép phát xung chạy Jog từng trục, kiểm tra tín hiệu cảm biến và định vị cưỡng bức; Chế độ tự động (Automatic Mode) thực hiện chu trình taro khép kín từ việc lấy gốc máy (OPR), di chuyển tọa độ điểm khoan, hạ trục Z quay taro theo vận tốc tính toán, đảo chiều động cơ rút dao và dịch chuyển sang tọa độ kế tiếp.
• Cấu hình phần cứng trên phần mềm GX Works2: thiết lập các thông số cơ bản cho module định vị QD75MH4 (giới hạn phần mềm, gia tốc, giảm tốc, phương pháp về gốc OPR) cho từng trục X, Y, Z.
• Cấu hình mạng truyền thông CC-Link trên module QJ61BT11N để truyền thông dữ liệu với driver động cơ BLDC BLED6C-CC, bao gồm ghi dữ liệu cài đặt vận tốc và kích hoạt tín hiệu quay thuận/nghịch.
• Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển người - máy thông qua bộ phần mềm GT Designer3/GT SoftGOT2000: thiết lập màn hình chính, màn hình điều khiển chế độ Manual, màn hình tự động hiển thị tọa độ thời gian thực, bảng trạng thái I/O và nút dừng khẩn cấp.

Chương 5: Kết quả - Nhận xét - Đánh giá (Results - Comments - Evaluation)

Chương 5 trình bày các kết quả thực nghiệm thu được sau khi lắp ráp và chạy thử mô hình:

• Mô hình máy 3 trục hoàn chỉnh về cơ cấu cơ khí, tủ điện được đấu nối gọn gàng, hệ thống dây tín hiệu đi qua máng cách điện an toàn.
• Giao diện vận hành SoftGOT2000 kết nối ổn định với PLC Q-series, phản hồi tức thời trạng thái vị trí các trục và tín hiệu từ các cảm biến giới hạn.
• Tiến hành thực nghiệm chu trình khoan và taro ren M4 trên phôi nhôm: máy thực hiện trơn tru chu trình định vị bàn phôi XY, hạ trục Z đồng tốc với tốc độ quay trục chính $250\text{ RPM}$, taro ren đạt yêu cầu kỹ thuật mà không xảy ra hiện tượng kẹt dao hay gãy mũi taro.
• Đưa ra các nhận xét so sánh giữa các thông số tính toán lý thuyết và vận hành thực tế của các động cơ servo và động cơ BLDC.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển (Conclusion and Development Directions)

Chương tổng kết toàn bộ nội dung đồ án, khẳng định việc hoàn thành các mục tiêu đặt ra từ đầu kỳ: thiết kế cơ khí hoàn chỉnh, đấu nối tủ điện đạt yêu cầu an toàn, lập trình làm chủ dòng PLC Mitsubishi Q-series cao cấp và ứng dụng thành công mạng truyền thông CC-Link. Bên cạnh các kết quả đạt được, chương này thẳng thắn nêu ra các điểm hạn chế về công suất phần cứng mô hình và đề ra các hướng mở rộng kỹ thuật cho các giai đoạn nghiên cứu tiếp theo.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Chế tạo hoàn chỉnh mô hình thực nghiệm: Xây dựng thành công kết cấu cơ khí máy công cụ 3 trục với bàn gá phôi chuyển động theo hai trục vít me XY (vận tốc di chuyển định mức $4000\text{ mm/phút}$) và trục Z dẫn động cụm đầu taro chịu mô-men xoắn dọc trục $0.95\text{ N}\cdot\text{m}$.
• Tích hợp hệ thống điều khiển công nghiệp đồng bộ: Làm chủ cấu hình phần cứng PLC Mitsubishi Q-Series (CPU Q03UDECPU, rack Q35B, nguồn Q61P, module xuất QY42P); điều khiển vị trí 3 trục servo qua module phát xung chuyên dụng QD75MH4 phối hợp với driver MR-J3W-22B và MR-J3-10B.
• Hiện thực hóa công nghệ truyền thông mạng: Ứng dụng thành công module truyền thông CC-Link QJ61BT11N để giám sát và điều khiển tốc độ, chiều quay của động cơ trục chính BLDC BLEM46-GFS thông qua driver BLED6C-CC bằng đường cáp truyền thông duy nhất, loại bỏ hoàn toàn các mạch điều khiển analog phức tạp.
• Chuẩn hóa thông số công nghệ taro ren M4: Xác lập thực nghiệm mối tương quan giữa tốc độ quay trục chính đã qua hộp số giảm tốc $12:1$ ($N = 250\text{ RPM}$) với tốc độ ăn dao trục Z ($F = 175\text{ mm/phút}$ cho bước ren $P = 0.7\text{ mm}$ và $F = 125\text{ mm/phút}$ cho bước ren $P = 0.5\text{ mm}$), gia công thành công lỗ ren M4 trên vật liệu nhôm đạt độ chính xác biên dạng ren.
• Xây dựng phần mềm giám sát HMI: Thiết kế hệ thống màn hình điều khiển trên nền tảng GT SoftGOT2000, cung cấp đầy đủ các chế độ vận hành Manual (jog từng trục, về gốc OPR) và Automatic (gia công tự động theo tọa độ cài đặt).

Đóng góp kỹ thuật

So với các đồ án mô hình điều khiển vị trí thông thường sử dụng các dòng PLC cỡ nhỏ (như Mitsubishi FX Series) điều khiển xung rời rạc, đồ án này đóng góp giải pháp tích hợp toàn diện trên nền tảng PLC dạng module Q-Series cao cấp của Mitsubishi. Công trình cung cấp tài liệu chi tiết về phương pháp tính toán đồng bộ vận tốc trục Z theo bước ren cắt taro cơ khí nhằm triệt tiêu lực kéo/nén gây gãy mũi taro, đồng thời cung cấp sơ đồ kết nối truyền thông CC-Link thực tế giữa PLC và driver động cơ không chổi than BLDC.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

1. Phạm vi mô hình thử nghiệm: Đề tài được triển khai và đánh giá ở cấp độ mô hình phòng thí nghiệm (model level), do đó các kết quả khảo nghiệm độ bền, độ rung động chỉ có giá trị kiểm chứng trong các điều kiện làm việc giới hạn, chưa phản ánh đầy đủ tác động của môi trường sản xuất công nghiệp liên tục.
2. Kinh nghiệm thực tiễn: Nhóm sinh viên thực hiện chủ yếu tiếp cận thông tin kỹ thuật qua giáo trình, tài liệu chuyên hãng và sự hướng dẫn của giảng viên phụ trách, chưa có điều kiện cọ xát trực tiếp với các dây chuyền gia công taro tự động quy mô lớn trong nhà máy công nghiệp thực tế.
3. Giới hạn công suất và vật liệu gia công: Kết cấu khung bệ và công suất của các động cơ (cả động cơ servo dẫn động trục và động cơ BLDC trục chính) được lựa chọn ở mức công suất nhỏ. Do đó, mô hình chỉ gia công được ren kích thước nhỏ (tối đa M4) trên nền vật liệu mềm là nhôm; chưa thể mở rộng gia công trên các loại vật liệu có độ cứng cao như thép hợp kim, inox hoặc các kích thước ren lớn hơn.

Hướng phát triển

1. Nâng cấp công suất cơ khí và động lực: Thiết kế gia cố khung máy vững chắc bằng thép đúc, trang bị động cơ trục chính và động cơ servo công suất lớn hơn nhằm mở rộng dải gia công cho các kích thước ren M6, M8, M10 trên các vật liệu cơ khí phổ biến như thép carbon và gang.
2. Bổ sung hệ thống phụ trợ: Lắp đặt hệ thống làm mát và bôi trơn cưỡng bức bằng dung dịch tưới nguội (Cooling and lubrication system) nhằm giảm ma sát, tản nhiệt cho mũi taro, tăng độ bóng bề mặt ren và kéo dài tuổi thọ dao cụ.
3. Tích hợp cơ cấu thay dao tự động (ATC): Nghiên cứu bổ sung cụm đài dao tự động cho phép máy tự chuyển đổi giữa chu trình khoan mồi (khoan lỗ đường kính 3.3 mm hoặc 3.5 mm) và chu trình taro ren M4 mà không cần can thiệp gá lắp thủ công.
4. Ứng dụng cảm biến đo lực cắt (Force Sensor / IoT): Tích hợp mạch cảm biến dòng điện hoặc cảm biến mô-men xoắn để giám sát lực cản khi taro trong thời gian thực, tự động đảo chiều rút dao khi quá tải để bảo vệ chống gãy mũi taro theo xu hướng công nghệ của Sandvik Coromant.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án là nguồn tư liệu học thuật và kỹ thuật thực hành có giá trị ứng dụng cao cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện - Điện tử, Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chi tiết cho các đồ án chuyên ngành, đồ án tốt nghiệp liên quan đến thiết kế máy công cụ nhiều trục, máy CNC mini, và các hệ thống điều khiển vị trí chuyển động (Motion Control).
• Kỹ sư và kỹ thuật viên tích hợp hệ thống: Cung cấp tài liệu tra cứu thực tế về cấu hình module định vị phát xung QD75MH4, phương pháp thiết lập mạng truyền thông trường CC-Link với driver BLED6C-CC, cũng như cách thức phân bổ dây tín hiệu qua hàng kẹp domino trong thiết kế tủ điện điều khiển công nghiệp.
• Nội dung tham khảo trọng tâm: Chương 3 (công thức tính toán đồng tốc chuyển động taro $F = N \times P$, bảng thông số lựa chọn thiết bị chi tiết và sơ đồ mạch đấu nối) cùng với Chương 4 (cấu hình tham số OPR, tham số trục và giao diện HMI GT SoftGOT2000).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao trục Z trong mô hình bắt buộc phải sử dụng động cơ servo mã hiệu HF-KP13B thay vì mã HF-KP13 như các trục khác?
Ký tự "B" trong mã hiệu động cơ servo Mitsubishi HF-KP13B biểu thị động cơ có tích hợp cơ cấu phanh điện từ (electromagnetic brake). Do trục Z được lắp đặt theo phương thẳng đứng mang theo toàn bộ cụm đầu khoan và động cơ BLDC, phanh điện từ giữ vai trò khóa cứng trục khi hệ thống bị ngắt nguồn điện hoặc mất điện đột ngột, ngăn chặn cụm đầu taro rơi tự do theo trọng lực gây va đập, hỏng hóc dụng cụ cắt và phôi gia công.

2. Tốc độ tịnh tiến đi xuống (feed rate) của trục Z khi taro ren M4 bước $P = 0.7\text{ mm}$ được tính toán dựa trên cơ sở nào?
Tốc độ này được tính toán đồng bộ theo công thức $F = N \times P$. Trong đó, động cơ trục chính BLDC có tốc độ quay $3000\text{ RPM}$, qua hộp số giảm tốc tỉ số $12:1$ tạo ra tốc độ quay trục chính thực tế là $N = 250\text{ RPM}$. Với bước ren của mũi taro M4 là $P = 0.7\text{ mm}$, tốc độ ăn dao tịnh tiến của trục Z được thiết lập chính xác là $F = 250 \times 0.7 = 175\text{ mm/phút}$ để đảm bảo bước ren tạo ra chuẩn xác và không gây biến dạng hoặc gãy dao.

3. Module nào trong hệ thống PLC Mitsubishi dòng Q đảm nhiệm việc giao tiếp và điều khiển động cơ không chổi than BLDC?
Module đảm nhiệm chức năng này là module truyền thông mạng CC-Link mã hiệu QJ61BT11N (đóng vai trò trạm Master). Module này liên kết trực tiếp với driver điều khiển động cơ BLDC (mã hiệu BLED6C-CC) qua cáp truyền thông mạng CC-Link chuẩn, cho phép CPU gửi lệnh ghi dữ liệu vận tốc và điều khiển trạng thái chạy thuận/nghịch mà không cần sử dụng các kênh xuất tín hiệu analog thông thường.

4. Vì sao hệ thống thực nghiệm chưa thể thực hiện taro ren có kích thước lớn hơn M4 hoặc gia công trên vật liệu thép hợp kim cứng?
Do giới hạn công suất phần cứng của mô hình: cơ cấu khung gá kẹp cụm trục chính chỉ chịu được mô-men xoắn gia công tối đa là $6\text{ N}\cdot\text{m}$, và động cơ trục Z chịu tải dọc trục định mức ở mức $0.95\text{ N}\cdot\text{m}$. Khi gia công các loại ren lớn hơn hoặc gia công trên vật liệu cứng như thép, lực cắt và mô-men cản phát sinh sẽ vượt quá giới hạn chịu tải này, dẫn đến hiện tượng trượt bước, quá tải driver hoặc biến dạng cơ cấu gá kẹp.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Constructing a three-axis machine tool with a PLC" đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu thiết kế, tính toán và chế tạo mô hình máy công cụ 3 trục phục vụ công tác khoan và taro ren tự động kích thước M4 trên vật liệu nhôm. Công trình thể hiện tính khoa học và thực tiễn thông qua việc tính toán đồng bộ động học giữa vận tốc trục Z và tốc độ trục chính, tích hợp thành công nền tảng phần cứng PLC Mitsubishi Q-series với mạng truyền thông trường CC-Link và hệ thống AC Servo điều khiển vị trí vòng kín. Mô hình vận hành ổn định qua giao diện điều khiển HMI SoftGOT2000, tạo tiền đề kỹ thuật vững chắc cho việc tiếp tục nâng cấp công suất cơ khí, bổ sung hệ thống thay dao tự động và phát triển các tính năng giám sát thông minh trong các nghiên cứu công nghiệp tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION THESIS MAJOR: ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING TECHNOLOGY CONSTRUCTING A THREE-AXIS MACHINE TOOL WITH A PLC INSTRUCTOR: LE HOANG LAM STUDENT: NGUYEN QUANG THUAN NGUYEN QUANG HUY Ho Chi Minh city, January 2025 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION ---  --- GRADUATION PROJECT CONSTRUCTING A THREE-AXIS MACHINE TOOL WITH A PLC SUPERVISOR: LE HOANG LAM STUDENT’S NAME: NGUYEN QUANG THUAN 20142269 NGUYEN QUANG HUY 19142072 MAJOR: ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness Ho Chi Minh City, January , 2025 Graduation project tasks Student's full name 1: Nguyen Quang Thuan ID:20142269 Student's full name 2: Nguyen Quang Huy ID:19142072 Major: Electrical and electronics engineering Training system: Regular university I. PROJECT TITLE : Constructing a three-axis machine tool with a PLC II. TASKS ARE ASSIGNED : 1. Initial figures: - The maximum tap size the machine can handle: M4.

- The drilling material is aluminum. Implementation content: - Calculate the tapping speed. - Connect the AutoCAD drawings with the Mitsubishi Q-series PLC. - Explore communication standards such as CC-LINK and RS232.

- Research the absolute positioning system. - Study how to control an AC Servo motor operating in absolute position control mode. - Write a ladder logic program to control the Mitsubishi Q-series PLC. - Design a monitoring and control interface using the HMI SoftGot 2000.

Construct the model and perform the electrical wiring. - Conduct multiple test runs, record results, and provide observations, evaluations, and conclusions about the model. DATE OF ASSIGNING TASK: 08/2024 IV. DATE OF COMPLETING TASK: 05/01/2025 V.

FULL NAME OF SUPERVISOR: MSc. LE HOANG LAM CHAIR OF THE PROGRAM SUPERVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) ii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness Ho Chi Minh City, January , 2025 Graduation project implementaton schedule Student's full name 1: Nguyen Quang Thuan ID:20142269 Student's full name 2: Nguyen Quang Huy ID:19142072 Major: Electrical and electronics engineering Training system: Regular university Project title:Constructing a three-axis machine tool with a PLC Teacher Week/day Content confirmation Overview of the topic (Problem statement, objectives of the topic, research content, scope of 26/08/2024 the topic, and evaluation tools). Research on (2 weeks) design software such as AutoCAD and related control software like GX Works2, GT SoftGOT2000, etc. 09/09/2024 Research on CC-Link Communication for PLC (1 week) and Brushless Motor Interfacing 16/09/2024 Research on Servo position control in absolute (2 weeks) system Calculate the drilling mechanism and screw 30/09/2024 pitch.

Write a test program for the servo motor (2 weeks) and brushless motor. 07/10/2024 Select appropriate mechanical devices. 21/10/2024 Design the electrical wiring diagram. Construct (2 weeks) the electrical system.

iii 04/11/2024 Design the control interface on the HMI (1 week) SoftGOT 2000. 11/11/2024 Write a complete control program for the model. (3 weeks) 02/12/2024 Research on Data Transfer from AutoCAD to (1 week) Mitsubishi QCPU 09/12/2024 Running Tests, Recording Results, Debugging, (2 weeks) and Optimizing Control Algorithms 23/12/2024 Complete the Reports in the Thesis (2 weeks) SUPERVISOR (Sign with full name) iv THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness Ho Chi Minh City, January , 2025 Supervisor's Evaluation Form Student's full name 1: Nguyen Quang Thuan ID:20142269 Student's full name 2: Nguyen Quang Huy ID:19142072 Major: Electrical and electronics engineering Training system: Regular university Project title: Constructing a three-axis machine tool with a PLC Supervisor: Le Hoang Lam EVALUTION: 1. Content of the project:.

Approval for oral defense? (Approved or denied) .… Ho Chi Minh City, January, 2025 SUPERVISOR (Sign with full name) vi THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness Ho Chi Minh City, January , 2025 Pre-defense evaluation sheet Student's full name 1: Nguyen Quang Thuan ID:20142269 Student's full name 2: Nguyen Quang Huy ID:19142072 Major: Electrical and electronics engineering Training system: Regular university Project title: Constructing a three-axis machine tool with a PLC Name of Examiner: EVALUATION: 1. Content and workload of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied) .