BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO "TRƯỞNG ĐẠI HỌC BACH KHOA LIA NOL pO MANH TU NGHIEN CUU XAY DUNG HE DIEU KHIEN CNC AP DUNG CHO MAY EP VIEN GOM AP DIEN TU BOT THACH ANH Chuyên ngành: CƠ ĐIỆN TỪ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT 'NGƯỜI HƯỚNG DẦN KHOA HỌC PGS-TS. HOANG VINH SINH Hà Nôi05 2018 VIEN SDH-DHBKHN LOI CAM DOAN Téi tn la: BO MANH TU Học viên lớp: CH2016A. Mã số học viên: CA160426 Dưới sự hướng dẫn của PGS. Hoàng Vĩnh Sinh, tôi nhân nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiến CNC áp dụng cho máy ép viên gốm áp điện từ bột thạch anh.” Tôi xin cam đoan, luận văn nảy là quá trình nghiên cứu của bản thân.
Nếu có sai sót gi tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. VIÊN SĐH-ĐHBKHN MỤC LỰC LOI CAM DOAN. - „2 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮeventTAT. ed DANH MUC CAC HINH VE, DO THI 6 MG BAU 9 1.
Ly do chon dé tai 9 2. Mục đích, đổi tượng và phạm vỉ nghiên cửu của để tải. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề lài. 2222 <2 «+ TÔ * 'Ý nghĩa khoa học của để tải.ooi5cocscscseeerrrrerrrrrerereer TỜ * Ý nghĩa thực tiến cúa để tải.
TÔNG QUAN MÁY ÉP SONG DỘNG GỐM ÁP DIỆN.1 Giới thiện về viên gồm áp điện và tính chất. 11 LLL Nguồn gốc và ứng đựng của gốm áp điện.2 Quy bình sản xuất gốm áp điện sử dụng công nghệ 13 1.3 Sơ đồ động học, kết cầu và chức năng ruấy ép.1 Sơ đổ động học 132 Kếtcâumáyép - 15 1.4 Cáo chức năng của máy ép 17 CHƯƠNG 2. THIẾT KẺ HỆ THÔNG ĐIỂU KIIỂN.1 Giới thiện về card điều khiến AIDT-B960. 19 211 Câu trúc phẩn cứng - 18 2.
Mô tả các chức năng của card điều khiển.3 Các hàm chức năng 3.2 Sơ đồ nguyên ly hệ thông điểu khiễn.3 Sơ đồ khối các chức năng điều khiến chỉnh.1 Sơ đỗ thuật toán điều khiển cấp bột.2 Sơ dd thudl loàn quả trình ép sơng động. ce ll 233 Sơ đồ tại toán điều khién rung. _--43 VIÊN SĐH-ĐHBKHN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ Hình 1-1 Minh họa tính chất vật liệu áp điện. Hình 1-2 Gốm áp điện cần phải phân cực đề thể hiện hiệu ứng áp điện.
12 Hình 1-3 Sơ đô khối quy trình sản xuất gồm áp điện. Hình 1-4 Sơ đỗ động học máy ép thạch anh. Tình 1-5 Kết cầu máy ép (phía trước) Hình 1-6 Kết cấu máy ép (phía sau) Hình 2-1 So dé kết nổi phần cứng của bỏ điều khiển chuyễn động. Hình 2-4 Sơ đồ kết nổi xung điều khién.
Hình 2-5 Sơ đồ kết nỗi với Động cơ bước.27 -Hình 2-6 Sơ đồ kết nỗi với động cơ servo.28) Hình 2-7 Sơ đồ kết nỗi encoder' dạng Qpen-colleet.28 Hình 2-8 So do két noi encoder dang Vi sai (Differential ouput). coarse SO Hình 2-9 Sơ đồ kết nói tin hiệu đầu vào Hình 2-10 Sơ đồ mô tả kết nổi đầu vào Hình2-11 Sơ đỗ mô tả kết nỗi đầu ra.3f Hình 2-12 Biễu đồ xung từng trục. 32) Hình 2-13 Sơ đồ nguyên lị hoạt động của máy ép.38 Hinh 2-14 So’ dé thudt toản đồ bột. 39 Hình 2-15 Sơ đồ thuật toán ép song động.
Hình 2-16 Sơ đồ thuật toán điều khiển rung.i- s55 cu 4 Hình 2-17 Sơ đồ thuật toán gắp và phân loại sản phẩm. 45 Hình 2-15 Sơ đồ thuật toản thực hiện quay mâm. 47 Hình 3-1 Bồ cục giao điện sơ bộ. Hình 3-2 Các mô-đưn chỉnh của máy ép ÓP 12.
Hình 3-3 Hệ thông phân phổi bột.ỐfD Hình 3-4 Biểu đồ phụ thuộc số vòng đỗ bột và khổi lượng theo từng tốc độ. 63 VIÊN SĐH-ĐHBKHN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ Hình 1-1 Minh họa tính chất vật liệu áp điện. Hình 1-2 Gốm áp điện cần phải phân cực đề thể hiện hiệu ứng áp điện. 12 Hình 1-3 Sơ đô khối quy trình sản xuất gồm áp điện.
Hình 1-4 Sơ đỗ động học máy ép thạch anh. Tình 1-5 Kết cầu máy ép (phía trước) Hình 1-6 Kết cấu máy ép (phía sau) Hình 2-1 So dé kết nổi phần cứng của bỏ điều khiển chuyễn động. Hình 2-4 Sơ đồ kết nổi xung điều khién. Hình 2-5 Sơ đồ kết nỗi với Động cơ bước.27 -Hình 2-6 Sơ đồ kết nỗi với động cơ servo.28) Hình 2-7 Sơ đồ kết nỗi encoder' dạng Qpen-colleet.28 Hình 2-8 So do két noi encoder dang Vi sai (Differential ouput).
coarse SO Hình 2-9 Sơ đồ kết nói tin hiệu đầu vào Hình 2-10 Sơ đồ mô tả kết nổi đầu vào Hình2-11 Sơ đỗ mô tả kết nỗi đầu ra.3f Hình 2-12 Biễu đồ xung từng trục. 32) Hình 2-13 Sơ đồ nguyên lị hoạt động của máy ép.38 Hinh 2-14 So’ dé thudt toản đồ bột. 39 Hình 2-15 Sơ đồ thuật toán ép song động. Hình 2-16 Sơ đồ thuật toán điều khiển rung.i- s55 cu 4 Hình 2-17 Sơ đồ thuật toán gắp và phân loại sản phẩm.
45 Hình 2-15 Sơ đồ thuật toản thực hiện quay mâm. 47 Hình 3-1 Bồ cục giao điện sơ bộ. Hình 3-2 Các mô-đưn chỉnh của máy ép ÓP 12. Hình 3-3 Hệ thông phân phổi bột.ỐfD Hình 3-4 Biểu đồ phụ thuộc số vòng đỗ bột và khổi lượng theo từng tốc độ.
63 VIÊN SĐH-ĐHRKHN -Hình 3-5 Hiểu đỗ khối lượng bật mỗi vòng quay theo tắc độ. “ Hinh 3-6 So d@ thudt toán tính tham sổ đồ bột 65 Tĩnh 4-1 Giao điện chạy chương trình QP 12 - 70 Hình 4-3 Giaa giảm sải hệ thông. Tả 7z Hình 4-8: Giao điện các tham sổ. - 7 Hình 4-4 KẾI quả sẵn xui VIÊN SĐH-ĐHBKHN 2.
Sơ đồ thuật toán gắp sản phẩm.5 Sơ đồ thuật toán thực hiện quay mẫm.4 Sơ đỗ điện hệ thông máy ép. THIẾT KÊ PHÂN MÊM ĐiêuKHIÊN 3.1 Thiết kế giao điện 3.1 Các mồ-đun chỉnh 3.3 Hệ thông phân phối bột và lỗi ưu qua trình để bột 3.4 Hệ thông lấy sản phim ding robot seara. HUONG DAN SU DUNG.1 Mô tá các chức nẵng giao điện.2 Cáo cầu lệnh của hệ thống.3 Các kết quả sán xuất và đo kiểm snghẩm. KÉT LUẬN VẢ HƯỚNG NGHIÊN GỬU TIẾP THSO Kế uận Hướng nghiền cứu tiếp theo, DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.
VIÊN SĐH-ĐHBKHN MO DAU 1. Lý đo chọn để tài “Nghiên cửu xây dựng hệ điều khiến CNC áp dụng cho máy ép viên gồm áp điện từ bột thạch anh.” “Trong cuộc cách mạng khoa học công nghệ hiện nay, ngành Khoa học Vật liệu nói chung và Vật liệu Điện tử nói riêng đóng một vai trò quan trọng. Trong quả trinh. phát triển của mình, ngành Vật liêu Điện tử đã đóng góp rất lớn cho sự phát triển chung trên thé giới, tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, cỏ nhiều ứng dụng, đặc biệt là chế tạo ra những vật liêu cho các ngành kỹ thuật mũi nhọn như điện tử, hàng không, du hành vũ trụ, năng lượng nguyên tử.
Trong những năm gần đây, đã cỏ nhiều công trình nghiên cứu công bổ các tinh chat vật lý mới hết sức lý thủ của các hệ vật liệu khác nhau. mở ra những triển vọng ứng dụng to lớn của các hiệu ứng điện ~ tử - quang, trong sô đó cỏ vật liệu áp điện. Củng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật các sản phẩm gồm áp điện ngày cảng trở nên phong phú, đa dạng và đang được sử dụng trong lĩnh vực kinh tế, khoa học kỹ thuật, quân sự. Hiện nay, quy trình công nghệ sản xuất viên gồm áp điện trong nước chủ yêu là thủ công, đơn cử như các bước ép bột thạch anh, từ khâu xác định chính xác lượng, bột, đỗ bột vào khuôn.
ép bằng máy ép thủy lực, lây sản phẩm ra, và kiểm tra sản phẩm. Vì vậy mả năng suất không cao, phụ thuộc vào sức người. Hơn thế nữa, hạt bụi thạch anh (nguyên liệu làm ra viên gồm áp điện) gây tác động xâu đền sức khỏe con người khi tiếp xúc hoặc hít phải Như vậy nhu cầu thực tế đặt ra là làm sao dé tự động hóa quá trình sản xuất viên gồm áp điện Xuất phát từ nh cầu thực tế đó, dé tai được lựa chọn đề có thể xây dựng một hệ thông điều khiển CNC ứng dụng cho máy ép viên gồm áp điện tử bột thạch anh. Mục đích, đổi tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tải.
Mục đích của dé tai là xây dựng được một bộ điều khiển CNC ứng dụng điều khiển máy ép thạch anh để tạo ra được viên gồm áp điện cỏ các thông só đạt yêu cầu về hình thức, và đồng đều vẻ chất lượng. VIEN SDH-DHBKHN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TÁT Các chữ viết tắt Kỹ hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt BLDC Brushless DC Dong co mot chiên không chối than CAM | Computer-Aided Manufacturing | Gia cong co sw tro gitip ctia may tinh CAD Computer Aided Design — [Thiếtkế dudi sw tro giup ctia may tinh CNC Computer Numerical Control May dieu khiển số CPU Central Processing Unit Bộ xử li trung tâm. DOF Degree Of Freedom Bac tu do FIFO First-In First-Out Vao trước ra trước PVD Physical Vapor Deposition Sự kết tủa hơi vật lý PZT Lead zirconate titanate Vat liéu chi titanat VIÊN SĐH-ĐHBKHN MO DAU 1. Lý đo chọn để tài “Nghiên cửu xây dựng hệ điều khiến CNC áp dụng cho máy ép viên gồm áp điện từ bột thạch anh.” “Trong cuộc cách mạng khoa học công nghệ hiện nay, ngành Khoa học Vật liệu nói chung và Vật liệu Điện tử nói riêng đóng một vai trò quan trọng.
Trong quả trinh. phát triển của mình, ngành Vật liêu Điện tử đã đóng góp rất lớn cho sự phát triển chung trên thé giới, tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, cỏ nhiều ứng dụng, đặc biệt là chế tạo ra những vật liêu cho các ngành kỹ thuật mũi nhọn như điện tử, hàng không, du hành vũ trụ, năng lượng nguyên tử. Trong những năm gần đây, đã cỏ nhiều công trình nghiên cứu công bổ các tinh chat vật lý mới hết sức lý thủ của các hệ vật liệu khác nhau. mở ra những triển vọng ứng dụng to lớn của các hiệu ứng điện ~ tử - quang, trong sô đó cỏ vật liệu áp điện.
Củng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật các sản phẩm gồm áp điện ngày cảng trở nên phong phú, đa dạng và đang được sử dụng trong lĩnh vực kinh tế, khoa học kỹ thuật, quân sự. Hiện nay, quy trình công nghệ sản xuất viên gồm áp điện trong nước chủ yêu là thủ công, đơn cử như các bước ép bột thạch anh, từ khâu xác định chính xác lượng, bột, đỗ bột vào khuôn. ép bằng máy ép thủy lực, lây sản phẩm ra, và kiểm tra sản phẩm. Vì vậy mả năng suất không cao, phụ thuộc vào sức người.