Thiết kế và chế tạo máy khoan lỗ mạch in tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KHOAN LỖ MẠCH IN TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Trần Văn Huân 1811050316 18DTDA2 Phạm Trung Hiếu 1811070238 18DTDA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng …/ 2022 LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng em cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Nhóm thực đề tài Trần Văn Huân Phạm Trung Hiếu I LỜI CẢM ƠN Quá trình thực đồ án tốt nghiệp giai đoạn quan trọng quãng đời sinh viên Đồ án tốt nghiệp tiền đề nhằm trang bị cho chúng em kĩ nghiên cứu, kiến thức thực tiễn quý báu trước lập nghiệp Trước hết chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Kĩ Thuật trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM đặc biệt thầy cô môn ngành “Kỹ thuật điều khiển tự động hóa” tận tình dạy trang bị cho chúng em kiến thức cần thiết suốt thời gian ngồi giảng đường làm tảng cho việc thực đồ án tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn thầy PSG.TS Nguyễn Thanh Phương tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, khó khăn, vướng mắc q trình thực đồ án, định hướng cách tư cách làm việc khoa học có hiệu cho chúng em Đây góp ý q báu khơng suốt trình thực đồ án mà hành trang để chúng em tiếp bước trình học tập lập nghiệp tới Chúng xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, thành viên gia đình Những người ln ln bên cạnh động viên, khuyến khích hỗ trợ tối đa cho việc học tập chúng Đây động lực lớn thúc đẩy phấn đấu chúng suốt thời gian qua Và cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM ln tạo điều kiện thuận lợi để nhóm hồn thành đồ án tốt nghiệp Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! II TÓM TẮT Ngày máy CNC khơng cịn khái niệm xa lạ Việt Nam Máy CNC xuất hầu hết lĩnh vực sản xuất, đặc biệt công nghiệp Tuy nhiên hầu hết máy CNC nước nhập từ số nước Đức, Nhật Trung Quốc, giá thành máy CNC cao Những máy CNC thiết kế sản xuất Việt Nam cịn dừng lại mức độ “chế máy CNC chạy được” Do chúng em định chọn đề tài thiết kế hệ thống điều khiển cho máy khoan mạch in tự động theo hướng công nghệ CNC, để mong tương lai gần, máy khoan mạch in tự động thiết kế sản xuất Việt Nam có chất lượng tốt ngày phổ biến Phương pháp nghiên cứu nhóm em tham khảo thông qua tài liệu mạng, tài liệu nước ngồi Thiết kế hệ thống lập trình điều khiển ,vận hành thử nghiệm chạy thử đánh giá ưu nhược điểm cố gắng khắc phục hoàn thiện hệ thống máy khoan lỗ mạch in tự động Kết đạt Thiết kế mơ hình phần mềm thiết kế Solidworks, thiết kế hoàn thiện trục mơ hình máy khoan lỗ mạch in Xuất file chạy máy khoan lỗ mạch in từ file hình ảnh PCB Chế tạo thành cơng máy khoan lỗ mạch in, máy chạy ổn định độ xác mức độ vừa phải, thực gia công số sản phẩm thực máy Kết chưa đạt Máy gia công vật liệu có độ cứng vừa phải gỗ nhựa, chưa có phận thay dao tự động, sử dụng động bước để truyền động trục nên có tượng trượt bước tải, chưa có phận làm mát, hành trình bàn máy cịn nhỏ III ABSTRACT Today, CNC machines are no longer a strange concept in Vietnam CNC Machine appear in almost all areas of production, especially in industry However, most of the domestic CNC machines are imported from some countries such as Germany, Japan and China, and the cost of CNC machines is very high There are very few CNC machines designed and manufactured in Vietnam and almost only stop at the level of "working CNC machines" Therefore, we decided to choose the topic of designing the control system for automatic printed circuit drilling machines in the direction of CNC technology, to hope that in the near future, automatic printed circuit drilling machines will be designed and manufactured made in Vietnam will have better quality and become more popular The research method of my group is to refer to online documents and foreign documents Designing control programming system, commissioning, testing and evaluating advantages and disadvantages, trying to overcome and perfect this automatic printed circuit hole drilling machine system Result Model design on Solidworks design software, complete design of axes of printed circuit hole drilling machine model Export the file to run the printed circuit hole drilling machine from the PCB image file Successfully manufactured a printed circuit hole drilling machine, the machine runs stably and with moderate accuracy, and can process some real products on the machine Result not achieved The machine can only process materials with moderate hardness such as wood and plastic, does not have an automatic tool changer, uses a stepper motor to drive the shafts, so there is a slippage when overloaded, no cooling parts, the stroke of the tables is small IV MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT III ABSTRACT .IV MỤC LỤC V DANH MỤC HÌNH ẢNH IX DANH MỤC BẢNG .XIV LỜI MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU 1.1 Tính cần thiết ứng dụng đề tài 1.1.1 Tính cần thiết 1.1.2 Ứng dụng 1.1.3 Cấu hình đối tượng 1.1.4 Chức 1.2 Tìm hiểu thực tế 1.2.1 Tính máy ứng dụng bên 1.2.2 Nguyên lí hoạt động .5 1.2.3 Thông số kỹ thuật 1.3 Nhiệm vụ cần thực 1.4 Phạm vi giới hạn đồ án 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Kết cấu đề tài Chương TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Kỹ thuật 2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 2.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 10 2.2 Kinh tế 12 V 2.3 Thị trường 12 2.4 Xã hội 12 2.5 Môi trường ứng dụng 13 Chương PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 14 3.1 Mô tả máy 14 3.1.1 Bản vẽ mơ hình 14 3.1.2 Mô tả hoạt động 14 3.1.3 Nguyên lí họat động 15 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 16 3.3 Các thơng số 16 Chương THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG 17 4.1 Thiết kế máy khoan mạch in tự động 17 4.1.1 Bản vẽ thiết kế máy khoan mạch in tự động 17 4.1.2 Tính chọn thiết bị 27 4.1.2.1 Trục vít me T8 27 4.1.2.2 Đai ốc vít me 28 4.1.2.3 Bạc đạn 29 4.1.2.4 Thanh nhựa cứng 29 4.1.2.5 Thanh sắt 30 4.1.2.6 Nhôm mặt bàn 15180 31 4.1.2.7 Đai ốc trượt 32 4.1.2.8 Nhôm định hình 32 4.1.2.9 Vòng bi trượt đai ốc 33 4.1.2.10 Khớp nối động 34 4.1.2.11 Động bước 34 4.1.2.12 Cụm trục Z .37 4.1.2.13 Mạch điều khiển 39 4.1.2.14 USB Cable ( Type C) 43 4.1.2.15 Bộ chuyển đổi nguồn điện AC - DC 44 VI X20.157 Y26.925 X19.705 Y27.458 X19.545 Y28.137 X19.648 Y28.725 X19.996 Y29.271 X20.533 Y29.632 X21.118 Y29.750 G0 Z5.000 G0 X39.110 Y34.169 G1 Z-0.180 F180 G1 X39.177 Y31.484 F210 X39.669 Y31.172 X39.745 Y28.765 X39.514 Y28.388 X37.020 Y28.285 X36.643 Y28.515 X36.540 Y30.967 X36.758 Y31.350 X37.178 Y31.484 X37.175 Y34.169 X22.092 X22.012 Y33.692 X22.172 Y33.205 X22.521 Y32.869 X22.694 Y32.302 X22.633 Y31.663 X22.323 Y31.101 X21.860 Y30.731 X21.294 Y30.558 104 X20.655 Y30.619 X20.093 Y30.929 X19.723 Y31.392 X19.565 Y31.906 X19.585 Y32.459 X19.782 Y32.960 X20.111 Y33.269 X20.253 Y33.729 X20.157 Y34.169 X10.112 Y34.169 X10.112 Y27.149 X10.763 Y26.671 X11.223 Y25.933 X11.366 Y25.076 X11.193 Y24.287 X10.750 Y23.611 X10.037 Y23.113 X9.188 Y22.926 X8.391 Y23.057 X7.657 Y23.489 X7.126 Y24.198 X6.919 Y25.024 X7.041 Y25.867 X7.496 Y26.627 X8.182 Y27.131 X8.213 Y35.273 X8.403 Y35.666 X8.749 Y35.962 X9.166 Y36.088 105 X52.742 Y36.104 X53.159 Y36.541 X53.782 Y36.819 X54.495 Y36.817 X55.117 Y36.536 X55.532 Y36.098 X60.720 Y36.104 X61.319 Y36.641 X62.147 Y36.849 X62.929 Y36.657 X63.539 Y36.132 X63.851 Y35.338 X63.762 Y34.538 X63.460 Y34.052 X63.006 Y33.680 X62.471 Y33.478 X61.819 Y33.450 X61.187 Y33.706 X60.737 Y34.179 X55.546 Y34.169 X55.129 Y33.734 X54.506 Y33.457 X53.794 Y33.459 X53.173 Y33.740 X52.759 Y34.178 X39.110 Y34.169 G0 Z5.000 G0 X55.111 Y14.133 G1 Z-0.180 F180 106 G1 X75.148 Y14.133 F210 X75.148 Y15.142 X74.496 Y15.620 X74.036 Y16.358 X73.894 Y17.215 X74.066 Y18.004 X74.510 Y18.680 X75.222 Y19.178 X76.071 Y19.365 X76.868 Y19.234 X77.602 Y18.802 X78.133 Y18.093 X78.340 Y17.267 X78.219 Y16.424 X77.764 Y15.665 X77.078 Y15.160 X76.976 Y12.721 X76.303 Y12.207 X53.783 Y12.269 X53.373 Y12.630 X53.191 Y13.145 X53.177 Y16.759 X52.742 Y17.176 X52.464 Y17.798 X52.466 Y18.511 X52.747 Y19.132 X53.185 Y19.546 X53.177 Y23.548 X52.639 Y24.152 107 X52.433 Y24.983 X52.626 Y25.768 X53.154 Y26.380 X53.951 Y26.695 X54.754 Y26.607 X55.243 Y26.303 X55.615 Y25.841 X55.806 Y25.298 X55.827 Y24.648 X55.571 Y24.019 X55.102 Y23.568 X55.112 Y19.562 X55.547 Y19.146 X55.824 Y18.523 X55.822 Y17.811 X55.541 Y17.190 X55.103 Y16.776 X55.111 Y14.133 G0 Z5.000 G0 X50.777 Y9.011 G1 Z-0.180 F180 G1 X51.776 Y9.040 F210 X52.774 Y8.975 X53.185 Y9.407 X53.802 Y9.681 X54.508 Y9.677 X55.122 Y9.396 X55.529 Y8.960 X60.720 Y8.968 108 X61.319 Y9.506 X62.147 Y9.713 X62.929 Y9.522 X63.539 Y8.996 X63.851 Y8.202 X63.762 Y7.402 X63.460 Y6.917 X63.006 Y6.544 X62.471 Y6.343 X61.819 Y6.314 X61.187 Y6.570 X60.737 Y7.043 X55.547 Y7.034 X54.939 Y6.519 X54.076 Y6.306 X53.214 Y6.521 X52.607 Y7.036 X47.138 Y7.160 X46.678 Y7.321 X46.318 Y7.687 X46.165 Y8.150 X46.150 Y21.173 X39.339 Y21.173 X38.814 Y20.819 X38.143 Y20.682 X37.473 Y20.821 X36.949 Y21.176 X33.099 Y21.173 X33.099 Y9.969 109 X32.565 Y9.301 X22.174 Y9.192 X21.732 Y8.840 X21.124 Y8.696 X20.517 Y8.840 X20.075 Y9.192 X8.783 Y9.264 X8.373 Y9.625 X8.190 Y10.140 X8.177 Y18.063 X7.525 Y18.541 X7.065 Y19.278 X6.922 Y20.136 X7.095 Y20.925 X7.538 Y21.601 X8.251 Y22.099 X9.100 Y22.286 X9.897 Y22.155 X10.631 Y21.723 X11.162 Y21.014 X11.369 Y20.188 X11.247 Y19.345 X10.792 Y18.585 X10.106 Y18.081 X10.111 Y11.128 X20.075 Y11.128 X20.516 Y11.480 X21.124 Y11.624 X21.732 Y11.480 110 X22.173 Y11.128 X31.163 Y11.128 X31.200 Y22.277 X31.390 Y22.670 X31.735 Y22.966 X32.152 Y23.092 X36.620 Y23.107 X37.012 Y23.668 X37.722 Y24.062 X38.588 Y24.062 X39.298 Y23.665 X39.689 Y23.105 X47.217 Y23.087 X47.770 Y22.818 X48.075 Y22.286 X48.085 Y9.118 X50.609 Y9.053 X50.777 Y9.011 G0 Z5.000 G0 X65.512 Y25.944 G1 Z-0.180 F180 G1 X65.680 Y25.987 F210 X76.306 Y26.071 X76.974 Y25.538 X77.082 Y24.226 X77.749 Y23.733 X78.213 Y22.965 X78.335 Y22.076 X78.126 Y21.273 111 X77.637 Y20.603 X76.871 Y20.134 X75.983 Y20.006 X75.179 Y20.210 X74.593 Y20.610 X74.116 Y21.267 X73.901 Y22.113 X74.027 Y22.977 X74.433 Y23.680 X74.974 Y24.139 X63.547 Y24.009 X63.095 Y23.558 X62.456 Y23.295 X61.765 Y23.309 X61.181 Y23.566 X60.938 Y23.912 X60.531 Y24.108 X60.108 Y24.084 X60.107 Y19.129 X60.720 Y19.129 X61.319 Y19.666 X62.147 Y19.873 X62.929 Y19.682 X63.539 Y19.156 X63.851 Y18.362 X63.762 Y17.562 X63.460 Y17.077 X63.006 Y16.704 X62.471 Y16.503 112 X61.820 Y16.474 X61.188 Y16.729 X60.738 Y17.201 X58.991 Y17.193 X58.601 Y17.380 X58.308 Y17.725 X58.186 Y18.140 X58.203 Y25.271 X58.516 Y25.808 X59.081 Y26.066 X60.797 Y25.991 X61.353 Y26.494 X62.179 Y26.699 X62.996 Y26.462 X63.532 Y25.938 X65.512 Y25.944 G0 Z5.000 G0 X1.459 Y39.164 G1 Z-0.180 F180 G1 X1.095 Y38.800 F210 X1.188 Y1.241 X1.325 Y1.137 X82.932 Y1.146 X83.149 Y1.356 X83.138 Y38.933 X82.805 Y39.164 X1.459 G0 Z5.000 G0 X0.000 Y0.000 113 G0Z5.000 X0.000Y0.000 M05 M02 % 114 Catalog thiết bị - Board GRBL 3A-4.0: - Bạc đạn 608ZZ: 115 116 - Vòng bi đai ốc trượt LM10UU: 117 118 ... đổi khổ cắt máy 16 Chương THIẾT KẾ MÁY KHOAN MẠCH IN TỰ ĐỘNG 4.1 Thiết kế máy khoan mạch in tự động 4.1.1 Bản vẽ thiết kế máy khoan mạch in tự động * Bản vẽ máy khoan lỗ mạch in tự động: Hình... thiện hệ thống máy khoan lỗ mạch in tự động Kết đạt Thiết kế mơ hình phần mềm thiết kế Solidworks, thiết kế hoàn thiện trục mơ hình máy khoan lỗ mạch in Xuất file chạy máy khoan lỗ mạch in từ file... Chương 4: Thiết kế máy khoan mạch in tự động Thiết kế tính chọn thiết bị máy, thiết kế phần mềm xuất file khoan + Chương 5: Thi công máy khoan lỗ mạch in Lắp ráp mơ hình máy, chạy thực nghiệm kết thực