Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phay cnc 3 trục

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 MÁY PHAY CNC TRỤC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ, ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS TRẦN ĐÌNH KHẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Liêu Phong Phú 1611040108 16DCKA1 Trần Kiều Ngân 1611040136 16DCKA1 Vũ Cao Thiên Trí 1611040116 16DCKA1 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TRỤC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ, ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS TRẦN ĐÌNH KHẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Liêu Phong Phú 1611040108 16DCKA1 Trần Kiều Ngân 1611040136 16DCKA1 Vũ Cao Thiên Trí 1611040116 16DCKA1 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021 MÃ ĐỀ TÀI: 29 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: CQ (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm 3): Trần Kiều Ngân MSSV: 1611040136 Lớp: 16DCKA1 Điện thoại: 0948632322 Email: ngantran0100@gmail.com Liêu Phong Phú MSSV: 1611040108 Điện thoại: 0904221324 Email: lieuphongphu98@gmail.com Vũ Cao Thiên Trí MSSV: 1611040116 Điện thoại: 0399696667 Email: vctt11081998@gmail.com Lớp: 16DCKA1 Lớp: 16DCKA1 Ngành: Kỹ thuật khí Chuyên ngành: Cơ khí chế tạo máy Tên đề tài đăng ký: Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ThS Trần Đình Khải Sinh viên đăng ký Ký ghi rõ họ tên) Trần Kiều Ngân Liêu Phong Phú Vũ Cao Thiên Trí MÃ ĐỀ TÀI: 29 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: Liêu Phong Phú MSSV: 1611040108 Lớp: 16DCKA1 Điện thoại: 0904221324 Email: lieuphongphu98@gmail.com Ngành: Kỹ thuật khí Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục Nhiệm vụ thực đề tài: - Tính tốn thiết kế kết cấu khí máy phay CNC - Chế tạo lắp ráp kết cấu khí máy phay CNC TP HCM, ngày 18 tháng năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Liêu Phong Phú ThS Trần Đình Khải MÃ ĐỀ TÀI: 29 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 Kiều Ngân MSSV: 1611040136 Lớp: 16DCKA1 Điện thoại: 0948632322 Email: ngantran0100@gmail.com Ngành: Kỹ thuật khí Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục Nhiệm vụ thực đề tài: - Tính tốn thiết kế hệ thống điều khiển máy phay CNC - Chế tạo lắp ráp hệ thống điều khiển máy phay CNC TP HCM, ngày 18 tháng năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Trần Kiều Ngân ThS Trần Đình Khải VIỆN KỸ THUẬT HUTECH MÃ ĐỀ TÀI: 29 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài: Họ tên: Vũ Cao Thiên Trí MSSV: 1611040116 Lớp: 16DCKA1 Điện thoại: 0399696667 Email: vctt11081998@gmail.com Ngành: Kỹ thuật khí Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phay CNC trục Nhiệm vụ thực đề tài: - Tính tốn thiết kế hệ thống điện máy phay CNC - Chế tạo lắp ráp hệ thống điện máy phay CNC TP HCM, ngày 18 tháng năm 2021 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Vũ Cao Thiên Trí Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ThS Trần Đình Khải LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng chúng em hướng dẫn khoa học Thầy Trần Đình Khải Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Chúng em xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2021 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Trần Kiều Ngân Liêu Phong Phú Vũ Cao Thiên Trí i LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm chân thành nhất, cho phép chúng em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Viện Kỹ Thuật Hutech –Trường Đại Học Cơng Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành nhất, đặc biệt Thầy Trần Đình Khải tận tình hướng dẫn cách khoa học, nhờ đề tài nghiên cứu chúng em hồn thiện tốt đẹp Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức chúng em lĩnh vực hồn thiện hơn, đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao hiểu biết Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 1.1 Giới thiệu chung máy CNC 1.1.1 Lịch sử phát triển hệ thống máy CNC 1.1.2 Những đặc điểm máy CNC 1.2 Giới thiệu chung máy phay CNC .7 1.2.1 Tình hình sử dụng máy CNC nước ta 1.2.2 Phân loại máy phay CNC 1.2.3 Giới thiệu số mẫu máy phay CNC có thị trường 1.3 Các phương pháp điều khiển máy CNC 10 1.3.1 Điều khiển 2D 10 1.3.2 Điều khiển 21/2D 10 1.3.3 Điều khiển 3D 11 1.4 Cấu trúc tổng thể máy CNC mini 11 1.4.1 Phần điều khiển 12 1.4.2 Phần chấp hành 12 1.5 Hệ trục tọa độ máy CNC 12 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KẾT CẤU MƠ HÌNH MÁY PHAY CNC MINI 15 2.1 Chọn phương án cho chuyển động chạy dao 15 2.1.1 Phương án cho chuyển động chạy dao 15 2.1.2 Chọn phương án cho chuyển động chạy dao 16 2.1.3 Các thông số kỹ thuật máy 17 2.2 Sơ đồ động học máy 17 2.2.1 Sơ đồ kết cấu dẫn động theo trục X, Y Z 17 2.2.2 Tính tốn lựa chọn động trục 18 2.2.3 Lựa chọn truyền vít me-đai ốc 21 2.2.4 Chọn cấu dẫn hướng cho chuyển động 23 2.3 Thiết kế chế tạo số phận mơ hình máy 23 2.3.1 Chi tiết bàn máy 23 2.3.2 Cụm khung thân máy 24 2.3.3 Tổng thể hệ thống mơ hình máy play CNC trục 24 2.3.4 Chọn phận khác máy 26 2.4 Các loại động sử dụng máy CNC 26 2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật động chấp hành (ĐCCH) máy CNC mini 26 2.4.2 Động chấp hành chiều 27 2.4.3 Động bước 28 2.4.4 Động Servo 34 2.4.5 Động điện xoay chiều 37 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN & MẠCH CƠNG SUẤT 38 3.1 Tìm hiểu số mạch có thị trường 38 3.1.1 Mạch dùng chip TB6560 38 3.1.2 Mạch dùng chip L297–L298 42 3.2 Xây dựng điều khiển 44 3.2.1 Sơ đồ khối nguyên lý 45 3.2.2 Nguyên lý hoạt động 45 3.3 Xây dựng mạch điều khiển 46 3.3.1 Chức năng, nhiệm vụ 46 3.3.2 Chọn vi điều khiển 46 3.3.3 Sơ đồ nguyên lý 47 3.3.4 Chọn động cho mơ hình thiết kế 48 3.3.5 Mạch CNC 3018/2418/1610 49 3.3.6 Động bước size 42 1.8 step 50 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH CHO MẠCH ĐIỀU KHIỂN & KẾT NỐI MÁY TÍNH 52 4.1 Sơ đồ điều khiển 52 4.1.1 Kết nối điều khiển với máy tính thơng qua cổng USB 53 4.1.2 Nguyên lý điều khiển 54 4.2 Phần mềm điều khiển 54 4.2.1 Giới thiệu phần mềm GRBL control CNC 54 4.2.2 Cài đặt phần mềm điều khiển máy CNC 55 CHƯƠNG 5: THI CÔNG 61 50 265 10 45 20 5.5 10 19 23 18.5 190 40 50 10 31 200 90 380 Tỷ lệ BAKELITE A 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 04 45 10 20 16 19 22 10 50 265 5.5 40 50 200 10 380 Tỷ lệ BAKELITE B 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 05 17 10 47 R1 10 141 104 23 21 5.5 220 31 30 84 15 12 46 20 30 Tỷ lệ BAKELITE C 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 06 47 R1 15 10 141 20.5 11 104 76 17 52 5.5 10 220 26 10 20 46 30 84 12 Tỷ lệ BAKELITE D 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 07 20 10 20 379 Tỷ lệ ROD Φ10x379mm 1:5 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 08 20 10 299 Tỷ lệ ROD Φ10x300mm 1:5 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 09 0.5 12 5.5 2.6 2.4 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M3x12 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 10 0.5 16 5.5 2.4 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M3x16 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 11 0.8 10 8.5 4.1 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M5x10 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 12 0.8 16 8.5 4.1 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M5x16 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 13 0.8 20 8.5 4.1 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M5x20 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 14 12 10 4.9 Tỷ lệ 5:1 HAXAGON SOCKET SCREW M6x12 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 15 305 Tỷ lệ LEAD SCREW T8x305 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 16 390 Tỷ lệ LEAD SCREW T8x390 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 17 ITEM PART QTY ALUMINUM PROFILE 180x300x15mm BAKELITE D LEAD SCREW T8x390 ROD Φ10x379mm ALUMINUM PROFILE 2020Vx380mm Z AXIS MOTOR HAXAGON SOCKET SCREW M5x10 12 10 X AXIS MOTOR 11 BAKELITE C 12 10 BAKELITE A 16 15 14 13 11 HAXAGON SOCKET SCREW M5x20 20 12 ALUMINUM PROFILE 2040Vx300mm 13 HAXAGON SOCKET SCREW M5x16 12 14 BAKELITE B 15 LEAD SCREW T8x305 16 ROD Φ10x300mm 17 Y AXIS MOTOR 17 Tỷ lệ CNC MILLING MACHINE 1:2 Ngày vẽ 10/05/2021 Kiểm tra ĐATN Sinh viên thực hiện: Trần Kiều Ngân - Liêu Phong Phú - Vũ Cao Thiên Trí Lớp: 16DCKA1 - Viện Kỹ Thuật HUTECH Bản vẽ số 01