LUẬN văn tốt NGHIỆP đại học THIẾT kế CHẾ tạo máy PHAY CNC 3 TRỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TRỤC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Đường Khánh Sơn SINH VIÊN THỰC HIỆN Đặng Hoài Bảo (MSSV: 1800602) Ngành: CNKT Cơ Điện Tử - 2018 Cần Thơ, tháng 06 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TRỤC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Đường Khánh Sơn Ngành: CNKT Cơ Điện Tử - 2018 Cần Thơ, tháng 06 năm 2022 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ Cán hướng dẫn: ThS Đường Khánh Sơn Luận văn đại học bảo vệ Khoa Kỹ Thuật Cơ Khí Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Cần Thơ ngày /06/2022 Thành phần Ban đánh giá luận văn đại học gồm: Trưởng ban: ThS Phạm Thành Công Ủy viên phản biện: ThS Huỳnh Phạm Bảo Ngọc Thư ký ban chấm: ThS Đường Khánh Sơn Xác nhận Ban chấm sau luận văn sửa chữa TRƯỞNG BAN ỦY VIÊN PHẢN BIỆN THƯ KÝ ThS Phạm Thành Công ThS Huỳnh Phạm Bảo Ngọc ThS Đường Khánh Sơn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Đặng Hoài Bảo MSSV: 1800602 Ngày, tháng, năm sinh: 15/01/2000 Nơi sinh: Kiên giang Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Mã số: 7510203 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TRỤC NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG  Nhiệm vụ:  Tính tốn, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục  Nội dung:  Tìm hiểu cách sử dụng mạch Mach3 để điều khiển máy CNC  Tìm hiểu cách xuất G-code từ phần mềm Inventor để gia công chi tiết  Sử dụng phần mềm Inventor để thiết kế máy phay CNC  Thiết kế điện điều khiển  Tính tốn, lựa chọn động  Tính tốn, lựa chọn phương pháp dẫn hướng  Chế tạo mơ hình thực tế  Chạy thực nghiệm, hiệu chỉnh lấy kết  Nhận xét đánh giá máy phay CNC trục CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Đường Khánh Sơn THỜI GIAN GIAO ĐỀ TÀI: 26/01/2022 THỜI GIAN HOÀN THÀNH: 19/06/2022 Cần Thơ, ngày 19 tháng 06 năm 2022 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Đường Khánh Sơn KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi đến Thầy Đường Khánh Sơn giảng viên hướng dẫn đề tài luận văn, lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất, thầy quan tâm tạo điều kiện thuận lợi giúp em, đồng thời người định hướng, góp ý ưu khuyết điểm cho em suốt trình thực đề tài, để hoàn thành cách tốt Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giảng viên khoa khí Trường Đại Học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ Nhờ kiến thức kinh nghiệm thầy cô giảng dạy suốt thời gian qua nên em hồn thành đề tài Đồng thời em xin cảm ơn công ty “TNHH Thương Mại Dịch Vụ INNOSPACE”, hỗ trợ nơi làm việc dụng cụ xuyên suốt trình thực đề tài Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè xung quanh hỗ trợ, chỗ dựa chia sẻ kinh nghiệm cho em suốt trình thực luận văn Một lần xin trân trọng cảm ơn! i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan báo cáo luận văn tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế chế tạo máy phay CNC trục” kết nghiên cứu tìm hiểu em Quá trình tìm hiểu thực đề tài cho phép xét duyệt Khoa Kỹ Thuật Cơ Khí thuộc Trường Đại Học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ thông qua hướng dẫn Thầy Đường Khánh Sơn Trong báo cáo có sử dụng hình ảnh tài liệu khoa học, kỹ thuật dùng làm tài liệu tham khảo trích dẫn rõ ràng Nếu có phát gian lận báo cáo em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài Cần thơ, ngày 19 tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực Đặng Hoài Bảo ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I LỜI CAM ĐOAN II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH .VI DANH MỤC BẢNG XI DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT XII TÓM TẮT ĐỀ TÀI XIII MỞ ĐẦU XIV Lý chọn đề tài xiv Mục tiêu nghiên cứu xv Phương pháp nghiên cứu xv Phạm vi nghiên cứu xvi Bố cục đề tài xvi CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm điều khiển điều khiển số 1.1.1 Khái niệm điều khiển 1.1.2 Phân loại hệ thống điều khiển máy công cụ 1.2 Khái niệm CNC 1.3 Nghiên cứu nước .2 1.4 Nghiên cứu việt nam 1.5 Nghiên cứu sở giáo dục đào tạo CHƯƠNG II: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 12 2.1 Phương án thiết kế 12 2.1.1 Phương án phôi cố định X, Y, Z di chuyển 12 2.1.2 Phương án phôi di chuyển theo trục Y, dụng cụ gia công di chuyển theo trục X Z 12 2.1.3 Phương án trục Z cố định, phôi di chuyển trục X Y 13 2.2 Tính tốn thiết kế 14 iii 2.3 Thiết kế máy phay CNC phần mềm Autodesk Inventor 2.4 Thiết kế điện điều khiển 2.5 Sơ đồ hệ thống điều khiển CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM 3.1 Chế tạo 3.2 Lắp ráp máy hoàn chỉnh 3.3 Cài đặt thông số phần mềm Mach3 3.4 Giới thiệu giao diện nút phần mềm Mach3 iv 3.5 Giới thiệu ứng dụng tính tay cầm ngồi 3.6 Sử dụng Inventor CAM để xuất file G-code gia công 3.7 Xây dựng chương trình gia cơng phần mềm Inventor 3.8 Thực nghiệm máy phay CNC trục CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết 4.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Hình 3.44 Mơ chạy dao phay hình trịn phơi gỗ Nạp G-code vào phần mềm Mach3 tiến hành gia công lấy kết (hình 3.45 hình 3.46) Hình 3.45 Thực nghiệm phay hình trịn vật liệu gỗ Tiến hành chạy thực nghiệm hình trịn vật liệu gỗ với thơng số máy sau:  Động trục chính: 15000 vòng/phút  Tốc độ tiến dao: 960 mm/phút  Chiều sâu cắt lần xuống dao: 1mm  Số me cắt: me  Thời gian cắt: phút 22 giây  Biên dạng cắt: hình trịn SVTH: Đặng Hồi Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM  Độ dày phôi: 8mm  Sai số dụng cụ đo ±0.1mm Hình 3.46 Sản phẩm gỗ hình trịn sau gia cơng Bảng 3.3 Kết cắt hình trịn vật liệu gỗ Số lần chạy Nhận xét: Sau thực nghiệm cắt vật liệu gỗ, với biên dạng hình vng hình trịn sản phẩm sau gia công cho ra:  Đường cắt mịn  Phôi không bị méo  Các cạnh  Độ xác với yêu cầu đặt hình vng 99.8%  Độ xác với u cầu đặt hình trịn 99.8%  Sai số lớn ±0.1mm 3.8.2 Thực nghiệm vật liệu mica Khai báo phơi mica hình vng phần mềm Inventor (hình 3.47) Mơ gia cơng hình vng mica (hình 3.48) SVTH: Đặng Hồi Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Hình 3.47 Khai báo phơi mica hình vng Hình 3.48 Mơ chạy dao phay hình vng phơi mica Hình 3.49 Thực nghiệm phay hình vng vật liệu mica SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Nạp G-code vào phần mềm Mach3 tiến hành gia cơng lấy kết (hình 3.49 hình 3.50) Hình 3.50 Sản phẩm mica hình vng sau gia cơng Tiến hành chạy thực nghiệm hình vng vật liệu mica với thông số máy sau:  Động trục chính: 9000 vịng/phút  Tốc độ tiến dao: 800 mm/phút  Chiều sâu cắt lần xuống dao: 1mm  Số me cắt: me  Thời gian cắt: phút 00 giây  Biên dạng cắt: hình vng  Độ dày phôi: 4.5mm  Sai số dụng cụ đo ±0.1mm Bảng 3.4 Kết cắt hình vng vật liệu mica Số lần chạy Khai báo phơi mica hình trịn phần mềm Inventor (hình 3.51) Mơ gia cơng hình trịn mica (hình 3.52) SVTH: Đặng Hồi Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Hình 3.51 Khai báo phơi mica hình trịn Hình 3.52 Mơ chạy dao hình trịn phơi mica Hình 3.53 Thực nghiệm phay hình trịn vật liệu mica SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Nạp G-code vào phần mềm Mach3 tiến hành gia cơng lấy kết (hình 3.53 hình 3.54) Hình 3.54 Sản phẩm mica hình trịn sau gia cơng Tiến hành chạy thực hình trịn nghiệm vật liệu mica với thông số máy sau:  Động trục chính: 9000 vịng/phút  Tốc độ tiến dao: 800 mm/phút  Chiều sâu cắt lần xuống dao: 1mm  Số me cắt: me  Thời gian cắt: phút 44 giây  Biên dạng cắt: hình trịn  Độ dày phơi: 4.5mm  Sai số dụng cụ đo ±0.1mm Bảng 3.5 Kết cắt hình trịn vật liệu mica Số lần chạy Nhận xét: Kết sau tiến hành cắt hình trịn hình vng vật liệu mica sản phẩm cho ra:  Các cạnh SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM  Đường cắt mịn  Phơi khơng bị méo  Độ xác với u cầu đặt hình vng 99.8%  Độ xác với yêu cầu đặt hình trịn 99.8%  Sai số lớn ±0.1mm 3.8.3 Thực nghiệm vật liệu nhôm Khai báo phơi nhơm hình vng phần mềm Inventor (hình 3.55) Hình 3.55 Khai báo phơi nhơm hình vng Hình 3.56 Mơ chạy dao hình vng phơi nhơm Mơ gia cơng hình vng nhơm (hình 3.56) SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Hình 3.57 Thực phay hình vng vật liệu nhôm Nạp G-code vào phần mềm Mach3 tiến hành gia cơng lấy kết (hình 3.57 hình 3.58) Hình 3.58 Sản phẩm nhơm hình vng sau gia cơng Tiến hành chạy thực nghiệm hình vng vật liệu nhôm với thông số máy sau:  Động trục chính: 8000 vịng/phút  Tốc độ tiến dao: 680 mm/phút  Chiều sâu cắt lần xuống dao: 0.3mm  Số me cắt: me  Thời gian cắt: phút 01 giây  Biên dạng cắt: hình vng  Độ dày phơi: 2mm SVTH: Đặng Hồi Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM  Sai số dụng cụ đo ±0.1mm Bảng 3.6 Kết cắt hình vng vật liệu nhơm Số lần chạy Khai báo phơi nhơm hình trịn phần mềm Inventor (hình 3.59) Hình 3.59 Khai báo phơi nhơm hình trịn Mơ gia cơng hình trịn nhơm (hình 3.60) Hình 3.60 Mơ chạy dao hình trịn phơi nhơm SVTH: Đặng Hồi Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Hình 3.61 Thực nghiệm phay hình trịn vật liệu nhơm Hình 3.62 Sản phẩm nhơm hình trịn sau gia cơng Tiến hành chạy thực nghiệm hình trịn vật liệu nhơm với thơng số máy sau:  Động trục chính: 8000 vòng/phút  Tốc độ tiến dao: 680 mm/phút  Chiều sâu cắt lần xuống dao: 0.3mm  Số me cắt: me  Thời gian cắt: phút 34 giây  Biên dạng cắt: hình trịn  Độ dày phôi: 2mm  Sai số dụng cụ đo ±0.1mm SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM Bảng 3.7 Kết cắt hình trịn vật liệu nhôm Số lần chạy Nhận xét: Sau cắt hình trịn hình vng nhơm sản phẩm cho ra:  Đường cắt mịn  Kích thước cạnh  Phơi khơng bị méo  Độ xác với u cầu đặt hình vng 99.8%  Độ xác với u cầu đặt hình tròn 99.8%  Sai số lớn ±0.1mm Kết luận: Sau chạy thực nghiệm ba loại vật liệu khác em có số kết luận sau:  Độ cứng vững máy tốt  Tay cầm điều khiển hoạt động tốt  Quá trình hoạt động máy trơn tru, ổn định  Đường cắt chi tiết đẹp  Gia công tốc độ cao vật liệu gỗ mica  Sản phẩm sau gia công đạt kết yêu cầu đặt với sai số trung bình 99.8%  Sai số lớn ±0.1mm Máy chưa có chức năng:  Tưới nguội phay  Thay dao tự động  Dò dao tự động SVTH: Đặng Hoài Bảo CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết Sau thời gian thực đề tài em đạt kết sau:  Biết thêm môi trường phần mềm Inventor  Xuất chương trình gia cơng từ trường CAM phần mềm Inventor  Hiểu cách vận hành máy phay CNC trục  Biết thêm phần mềm Mach3  Hoàn thành thiết kế máy phay CNC trục  Hoàn thành đấu nối điện điều khiển cho máy  Chế tạo thành công máy phay CNC trục với vùng hoạt động 350mmx600mmx125mm  Chế tạo thành công máy phay CNC trục phục vụ cho trình đào tạo nghiên cứu  Gia công vật liệu khác như: gỗ, mica, nhôm, …  Sản phẩm sau gia công sai số nằm phạm vi cho phép 0.1mm  Máy dễ dàng thao tác điều khiển  Độ cứng vững máy tốt  Các chức máy hoạt động tốt  Tay cầm điều khiển máy hoạt động tốt 4.2 Kiến nghị Phương hướng phát triển đề tài:  Thêm chức thay dao tự động cho máy  Nâng cấp thành máy CNC trục cách thêm trục A B cho máy  Thiết kế chế tạo vỏ để bảo vệ máy SVTH: Đặng Hoài Bảo TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (VOER), “Khái niệm điều khiển”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://voer.edu.vn/m/khai-niem-dieu-khien/a4081d5c [Truy cập 25/05/2022] [2] Phùng Văn Duy, Đào Phú Khanh, “Thiết kế chế tạo mơ hình máy phay CNC điều khiển hai trục” Luận văn Đại Học, Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng, Đà Nẵng, 2009 [3] Wikipedia, “CNC”, 04/11/2021.[Trực tuyến] Địa chỉ: https://vi.wikipedia.org/wiki/CNC [Truy cập 25/05/2022] [4] Công ty TNHH Cơ Điện Tử Bách Khoa, “Lịch sử đời phát triển máy CNC”, 02/07/2020.[Trực tuyến] Địa chỉ: Lịch sử đời trình phát triển máy CNC - BKMech Máy CNC [Truy cập 25/05/2022] [5] Công ty TNHH Công Nghệ CAD/CAM Việt Nam, “Tổng quan hệ điều khiển máy CNC”, 07/06/2019 [Trực Tuyến] Địa chỉ: https://machineshop.vn/tongquan-ve-he-dieu-khien-may-cnc/ [Truy cập 25/05/2022] [6] Trường Cao Đẳng Nghề Bách Khoa Hà Nội “Nghiên cứu Khoa Học sáng tạo Bách Khoa 2018”, 15/06/2018 [Trực tuyến] Địa chỉ: https://www.hactech.edu.vn/tin-tuc/tin-hoat-dong/chuc-mung-lcd-truong-cdnbach-khoa-ha-noi-dat-giai-tai-trien-lam-nghien-cuu-khoa-hoc-sang-tao-bachkhoa-2018.html [Truy cập 26/05/2022] [7] Phạm Quang Khải, “Thiết kế chế tạo máy phay CNC trục”, luận văn Đại Học, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, 2017 [8] Gia văn, Công ty TNHH thiết bị văn phòng Gia Văn “ Máy CNC mini 3018 Aluminium (800W)”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://giavan.com.vn/sanpham/may-cnc-mini-3040-alumium-800w/ [Truy cập 27/05/2022] [9] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, tập 2, xuất lần thứ 4, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Khoa Học Hà Nội, 2005 SVTH: Đặng Hoài Bảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [10] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn hệ dẫn động khí tập 1, tập 2, xuất lần 6, Hà Nội, Nhà xuất giáo dục, 2006 [11] Wikimedia Foundation, “ Động bước”, 11/08/2021.[Trực tuyến] Địa chỉ: https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99ng_c%C6%A1_b%C6%B0 %E1%BB%9Bc [Truy cập 28/05/2022] [12] Điện tử công nghiệp, “Giới thiệu phần mềm Mach3”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://dientutaiphu.blogspot.com/2015/03/gioi-thieu-ve-phan-mem-mach3.html [Truy cập 27/05/2022] [13] DTECH, “Biến tần gì, cấu tạo biến tần, lợi ích biến tần”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://dtech.vn/bien-tan-la-gi-cau-tao-bien-tan-loi-ich-cua-bien-tan-gp1153.htm [Truy cập 27/05/2022] [14] ONE CAD Việt Nam, “INVENTOR CAM”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://onecadvn.com/inventor-cam [Truy cập 27/05/2022] [15] Hshop, “Driver điều khiển động bước”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://hshop.vn/products/mach-dieu-khien-dong-co-buoc-leadshine-m542 [Truy cập 27/05/2022] [16] Công ty TNHH máy nghề mộc MBT, “Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3”, [Trực tuyến] Địa chỉ: https://maygombt.vn/huong-dan-su-dung-phan-memmach3/ [Truy cập 27/05/2022] Tiếng Anh [17] TBI MOTION, “TBI MOTION – General Product” Địa chỉ: TBI MOTION - General Product (technico.com) [Truy cập 27/05/2022] [18] THK, “ GK series LM Guide”, Địa chỉ: https://tech.thk.com/upload/catalog_claim/pdf/410-3E_GK_series.pdf [Truy cập 27/05/2022] [19] PMI, “ Linear Guideway” Địa chỉ: General Catalog_E_GW.pdf (feyc.eu) [Truy cập 27/05/2022] SVTH: Đặng Hoài Bảo PHỤ LỤC PHỤ LỤC [1] Cơng cụ tính tốn động bước FASTECH: https://fastech- motions.com/new/eng/sub0503.php [2] Thư viện tay cầm cho phần mềm Mach3: https://www.machsupport.com/downloads-updates/plugins/ [3] Bản vẽ chi tiết: https://drive.google.com/drive/folders/1jDq_J0u0Lf5fQo- kLDY_sGBPSrnvz1DU?usp=sharing SVTH: Đặng Hoài Bảo ... Luận văn ? ?Thiết kế chế tạo máy phay CNC trục? ?? trình bày chi tiết q trình tính toán thiết kế máy phay CNC trục phục vụ cho học tập, nghiên cứu đào tạo Máy thiết kế chế tạo với vùng hoạt động 35 0mmx600mmx125mm... 75102 03 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TRỤC NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG  Nhiệm vụ:  Tính tốn, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục  Nội dung:  Tìm hiểu cách sử dụng mạch Mach3 để điều khiển máy. .. đủ việc phay vật liệu có độ cứng thấp nhựa, gỗ,… Luận văn tốt nghiệp thiết kế chế tạo máy phay CNC trục sinh viên trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [7] Nhận xét Qua kết báo cáo đồ án tốt nghiệp