ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn Th S Lê Ngọc Tuân Sinh viên thực hiện Dương Ngọc Chiến 15025741 Nguyễn quang[.]
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn : Th.S Lê Ngọc Tuân Sinh viên thực : Dương Ngọc Chiến 15025741 Nguyễn quang Giáp 15083641 Lý Ngọc Huân 15063651 Lê Hòa Duy Lộc 15065821 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài (1): Dương Ngọc Chiến MSSV: 15025741 (2): Nguyễn Quang Giáp MSSV: 15083641 (3): Lý Ngọc Huân MSSV: 15063651 (4): Lê Hòa Duy Lộc MSSV:15065821 Tên đề tài THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Dựa sở lí thuyết,nhu cầu khoan mạch in tự động,nhóm thiết kế mơ solidwork, từ đưa ý tưởng thiết kế máy khoan mạch in tự động Kết dự kiến Thiết kế máy khoan mạch in tự động Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 20… Sinh viên Trưởng môn I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ….……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ….……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… III MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III MỤC LỤC IV DANH MỤC HÌNH VẼ VII DANH MỤC BẢNG IX LỜI CẢM ƠN X TÓM TẮT ĐỀ TÀI .1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề .2 1.2 Mục tiêu nghiên cứu .2 1.3 Đối tượng nghiên cứu .3 1.4 Giới hạn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 2.1 Sơ lược máy cnc: .4 2.2 Một số máy CNC thị trường 2.3 Đặc trưng cnc : .5 2.3.1 Tính tự động cao .5 2.3.2 Tính linh hoạt cao .6 2.3.3 Tính tập trung nguyên công 2.3.4 Tính xác, đảm bảo chất lượng cao 2.3.5 Gia công biên dạng phức tạp .6 2.3.6 Tính hiệu kinh tế kỹ thuật cao .6 2.4 Mơ hình máy cnc CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG MƠ HÌNH MÁY CNC .8 3.1 Chọn cấu dẫn động .8 3.1.1 Động dẫn động trục tọa độ : 3.1.2 Kết luận : IV 3.2 Lựa chọn phương án di chuyển trục 3.2.1 Phương án phôi cố định .9 3.2.2 Phương án phôi di chuyển trục Y, máy gia công theo trục X Z .9 3.2.3 Phương án trục Z cố định, phôi di chuyển .9 3.2.4 Kết luận: 10 3.3 Lựa chọn cấu truyền động .10 3.3.1 Vít me đai ốc 10 3.3.2 Phương án dùng đai 12 3.3.3 Kết luận .13 CHƯƠNG THUẬT TOÁN NỘI SUY 14 4.1 Cách tiếp cận 14 4.1.1 Chạy nhanh (hay gọi định vị) 14 4.1.2 Chuyển động thẳng 14 4.1.3 Chuyển động tròn 14 4.2 Nội suy đưởng thẳng với thuật toán kenneth and melvin golberg .14 4.3 Nội suy đường tròn .16 4.4 Thuật tốn tìm hướng đường tròn .17 CHƯƠNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328P PU 19 5.1 Giới thiệu vi điều khiển Atmega328p PU mạch arduino: 19 5.2 Phần điều khiển 25 5.2.1 Các thành phần điều khiển 26 5.2.2 Phần chấp hành 31 CHƯƠNG ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ ĐỘNG CƠ DC 795 .32 6.1 Giới thiệu động bước 32 6.1.1 Hệ thống điều khiển động bước 33 6.2 Bước góc động bước chế tạo theo bảng tiêu chuẩn sau: 34 6.2.1 Nguyên tăc điều khiển động bước đơn cực 34 6.2.2 Tín hiệu điều khiển động bước ứng dụng: 34 6.2.3 Thông số step size 42 dài 32 34 6.2.4 Các thông số chủ yếu động bước: 35 6.3 Giới thiệu động DC 795 36 V CHƯƠNG THIẾT LẬP PHẦN CỨNG .37 7.1 Tính tốn thiết kế khí: 37 7.2 Thiết kế khí phần mềm Solidworks: .38 7.2.1 Bảng thông số kỹ thuật máy CNC trục: 38 7.3 Đánh giá vật liệu sử dụng : 39 7.3.1 Lựa chọn cấu cho máy cnc : .40 7.4 Kết xây dựng đề tài: .46 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN VÀ XUẤT FILE GCODE 47 8.1 Phần mềm điều khiển Bcnc: 47 8.1.1 Giao diện kết nối phần mềm: 47 8.1.2 Giao diện điều khiển: .47 8.1.3 Thiết lập thông số vào phần mềm: 48 8.1.4 Các mã lệnh Gcode CNC (GRBL): 50 8.1.5 Lưu đồ giải thuật 53 8.2 Thiết lập tạo file Gcode: 57 8.2.1 Giới thiệu: 57 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ CHUNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN 62 9.1 Chạy chương trình G-code 62 9.2 Những bước tiến đề tài 62 9.2.1 Tính tính sáng tạo .62 9.3 Ưu điểm máy CNC trục: .63 9.3.1 Khả áp dụng 63 9.3.2 Kỹ thuật 64 9.3.3 Kinh tế .64 9.3.4 Xã hội .65 9.4 Kết luận .65 9.5 Kiến nghị 65 9.6 Hướng phát triển 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 VI DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Máy CNC 4060 Hình 2.2 Máy CNC trục Hình 2.3 Mơ hình máy CNC tham khảo .7 Hình 3.1 Vitme đai ốc .10 Hình 3.2 Vitme bi .11 Hình 3.3 Dây đai GT 12 Hình 4.1 Thuật tốn điều khiển đường thẳng (Kenneth and Melvin Golberg) 15 Hình 4.2 Thuật tốn điều khiển đường thẳng (Kenneth and Melvin Golberg) 17 Hình 5.1 Vi điều khiển ATmega328P PU 19 Hình 5.2 Sơ đồ chân vi điều khiển ATmega328P PU 19 Hình 5.3 Vi điều khiển ATmega328P PU tích hợp mạch Arduino 20 Hình 5.4: Board điều khiển .25 Hình 5.5 Sơ đồ dây cơng tắc hành trình .26 Hình 5.6 Driver A4988 .27 Hình 5.7 Sơ đồ chân Driver A4988 27 Hình 5.8 Board CNC shield V3 29 Hình 5.9 Sơ đồ chân tương ứng với Arduino Uno .30 Hình 5.10 Adruino CNC shield V3 .30 Hình 6.1 Động bước 32 Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống có sử dụng động bước 33 Hình 6.3 Động bước đơn cực 34 Hình 6.4 Motor 795 36 Hình 7.1 Hệ trục tọa độ descarte 37 Hình 7.2 Mô solidwork 38 Hình 7.3 Nhơm định hình 40 Hình 7.4 Kích thước khung nhơm định hình 40 Hình 7.5 Vitme T8_bước 41 Hình 7.6 Gối đỡ vitme T8_bước8 41 Hình 7.7 Thanh trượt T8 (d=8mm) 42 VII Hình 7.8 Con trượt vng 42 Hình 7.9 Bàn nhơm điịnh hình 43 Hình 7.10 Bàn X 43 Hình 7.11 Bàn Y 44 Hình 7.12 Bàn Z 44 Hình 7.13 Máy CNC hồn thiện 46 Hình 7.14 Máy CNC điều khiển .46 Hình 8.1 Giao diện phần mềm Bcnc 47 Hình 8.2 Giao diện điều khiển 47 Hình 8.3 Thiết lập thông số điều khiển 48 Hình 8.4 Lưu đồ giải thuật hiển thị hình ảnh từ file G-code 53 Hình 8.5 Lưu đồ giải thuật truyền lệnh 54 Hình 8.6 Lưu đồ giải thuât nhập lệnh .55 Hình 8.7 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển tay 56 Hình 8.8 Giao diện Phần mềm Aspire 57 Hình 8.9 Tạo file 58 Hình 8.10 Thiết lập giá trị X Y Z .58 Hình 8.11 Mở file có dạng *.BMP .59 Hình 8.12 Chuyển đổi File có dạng *.BMP sang dạng vector 59 Hình 8.13 File dạng vector 60 Hình 8.14 Hiển thị mô phay 2D 60 Hình 8.15 Lưu file dạng *.Gcode .61 Hình 8.16 Hiển thị mơ phay mạch Aspire 3D 61 Hình 9.1 Các đường tiến dao máy CNC trục phay phím đồng 62 VIII DANH MỤC BẢNG Bảng 5.1 Thông số vi điều khiển ATmega328 họ 8bit 23 Bảng 5.2 Điều khiển bước 28 Bảng 6.1 Số bước động theo độ 34 Bảng 7.1 Thông số kỹ thuật máy CNC trục 39 Bảng 7.2 Thống kê chi tiết máy 45 IX ... tài THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Dựa sở lí thuyết,nhu cầu khoan mạch in tự động, nhóm thiết kế mơ solidwork, từ đưa ý tưởng thiết kế máy khoan mạch in tự. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài (1): Dương Ngọc Chiến... mức độ tự động nâng cao vượt bậc Tùy mức độ tự động, máy CNC thực lúc nhiều chuyển động khác nhau, tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Ngọc Tuân dao cụ, tự động kiểm