›

Đồ án Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia laser

pdf 51 trang thiennha21 14/04/2022 5110
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia laser", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_va_che_tao_may_cnc_dung_tia_laser.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia laser

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ —&– ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CNC DÙNG TIA LASER GVHD : ThS. Phạm Chí Hiếu SVTH : Nguyễn Minh Dức Nguyễn Hoàng Dũng Trình độ đào tạo: Đại Học Chính Qui Ngành đào tạo : Công Nghệ Kỹ Thuật Điện-Điện Tử Chuyên ngành : Tự Động Hóa MSSV : 15031989 13030682 Niên khóa : 2015-2019 BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2019
  2. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Đ ộc lập - Tự do - Hạnh phúc o0o PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 1533/QĐ-ĐHBRVT ngày 23/05/2019 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Đức MSSV: 15031989 Ngày, tháng, năm sinh: 15/06/1997 Nơi sinh: Vũng Tàu Chuyên Ngành: Tự động hóa Email: tailieuhoctap646972@gmail.com Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Dũng MSSV: 13030682 Ngày, tháng, năm sinh: 24/06/1996 Nơi sinh: Vũng Tàu Chuyên Ngành: Tự động hóa Email: dungnh01@student.bvu.edu.vn Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử 1. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia Lazer 2. Giảng viên hướng dẫn: Ths. Phạm Chí Hiếu 3. Ngày giao đề tài: 01/03/2019 4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 15/06/2019 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 15 tháng 06 năm 2019 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Phạm Chí Hiếu Nguyễn Minh Đức Nguyễn Hoàng Dũng SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  3. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học này tổng quát lại kết quả quá trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, hình ảnh, thông tin trong đề tài đều trung thực, do tôi tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu. Đề tài này không sao chép các đề tài đã có từ trước. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đề tài của mình. Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). Vũng Tàu, ngày 15 tháng 06 năm 2019 Người cam đoan Nguyễn Minh Đức Nguyễn Hoàng Dũng SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  4. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 2. Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, ) 3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (Điểm ghi bằng số và chữ). Ngày 20 tháng 06 năm 2019 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) Phạm Chí Hiếu SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  5. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng năm 2019 Cán bộ chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  6. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT LỜI CẢM ƠN Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin cảm ơn quí thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường. Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Chí Hiếu, người trực tiếp hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này. Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ thông tin để hoàn thiện đề tài. Vũng tàu, ngày tháng . . năm 2019 Sinh viên thực hiện chính (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Minh Đức Nguyễn Hoàng Dũng SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  7. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT MỤC LỤC Đề mục Trang NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 01 1.1. Đặt vấn đề 01 1.2. Mục tiêu của đề tài. 01 1.3. Tính tối ưu của đề tài 01 CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 02 2.1. Giới thiệu máy CNC . 02 2.1.1. Khái niệm máy CNC 02 2.1.2. Trục máy CNC 02 2.1.3. Hệ thống điều khiển máy CNC . 02 2.1.3.1. Tổng quát 02 2.1.3.2. Chọn động cơ cho cơ cấu dẫn động các trục 03 2.1.4. Phần cứng máy CNC . 03 2.1.5. Phần mềm máy CNC 04 2.1.6. Nguyên tắc lập trình gia công trên máy CNC 05 2.1.7. Cấu trúc chương trình . 05 2.1.8. Những chức năng hỗ trợ 05 2.1.9. Hệ tọa độ tuyệt đối – Tọa độ tương đối 06 2.2. Chương trình gia công CNC 06 2.2.1. Mã lệnh G cơ bản 07 2.2.2. Mã lệnh M cơ bản 08 2.3. Lợi ích của máy CNC 09 2.3.1. Tự động hóa sản xuất 09 2.3.2. Độ chính xác và lặp lại cao của sản phẩm 09 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  8. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 2.3.3. Tính linh hoạt máy CNC 09 2.3.4. Phạm vi sử dụng máy CNC 10 2.4. Giới thiệu về tia Laser 10 2.4.1. Giới thiệu chung 10 2.4.2. Lịch sử 10 2.4.3. Cấu tạo . 11 2.4.4. Cơ chế hoạt động 11 2.4.5. Phân loại 12 2.4.5.1. Laser chất rắn . 12 2.4.5.2. Laser chất khí . 12 2.4.5.3. Laser chất lỏng 12 2.4.6. Tính chất 12 2.4.7. Các chế độ hoạt động 13 2.4.8. An toàn 13 2.4.9. Ứng dụng của laser . 14 2.5. Giới thiệu về Mạch Arduino NANO 14 2.5.1. Nguồn sử dụng 15 2.5.2. Các chân năng lượng 15 2.5.3. Bộ nhớ sử dụng 16 2.5.4. Các cổng vào/ra trên Arduino Board 16 2.5.5. Lập trình cho Arduino 18 2.5.5.1. Cấu trúc chương trình . 21 2.5.5.2. Cách viết chương trình trên IDE 21 2.5.5.3. Chương trình giao tiếp với máy tính 22 2.5.5.4. Nạp bootloader cho arduino 23 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÁY CNC 25 3.1. Sơ đồ khối của máy CNC . 25 3.1.1. Phần điều khiển . 25 3.1.1.1. Máy tính cài sẳn phần mềm điều khiển . 25 3.1.1.2. Mạch Arduino Uno R3 26 3.1.1.3. Mạch CNC Shield 27 3.1.2. Cơ cấu chấp hành 29 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  9. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 3.1.2.1. Module Driver Laser . 29 3.1.2.2. Động cơ chấp hành 29 3.1.2.3. Đầu Laser 2.5w . 29 3.2. Mô hình thực 30 3.2.1. Mô hình sườn máy và bàn máy 30 3.2.2. Mô hình thực của máy CNC 32 3.3. Viết chương trình cho máy CNC . 32 3.3.1. Phần mềm tạo Gcode Inkscape . 32 3.3.1.1. Khái niệm 32 3.3.1.2. Các bước sử dụng Inkscape tạo file Gcode khác Laser 32 3.3.2. Phần mềm điều khiển Universal Gcode Sender 34 3.4. Một số kết quả đạt được của đề tài . 40 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI . 41 4.1. Kết Luận 41 4.1.1. Ưu điểm của đề tài 41 4.1.2. Nhược điểm của đề tài 41 4.2. Hướng phát triển . 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 42 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng
  10. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Đặt vấn đề Công nghệ Laser đang ngày càng quan trọng đối với việc cho ra đời các sản phẩm đạt chất lượng của ngành công nghiệp hỗ trợ. Tại Việt Nam, các thiết bị Laser công nghiệp đã có mặt trên thị trường trong nhiều năm và phần lớn được cung cấp bởi các công ty hoạt động thương mại. Các máy CNC cho phép gia công các sản phẩm có độ chính xác và độ phức tạp cao mà máy công cụ truyền thống không thể làm được. Sau khi nạp chương trình gia công, nhiều máy CNC có thể tự động chạy liên tục cho tới khi kết thúc, và như vậy giải phóng nhân lực cho công việc khác. Trong xu thế đó, nhằm mục đích chế tạo một máy công cụ chính xác có thể vẽ tranh, khắc chữ trên gỗ, nhựa, giấy, da, vải, phục vụ cho mỹ nghệ, quà lưu niệm, tranh ảnh một cách tự động, nên nhóm đã thực hiện đề tài này. Ngoài ra, sản phẩm được chế tạo với thiết kế đẹp mắt, chi phí sản xuất và bảo trì thấp so với sản phẩm cùng loại của nước ngoài, do đó phù hợp với túi tiền của người dùng. Sản phẩm là ứng dụng cụ thể của hệ thống tự động hóa có độ chính xác cao vào đời sống và sản xuất, mang lại hiệu quả cao hơn so với các phương pháp cắt khắc truyền thống. Sản phẩm có các phần mềm hỗ trợ trực quan, dễ hiểu nên mọi người đều có thể sử dụng một cách dễ dàng sau vài giờ tìm hiểu, nên có khả năng đưa ra sử dụng rộng rãi, phổ biến. 1.2. Mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu mô hình hệ thống máy CNC dùng tia Laser. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa trên các kiến thức đã học. - Ứng dụng các công nghệ hiện đại để xây dựng hệ thống. 1.3. Tính tối ưu của đề tài - Tạo tính tư duy cho sinh viên trong quá trình nghiên cứu. - Có tính linh động và mở rộng cho sinh viên thiết kế mô hình dựa trên cơ sở thực tế. - Mô hình đơn giản nhưng rất hữu ích. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 1
  11. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 2.1. Giới thiệu máy CNC 2.1.1. Khái niệm máy CNC CNC là một dạng máy điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính, mà trong đó các bộ phận tự động được lập trình để hoạt động theo các sự kiện nối tiếp nhau với một tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra được mẫu vật với hình dạng và kích thước theo yêu cầu. 2.1.2. Trục máy CNC Để có thể điều khiển chuyển động dụng cụ cắt dọc theo đường hình học trên bề mặt chi tiết cần có một mối quan hệ giữa dụng cụ và chi tiết gia công. Mối quan hệ này có thể được thiết lập thông qua việc đặt dụng cụ và chi tiết gia công trong một hệ tọa độ. Hệ tọa độ Decac được sử dụng làm hệ tọa độ trong máy CNC. Khi đó không gian được giới hạn bởi ba kích thước của hệ tọa độ Decac gắn với máy mà hệ điều khiển máy có thể nhận biết được gọi là vùng gia công. 2.1.3. Hệ thống điều khiển máy CNC 2.1.3.1. Tổng quát Các máy CNC trong công nghiệp đều được điều khiển theo một nguyên tắc nhất định. Dữ liệu điều khiển được đọc vào từ chương trình có sẵn trên máy hoặc do chính người sử dụng nhập vào từ giao tiếp bàn phím. Các dữ liệu này được giải mã và hệ thống điều khiển xuất ra các tập lệnh để điều khiển các cơ cấu chấp hành thực hiện các lệnh theo yêu cầu của người sử dụng. Trong khi các cơ cấu chấp hành thực hiện các lệnh đó, kết quả về việc thực hiện được mã hóa ngược lại và phản hồi về hệ điều khiển máy, các kết quả này được so sánh với các tập lệnh được gửi đi. Sau đó hệ thống điều khiển có nhiệm vụ bù lại các sai lệch và tiếp tục gửi đến các cơ cấu chấp hành cho đến khi thông tin về kết quả thực hiện phản hồi trở lại “khớp” với thông tin được gửi đi. Như vậy, ta có thể nói hệ điều khiển máy CNC trong công nghiệp là một hệ điều khiển kín (dữ liệu lưu thông theo một vòng kín). SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 2
  12. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Hình 2.1. Truyền dữ liệu trong vòng kín 2.1.3.2. Chọn động cơ cho cơ cấu dẫn động các trục Động cơ dẫn động trên máy CNC cho các trục trong thực tế là các động cơ servo, với khả năng điều khiển chính xác, đồng thời có một bộ phận phản hồi và bù sai số. Vì là mô hình thí nghiệm nên phương án dùng loại động cơ này là không khả thi, vì thực tế động cơ servo có giá thành rất đắt và hiếm thấy ở Việt Nam, nên chúng em thống nhất phương án dùng động cơ bước để dẫn động các trục, vì loại động cơ này dễ điều khiển, dễ mua và có giá thành hợp lý. Tuy nhiên do không kèm theo bộ phận phản hồi bù sai số nên trong một số trường hợp như quá tải, quá nhiệt động cơ sẽ không giữ được độ chính xác theo yêu cầu, xảy ra tình trạng tụt bước hay mất bước. Khi tính toán thiết kế chúng em sẽ cố gắng giảm sự sai lệch không mong muốn này về mức tối thiểu. Phổ biến ở thị trường hiện nay là loại động cơ bước có công suất khoảng 50W. Hình 2.2. Động cơ bước 2.1.4. Phần cứng máy CNC Trong một máy CNC bất kỳ, dù đơn giản hay phức tạp đều có sự hiện diện của các phần cứng cơ bản sau. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 3
  13. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT v Bộ xử lý trung tâm (CPU): Hình 2.3. Sơ đồ khối của CPU v Bộ nhớ: Một số bộ nhớ mở rộng được sử dụng: ROM, EEPROM, RAM. v Hệ thống truyền dẫn (BUS): Hệ thống CNC đòi hỏi sự liên hệ giữa CPU và các bộ phận khác trong hệ thống. Thiết bị truyền dẫn của CNC chính là BUS. Có thể hiểu BUS là hệ thống các đường giao thông làm nhiệm vụ truyền dẫn thông tin từ CPU đến các bộ phận khác và ngược lại. Dưới đây là sơ đồ khối thể hiện vị trí vai trò của BUS trong hệ thống điều khiển CNC. Hình 2.4. Hệ thống liên lạc thông qua BUS 2.1.5. Phần mềm máy CNC Những bộ điều khiển CNC hiện đại giống như những chiếc máy tính chuyên dụng dùng để điều khiển máy công cụ. Cũng như những chiếc máy tính khác, SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 4
  14. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT CNC cần một hệ điều hành, đôi khi được coi như là một phần mềm hệ thống. Chúng được thiết kế riêng cho một loại máy, và mục đích cuối cùng là để điều khiển, bởi vì đặc tính động học và điều khiển của mỗi loại máy là khác nhau. Phần mềm này điều khiển mọi chức năng hệ thống, những chương trình con, đồ hoạ giả lập hay quá trình gia công nếu có. 2.1.6. Nguyên tắc lập trình gia công trên máy CNC Các thao tác gia công của máy CNC được thực hiện thông qua một đoạn chương trình. Đoạn chương trình này mô tả chi tiết trình tự của các bước gia công, theo thứ tự để tạo ra sản phẩm như ý. Bộ điều khiển CNC thực thi các lệnh gia công dựa trên những dữ liệu mà nó nhận được, những thông số gia công có thể nằm ngay trên những dữ liệu nhận được hay nằm trong bộ nhớ của bộ điều khiển. Một điều rất quan trọng mà các bộ CNC phải tuân theo, đó là phải đi theo một dạng lập trình đã được chuẩn hoá, dựa trên một văn bản do hiệp hội chuẩn hoá quốc tế (ISO) đề ra. Ở Hoa Kỳ, chủ yếu theo chuẩn EIA RS244 hoặc RS358. 2.1.7. Cấu trúc chương trình Một chương trình gia công bao gồm nhiều dòng lệnh. Mỗi dòng lệnh bao gồm các ký tự và con số đi theo mỗi ký tự. Số lượng ký tự trong mỗi dòng lệnh là không cố định. Mỗi dòng lệnh thường bắt đầu bằng ký tự N và một con số liền sau đó dùng để chỉ thứ tự dòng lệnh trong chương trình. 2.1.8. Những chức năng hỗ trợ Trước khi máy thực hiện những chuyển động và gia công, những thông số về hình dáng và công nghệ phải được nhập vào bộ điều khiển. Sau đó các thông tin sẽ được tính toán và đưa ra các chức năng thích hợp. Thông số về hình dáng được xác định: - Vị trí điểm đến. - Hướng chạy dao. - Chương trình gia công. Ngoài ra cũng cần đưa thêm các thông số công nghệ như loại dao dùng gia công, tốc độ trục quay, hướng quay, tốc độ chạy dao. Những chức năng hỗ trợ được dùng cho mục đích này, thường dùng các ký tự F, H, M, S, và T. Còn lại D, E, L, P là những ký tự còn dư cho lập trình, dùng cho những bộ điều khiển khác nhau, của các hãng khác nhau. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 5
  15. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 2.1.9. Hệ tọa độ tuyệt đối – Tọa độ tương đối Thông số hình dạng có thể được nhập ở dạng tuyệt đối hay tương đối, và cả hai đều được chấp nhận ở các máy CNC ngày nay. Hình 2.5. Những kiểu định tọa độ 2.2. Chương trình gia công CNC Một chương trình gia công CNC là toàn bộ tất cả các lệnh cần thiết giúp cho máy CNC tiến hành công việc gia công chi tiết, được mô tả một cách cụ thể và được chuẩn hoá trong chương trình CNC cơ bản là hệ máy FANUC và hệ máy FAGOR. Tùy thuộc vào nơi sản xuất các bộ điều khiển, có các quy định cụ thể, đặc trưng. Thông thường thuộc vào kích thước biểu thị theo đơn vị inch hoặc mm, ở đây chỉ trình bày cho trường hợp hệ mm. Nội dung của chương trình được tạo thành từ các khối lệnh, mô tả quá trình hoạt động của máy gia công theo từng dòng lệnh trong khối. Mỗi khối mô tả cho một bước gia công hình học hoặc một chức năng gia công cụ thể. Các khối của các bước gia công liền nhau được xếp liên tiếp nhau và cách nhau bởi mã lệnh kết thúc khối (End of block). Mỗi khối được lập bởi các ký tự chữ và số gọi là chương trình gia công, được lưu trong bộ nhớ máy tính được định dạng theo quy định, là tập hợp các dòng lệnh. Một dòng lệnh được viết liên tục với các khối mã lệnh, giữa các khối mã lệnh không có khoảng trắng. Một loạt các dòng lệnh liên tiếp cấu thành nên khối chương trình, tập hợp các khối chương trình là toàn bộ chương trình gia công. Chương trình sẽ gởi các yêu cầu đến máy tính, bộ điều khiển trung tâm, trực tiếp vận hành máy hoặc thu nhận thông tin phản hồi. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 6
  16. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT ¯ Bảng 2.1. Mã lệnh CNC theo thứ tự Alpha: Mã lệnh Ý nghĩa F Tốc độ di chuyển đầu phun. Báo hiệu một hàm nội suy, thực thi chương trình (đây là G mã cơ bản nhất của chương trình gia công). I Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục X. J Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Y. K Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Z. L Lập lại chu trình gia công. Chức năng pha tạp tùy theo giá trị theo sau M, có nhiều M chức năng khác nhau (xem bảng chức năng của mã lệnh M). N Chỉ số dòng lệnh hiện tại. O Số hiệu (tên) của chương trình gia công. P Chỉ số dòng lệnh bắt đầu một khối lệnh gia công. R Bán kính thiết kế của đường cong. X Xác định vị trí theo phương của trục X. Y Xác định vị trí theo phương của trục Y. Z Xác định vị trí theo phương của trục Z. Mục đích là gởi tiếp các tín hiệu, yêu cầu đến hệ thống điều khiển máy công cụ. Nó xác định các thông số toán học liện quan đến sự di chuyển của các thành phần của máy, điều khiển sự di chuyển của đầu khắc theo các trục, tốc độ di chuyển của đầu khắc, sự phát tia Plasma v.v Thông tin dòng lệnh được bắt đầu với một mã lệnh và các số liền sau đó, với mỗi thay đổi của các số mới sẽ được truyền vào bộ điều khiển. Những số kết hợp với mã lệnh N thường gia tăng từ 5 đến 10 đơn vị, cho phép ta có thể chèn thêm các dòng lệnh khác khi cần thiết với các đối số đi kèm mã lệnh N lúc này nằm trong khoảng giữa hai đối số liên tiếp. 2.2.1. Mã lệnh G cơ bản Mã lệnh G báo hiệu bắt đầu một hàm chức năng. Khi sử dụng mã lệnh này, nó báo hiệu sự thay đổi hoạt động. Có hai loại mã lệnh G: cho phép (modal) và không cho phép (nonmodal). SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 7
  17. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Mã lệnh G loại cho phép: được lưu trong bộ nhớ chương trình cho đến khi một mã lệnh G khác cùng loại được gọi, mã lệnh sau sẽ hủy bỏ mã lệnh trước trong chương trình điều khiển. Mã lệnh G loại nonmodal chỉ áp dụng cho dòng lệnh đang xét, nơi nó xuất hiện. ¯ Bảng 2.2. Mã lệnh G-code: Mã lệnh G Chức năng G00 Đặc tính điều khiển điểm, chạy nhanh G01 Nội suy thẳng G02 Nội suy vòng G03 Nội suy vòng G04 Thời gian duy trì G17 Chọn mặt phẳng tọa độ G18 Chọn mặt phẳng tọa độ G19 Chọn mặt phẳng tọa độ G20 Hệ đơn vị inch G21 Hệ đơn vị met G41 Chọn hướng di chuyển G42 Chọn hướng di chuyển G54 Dịch chuyển điểm 0 G55 Dịch chuyển điểm 0 G56 Dịch chuyển điểm 0 G57 Dịch chuyển điểm 0 G58 Dịch chuyển điểm 0 G59 Dịch chuyển điểm 0 G60 Dừng chính xác G61 Dừng chính xác G90 Các số liệu đo điều khiển tuyệt đối G91 Các số liệu đo điều khiển tương đối G92 Set điểm Home 2.2.2. Mã lệnh M cơ bản Dưới đây là bảng mã lệnh thường được dùng trong chương trình của máy cắt plasma. ¯ Bảng 2.3. Mã lệnh M: SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 8
  18. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Mã lệnh M Chức năng M00 Dừng chương trình M01 Dừng tạm thời chương trình M02 Dừng chương trình và chạy lại từ đầu M11 Bắt đầu phát tia Plasma M21 Ngừng phát tia Plasma M25 Ngừng phát tia Plasma để chuyển sang biên dạng kế tiếp M90 Bắt đầu chương trình M95 Bắt đầu đánh dấu Mode (enable marking mode). M96 Ngừng đánh dấu Mode (disable marking mode). M97 Tăng vận tốc cắt M99 Thoát chương trình 2.3. Lợi ích của máy CNC 2.3.1. Tự động hóa sản xuất Máy CNC không chỉ quan trọng trong ngành cơ khí mà còn trong nhiều ngành khác như may mặc, giày dép, điện tử v.v. Bất cứ máy CNC nào cũng cải thiện trình độ tự động hóa của doanh nghiệp. Sau khi nạp chương trình gia công, nhiều máy CNC có thể tự động chạy liên tục cho tới khi kết thúc, và như vậy giải phóng nhân lực cho công việc khác. 2.3.2. Độ chính xác và lặp lại cao của sản phẩm Các máy CNC thế hệ mới cho phép gia công các sản phẩm có độ chính xác và độ phức tạp cao mà máy công cụ truyền thống không thể làm được. Một khi chương trình gia công đã được kiểm tra và hiệu chỉnh, máy CNC sẽ đảm bảo cho “ra lò” hàng loạt sản phẩm với chất lượng đồng nhất. Đây là yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn. 2.3.3. Tính linh hoạt máy CNC Chế tạo một chi tiết mới trên máy CNC đồng nghĩa với nạp cho máy một chương trình gia công mới. Được kết nối với các phần mềm CAD/CAM, công nghệ CNC trở nên vô cùng linh hoạt giúp các doanh nghiệp thích ứng với các thay đổi nhanh chóng và liên tục về mẫu mã và chủng loại sản phẩm của khách hàng. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 9
  19. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 2.3.4. Phạm vi sử dụng máy CNC Các máy CNC cỡ trung bình, bộ điều khiển theo biên dạng không đắt hơn nhiều so với máy vạn năng. Công nghệ CAD/CAM cho phép lập trình cho máy CNC trở nên đơn giản. Máy CNC ngày càng được sử dụng phổ biến và dần dần thay thế máy vạn năng cả trong gia công thông thường. 2.4. Giới thiệu về tia Laser 2.4.1. Giới thiệu chung Laser (Light Amplficationby Stimulated Emissionof Radiation), là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử. Các mức năng lượng có thể hiểu là tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của electron xung quanh hạt nhân Khi có sự tác động vật lý hay hóa học từ bên ngoài, các hạt electron này cũng có thể nhảy từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao hay ngược lại. Các quá trình này có thể sinh ra hay hấp thụ các tia sáng (photon) theo giả thuyết của Albert Einstein. Bước sóng (màu sắc) của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng giữa các mức. Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng thái chất rắn. Hình 2.6. Hình ảnh tia Laser 2.4.2. Lịch sử Laser được phỏng theo maser, một thiết bị có cơ chế tương tự nhưng tạo ra tia vi sóng hơn là các bức xạ ánh sáng. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 10
  20. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Laser hồng ngọc, một laser chất rắn, được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1960, Hồng ngọc là ôxít nhôm pha lẫn crôm. Crôm hấp thụ tia sáng màu xanh lá cây và xanh lục, để lại duy nhất tia sáng màu hồng phát ra. Robert N. Hall phát triển Laser bán dẫn đầu tiên, hay Laser diod vào năm 1962. Thiết bị của Hall xây dựng trên hệ thống vật liệu gali-aseni và tạo ra tia có bước sóng 850 nanômét, gần vùng quang phổ tia hồng ngoại. 2.4.3. Cấu tạo Hình 2.7. Cấu tạo tia Laser Nguyên lý cấu tạo chung của một máy Laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất Laser, nguồn nuôi và hệ thống dẫn quang. Trong đó buồng cộng hưởng với hoạt chất Laser là bộ phận chủ yếu, đó là một chất đặc biệt có khả năng khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức để tạo ra Laser. Khi 1 photon tới va chạm vào hoạt chất này thì kéo theo đó là 1 photon khác bật ra bay theo cùng hướng với photon tới. Mặt khác buồng cộng hưởng có 2 mặt chắn ở hai đầu, một mặt phản xạ toàn phần các photon khi bay tới, mặt kia cho một phần photon qua một phần phản xạ lại làm cho các hạt photon va chạm liên tục vào hoạt chất Laser nhiều lần tạo mật độ photon lớn. Vì thế cường độ chùm Laser được khuếch đại lên nhiều lần. 2.4.4. Cơ chế hoạt động Một ví dụ về cơ chế hoạt động của laser có thể được miêu tả cho Laser thạch anh. Ø Dưới sự tác động của hiệu điện thế cao, các electron của thạch anh di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lương cao tạo nên trạng thái nghịch đảo mật độ tích lũy của electron. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 11
  21. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Ø Ở mức năng lượng cao, một số electron sẽ rơi ngẫu nhiên xuống mức năng lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng được gọi là photon. Ø Các hạt photon này sẽ toả ra nhiều hướng khác nhau từ một nguyên tử, va phải các nguyên tử khác, kích thích eletron ở các nguyên tử này rơi xuống tiếp, sinh thêm các photon cùng tần số, cùng pha và cùng hướng bay tạo nên một phản ứng dây chuyền khuếch đại dòng ánh sáng. Ø Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để tăng hiệu suất khuếch đại ánh sáng. Ø Một số photon ra ngoài nhờ có gương bán mạ tại một đầu của vật liệu, tia sáng đi ra chính là tia Laser. 2.4.5. Phân loại 2.4.5.1. Laser chất rắn Có khoảng 200 chất rắn có khả năng dùng làm môi trường hoạt chất Laser. Một số loại Laser chất rắn thông dụng: · YAG-Neodym: Hoạt chất là Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2- 5% Neodym, có bước sóng 1060 nm thuộc phổ hồng ngoại gần. Có thể phát liên tục tới 100W hoặc phát xung với tần số 1000-10000Hz. · Hồng ngọc (Rubi): Hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn những ion chrom, có bước sóng 694,3 nm thuộc vùng đỏ của ánh sáng trắng. · Bán dẫn: Loại thông dụng nhất là Diot Gallium Arsen có bước sóng 890 nm thuộc phổ hồng ngoại gần. 2.4.5.2. Laser chất khí · He-Ne: Hoạt chất là khí Heli và Neon, có bước sóng 632,8 nm thuộc phổ ánh sáng đỏ trong vùng nhìn thấy, công suất nhỏ từ một đến vài chục mW. Trong y học được sử dụng làm Laser nội mạch, kích thích mạch máu. · Argon: Hoạt chất là khí Argon, bước sóng 488 và 514,5 nm. · CO2: Bước sóng 10.600 nm thuộc phổ hồng ngoại xa, công suất phát xạ có thể tới megawatt (MW). Trong y học ứng dụng làm dao mổ. 2.4.5.3. Laser chất lỏng · Môi trường hoạt chất là chất lỏng, thông dụng nhất là Laser màu. 2.4.6. Tính chất SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 12
  22. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Độ định hướng cao: Tia Laser phát ra hầu như là chùm song song do đó khả năng chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán. Tính đơn sắc rất cao: Chùm sáng chỉ có một màu (hay một bước sóng) duy nhất. Do vậy chùm Laser không bị tán xạ khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường có chiết suất khác nhau. Đây là tính chất đặc biệt nhất mà không nguồn sáng nào có. Tính đồng bộ của các photon trong chùm tia Laser: Có khả năng phát xung cực ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, picro giây, cho phép tập trung năng lượng tia Laser cực lớn trong thời gian cực ngắn. 2.4.7. Các chế độ hoạt động Laser có thể được cấu tạo để hoạt động ở trạng thái bức xạ sóng liên tục (hay CW - continuous wave) hay bức xạ xung (pulsed operation). Điều này dẫn đến những khác biệt cơ bản khi xây dựng hệ Laser cho những ứng dụng khác nhau. · Chế độ phát liên tục Trong chế độ phát liên tục, công suất của một Laser tương đối không đổi so với thời gian. Sự đảo nghịch mật độ (electron) cần thiết cho hoạt động Laser được duy trì liên tục bởi nguồn bơm năng lượng đều đặn. · Chế độ phát xung Trong chế độ phát xung, công suất Laser luôn thay đổi so với thời gian, với đặc trưng là các giai đoạn "đóng" và "ngắt" cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể trong một thời gian ngắn nhất có thể. Các dao Laser là một ví dụ, với năng lượng đủ để cung cấp một nhiệt lượng cần thiết, chúng có thể làm bốc hơi một lượng nhỏ vật chất trên bề mặt mẫu vật trong thời gian rất ngắn. Tuy nhiên, nếu cùng năng lượng như vậy nhưng tiếp xúc với mẫu vật trong thời gian dài hơn thì nhiệt lượng sẽ có thời gian để xuyên sâu vào trong mẫu vật do đó phần vật chất bị bốc hơi sẽ ít hơn. Có rất nhiều phương pháp để đạt được điều này, như: o Phương pháp chuyển mạch Q (Q-switching) o Phương pháp kiểu khoá (modelocking) o Phương pháp bơm xung (pulsed pumping) 2.4.8. An toàn Laser với cường độ thấp, chỉ là vài miliwatt, cũng có thể nguy hiểm với mắt người. Tại bước sóng mà giác mạc mắt và thủy tinh thể có thể tập trung tốt, nhờ tính đồng nhất và sự định hướng cao của Laser, một công suất năng lượng lớn có thể tập SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 13
  23. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT trung vào một điểm cực nhỏ trên võng mắt. Kết quả là một vết cháy tập trung phá hủy các tế bào mắt vĩnh viễn trong vài giây, thậm chí có thể nhanh hơn. Độ an toàn của Laser được xếp từ I đến IV. Với độ I, tia Laser tương đối an toàn. Với độ IV, thậm chí chùm tia phân kỳ có thể làm hỏng mắt hay bỏng da. Các sản phẩm Laser cho đồ dân dụng như máy chơi CD và bút Laser dùng trong lớp học được xếp hạng an toàn từ I, II, hay III. 2.4.9. Ứng dụng của Laser Vào thời điểm được phát minh năm 1960, Laser được gọi là "giải pháp để tìm kiếm các ứng dụng". Từ đó, chúng trở nên phổ biến, tìm thấy hàng ngàn tiện ích trong các ứng dụng khác nhau trên mọi lĩnh vực của xã hội hiện đại, như ứng dụng trong ngành y, trong công nghiệp, trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong quân sự Laser được cho là một trong những phát minh ảnh hưởng nhất trong thế kỉ 20. 2.5. Giới thiệu về Mạch Arduino NANO Arduino NANO là dòng mạch Arduino phổ biến, sự tiện dụng, đơn giản, có thể lập trình trực tiếp bằng máy tính (như Arduino Uno) và đặc biệt hơn cả đó là kích thước của nó. Kích thước của Arduino Nano cực kì nhỏ gọn (1.85cm x 4.3cm), rất thích hợp cho các newbie, vì giá rẻ hơn Arduino Uno. Hình 2.8. Board mạch Arduino NANO SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 14
  24. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Hình 2.9. Chip Atmega 328 Arduino NANO sử dụng vi điều khiển chính là: ATmega328 (tương tự Board Arduino Uno r3). Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, điều khiển động cơ bước, điều khiển động cơ servo, làm một trạm đo nhiệt độ–độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD, hay những ứng dụng khác. 2.5.1. Nguồn sử dụng Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12VDC hoặc điện áp giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp nguồn bằng pin 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino UNO. 2.5.2. Các chân năng lượng GND (Ground): Cực âm nguồn cấp cho Arduino NANO. Khi bạn dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau. 5V: Cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA. 3.3V: Cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA. Vin (Voltage Input): Để cấp nguồn ngoài cho Arduino NANO, bạn nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND. IOREF: Điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Nano có thể được đo ở chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn. RESET: Việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ. Lưu ý: Arduino NANO không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết sức cẩn thận, kiểm tra các cực âm–dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino UNO. Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino NANO sẽ biến nó thành một miếng nhựa chặn giấy, nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 15
  25. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các thiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào. Việc cấp nguồn sai vị trí có thể làm hỏng board. Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích. Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino NANO với điện áp dưới 6V có thể làm hỏng board. Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển ATmega328. Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino NANO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Cấp điện áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino NANO sẽ làm hỏng vi điều khiển. Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino NANO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu không dùng để truyền nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng. Khi sử dụng mạch Arduino, đặc biệt một số bạn mới bắt đầu tiếp xúc, làm quen thì việc cấp nguồn nên thận trọng. Theo mình thì nên sử dụng nguồn 5V chuẩn qua USB, hoặc sử dụng nguồn 9v cấp cho cổng đầu vào mạch Arduino. Tránh trường hợp hỏng mạch Arduino. 2.5.3. Bộ nhớ sử dụng Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn sử dụng trên Arduino NANO có: - 32KB bộ nhớ Flash: Những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu. - 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): Giá trị các biến bạn khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất. - 1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory) Đây giống như một chiếc ổ cứng mini–nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM. 2.5.4. Các cổng vào/ra trên Arduino Board SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 16
  26. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Hình 2.10. Các cổng ra/vào Mạch Arduino NANO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối). Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau: - 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): Dùng để gửi (transmit–TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết. - Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: Cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analog Write(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác. - Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác. - LED 13: trên Arduino NANO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng. - Arduino NANO Broad có 8 chân analog (A0 → A7) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0→210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V→5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 17
  27. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit. - Đặc biệt, Arduino NANO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác. 2.5.5. Lập trình cho Arduino Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn ngữ riêng. Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung. Và Wiring lại là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++. Riêng mình thì gọi nó là “ngôn ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triển Arduino cũng gọi như vậy. Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu. Nếu học tốt chương trình tin học thì việc lập trình Arduino sẽ rất dễ thở đối với bạn. Để lập trình cho Mạch Arduino, nhà phát triển cung cấp một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như hình dưới đây. Hình 2.11. Giao diện lập trình Ø Verify: kiểm tra code có lỗi hay không Ø Upload: nạp code đang soạn thảo vào Arduino SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 18
  28. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Ø New, Open, Save: Tạo mới, mở và Save sketch Ø Serial Monitor: Đây là màn hình hiển thị dữ liệu từ Arduino gửi lên máy tính File menu: Trong file menu mục Examples là nơi chứa code mẫu ví dụ như cách sử dụng các chân digital, analog, sensor Edit menu: SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 19
  29. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Sketch menu: ü Verify/Compile: Chức năng kiểm tra lỗi code. ü Show Sketch Folder: Hiển thị nơi code được lưu. ü Add File: Thêm vào một Tap code mới. ü Import Library: Thêm thư viện cho IDE Tool memu: Trong Tool menu ta quan tâm các mục Board và Serial Port. Mục Board: Các bạn cần phải lựa chọn bo mạch cho phù hợp với loại bo mà bạn sử dụng nếu là Arduino Uno thì phải chọn như hình: SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 20
  30. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Nếu sử dụng loại bo khác thì phải chọn đúng loại bo mà mình đang có nếu sai thì code Upload vào chip sẽ bị lỗi. Serial Port: Đây là nơi lựa chọn cổng Com của Arduino. Khi chúng ta cài đặt driver thì máy tính sẽ hiện thông báo tên cổng Com của Arduino là bao nhiêu, ta chỉ việc vào Serial Port chọn đúng cổng Com để nạp code, nếu chọn sai thì không thể nạp code cho Arduino được. 2.5.5.1. Cấu trúc chương trình Cấu trúc cơ bản của một chương trình Arduino gồm hai hàm chính setup() và loop(). Hai hàm này là bắt buộc đối với một chương trình Arduino. setup() Hàm setup() được gọi khi chương trình bắt đầu. Thường dùng để khởi tạo giá trị ban đầu cho biến, cài đặt chế độ hoạt động của các chân, khởi động việc sử dụng thư viện Hàm setup() sẽ chỉ được gọi duy nhất một lần, ngay sau khi bật nguồn hoặc reset bo Arduino. loop() Sau khi thực hiện xong hàm setup(), hàm loop() sẽ được gọi để thực hiện và sẽ được gọi lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi nào tắt hệ thống. Thường thì trong hàm loop() sẽ là chương trình chính, các công việc mà bạn muốn hệ thống Arduino của mình thực hiện. 2.5.5.2. Cách viết chương trình trên IDE Một chương trình Arduino với hai hàm setup() và loop() sẽ được viết như sau: SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 21
  31. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT void setup() { // code khởi tạo sẽ được viết ở đây } void loop() { // code phần công việc mà bạn muốn board Arduino của mình thực hiện sẽ viết ở đây} Ví dụ: Chương trình Blink Chương trình Blink LED (nháy LED) là đơn giản và nổi tiếng trên Arduino, vì hầu hết người lập trình Arduino đều trải qua nó. Blink LED thực hiện việc chớp tắt một LED đơn có sẵn trên bo và được kết nối với chân số 13 của Arduino. int led = 13; // số thứ tự của chân Arduino kết nối với LED // hàm setup sẽ được gọi chạy một lần khi reset void setup() { pinMode(led, OUTPUT); // cài đặt chân digital là output (ngõ ra) } // hàm loop sẽ được gọi chạy lặp đi lặp lại void loop() { digitalWrite(led, HIGH); // bật LED (xuất ngõ ra ở mức cao - HIGH) delay(1000); // chờ 1000ms = 1 giây digitalWrite(led, LOW); // tắt LED (xuất ngõ ra ở mức thấp - LOW) delay(1000); // chờ 1000ms = 1 giây } 2.5.5.3. Chương trình giao tiếp với máy tính Arduino có một điểm vô cùng lợi hại là đã kết hợp cổng nạp và giao tiếp trong một, nghĩa là sau khi nạp xong ta có thể ngay lập tức giao tiếp với bo để lấy thông tin. Để giao tiếp với máy tính thì đơn giản bạn sử dụng class Serial có sẵn của Arduino. · Khởi tạo trong setup: // Hàm setup chỉ chạy một lần khi bắt đầu khởi động lại void setup() { Serial.begin(9600); //Initialize Serial port with baud is 9600 } SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 22
  32. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT · Sau đó có thể đọc và truyền dữ liệu từ cổng Serial một cách tuần tự: void loop() { if(Serial.available()){ //Check if have data in Serial Buffer char inMess = Serial.read(); //Read data from Serial port Serial.println(inMess); // Print to Serial port when you want send data to computer } delay(100); // wait for a little 2.5.5.4. Nạp bootloader cho arduino Bootloader là một chương trình nhỏ được nạp sẵn vào chip vi điều khiển trên Arduino. Bạn lập trình cho Arduino một cách dễ dàng được là nhờ thứ này. Nếu không có bootloader, bạn sẽ không thể upload chương trình lên vi điều khiển trên Arduino theo cách thông thường được, mà phải cần một số phần cứng khác hỗ trợ (gọi là Programmer). Nối dây Bạn hãy nối dây trước theo sơ đồ sau (minh họa giữa 2 mạch Arduino sử dụng vi điều khiển ATmega328). Hình 2.12. Kết nối dây UNO để nạp bootloader Chú ý mạch Arduino sử dụng vi điều khiển nào thì nối dây cho đúng. Bảng 2.4. Các chân kết nối để nạp bootloader SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 23
  33. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Arduino chưa có Arduino chưa Arduino chưa có Arduino có bootloader có bootloader bootloader bootloader (ATmega328/168/8) (ATmega32u4) (ATmega1280/2560) GND GND GND GND 5V 5V 5V 5V D10 (SS) RESET RESET RESET D11 (MOSI) D11 (MOSI) D16 (MOSI) D51 (MOSI) D12 (MISO) D12 (MISO) D14 (MISO) D50 (MISO) D13 (SCK) D13 (SCK) D15 (SCK) D52 (SCK) Ø Mở Arduino IDE: Ø Mở ví dụ Arduino ISP · Vào menu Tools -> Boards để chọn mạch Arduino đang có bootloader. · Vào menu Tools -> Serial Port để chọn cổng Serial đang sử dụng. · Vào menu Tools -> Programmer chọn AVR ISP. · Bấm Ctrl + U để upload chương trình. · Vào menu Tool -> Boards để chọn mạch Arduino cần được nạp bootloader. · Vào menu Tool -> Programmer chọn Arduino as ISP. · Vào menu Tools chọn Burn Bootloader. Đợi cho tới lúc thành công. Sau khi nạp bootloader xong, đèn LED trên cả 2 mạch Arduino nhấp nháy báo hiệu bootloader đã được nạp thành công. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 24
  34. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÁY CNC 3.1. Sơ đồ khối của máy CNC Hình 3.1. Sơ đồ khối máy CNC Cấu trúc chung của máy CNC Laser Mini gồm 2 phần: v Phần điều khiển: Bao gồm máy tính được cài sẵn các phần mềm điều khiển (Arduino IDE, GRBL Controller, các Driver, Inskcape ). Mạch Arduino Uno R3, CNC Shield, Driver A4988, Module Driver Laser. v Cơ cấu chấp hành: Bao gồm các step 42 (Step trục X. Step trục Y), đầu laser 2.5w 3.1.1. Phần điều khiển 3.1.1.1. Máy tính cài sẳn phần mềm điều khiển Hình 3.2. Laptop điều khiển máy CNC Máy tính kết nối với mạch điều khiển qua phần mềm GRBL Controller v Arduino IDE Hình 3.3. Biểu tượng phần mềm Arduino IDE Arduino IDE (Arduino Integrated Development Environment) là một trình soạn thảo văn bản, giúp bạn viết code để nạp vào bo mạch Arduino. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 25
  35. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Một trương trình viết bởi Arduino IDE được gọi là sketch, sketch được lưu dưới định dạng .ino. v GRBL Controller Hình 3.4. Giao diện phần mềm GRBL Controller GRBL Controller được thiết kế để gửi GCode đến các máy CNC điều khiển máy CNC Mini, tương thích với các mạch như Arduino Uno, Nano, Promini, Mini. 3.1.1.2. Mạch Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 là mạch giao tiếp với máy tính nhận Fimwave GRBL và gửi tín hiệu xung qua phần điều khiển CNC Shield. Hình 3.5. Bo mạch Arduino Uno R3 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 26
  36. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 3.1.1.3. Mạch CNC Shield CNC Shield là mạch nhận tín hiệu từ Arduino truyền cho driver và vận hành máy. Arduino CNC shield V3 là shield mở rộng dành cho Arduino Uno, cho phép điều khiển các máy khắc laser. Shield cho phép điều khiển tối đa 4 động cơ bước thông qua driver A4988 (có các jumper để điều khiển động cơ bước theo chế độ full step, haft step, 1/4, 1/8 hoặc 1/16). Hình 3.6. Bo mạch CNC Shield Lưu ý: Khi kết nối động cơ bước với Arduino CNC sheild cần lưu ý chân kết nối theo thứ tự A+A-B+B- để đảm bảo động cơ bước hoạt động và chuyển động đúng hướng mong muốn. v Driver A4988 nhận tín hiệu tới điều khiển step 2 trục X, Y. Hình 3.7. Bo mạch Driver A4988 A4988 là một bộ điều khiển DMOS cực nhỏ với bộ chuyển đổi và bảo vệ quá dòng. A4988 có thể điều khiển được động cơ bước lưỡng cực với dòng điện lên đến 2A với mỗi cuộn dây. Dưới đây là một số tính năng chính: SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 27
  37. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT · Dễ dàng điều khiển hướng quay và số bước quay. · 5 chế độ điều khiển: full step, haft step, 1/4, 1/8, 1/16 · Có thể điều chỉnh dòng tối đa thông qua một biến trở cho phép động cơ bước hoạt động với công suất tối đa. · Ngắt bảo vệ khi quá nhiệt, quá áp và quá dòng. · Bảo vệ ngắn mạch. Hình 3.8. Sơ đồ chân A4988 Hình 3.9. Sơ đồ kết nối A4988 Module có thể kết nối với các loại động cơ bước 4 dây, 6 dây, 8 dây. Bảng 3.1. Điều khiển số bước: MS1 MS2 MS3 Bước Low Low Low Full step High Low Low 1/2 step Low High Low 1/4 step High Low High 1/8 step High High High 1/16 step SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 28
  38. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 3.1.2. Cơ cấu chấp hành 3.1.2.1. Module Driver Laser Nhận tín hiệu từ Arduino CNC Shield (0v–5v) điều khiển đầu khắc Laser. Hình 3.10. Module Driver Laser 3.1.2.2. Động cơ chấp hành Step 42 trục X, Y nhận tín hiệu điện vận hành hai trục X và Y. Động cơ được điều khiển bằng Driver A4988, dòng điện 1.3A, loại 1.8 độ. Hình 3.11. Động cơ bước 3.1.2.3. Đầu Laser 2.5w Nhận tín hiệu từ driver Laser vận hành tia Laser để khắc. Hình 3.12. Đầu Laser 2.5w SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 29
  39. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Cấu tạo gồm 2 phần chính: Laser diode: phát ra tia Laser. Hình 3.13. Laser diode Bộ Aixiz chứa Laser diode bảo vệ, đồng thời bao gồm thấu kính để gom tia Laser phát ra trên bề mặt. Hình 3.14. Bộ Aixiz chứa Laser diode Ngoài ra còn có giá trụ tản nhiệt cho Aixiz Laser và quạt tản nhiệt cho thiết bị. Hình 3.15. Tản nhiệt và quạt 3.2. Mô hình thực 3.2.1. Mô hình sườn máy và bàn máy Kích thước chính của máy quy định kích cỡ của máy. Kích thước của máy lớn hay nhỏ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, bao gồm độ dài của thanh trượt dẫn hướng, SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 30
  40. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT khả năng tải của động cơ dẫn động, khả năng tải của bộ truyền Ở đây, do việc thiết kế mang tính chất mô hình, tải nhỏ, công suất các động cơ dẫn động thấp, đồng thời đảm bảo tính gọn nhẹ cơ động cho mô hình nên các thông số kích thước được chọn là khá nhỏ, tuy nhiên vẫn đảm bảo việc mô phỏng hoạt động của mô hình. Hình 3.16. Hình dạng sườn máy và bàn máy Sườn máy là nơi bàn máy tỳ và trượt lên, nên phải đảm bảo độ cứng vững, đồng thời kích thước của bàn máy, kích thước phôi gá đặt cũng phụ thuộc vào sườn máy. Do đó có thể nói kích thước sườn máy quy định rất nhiều kích thước khác còn lại của máy CNC. Như trên hình, có thể thấy sườn máy được thiết kế theo hình hộp chữ nhật, với các thông số chính: - Vật liệu chính: Nhôm, mica. - Chiều dài: 400mm. - Chiều rộng: 300mm. - Chiều cao: 220mm. Bàn máy là nơi gá đặt phôi lên, do vậy bàn máy phải có kích thước đủ lớn. Ngoài ra, trong thiết kế kích thước bàn máy lại phụ thuộc vào sườn máy. Với kích thước sườn máy đã chọn trước, chúng em chọn kích thước bàn máy như sau: - Vật liệu chính: Mica. - Chiều dài: 400mm. - Chiều rộng : 300mm. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 31
  41. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 3.2.2. Mô hình thực của máy CNC Hình 3.17. Mô hình thực máy CNC khắc Laser 3.3. Viết chương trình cho máy CNC 3.3.1. Phần mềm tạo Gcode Inkscape 3.3.1.1. Khái niệm Inkscape là một phần mềm chỉnh sửa ảnh miễn phí tuyệt vời, cho phép tạo các vector chỉnh sửa, không làm mờ ảnh khi thay đổi kích thước. Chính vì thế, Inkscape là một sự lựa chọn hoàn hảo để thay thế phần mềm Adobe Illustrator – phần mềm có giá sử dụng khá đắt. 3.3.1.2. Các bước sử dụng Inkscape tạo file Gcode khắc Laser Bước 1: Chọn kích thước hình ảnh, chữ viết cần gia công (Shift+Ctrl+D) SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 32
  42. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Bước 2: Chọn file ảnh bất kỳ, giả sử ta chọn file ảnh Logo BVU Bước 3: Chọn vị trí cần gia công, tính từ gốc tọa độ Bước 4: Xuất ra file Gcode dùng cho máy khắc Laser SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 33
  43. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Bước 5: Chọn tốc độ khắc và lưu tên file Bước 6: Chọn đơn vị đo khi gia công 3.3.2. Phần mềm điều khiển Universal Gcode Sender Dùng phần mềm Universal Gcode Sender (UGS) để điều khiển máy CNC (Laser) mini sử dụng firmware GRBL. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 34
  44. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT Hình 3.18. Giao diện phần mềm Universal Gcode Sender Lựa chọn file Gcode, ở đây lấy ví dụ viết chương trình Gcode cho Logo BVU. Chương trình: (X Maximum: 444.4) (Y Maximum: 184.6) (Laser Max: 255) (Feed Rate: 1000) (Resolution: 0.2) (Image Name: logo-xanh.png) G21 G90 F1000 M05 M03 S0 G01 X48.4 Y177 M03 S0 X48.6 M03 S255 X48.8 M03 S0 X107.2 Y177 M03 S0 X107.4 M03 S255 X107.6 M03 S0 X107.8 Y176.8 M03 S0 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 35
  45. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT X107.6 M03 S255 X107 Y176.8 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.6 Y176.8 M03 S0 X48.4 M03 S255 X47.8 Y176.8 M03 S255 X47.6 M03 S0 X47.4 Y176.6 M03 S0 X47.6 M03 S255 X48.6 Y176.6 M03 S255 X48.8 M03 S0 X107 Y176.6 M03 S0 X107.2 M03 S255 X108.4 Y176.6 M03 S255 X108.6 M03 S0 X108.8 Y176.4 M03 S0 X108.6 M03 S255 X107 Y176.4 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.6 Y176.4 M03 S0 X48.4 M03 S255 X46.8 Y176.4 M03 S255 X46.6 M03 S0 X46.4 Y176.2 M03 S0 X46.6 M03 S255 X48.6 Y176.2 M03 S255 X48.8 M03 S0 X107 Y176.2 M03 S0 X107.2 M03 S255 X109.2 Y176.2 M03 S255 X109.4 M03 S0 X109.6 Y176 M03 S0 X109.4 M03 S255 X107 Y176 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.6 Y176 M03 S0 X48.4 M03 S255 X46 Y176 M03 S255 X45.8 M03 S0 X45.8 Y175.8 M03 S0 X46 M03 S255 X48.6 Y175.8 M03 S255 X48.8 M03 S0 X107 Y175.8 M03 S0 X107.2 M03 S255 X110 Y175.8 M03 S255 X110.2 M03 S0 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 36
  46. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT X110.4 Y175.6 M03 S0 X110.2 M03 S255 X107 Y175.6 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y175.6 M03 S0 X48.6 M03 S255 X45.4 Y175.6 M03 S255 X45.2 M03 S0 X45 Y175.4 M03 S0 X45.2 M03 S255 X48.8 Y175.4 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y175.4 M03 S0 X107.2 M03 S255 X110.6 Y175.4 M03 S255 X110.8 M03 S0 X111 Y175.2 M03 S0 X110.8 M03 S255 X107 Y175.2 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y175.2 M03 S0 X48.6 M03 S255 X44.8 Y175.2 M03 S255 X44.6 M03 S0 X44.4 Y175 M03 S0 X44.6 M03 S255 X48.8 Y175 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y175 M03 S0 X107.2 M03 S255 X111.2 Y175 M03 S255 X111.4 M03 S0 X111.4 Y174.8 M03 S0 X111.2 M03 S255 X107 Y174.8 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y174.8 M03 S0 X48.6 M03 S255 X44.2 Y174.8 M03 S255 X44 M03 S0 X44 Y174.6 M03 S0 X44.2 M03 S255 X48.8 Y174.6 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y174.6 M03 S0 X107.2 M03 S255 X111.8 Y174.6 M03 S255 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 37
  47. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT X112 M03 S0 X112 Y174.4 M03 S0 X111.8 M03 S255 X107 Y174.4 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y174.4 M03 S0 X48.6 M03 S255 X43.6 Y174.4 M03 S255 X43.4 M03 S0 X43.4 Y174.2 M03 S0 X43.6 M03 S255 X48.8 Y174.2 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y174.2 M03 S0 X107.2 M03 S255 X112.2 Y174.2 M03 S255 X112.4 M03 S0 X112.4 Y174 M03 S0 X112.2 M03 S255 X107 Y174 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y174 M03 S0 X48.6 M03 S255 X43.2 Y174 M03 S255 X43 M03 S0 X43 Y173.8 M03 S0 X43.2 M03 S255 X48.8 Y173.8 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y173.8 M03 S0 X107.2 M03 S255 X112.6 Y173.8 M03 S255 X112.8 M03 S0 X112.8 Y173.6 M03 S0 X112.6 M03 S255 X107 Y173.6 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.8 Y173.6 M03 S0 X48.6 M03 S255 X42.8 Y173.6 M03 S255 X42.6 M03 S0 X42.6 Y173.4 M03 S0 X42.8 M03 S255 X48.8 Y173.4 M03 S255 X49 M03 S0 X107 Y173.4 M03 S0 X107.2 M03 S255 SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 38
  48. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT X113 Y173.4 M03 S255 X113.2 M03 S0 X113.2 Y173.2 M03 S0 X113 M03 S255 X107 Y173.2 M03 S255 X106.8 M03 S0 X48.6 Y173.2 M03 S0 X48.4 M03 S255 X42.4 Y173.2 M03 S255 X42.2 M03 S0 X34.8 Y173 M03 S0 X35 M03 S255 X35.2 M03 S0 X42.2 Y173 M03 S0 X42.4 M03 S255 X48.6 Y173 M03 S255 X48.8 M03 S0 X107 Y173 M03 S0 X107.2 M03 S255 X113.4 Y173 M03 S255 X113.6 M03 S0 X120.6 Y173 M03 S0 X120.8 M03 S255 X121 Y173 M03 S255 X121.2 M03 S0 X121.2 Y172.8 M03 S0 X121 M03 S255 Sau khi máy CNC khắc xong cho kết quả cụ thể: Hình 3.19. Kết quả sau khi máy CNC khắc xong Logo BVU SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 39
  49. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT 3.4. Một số kết quả đạt được của đề tài SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 40
  50. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1. Kết Luận 4.1.1. Ưu điểm của đề tài - Mô hình ứng dụng thiết thực vào thực tế. - Đáp ứng được yêu cầu của đề tài. - Dễ dàng lắp đặt và sử dụng. 4.1.2. Nhược điểm của đề tài - Kích thước mô hình hơi nhỏ khi chúng ta muốn khắc một hình có tiết diện lớn. - Để khắc chính xác hơn ta nên dùng động cơ servo, vì động cơ này có một bộ phận phản hồi và bù sai số, nhưng giá thành của động cơ servo cao nên chúng em thay thế bằng động cơ bước. 4.2. Hướng phát triển - Đề tài sẽ phát triển theo phương án dùng vít me đai ốc bi thì có độ chính xác cao, chịu được tải lớn. - Do thời gian và kiến thức còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài. Rất mong nhận được những góp ý, những đánh giá quý báu của quý thầy cô và các bạn. SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 41
  51. Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHBRVT TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kỹ thuật điện tử. (1999) Đỗ Xuân Thụ. – NXB giáo dục. 2. Giáo trình cảm biến. (2000) Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến. – NXB Khoa học và kĩ thuật. 3. Vi điều khiển câu trúc lập trình và ứng dụng. (2008) Kiều Xuân Thực, Vũ Thị Hương, Vũ Trung Kiên – NXB Giáo Dục. 4. Website 5. Website 6. Website 7. Website 8. Website 9. Website 10.Website SVTH: Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Hoàng Dũng 42