Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cánh tay scara ứng dụng tạo mẫu in 3d, kết hợp phay cnc và khắc laser

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁNH TAY SCARA ỨNG DỤNG TẠO MẪU IN 3D, KẾT HỢP PHAY CNC VÀ KHẮC LASER Ngành Kỹ thuật cơ khí Giảng viên hướng dẫn ThS Phạm Bá Khiển Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Trần Tuấn Kiệt 1711251803 17DCKB1 Trịnh Tuấn Vỹ 1711040498 17DCKB1 Bùi Anh Dũng 1711040277 17DCKB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 MÃ ĐỀ TÀI 22 1 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (M.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁNH TAY SCARA ỨNG DỤNG TẠO MẪU IN 3D, KẾT HỢP PHAY CNC VÀ KHẮC LASER Ngành: Kỹ thuật khí Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Bá Khiển Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Trần Tuấn Kiệt 1711251803 17DCKB1 Trịnh Tuấn Vỹ 1711040498 17DCKB1 Bùi Anh Dũng 1711040277 17DCKB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Bùi Anh Dũng Điện thoại : 0984146827 Ngành : Kỹ thuật khí MSSV : 1711040277 Lớp : 17DCKB1 Email : anhdung121999@gmail.com Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu lý thuyết ứng dụng cánh tay Robot công nghiệp ngành tạo mẫu, CNC, khí chế tạo, điều khiển tự động - Áp dụng giải dạng toán thuận, nghịch để ứng dụng điều khiển động cho cánh tay Robot - Phụ trách viết báo cáo thuyết minh Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 20 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Trịnh Tuấn Vỹ Điện thoại : 0944564640 Ngành : Kỹ thuật khí MSSV : 1711040498 Lớp : 17DCKB1 Email : trinhtuanvy99@gmail.com Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC Nhiệm vụ thực đề tài: - Nghiên cứu, thiết kế mơ hình phần mềm Solidworks - Tạo vẽ chế tạo khí, vẽ lắp ráp mơ hình 3D - Hồn thiện chịu trách nhiệm ý tưởng thiết kế mơ hình kết hợp tạo mẫu nhanh, cắt khắc CNC Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Trần Tuấn Kiệt MSSV : 1711251803 Lớp : 17DCKB1 Điện thoại : 0963376582 Email : trantuankiet227@gmail.com Ngành : Kỹ thuật khí Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC Nhiệm vụ thực đề tài: Thiết kế phần cứng đề tài Nghiên cứu xây dựng phần cứng Viết chương trình điều khiển Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan kết đạt đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC” sản phẩm nhóm chúng khơng có chép lại người khác Trong toàn nội dung tiểu luận, điều trình bày cá nhân tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích dẫn hợp pháp Chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhim chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan LỜI CẢM ƠN Lời nhóm chúng em xin chân thành cám ơn tất thầy giáo tận tình hướng dẫn bảo nhiệt tình thời gian em làm “Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Thuật Cơ Khí” vừa qua, đặc biệt Viện Kỹ Thuật HUTECH tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hồn thành đồ án Chúng em vơ biết ơn thầy Th.s Phạm Bá Khiển người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình chúng em hồn thành đề tài thời gian hướng Những kiến thức thu nhặt trình nghiên cứu đề tài, phần nhiều thầy hướng dẫn có ích, giúp chúng em hiểu rõ hơn, nắm số vấn đề bản, đồng thời giúp cho chúng em đường học tập làm việc sau Vì lần đầu làm Đồ Án liên quan đến tự động hóa , linh kiện khí phức tạp với kiến thức thời gian hạn chế nên khơng tránh khỏi nhiều sai sót Với ước mong học hỏi, có nhiều kinh nghiệm chúng em mong nhận góp ý bảo thầy cô giáo, hướng dẫn để rút kinh nghiệm làm tốt Chúng em xin chân thành cám ơn ! MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu phương pháp gia công CHƢƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Tổng quan đề tài 2.2 Tình hình nước 2.3 Tình hình giới 2.4 Vấn đề tồn 15 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 16 3.1 Hướng giải 16 3.2 Phương pháp nghiên cứu 18 CHƢƠNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ SẢN PHẨM 20 4.1 Thiết kế mơ hình sản phẩm 20 4.1.1 Nghiên cứu, tính tốn phần động học máy 20 4.1.2 Đầu khắc Laser 21 4.1.3 Đầu gia công CNC 25 4.2 Hệ thống điều khiển 29 4.2.1 Bo mạch điều khiển 29 4.2.2 Màn hình LCD 33 4.2.3 Điều khiển động bước (Step Driver – A4988) 34 4.2.4 Nguồn 38 4.3 Động 39 4.3.1 Giới thiệu động Servo 39 4.3.2 Chọn động 43 4.4 Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu từ phương pháp gia công 48 4.5 Thiết kế khung máy 49 4.5.1 Thiết kế phần đế máy 49 4.5.2 Thiết kế phần cánh tay Robot Scara 50 4.5.3 Thiết kế phần trục làm việc Robot Scara 52 4.5.4 Bàn làm việc máy 53 4.5.5 Đế động số 54 4.5.6 Trục dẫn động 55 4.5.7 Đế động số 56 4.5.8 Khớp nói trục Z 57 4.5.9 Khớp nói trục 58 4.6 Tính tốn, thiết kế truyền động cho Robot 58 4.6.1 Hệ thống truyền động phần đế máy 60 4.6.2 Hệ thống chuyển động phần cánh tay 61 4.6.3 Hệ thống truyền động trục làm việc 62 4.6 Mơ hình 63 CHƢƠNG THI CÔNG SẢN PHẨM 65 5.1 Quá trình thi cơng 65 5.2 Mô phần mềm 70 5.2.1 Mô in 3D phần mềm Cura 70 5.2.2 Mô Cắt CNC phần mềm Master Cam 72 5.2.3 Mô khắc laser 74 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 77 6.1 Kết luận 77 6.2 Đề xuất – Kiến nghị 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 81 66 Ø36 109 46 I I(1:1) II II(1:1) 64 54 Ø66 Đầu Nối Gia Công Thép Thép Nối Thép Vòi Phun Keo Thép Số Thứ Tự Tên Gọi Vật Liệu Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech ĐẦU PHUN KEO Tỷ lệ 1:1 THÉP SL : A 26 116,5 A Ø238,5 Ø235 Ø238,5 Ø90 Ø210 Ø102 Ø50+0.03 8XØ8 36 SECTION A-A Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech BÁNH RĂNG 158 Tỷ lệ 1:2 THÉP KH:01 Ø10+0.01 15 Ø9 6,5 87 Ø10+0.01 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech TRỤC NỐI BÁNH RĂNG 106 VÀ 20 SỐ Tỷ lệ 1:1 THÉP KH:02 R136 144 7XØ4 80 180,5 93 25 42 Ø50 188 159 94 338 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech NẮP ĐẾ MÁY Tỷ lệ 1:3 THÉP KH:03 56 40 80 74 136 180 Ø16 Ø80 Ø180 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech NẤM CHỤP Tỷ lệ 2:1 THÉP KH:04 33 Ø33 6,5 3,5 10+0,01 30 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech BÁNH RĂNG 20 Tỷ lệ 3:2 THÉP KH:05 Ø19 Ø10+0.07 Ø14+0.07 Ø10 Ø14 Ø16 28 32 72 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech TRỤC BÁNH RĂNG 16 Tỷ lệ 3:2 THÉP KH:06 0,5 10 Ø10 Ø20 Ø24 4xØ2 12 10 87+0.02 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech TRỤC DẪN BÁNH RĂNG 106 VÀ 20 SỐ Tỷ lệ 1:1 THÉP KH:07 Ø10+0,01 Ø112 52 12 Ø30 Ø95 Ø106 Ø112 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech BÁNH RĂNG 106 SỐ Tỷ lệ 2:3 THÉP KH:08 57 33 Ø168 Ø130 393 Ø130 Ø114 R7 Ø94 71 42 25 26 70 60 126 136 119 30 23 148 26 30 10 23 202 80 73 47 4XØ16 Ø14 26 7XØ10 5,5 2XØ117 51 59 R143 23 20 100 Ø94 2XØ65 16,5 16,5 14 83 95 103 R143 R136 254 12 186 R12 345 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech ĐẾ MÁY GANG Tỷ lệ 1:5 KH:09 Ø112 52 12 Ø24+0,01 Ø106 Ø112 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech BÁNH RĂNG 106 SỐ Tỷ lệ 2:3 THÉP KH:10 74,5 52,5 Ø22,5 46 25 Ø10 Ø58 Ø44 Ø30 185 121 127,5 104 75 17,5 40 R29 R11 2XØ117 Ø19 Ø81 Ø87 50 Ø10 14 17,5 15 25 30 94 331 39 11 42 74 265 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech ĐẾ ĐỘNG CƠ Tỷ lệ 1:3 THÉP KH:11 12 Ø78 Ø75 21 10,5 7,5 Ø46,5 Ø58,5 Ø70,5 Ø46,5 Ø55,5 Ø70,5 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech NẮP BƠM MỠ NHỰA Tỷ lệ 3:1 KH:13 23 12 8xØ3 80 12xM6 10 24 80 48 46 63,6 71 80 Ø70 Ø64 Ø50 Ø47 Ø46 10 4xØ4 14 22 15 14 63 112 153 33,5 18 80 18 182 112 48 Ø3 Ø3 16 25 Ø14 Ø19 15 11 55 22 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Công nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech ĐỘNG CƠ 400W Tỷ lệ 1:5 THÉP KH:14 38,5 137,6 36 112 129,5 149 359,5 164 14 27 46,5 Ø130 Ø90 47,5 36 Ø50 55 Ø80 Ø90 Ø94 Ø125 36 Ø50 Ø114 Ø130 Người vẽ Trần Tuấn Kiệt Kiểm tra Phạm B Khiển 6/8 Trường Đại học Cơng nghệ TPHCM Viện Kỹ thuật Hutech TRỤC CHÍNH Tỷ lệ 1:4 THÉP KH:15 ... đề tài: “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁNH TAY SCARA ỨNG DỤNG TẠO MẪU IN 3D, KẾT HỢP PHAY CNC VÀ KHẮC LASER? ?? 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Xác định rõ đối tượng nghiên cứu đề tài máy in 3D điều... Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu lý thuyết ứng dụng cánh tay Robot công nghiệp ngành tạo mẫu, CNC, ... Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo cánh tay máy ứng dụng lĩnh vực tạo mẫu nhanh, kết hợp cắt khắc CNC Nhiệm vụ thực đề tài: Thiết kế phần cứng đề tài Nghiên cứu xây dựng phần cứng Viết chương