Έλεγχος Κέντρου Κατεργασιών με βάση το LINUXCNC

Τζάνης, Αθανάσιος; Tzanis, Athanasios

dc.contributor.author	Τζάνης, Αθανάσιος
dc.contributor.author	Tzanis, Athanasios
dc.date.accessioned	2020-03-10T10:50:47Z
dc.date.available	2020-03-10T10:50:47Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49931
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17629
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εργαλειομηχανή	el
dc.subject	Φρέζα	el
dc.subject	G Κώδικας	el
dc.subject	Βηματικός Κινητήρας	el
dc.subject	Κέντρο Κατεργασιών	el
dc.subject	Milling Machine	en
dc.subject	G Code	en
dc.subject	CNC	en
dc.subject	Stepper Motor	en
dc.subject	Linuxcnc	en
dc.title	Έλεγχος Κέντρου Κατεργασιών με βάση το LINUXCNC	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Αυτόματος Έλεγχος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-16
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσης μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί ο εκσυγχρονισμός της φρέζας EMCO F1-CNC, εργαλειομηχανής τριών αξόνων, και η αυτοματοποίησή του ελέγχου της μέσω Η/Υ. Η εν λόγω εργαλειομηχανή αποτελούνταν από μονάδα ελέγχου η οποία δέχονταν κασέτες με μαγνητική ταινία, στις οποίες γινόταν εγγραφή του G κώδικα και κατόπιν χρησιμοποιούνταν για την ανάλογη κίνηση των αξόνων και τον έλεγχο των υπολοίπων παραμέτρων της εργαλειομηχανής. Ο κύριος στόχος της εργασίας ήταν η ψηφιοποίηση του σήματος της εργαλειομηχανής, καθιστώντας δυνατή την επικοινωνία της με το λογισμικό πρόγραμμα LinuxCNC (EMC2), το οποίο ήταν εγκατεστημένο σε Η/Υ. Το λογισμικό αυτό είναι ελεύθερο, ανοιχτού κώδικα, και υποστηρίζεται από την πλατφόρμα των Linux. Παρέχει τη δυνατότητα ελέγχου και των τριών αξόνων της φρέζας καθώς επίσης και όλων των υπολοίπων παραμέτρων που αφορούν την ομαλή λειτουργία της μηχανής. Για να καταστεί εφικτός ο ανωτέρω στόχος, κατασκευάστηκε πλακέτα, η οποία δέχεται το σήμα του Η/Υ μέσω παράλληλης θύρας (parallel port) και το διανέμει καταλλήλως στους αντίστοιχους οδηγούς (driver board) των βηματικών κινητήρων (stepper motor). Επίσης, λόγω του ότι ο έλεγχος της περιστροφικής ταχύτητας κοπής της κύριας ατράκτου γινόταν αναλογικά μέσω ροοστάτη, κατασκευάστηκε πλακέτα, η οποία μετατρέπει το ψηφιακό σήμα που στέλνει το LinuxCNC (Pulse Width Modulation, PWM) σε αναλογικό, ώστε η άτρακτος να ελέγχεται πλήρως από το λογισμικό έχοντας την κατάλληλη περιστροφική ταχύτητα. Ακόμη, προστέθηκαν στο σύνολο έξι τερματικοί διακόπτες, οι οποίοι οριοθετούν την τράπεζα κοπής και χρησιμοποιούνται για την αρχικοποίηση του μηχανήματος. Η τοποθέτησή τους καθίσταται αναγκαία και για λόγους ασφαλείας, ώστε σε περίπτωση οποιασδήποτε δυσλειτουργίας να διακοπεί αυτόματα η εργασία.Ο εκσυγχρονισμός αφορούσε επίσης την αντικατάσταση των αρχικών βηματικών κινητήρων με νέους καλύτερης ανάλυσης, των αντίστοιχων οδηγών τους και του ανάλογου τροφοδοτικού τους. Περαιτέρω, προστέθηκε τροφοδοτικό για τα παρελκόμενα βοηθητικά συστήματα και κατασκευάστηκε πλακέτα μετατροπής τάσης προκειμένου οι πλακέτες αλλά και δευτερεύοντα υποσυστήματα, όπως ανεμιστήρες (fans), να λειτουργούν στις προβλεπόμενες συνθήκες. Τέλος, προστέθηκε κατάλληλο κύκλωμα ελέγχου κινητήρα, ο οποίος χρησιμοποιείται για την κίνηση μέγγενης, προκειμένου να στηριχθούν τα τεμάχια προς κοπή. Καταλήγοντας, η συνένωση όλων των ανωτέρω υποσυστημάτων έδωσε το επιθυμητό αποτέλεσμα, που είναι ο έλεγχος της εργαλειομηχανής είτε μέσω G κώδικα, είτε μέσω εικονικών πλήκτρων στο περιβάλλον εργασίας του LinuxCNC.	el
heal.abstract	The subject of the present thesis is about retrofitting the EMCO F1-CNC, a 3-axis milling machine, and making possible its further automation via a PC controlled system. The milling machine as mentioned consisted of a control unit, which would take magnetic tapes where the user could write the preferred G code and by playing the tape afterwards the machine started to move the corresponding axis and control the rest of the functions. The main purpose of this thesis was the digitalization of the signal originating from the machine, making possible the contact between the mill and the LinuxCNC software, which is installed in a Linux-based computer. The software used is free and has an open source code. It provides the ability of moving all of the machine’s three axis and controlling those parameters making its function as normal as possible. In order to reach the above goal, an electronic board was constructed which has the ability of receiving the computer signals and distributing them to the appropriate stepper motor drivers. Furthermore, due to the fact that that the control of the rotating speed of the main spindle took place analogically by using a mechanical potentiometer, an additional electronic board was constructed which could convert the digital signal received by the LinuxCNC software (specifically pulse width modulation, PWM) to analog. In this way, the main spindle is fully controlled by the software providing the appropriate rotating speed. In addition, six limit switches were used which set the limits of the available cutting space and provide the initialization of the axis. Their placement was also necessary for safety reasons, so that in case of a malfunction the immediate termination of the machining process could be possible automatically. New stepper motors substituted the old ones, providing better resolution, accompanied by the compatible new stepper motor drivers and a new power supply.One more power supply was also added and a voltage converter electronic board was constructed, in order for the auxiliary systems, such as the fans, to function with their right inputs. Finishing, an appropriate circuit was designed and implemented in order to control a DC motor which moves a clump used as a holder for the pieces to be cut. The junction of the subsystems mentioned above gave the expected result which is the automatic control of the milling machine via the LinuxCNC software either by a fixed G-code or through virtual buttons at the software’s graphic user interface.	en
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος-Χριστόφορος
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Πανώριος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false