Trang 10 CRT Cathode Ray tube: Màn hình ống phóng tia điện tử Cδ Dịch chuyển dọc trục của cụm truyền àm0δ Biến dạng của ổ lắp trục vít me àm Vδ Biến dạng của trục vít me àmδ Biến dạng củ
PHM H TRUNG giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học công nghệ khí ngành : công nghệ khí Nghiên cứu, thiết kế máy Phay CNC mini phục vu đào tạo PHM H TRUNG 2006 - 2008 Hµ Néi 2008 Hµ Néi 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205138491000000 giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luËn văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu, thiết kế máy PHAY CNC MINI phục vu đào tạo ngành : công nghƯ c¬ khÝ m· sè : PHẠM HÀ TRUNG Ngêi híng dÉn khoa häc : TS Ngun träng doanh Hµ Nội 2008 Lời cam đoan Tôi cam đoan Luận văn Nghiên cứu, thiết kế máy phay CNC mini phục vụ đào tạo công trình nghiên cứu soạn thảo Từ nghiên cứu lý thuyết trình làm thực tế, không chép từ viết đà đợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nội dung luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Nếu có vi phạm nào, hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả Phạm Hà Trung Trang ph bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục hình vẽ Mở đầu CHƯƠNG I: Tỉng quan vỊ m¸y CNC 1.1 Lịch sử phát triển, hiệu kinh tế máy CNC 1.1.1 Lịch sử phát máy CNC 1.1.2 Hiệu kinh tế máy CNC 1.1.3 Máy CNC dùng công nghiệp 1.1.3.1 M¸y khoan CNC 1.1.3.2 M¸y phay CNC 10 1.1.3.3 Máy tiện CNC 11 1.1.3.4 Trung tâm gia công CNC 11 1.2 Những định nghĩa máy công cụ CNC 12 1.2.1 Định nghĩa trục trục máy 12 1.2.1.1 Định nghĩa trục 12 1.2.1.2 Định nghĩa trục m¸y 13 1.2.2 CÊu tróc hƯ trơc m¸y CNC 14 1.2.2.1 Ba trục thẳng thứ X, Y Z 14 1.2.2.2 Ba trơc quay A, B vµ C 16 1.2.2.3 Ba trục thẳng thứ hai U, V W 18 1.2.3 Hệ toạ độ 18 1.2.3.1 Hệ toạ độ Đề 19 1.2.3.2 Hệ toạ độ cực 20 1.2.3.3 Toạ độ quy chiếu 21 1.3 Đặc điểm kết cấu máy công cụ CNC 24 1.3.1 Đặc điểm chung vỊ kÕt cÊu 24 1.3.1.1 HƯ thèng trun ®éng trơc chÝnh 24 1.3.1.2 HƯ thèng ®o lêng 25 1.3.1.3 HƯ thống chạy dao 26 1.3.2 Hệ thống điều khiển máy CNC 26 1.3.2.1 Các dạng điều khiển 26 1.3.2.2 Đặc điểm hệ thống điều khiển 29 CHNG : Nghiên cứu, thiết kế kết cấu động học máy phay CNC mini 2.1 Lùa chän kÕt cÊu m¸y phay CNC mini 35 2.2 Cơ cấu truyền động 39 2.2.1 Cơ cấu truyền động vít me - đai ốc 39 2.2.1.1 Cơ cấu vít me - đai ốc thờng 39 2.2.1.2 Cơ cấu vít me - đai ốc bi 40 2.2.2 Cơ cấu truyền động dùng đai 42 2.3 Bộ truyền vít me - đai ốc bi động 43 2.3.1 Bộ truyền vít me- đai ốc bi 43 Chơng 3: thiết kế hệ thống điều khiển phần mềm điều khiển 3.1 Nguyên lý điều khiển máy 49 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 49 3.1.1.1 Khèi nguån 49 3.1.1.2 Khèi m¸y tÝnh 49 3.1.1.3 Khối vi điều khiển 50 3.1.1.4 Khối cách ly quang 50 3.1.1.5 Khối mạch công suất 50 3.1.1.6 Khối cấu chấp hành 50 3.1.2 Các phơng pháp điều khiĨn gia c«ng 51 3.1.2.1 Néi suy tun tÝnh 51 3.1.2.2 Nội suy đờng tròn 52 3.2 Thiết kế mạch điều khiển 53 3.2.1 Yêu cầu mạch điều khiển 53 3.2.2 Động chiều 53 3.2.3 Động bớc 55 3.2.4 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 63 3.3 Phần mềm điều khiển Mach3 70 3.3.1 Giới thiệu chung phần mềm điều khiển Mach3 70 3.3.1.1 Một số đặc điểm thuật ngữ sử dụng Mach3 71 3.3.1.2 Một số vấn đề kết nối phần cứng phần mềm Mach3 73 Kt lun chung Tài liệu tham khảo 76 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Máy phay CNC 10 Hình 1-2: Hệ trục máy có trục thẳng đứng 15 Hình 1-3: Máy phay CNC ba trục 16 Hình 1-4: Các trục quay A, B C 17 Hình 1-5: Máy phay CNC kiểu bàn quay 17 Hình 1-6: Ba trục thẳng đứng thứ hai 18 Hình 1-7: Hệ toạ độ Đềcác 19 Hình 1-8: Hệ toạ độ cực 20 Hình 1-9: Điểm gốc máy 21 Hình 1-10: Điểm gốc chương trình 22 Hình 1-11: Điểm gốc chi tiết 23 Hình 1-12: Sơ đồ hệ thống truyền động trục 25 Hình 1-13: Hệ thống đo lường 26 Hình 1-14: Điều khiển theo điểm 27 Hình 1-15: Điều khiển theo đường 28 Hình 1-16: Điều khiển theo contour 28 Hình 1-17: Truyền liệu vịng kín 30 Hình 1-18: Sơ đồ khối CPU 31 Hình 1-19: Điều khiển Servo 32 Hình 2-1: Kết cấu máy phơi cố định 35 Hình 2-2: Kết cấu máy phôi di chuyển theo trục Y 36 Hình 2-3: Hình 2-4: Kêt cấu máy phơi di chuyển theo trục X, Y Bộ truyền vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi dạng ống 37 41 Hình 2-5: Bộ truyền vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi theo lỗ khoan 42 đai ốc rãnh hồi bi hai vịng ren Hình 2-6: Kích thước truyền vít me-đai ốc bi 45 Hình 2-7: Sơ đồ lực tác dụng lên bi 47 Hình 2-8: Sơ đồ chịu lực phần đai ốc 48 Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 49 Hình 3-2: Nội suy đường thẳng 52 Hình 3-3: Nội suy đường trịn 52 Hình 3-4: Động chiều 54 Hình 3-5: Động bước 55 Hình 3-6: Động bước cấu trúc kiểu lai 57 Hình 3-7: Mặt cắt dọc động bước kiểu lai 57 Hình 3-8: Sơ đồ nối dây động bước kiểu lai 58 Hình 3-9: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động bước 59 Hình 3-10: Chống dao động bước 63 Hình 3-11: Sơ đồ khối mạch điều khiển 63 Hình 3-12: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 64 Hình 3-13: Khối nguồn 65 Hình 3-14: Khối tín hiệu vào 66 Hình 3-15: Khối truyền dẫn 67 Hình 3-16: Khối vi điều khiển 67 Hình 3-17: Mạch cơng suất điều khiển động 68 Hình 3-18: Sơ đồ mạch khối giao tiếp máy tính 69 Hình 3-19: Sơ đồ mạch điều khiển thiết bị khác 69 Hình 3-20: Màn hình điều khiển Mach3 70 Hình 3-21: Chức điều khiển tay 73 Danh mục ký hiệu, chữ viết Ký hiệu / chữ viết tắt CNC ý nghĩa Computer Numerical Control: Máy điều khiển theo chơng trình số NC Numerical Control : Máy điều khiển số IC Integrated circuits: mch Encoder Bộ mà hoá MCU Machine Control Unit :Bộ điều khiển trung tâm PLC Programmable Logic Controller: Bộ điều khiển lập trình Sensor I/O Cảm biến In/Out: Cổng vào PMC Programmble machine controler: Chơng trình điều khiển máy CPU Central Processing unit : Bé xư lý trung t©m ROM Read Only memory: Bé nhí chØ ®äc RAM Random Access Memory – Bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn ALU Arithmetic and logic unit: PhÇn tư sè häc TTL Transistor – Transistor logic: Thanh ghi tèc ®é cao BUS Communication: ThiÕt bị truyền dẫn LED Light Emitting Diode : èn ốt phát sáng MDI Manual data input: Nhập liệu tay D/A Digital to Analogue: Biến đổi số/ tơng tù Postprocessor DC/ AC Bé xư lý sau §iƯn mét chiỊu/ §iƯn xoay chiỊu DAC Digital to Analogue Converter: BiÕn ®ỉi sè / t¬ng tù PM Permanent Magner stepper motor : Động bớc nam châm vĩnh cửu VR Variable Reluctance stepper motor: Động bớc có từ Ký hiệu / chữ viết tắt ý nghĩa trở biến đổi CRT Cathode Ray tube: Màn hình ống phóng tia điện tử C Dịch chuyển dọc trục cụm truyền (àm) Biến dạng ổ lắp trục vít me ( àm) V Biến dạng trục vít me (àm) Biến dạng truyền (àm) l Chiều dài trục vít lín nhÊt (cm) Q T¶i träng däc trơc (kG) E Mô đun đàn hồi vật liệu làm vít me (kG/ cm2) F Diện tích mặt cắt vít me (cm 2) dV Đờng kính làm việc vit me (cm) tV Bíc cđa vÝt me (cm) n min, n max tốc độ nhỏ lớn vít me (v/p) d0 Đờng kính tâm bi tính toán (cm) d1 §êng kÝnh bi (cm) λ Gãc n©ng cđa prophin ren r0 Bán kính đờng tròn tâm bi r1 Bán kính bi (cm) r2 Bán kính prophin ren vít me đai ốc r3 Góc lợn prophin ren r4 Bán kính lợn đai ốc ZTT Số bi bớc ren (số bi tính toán) Q CP Tải trọng cho phép tác dụng bớc ren dTXV Đờng kính tâm vùng tiếp xúc vit me dT Đờng kính tâm vùng tiếp xúc vit me dTXO Đờng kính tâm vùng tiếp xúc dDO Đờng kính đỉnh ®ai èc