BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN MÔN ( XILANH, MOTOR,...)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TP. HỒ CHÍ MINH -------------------- BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN MÔN ĐỀ TÀI: CÁC THIẾT BỊ CƠ CẤU CHẤP HÀNH (XILANH, MOTOR, CẢM BIẾN) GVHD : ThS Đỗ Tân Khoa SVTH : Mai Hoàng Trung MSSV : 615104C056 Lớp : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử K61 TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024. LỜI MỞ ĐẦU Trong suốt 4 năm vừa qua, với những kiến thức nền tảng cùng những kiến thức chuyên môn được thầy cô giảng dạy trong nhà trường, em đã hiểu hơn về ngành học của mình, bổ sung thêm được nhiều kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức chung xã hội. Với 1 tháng thực tập tại Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao em đã được cọ xát, thực hành những kiến thức đã được học trong suốt 4 năm qua. Khoảng thời gian này đã giúp em nhận ra rất nhiều điều mà mình còn thiếu sót, cần phải học tập và rèn luyện nhiều hơn nữa. Đối với em đây là một kì học tập đầy hấp dẫn và thú vị. Sau tất cả những thành công em gặt hái được là kiến thức và trải nghiệm em xin được gửi những lời cảm ơn nhất đến toàn thể mọi người. Lời đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn tới nhà trường Đại học Giao thông Vận tải Phân hiêu tại TP. HCM đã tạo điều kiện học tập tốt nhất cho chúng em, tạo điều kiện cho chúng em được thực tập tại Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao, đồng kính gửi lời cảm ơn tới các thầy cô bộ môn trong khoa Cơ khí đã giảng dạy rất tâm huyết những kinh nghiệm chuyên ngành của mình cho sinh viên. Em xin được cảm ơn đến Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao đã tạo điều kiện cho em để em có thể thực tập những kiến thức đã học vào thực tế. Em xin cảm ơn những anh chị trong trung tâm đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian em thực tập. Em xin cảm ơn Ths.Đỗ Tân Khoa đã giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình cho em trong suốt thời gian em thực tập và làm báo cáo này. Với những kiến thức còn thiếu sót, những kỹ năng còn hạn hẹp, em không thể tránh được những sai lầm, em mong thầy cô cũng như trung tâm có thể thông cảm và bỏ qua cho em. Lời cuối cùng em xin chúc quý thầy cô, cũng như các anh chị trong trung tâm sẽ luôn khỏe mạnh, hoàn thành tốt công việc của mình và luôn hạnh phúc. Em xin chân thành cảm ơn! LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. MỤC LỤC CHƯƠNG I. ĐỘNG CƠ 1 1. Motor 3IK15GN-CW2 1 1.1 Giới thiệu 1 1.2 Thông số kỹ thuật 1 1.3 Đặc điểm kỹ thuật 1 1.4 Ứng dụng 2 1.5 Kết luận 3 1.6 Bảo trì và bảo dưỡng 3 2. Motor USM315-402W2 3 2.1 Giới thiệu 3 2.2 Thông số kỹ thuật 3 2.3 Đặc điểm kỹ thuật 4 2.4 Ứng dụng 4 2.5 Bảo trì và bảo dưỡng 4 2.6 Kết luận 4 3. ĐỘNG CƠ SERVO (SERVO MOTOR) LÀ GÌ? 5 3.1 Các loại động cơ Servo phổ biến 5 3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO 6 3.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO TRONG CÔNG NGHIỆP 7 3.4 Ưu, nhược điểm của động cơ Servo 9 3.5 Nguyên lý điều khiển của AC servo: 9 3.6 Quy trình đấu dây điều khiển động cơ DC servo motor: 10 4. Động cơ bước là gì? 11 4.1 Khái niệm 11 4.2 Phân loại động cơ bước 12 4.3 Cấu tạo động cơ bước 12 4.4 Thông số motor bước 12 4.5 Nguyên lý hoạt động của động cơ bước như thế nào? 13 4.6 Ứng dụng của động cơ bước 14 4.7 Ưu - nhược điểm của động cơ bước 15 5. So sánh 2 loại động cơ: 16 5.1 Số lượng cực: 16 5.2 Mô-men xoắn: 17 5.3 Mức độ rung và nhiệt: 17 5.3.1 Giá cả: 17 5.3.2 Tốc độ: 17 5.3.3 Ổn định: 17 5.4 Các loại tín hiệu: 17 5.4.1 Tín hiệu digital: 17 5.4.2 Tín hiệu analog: 18 5.5 Tính toán chọn động cơ cho băng tải Belt: CHƯƠNG 2. CẢM BIẾN QUANG HỌC 22 2.1 Tổng quát về cảm biến 22 2.2 Giới thiệu về cảm biến ( MM-VS310 ) 23 2.3 Nguyên lí hoạt động : 23 2.4 Ưu nhược điểmcủa cảm biến 24 2.5 Ứng dụng : 24 2.6 Cách cài đặt: 24 2.7 Các công việc bảo trì cảm biến MM-VS310: 25 2.8 Cảm biến Encoder 25 2.8.1 Encoder là gì ? 25 2.8.2 Các loại cơ bản của Encoder : 25 2.8.3 Ưa nhược điểm của Encoder 26 2.8.4 Cấu tạo của Encoder 26 2.8.5 Nguyên Lý hoạt dộng của Encoder 27 2.8.6 Ứng dụng Encoder 28 2.9 Cách dấu dây cho cảm biến 29 CHƯƠNG 3. XILANH KHÍ NÉN 31 3.1 Tổng quát về xilanh 31 3.2 Giới thiệu về Xilanh (CDM2KB20-75Z-C73) 31 3.3 Công dụng các cổng trên xilanh: 32 3.4 Tính năng 32 3.5 Ứng dụng: 32 3.5 Cách cài đặt: 33 3.6 Bảo trì: 33 3.7 Van thủy lực 33 3.7.1 Khái quát về van thủy lực 33 3.7.2 Phân loại và chức năng van thủy lực : 33 3.7.3 Hệ thống khí nén 35 3.7.4 Cấu tạo của xi lanh khí nén 36 3.7.5 Hệ thống khí nén của xi lanh bao gồm các thành phần sau: 37 3.7.6 Hệ thống khí nén của xi lanh hoạt động như sau: 37 3.7.7 Ứng dụng của xy lanh khí nén 37 3.7.8 Ưu điểm: 38 3.7.9 Tính toán chọn xilanh cho phù hợp: 38 CHƯƠNG 4. BÁO CÁO VỀ DOANH NGHIỆP, CÔNG TY 40 1. Giới thiệu chung về doanh nghiệp: 40 2. Các lĩnh vực hoạt động: 41 2.1. Lĩnh vực Hóa Chất: 41 2.2. Lĩnh vực sản xuất, lắp ráp động cơ xe máy điện, xe đạp điện: 42 3. Các công cụ sản xuất: 42 3.1. Máy tính và phần mềm thiết kế: 42 3.2. Các máy móc chuyên dụng sản xuất: 42 3.3. Các dây chuyền, robot tự động hóa: 43 3.4. Các công cụ đo lường và kiểm nghiệm: 43 4. Vị trí ứng tuyển mong muốn và các kiến thức cần trang bị: 43 4.1. Vị trí ứng tuyển: 43 4.2. Các kiến thức cần trang bị: 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 CHƯƠNG I. ĐỘNG CƠ 1. Motor 3IK15GN-CW2 1.1 Giới thiệu Motor 3IK15GN-CW2 là một loại động cơ điện xoay chiều ba pha, được sản xuất bởi hãng Oriental Motor. Motor này thuộc dòng sản phẩm World K Series, được thiết kế cho ứng dụng vận hành liên tục một chiều. 1.2 Thông số kỹ thuật Thông số Giá trị Điện áp định mức 220 V Tần số định mức 50 Hz Công suất định mức 0,15 kW Mô-men xoắn định mức 0,6 Nm Tốc độ định mức 1400 vòng/phút Kiểu kết nối Y Đường kính trục 10 mm Chiều dài trục 20 mm 1.3 Đặc điểm kỹ thuật Motor 3IK15GN-CW2 được thiết kế với vỏ nhôm, giúp tản nhiệt hiệu quả. Motor có tích hợp bộ bảo vệ nhiệt tự động, giúp bảo vệ motor khỏi quá nhiệt. Motor có thể hoạt động trong dải nhiệt độ từ -10 đến 40 độ C. 1.4 Ứng dụng Máy móc sản xuất Thiết bị gia dụng Thiết bị y tế Thiết bị vận tải 1.5 Kết luận Motor 3IK15GN-CW2 là một loại động cơ điện xoay chiều ba pha chất lượng cao, đáp ứng được nhiều yêu cầu của các ứng dụng vận hành liên tục một chiều. Motor này có nhiều ưu điểm, bao gồm: Công suất và mô-men xoắn lớn Tốc độ ổn định Tiết kiệm điện năng Độ bền cao Để lựa chọn được motor phù hợp với nhu cầu sử dụng, cần cân nhắc các yếu tố sau: Công suất và mô-men xoắn cần thiết Tốc độ quay cần thiết Môi trường hoạt động của motor Chi phí đầu tư Ngoài các thông số kỹ thuật cơ bản được liệt kê ở trên, motor 3IK15GN-CW2 còn có một số thông tin khác cần lưu ý: Motor có khả năng chịu tải cao, lên đến 100% tải định mức trong thời gian dài. Motor có độ ồn thấp, chỉ 40 dB (A). Motor có độ tin cậy cao, tuổi thọ trung bình lên đến 20.000 giờ. 1.6 Bảo trì và bảo dưỡng Để đảm bảo motor hoạt động tốt và bền bỉ, cần thực hiện các công việc bảo trì và bảo dưỡng định kỳ sau: Kiểm tra và vệ sinh motor thường xuyên, đặc biệt là các bộ phận tiếp xúc với môi trường như vỏ motor, trục motor,... Tra dầu mỡ cho motor theo định kỳ. Kiểm tra và thay thế các bộ phận bị hỏng hóc. 2. Motor USM315-402W2 2.1 Giới thiệu Motor USM315-402W2 là một loại động cơ điện một chiều không chổi than, được sản xuất bởi hãng Oriental Motor. Motor này thuộc dòng sản phẩm USM315 Series, được thiết kế cho ứng dụng vận hành liên tục một chiều. 2.2 Thông số kỹ thuật Thông số Giá trị Điện áp định mức 24 V Dòng điện định mức 1,2 A Công suất định mức 290 W Mô-men xoắn định mức 2,1 Nm Tốc độ định mức 1500 vòng/phút Kiểu kết nối W2 Đường kính trục 12 mm Chiều dài trục 25 mm Trọng lượng 1,2 kg 2.3 Đặc điểm kỹ thuật Motor USM315-402W2 được thiết kế với vỏ nhôm, giúp tản nhiệt hiệu quả. Motor có tích hợp bộ bảo vệ nhiệt tự động, giúp bảo vệ motor khỏi quá nhiệt. Motor có thể hoạt động trong dải nhiệt độ từ -10 đến 40 độ C. 2.4 Ứng dụng Motor USM315-402W2 được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: Máy móc sản xuất Thiết bị gia dụng Thiết bị y tế Thiết bị vận tải 2.5 Bảo trì và bảo dưỡng Để đảm bảo motor hoạt động tốt và bền bỉ, cần thực hiện các công việc bảo trì và bảo dưỡng định kỳ sau: Kiểm tra và vệ sinh motor thường xuyên, đặc biệt là các bộ phận tiếp xúc với môi trường như vỏ motor, trục motor,... Tra dầu mỡ cho motor theo định kỳ. Kiểm tra và thay thế các bộ phận bị hỏng hóc.

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TP HỒ CHÍ MINH

- -BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN MÔN ĐỀ TÀI: CÁC THIẾT BỊ CƠ CẤU CHẤP HÀNH

(XILANH, MOTOR, CẢM BIẾN)

Trong suốt 4 năm vừa qua, với những kiến thức nền tảng cùng những kiến thức chuyên môn được thầy cô giảng dạy trong nhà trường, em đã hiểu hơn về ngành học của mình, bổ sung thêm được nhiều kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức chung xã hội Với 1 tháng thực tập tại Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao em đã được cọ xát, thực hành những kiến thức đã được học trong suốt 4 năm qua.

Khoảng thời gian này đã giúp em nhận ra rất nhiều điều mà mình còn thiếu sót, cần phải học tập và rèn luyện nhiều hơn nữa Đối với em đây là một kì học tập đầy hấp dẫn và thú vị.

Sau tất cả những thành công em gặt hái được là kiến thức và trải nghiệm em xin được gửi những lời cảm ơn nhất đến toàn thể mọi người Lời đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn tới nhà trường Đại học Giao thông Vận tải Phân hiêu tại TP HCM đã tạo điều kiện học tập tốt nhất cho chúng em, tạo điều kiện cho chúng em được thực tập tại Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao, đồng kính gửi lời cảm ơn tới các thầy cô bộ môn trong khoa Cơ khí đã giảng dạy rất tâm huyết những kinh nghiệm chuyên ngành của mình cho sinh viên.

Em xin được cảm ơn đến Trung tâm đào tạo khu công nghệ cao đã tạo điều kiện cho em để em có thể thực tập những kiến thức đã học vào thực tế Em xin cảm ơn những anh chị trong trung tâm đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian em thực tập Em xin cảm ơn Ths.Đỗ Tân Khoa đã giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình cho em trong suốt thời gian em thực tập và làm báo cáo này Với những kiến thức còn thiếu sót, những kỹ năng còn hạn hẹp, em không thể tránh được những sai lầm, em mong thầy cô cũng như trung tâm có thể thông cảm và bỏ qua cho em.

Lời cuối cùng em xin chúc quý thầy cô, cũng như các anh chị trong trung tâm sẽ luôn khỏe mạnh, hoàn thành tốt công việc của mình và luôn hạnh phúc.

Em xin chân thành cảm ơn!

3 ĐỘNG CƠ SERVO (SERVO MOTOR) LÀ GÌ? 5

3.1 Các loại động cơ Servo phổ biến 5

3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO 6

3.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO TRONG CÔNG NGHIỆP 7

3.4 Ưu, nhược điểm của động cơ Servo 9

3.5 Nguyên lý điều khiển của AC servo: 9

3.6 Quy trình đấu dây điều khiển động cơ DC servo motor: 10

4 Động cơ bước là gì? 11

4.1 Khái niệm 11

4.2 Phân loại động cơ bước 12

4.3 Cấu tạo động cơ bước 12

4.4 Thông số motor bước 12

4.5 Nguyên lý hoạt động của động cơ bước như thế nào? 13

4.6 Ứng dụng của động cơ bước 14

5.5 Tính toán chọn động cơ cho băng tải Belt: CHƯƠNG 2 CẢM BIẾN QUANG HỌC 22

2.8.2 Các loại cơ bản của Encoder : 25

2.8.3 Ưa nhược điểm của Encoder 26

2.8.4 Cấu tạo của Encoder 26

2.8.5 Nguyên Lý hoạt dộng của Encoder 27

2.8.6 Ứng dụng Encoder 28

2.9 Cách dấu dây cho cảm biến 29

CHƯƠNG 3 XILANH KHÍ NÉN 31

3.1 Tổng quát về xilanh 31

3.3 Công dụng các cổng trên xilanh: 32

3.7.1 Khái quát về van thủy lực 33

3.7.2 Phân loại và chức năng van thủy lực : 33

3.7.3 Hệ thống khí nén 35

3.7.4 Cấu tạo của xi lanh khí nén 36

3.7.5 Hệ thống khí nén của xi lanh bao gồm các thành phần sau: 37

3.7.6 Hệ thống khí nén của xi lanh hoạt động như sau: 37

3.7.7 Ứng dụng của xy lanh khí nén 37

3.7.8 Ưu điểm: 38

3.7.9 Tính toán chọn xilanh cho phù hợp: 38

CHƯƠNG 4 BÁO CÁO VỀ DOANH NGHIỆP, CÔNG TY 40

1 Giới thiệu chung về doanh nghiệp: 40

3.2 Các máy móc chuyên dụng sản xuất: 42

3.3 Các dây chuyền, robot tự động hóa: 43

3.4 Các công cụ đo lường và kiểm nghiệm: 43

4 Vị trí ứng tuyển mong muốn và các kiến thức cần trang bị: 43

4.1 Vị trí ứng tuyển: 43

4.2 Các kiến thức cần trang bị: 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

CHƯƠNG I ĐỘNG CƠ 1 Motor 3IK15GN-CW2

1.1 Giới thiệu

Motor 3IK15GN-CW2 là một loại động cơ điện xoay chiều ba pha, được sản xuất bởi hãng Oriental Motor Motor này thuộc dòng sản phẩm World K Series, được thiết kế cho ứng dụng vận hành liên tục một chiều.

Motor 3IK15GN-CW2 được thiết kế với vỏ nhôm, giúp tản nhiệt hiệu quả Motor có tích hợp bộ bảo vệ nhiệt tự động, giúp bảo vệ motor khỏi quá nhiệt Motor có thể hoạt động trong dải nhiệt độ từ -10 đến 40 độ C.

1.5 Kết luận

 Motor 3IK15GN-CW2 là một loại động cơ điện xoay chiều ba pha chất lượng cao, đáp ứng được nhiều yêu cầu của các ứng dụng vận hành liên tục một chiều Motor này có nhiều ưu điểm, bao gồm:

 Để lựa chọn được motor phù hợp với nhu cầu sử dụng, cần cân nhắc các yếu tố sau:

 Ngoài các thông số kỹ thuật cơ bản được liệt kê ở trên, motor 3IK15GN-CW2 còn có một số thông tin khác cần lưu ý:

1.6 Bảo trì và bảo dưỡng

Để đảm bảo motor hoạt động tốt và bền bỉ, cần thực hiện các công việc bảo trì và bảo dưỡng định kỳ sau:

trường như vỏ motor, trục motor,

2 Motor USM315-402W2 2.1 Giới thiệu

Motor USM315-402W2 là một loại động cơ điện một chiều không chổi than, được sản xuất bởi hãng Oriental Motor Motor này thuộc dòng sản phẩm USM315 Series, được thiết kế cho ứng dụng vận hành liên tục một chiều.

2.2 Thông số kỹ thuật

2.5 Bảo trì và bảo dưỡng

Để đảm bảo motor hoạt động tốt và bền bỉ, cần thực hiện các công việc bảo trì và bảo dưỡng định kỳ sau:

trường như vỏ motor, trục motor,

2.6 Kết luận

- Motor USM315-402W2 là một loại động cơ điện một chiều không chổi than chất lượng cao, đáp ứng được nhiều yêu cầu của các ứng dụng vận hành liên tục một chiều.

 Thêm thông tin

- Ngoài các thông số kỹ thuật cơ bản được liệt kê ở trên, motor USM315-402W2 còn có một số thông tin khác cần lưu ý:

3 ĐỘNG CƠ SERVO (SERVO MOTOR) LÀ GÌ?

Trong hệ thống, dây chuyền sản xuất tự động hóa ngày nay không thể thiếu Servo.

nghĩa là vòng kín Động cơ servo là cơ chế vòng kín kết hợp vị trí và phản hồi để điều khiển vị trí tốc độ quay, nó có cảm biến phản hồi để điều chỉnh hành động Nó là một bộ phận của hệ thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành.

giải pháp tự động hóa, chẳng hạn như điều khiển cuộn máy in, phương pháp sản xuất phụ gia trong công nghệ sản xuất nhựa hoặc trong bất kỳ hình thức robot nào.

3.1 Các loại động cơ Servo phổ biến

Động cơ Servo hiện nay đang được ứng dụng rất nhiều và được phân loại thành 2 loại Servo chính là: động cơ DC Servo và động cơ AC Servo.

sử dụng trong máy móc công nghiệp.

dòng điện cao.

3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

Bây giờ chúng ta đã biết động cơ servo là gì và nó được sử dụng ở đâu và hoạt động như thế nào, hãy cùng xem cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó:

hai ổ trục ở mặt trước và mặt sau để trục chuyển động tự do.

được gọi là cuộn dây trường của động cơ Stato đóng vai trò là thỏi nam châm hút từ trường, hỗ trợ động cơ hoạt động Khi dòng điện được dẫn qua các cuộn dây quấn đặt bên trong lõi thép, nó sẽ tạo ra một lực cảm ứng điện từ để chuyển đổi từ năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

là dây quấn phần ứng của động cơ Rotor là 1 nam châm vĩnh cửu, là phần chuyển động trong hệ thống điện từ của động cơ điện Lực tương tác giữa các cuộn dây và các từ trường điện tích tạo ra một mô men xoắn xoay quanh trục quay của Roto.

của động cơ.

- Động cơ Servo như đã giới thiệu ở phần cấu tạo thì nó được tạo nên từ hệ thống vòng khép kín Tín hiệu đầu ra của Servo sẽ được nối với mạch điều khiển Khi động cơ quay liên tục, vận tốc và vị trí sẽ hồi tiếp, truyền đến mạch này.

- Cách thức hoạt động của động cơ servo mang lại rất nhiều tính linh hoạt, độ chính xác và độ tin cậy với hiệu quả chi phí cao Nó có thể hoạt động và giữ vị trí, mô-men xoắn và tốc độ một cách chính xác và chỉ trong một phần của giây Điều này cho phép thực hiện các hoạt động phức tạp của máy móc, cũng có thể thực hiện các quy trình sản xuất khó và do đó đặc biệt thích hợp cho các giải pháp tự động hóa và robot.

3.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO TRONG CÔNG NGHIỆP

- Các lĩnh vực sử dụng bao gồm hầu hết các lĩnh vực của ngành công nghiệp chế biến, sản xuất, đóng gói, lắp ráp và nhiều ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác về robot, máy móc CNC hoặc sản xuất tự động như:

thang máy.

vị chính xác.

lại các khay đĩa.

Hình 1 Động cơ Servo được sử dụng trong máy bay trực thăng RC

Hình 2 Động cơ Servo được sử dụng trong máy bay

Hình 3 Động cơ Servo trong cánh tay robot

3.4 Ưu, nhược điểm của động cơ Servo * Ưu điểm động cơ Servo

Như chúng ta đã biết, servo được phân chia thành 2 loại: dc servo motor, servo ac -Khách hàng cần xem xét kỹ lưỡng những ưu điểm để đưa ra quyết định chọn mua cho phù hợp yêu cầu.

+ Ưu điểm của Servo DC

Kiểm soát tốc độ của động cơ một cách chính xác và nhanh chóng Dễ dàng khi sử dụng, giá thành phải chăng Nguyên tắc điều khiển của loại dc servo motor này rất dễ dàng So với loại khác, tốc độ mo men xoắn rất khó

+ Ưu điểm của Servo AC

toàn vùng tốc độ điều khiển thật trơn tru, không xuất hiện sự dao động.

phần nhiều vào độ chính xác của bộ mã hóa.

* Nhược điểm động cơ Servo

phức tạp hơn.

cầu kết nối nhiều hơn.

sung cũng như tốc độ khiến các hạt dễ bị ăn mòn hơn Những môi trường làm việc có tính chất bụi bẩn thì thiết bị không phù hợp.

thiết bị điện, tự động hóa nói chung Việc lựa chọn thích hợp không những làm tăng năng suất mà còn giúp tăng độ bền của máy móc, hạn chế sự cố và tiết kiệm năng lượng.

3.5 Nguyên lý điều khiển của AC servo:

- Để điều khiển động cơ AC servo ta phải sử dụng một bộ điều khiển (Driver) đi kèm động cơ Khi điều khiển động cơ ta cấp tín hiệu từ PLC (hoặc bộ điều khiển) cho driver Sau đó driver xuất các tín hiệu điều khiển tốc độ, tọa độ, mô-men… đến động

cơ Người sử dụng servo chỉ quan tâm đến cách ta xuất tín hiệu cho drvier chứ ta không cần can thiệp vào tín hiệu mà driver điều khiển động cơ Nói đến cách điều khiển động cơ servo là nói đến cách ta đưa tín hiệu vào bộ driver Việc lựa chọn phương pháp điều khiển động cơ servo còn phụ thuộc vào việc ta sử dụng chức năng nào của servo.

** Servo có 3 chức năng chính như sau:

 - Điều khiển vị trí: Khi sử dụng chức năng này, ta dùng phương pháp xuất xung PTO để điều khiển

 - Điều khiển tốc độ: Khi sử dụng chức năng này ta dùng tín hiệu analog để điều khiển  - Điều khiển mô-men: Khi sử dụng chức năng này ta cũng dùng tín hiệu analog 3.6 Quy trình đấu dây điều khiển động cơ DC servo motor:

1 Bạn cần chuẩn bị một con mạch cầu bao gồm có 2 dây output ra ở bộ điều khiển (Thông thường, hệ thống mạch cầu thông dụng của động cơ sẽ có 2 kênh, và trong trường hợp này, các bạn chỉ cần sử dụng 1 kênh trên mạch cầu để điều khiển là đủ).

2 Tiếp theo, bạn cần chuẩn bị thêm 1 con DC servo motor được tích hợp gồm có 6 dây Trong đó, 2 dây sẽ tạo nguồn điện để đi nuôi động cơ vận hành, còn 2 dây nguồn đi nuôi cho động cơ encoder, đồng thời kết hợp 2 dây output về con encoder và một giắc nguồn + 1 dây điện.

- Tiến hành đấu nối cấp nguồn cho động cơ servo như sau:

1 Lấy 2 dây cấp nguồn điện từ phía động cơ servo motor để đấu vào 2 chân từ kênh của con mạch cầu Tiếp đến, các bạn hãy cấp nguồn cho con mạch cầu bằng cái giắc nguồn mà ở đó chân dương của giắc cắm vào chân + mạch cầu, còn dây điện âm của giắc sẽ kết hợp 1 đầu dây điện và đem đấu chung.

2 Sau đó, các bạn tiến hành cấp nguồn cho con encoder bằng cách: Dùng 2 chân âm và dương của động cơ encoder để cắm lần lượt, nối trực tiếp vào chân DND và chân 5V của hệ thống boar mạch arduino Trên thực tế, nếu chú ý kỹ một chút, các bạn sẽ thấy 2 chân GND và chân 5V được đặt nằm sát nhau tại boar mạch của arduino.

3 Còn 2 chân tín hiệu trả về còn lại của con encoder, chúng ta sẽ đấu nối với chân cực 2 của các boar mạch arduino Đối với chân còn lại của con encoder, bạn đem đấu vào bất kỳ chân nào của con arduino, có thể là chân 4 – 6 – 8 đều được.

4 Tiến hành đấu nối chung dây mát, nhưng trong trường hợp này, chúng ta sẽ lấy mát mạch cầu để đấu nối chung mát với arduino là được.

5 Sau đó, bạn hãy lấy 2 dây tín hiệu điều khiển từ mạch cầu để đem đấu vào 2 chân output của tín hiệu analog nằm trong boar mạch arduino, đó chính là chân 7 và chân 8 Tất nhiên, con arduino cũng có rất nhiều chân output tín hiệu analog, chính vì lẽ đó, các bạn có thể đấu nối vào các chân analog khác cũng không sao.

6 Cuối cùng, các bạn sử dụng dây nguồn 12V để cấp vào các giắc cắm là xong 4 Động cơ bước là gì?

4.1 Khái niệm

- Động cơ bước, hay còn gọi là Step Motor là gì? động cơ bước là một loại động cơ sử

1 phavàđộng cơ điện 3 phathông thường.

- Thực chất, đây là một loại động cơ đồng bộ, có khả năng biến đổi các tín hiệu điều khiển của máy móc dưới dạng các xung điện rời rạc được phát ra kế tiếp nhau, tạo thành các chuyển động góc quay Đôi khi chính là các chuyển động của rôto, giúp cho người dùng cố định roto của máy vào trong các vị trí cần thiết.

Hình 4.1 Động cơ bước là một loại động cơ đồng bộ đặc biệt

- Nói chung, động cơ bước (motor bước) là một loại động cơ mà các bạn có thể quy định được tần số góc quay của nó Nếu góc bước của nó càng nhỏ thì số bước trên mỗi vòng quay của động cơ càng lớn và độ chính xác của vị trí chúng ta thu được càng lớn.

- Các góc bước của động cơ có thể đạt cực đại là 90 độ và cực tiểu đến 0,72 độ Tuy nhiên, các góc bước của động cơ thường được sử dụng phổ biến nhất là góc 1,8 độ, góc 2,5 độ, góc 7,5 độ và góc 15 độ.

- Ví dụ: Một động cơ bước có góc 1,8 độ/ bước nếu quay hết 1 vòng khoảng 360 độ thì mất 200 bước (thuật ngữ chuyên ngành gọi là Full Step) Các chế độ quay càng nhiều xung thì động cơ quay của máy sẽ càng êm hơn Ở Việt Nam, người ta hay dùng phổ biến nhất là động cơ 200 step.

4.2 Phân loại động cơ bước

a) Phân loại dựa vào số pha của động cơ

b) Phân loại động cơ bước dựa vào rotor

nhưng lại có phần tử cảm ứng.

c) Phân loại tùy thuộc vào cực của động cơ

4.3 Cấu tạo động cơ bước

Cấu tạo của động cơ bước gồm: Rotor và stato.

chồng lên nhau một cách kỹ lưỡng, cẩn thận Trên các lá nam châm này lại được chia thành các cặp cực sắp xếp đối xứng với nhau.

Hình 4.3 Cấu tạo động cơ bước (Motor Step) 4.4 Thông số motor bước

- Thông thường, mỗi motor step có một bộ phận quan trọng nhất, nếu bạn hỏi mua bán động cơ bước thì chắc chắn phải hỏi đầu tiên Đó là, động cơ bước thường có bao nhiêu step Theo như thông tin từ nhà sản xuất, động cơ bước trên thị trường Việt Nam hiện nay đang được giới DIY tin dùng có số step là 200.

- Ngoài ra, động cơ bước còn có các thông số khác, cụ thể như:

- Trong đó, tham số Rated Current/ phase sẽ thể hiện cho bạn biết dòng điện tối đa mà mỗi pha của động cơ có thể nhận được Nếu driver điều khiển nào có dòng điện mỗi pha cao hơn thông số nêu trên thì sẽ hỏng Do đó, bạn nên lựa loại driver cho dòng điện chạy ra xấp xỉ 80 - 90% thông số trên đây.

4.5 Nguyên lý hoạt động của động cơ bước như thế nào?

- Nguyên lý hoạt động động cơ bước không quay theo các cơ chế thông thường, bởi vì Step motor quay theo từng bước một, cho nên nó có một độ chính xác cao, đặc biệt là về mặt điều khiển học.

- Động cơ motor bước làm việc nhờ vào hoạt động của các bộ chuyển mạch điện tử Các mạch điện tử này sẽ đưa các tín hiệu của lệnh điều khiển chạy vào stato theo số thứ tự lần lượt và một tần số nhất định.

- Tổng số góc quay của từng con rotor tương ứng với số lần mà động cơ được chuyển mạch Đồng thời, chiều quay và tốc độ quay của con rotor còn phụ thuộc vào số thứ tự chuyển đổi cũng như tần số chuyển đổi của nó.

HÌNH 4.5 Động cơ bước làm việc nhờ vào hoạt động của các bộ chuyển mạch điện tử

- Hiện nay, có 4 phương pháp để điều khiển động cơ bước được sử dụng phổ biến nhất, đó là:

xung cho bộ điều khiển, hoạt động lần lượt theo đúng thứ tự nhất định cho từng cuộn dây pha.

cùng lúc, đồng thời cho cả 2 cuộn dây pha được sắp xếp kế tiếp nhau.

cả 2 phương pháp điều khiển động cơ dạng sóng và điều khiển động cơ bước đủ Khi điều khiển động cơ theo phương pháp này thì giá trị của góc bước nhỏ hơn 2 lần và số bước của động cơ bước cũng sẽ tăng lên 2 lần so với phương pháp điều khiển bằng động cơ bước đủ Tuy nhiên, phương pháp điều khiển này có bộ phát xung điều khiển vô cùng phức tạp.

dụng trong quá trình điều khiển động cơ bước Từ đó, cho phép động cơ bước dừng lại và định vị trong khoảng vị trí nửa bước chính giữa 2 bước đủ.

4.6 Ứng dụng của động cơ bước

- Động cơ bước hiện nay đã và đang được ứng dụng rất nhiều và ngày càng phổ biến, chủ yếu là trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số của các động cơ Nó được thực hiện bởi các lệnh đã được mã hoá tự động dưới dạng số.

- Ứng dụng động cơ bước trong ngành công nghiệp tự động hoá, đặc biệt là đối với các thiết bị máy móc cần phải có sự chính xác Chẳng hạn như các loại máy móc công nghiệp hiện đại, giúp phục vụ cho quá trình gia công cơ khí như: Máy cắt công nghệ plasma CNC, máy cắt công nghệ CNC laser,…

Hình 4.6 Ứng dụng động cơ bước nhiều nhất trong ngành công nghiệp tự động hoá

- Trong lĩnh vực an ninh bảo mật, động cơ bước chính là một sản phẩm giám sát mới, đem lại tiến bộ vượt trội cho ngành an ninh.

- Trong lĩnh vực tế, động cơ bước được sử dụng để sản xuất máy quét y tế, máy lấy mẫu, thậm chí còn có bên trong máy chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, những chiếc bơm chất lỏng, mặt nạ phòng độc và các loại máy móc phân tích mẫu máu.

- Trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, động cơ bước được dùng trong quá trình chế tạo máy ảnh, đem lại chức năng lấy nét chính xác và sắc sảo cho máy ảnh, đồng thời có chức năng thu phóng các loại camera kỹ thuật số tự động hay các loại máy in 3D.

4.7 Ưu - nhược điểm của động cơ bước

- Nắm được những ưu - nhược điểm của động cơ bước sẽ giúp cho chúng ta ứng dụng loại động cơ này vào trong sản xuất một cách tốt nhất, đem lại giá trị kinh tế cao Vậy, ưu -nhược điểm của động cơ bước hiện nay có gì đáng bàn?

Ưu điểm “đáng đồng tiền bát gạo” của động cơ bước đó là:

là ở dải vận tốc thấp và vận tốc trung bình.

giá thành sản phẩm cũng tương đối thấp, do đó việc mua bán, trao đổi cũng khá thuận tiện

Hình 4.7 Step Motor có ưu điểm đầu tiên là khả năng cung cấp mô men xoắn cực lớn Nhược điểm của động cơ bước:

được biết đến đó là vì lực từ yếu hay đôi khi còn do nguồn điện cấp vào động cơ không đủ.

 Một “điểm trừ” nữa đó là trong quá trình hoạt động, động cơ Step Motor thường gây ra tiếng ồn ào khó chịu và có hiện tượng động cơ bị nóng dần lên Với những động cơ Step Motor thế hệ mới thì độ ồn và hiện tượng nóng của động cơ đã được giảm đi đáng kể.

5 So sánh 2 loại động cơ: So sánh chung:

Dùng trong bộ điều khiển vòng hởDùng trong bộ điều khiển vòng kínKhông có tín hiệu phản hồi, dễ bị lỗiCó tín hiệu phản hồi về, ít bị lỗi hơnÍt tốn kém hơn động cơ servoTốn kém

Ở tốc độ thấp có mô-men lớnCó mô-men thấp hơn so với động cơ bướcỞ tốc độ cao có mô-men nhỏCó mô-men rất lớn

Không cần dùng encoderCần encoder và hộp số để điều khiển chính xác

Không rung khi ở vị trí dừngCó rung động khi ở vị trí dừng

Vòng hở (không có encoder)Vòng kín (có encoder) 5.1 Số lượng cực:

Cặp cực từ là cặp nam châm là yếu tố chính làm quay động cơ Động cơ có thể là loại 2 cực, 4 cực, 8 cực, … Động cơ bước có số cực cao; thường từ 50-100.

Một động cơ servo có số cực thường là 4-8 Hãy coi các cực như răng của bạn Số lượng răng càng nhiều thì bạn càng có khả năng nhai càng tốt.

Từ trường và dòng điện bên trong động cơ xoay quanh số cực Điều đó có nghĩa là, số lượng cực càng nhiều thì động cơ có khả năng điều khiển vòng quay của nó càng cao.

Do số lượng cực lớn trong động cơ bước, nó có thể di chuyển theo nhiều số hơn và theo từng bước; điều đó quá trong các bước nhỏ Số bước trong một vòng quay càng cao thì độ chính xác càng cao

Vì vậy, động cơ bước được sử dụng phổ biến trong điều khiển vòng hở, vì nó được điều khiển chính xác bởi các chuyển động bước của chính nó.

Một động cơ servo sẽ sử dụng trong điều khiển vòng kín với phản hồi từ bộ encoder; để

5.2 Mô-men xoắn:

Động cơ bước cung cấp một lượng mô-men lớn ở tốc độ thấp, do số lượng cực nhiều Điều này không có lợi trong động cơ servo vì chúng cung cấp mô-men xoắn nhỏ hơn.

Nhưng, ở tốc độ cao, động cơ bước cung cấp mô-men rất nhỏ và gần như mất một lượng lớn mô-men Đây là ưu điểm chính mà động cơ servo đạt được ở tốc độ cao, vì

Động cơ bước ít tốn kém hơn so với động cơ servo Ngoài ra, vì động cơ servo yêu cầu bộ encoder và hộp số để điều khiển chính xác hơn, chi phí của chúng sẽ tăng thêm.

Nhưng, nếu bạn không coi trọng yếu tố chi phí; Nếu sử dụng điều khiển vòng kín , bạn sẽ nắm được mức độ điều khiển cao hơn và cũng có được nhiều tính năng hơn trong việc điều khiển hệ thống so với động cơ bước.

5.3.2 Tốc độ:

Tốc độ của động cơ servo cao hơn động cơ bước Chúng cung cấp RPM lớn hơn so với động cơ bước.

5.3.3 Ổn định:

Động cơ servo có xu hướng rung ở vị trí đứng yên; điều này không xảy ra trong động cơ bước Vì vậy, nếu bạn yêu cầu một ứng dụng mà động cơ cần phải giữ tải ổn định như một tảng đá và giảm co rủi ro, sự cố do động cơ xung quanh hệ thống, thì động cơ bước sẽ là một lựa chọn tốt.

Encoder còn được gọi là bộ mã hóa quay hoặc bộ mã hóa trục, là một thiết bị cơ điện có chức năng chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tín hiệu đầu ra tương tự hoặc kỹ thuật số Bộ mã hóa được sử dụng để phát hiện vị trí động cơ, hướng di chuyển, tốc độ… bằng cách đếm số vòng quay của trục.

5.4 Các loại tín hiệu: 5.4.1 Tín hiệu digital:

Hay còn được gọi là tín hiệu số Tín hiệu này hoạt động dựa trên hệ nhị phân; tức là các giá trị đều được biểu diễn bằng chữ số là 0 và 1 Trong đó số 1 biểu hiện cho dạng ON và số 0 biểu hiện cho dạng OFF.

Ta thường thấy nhất chính là các loại công tắc điện trong nhà của mình Khi ta bật công tắc, đèn sáng và khi ta tắt công tắc, đèn tắt.

Thì khi đó, tín hiệu digital được biểu diễn bởi số 1 khi ta bật công tắc và số 0 khi ta tắt.

Hình 1.6 Đồ thị biểu diễn tín hiệu digital.

Theo như hình trên, ta có thể thấy tín hiệu digital có 2 trạng thái là on và off tương ứng với giá trị 0 và 1 Một đặc điểm nữa là tín hiệu digital là dạng tín hiệu rời rạc, không nối tiếp nhau theo từng thời điểm.

Thực chất tín hiệu digital không tồn tại ở ngoài tự nhiên Chính từ “digital” cũng cho ta thấy rằng tín hiệu digital là 1 loại tín hiệu do con người tạo ra bằng công nghệ Chính vì vậy mà tín hiệu digital có thể được điều chỉnh bởi con người.

Ví dụ như tín hiệu âm thanh, người ta có thể điều chỉnh độ lớn/nhỏ của âm thanh hoặc với tín hiệu ánh sáng, người ta có thể tăng/giảm độ sáng của nó.

5.4.2 Tín hiệu analog:

Tín hiệu analog là một loại tín hiệu liên tiếp và tương tự nhau Nghĩa là sau 1 chu kỳ thời gian, tín hiệu sẽ được lặp lại và chỉ khác nhau về cường độ.

Để tìm hiểu tín hiệu analog là gì, ta cùng xem hình biểu diễn của tín hiệu analog như sau:

Hình 1.7 Đồ thị biểu diễn tín hiệu analog.

Theo như hình trên, ta có thể thấy đồ thị biểu diễn của tín hiệu analog là dạng đồ thị hình sin, cos hoặc đường cong lên xuống bất kỳ.

** Tín hiệu tương tự là gì?

Có thể bạn chưa biết, “analog” có nghĩa là … tương tự.

Tín hiệu analog là tín hiệu tương tự Tuy nhiên, tương tự không có nghĩa là nó sẽ lặp lại hoàn toàn giống nhau sau 1 khoảng thời gian Mà nó sẽ giống nhau về bản chất của tín hiệu và cường độ của tín hiệu lúc sau có thể mạnh hơn hoặc yếu hơn so với tín hiệu trước 5.5 Tính toán chọn động cơ cho băng tải Belt: Khối lượng roller: m2 = 1 kg Hiệu suất bộ truyền: n = 0.9

Điện áp motor 1phase: 100VAC/50Hz Thời gian hoạt động: 8 tiếng/ngày

Hình 1.8 Thiết kế băng tải 2 Tính toán chọn hộp số:

𝝅.𝑫 = 𝟏𝟖𝟎±𝟏𝟖 ×𝟔𝟎

Động cơ dây quấn (4 cực), tần số 50Hz có tốc độ định mức 1200~1300 rpm.

𝑵𝑮 =𝟏𝟐𝟎𝟎~𝟏𝟑𝟎𝟎

𝟑𝟖.𝟐±𝟑.𝟖 = 28.6 ~37.8 Dựa vào cataloge tiêu chuẩn của Oriental chọn i = 36

3 Tính moment xoắn trục hộp số  moment xoắn trục motor  chọn motor:

Hộp số 5GN36K  Motor 51K40GN-AW2J (Chọn đại)

Tính moment xoắn trục động cơ (Hiệu suất bộ truyền hộp số n = 0.73) TM=𝒊.𝜼𝑮𝐓𝐋 =𝟑𝟔×𝟎.𝟕𝟑𝟕.𝟑𝟔 = 0.28 N.m = 280 mN.m (Lý thuyết)