Nguyên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy cnc 4 trục sử dụng bộ điều khiển mach3

Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐĐIỆẠN TIỬHỌC ĐÀ GNVẴHND:GVÕ QUANG TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY CNC TRỤC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MACH3 Giảng viên hướng dẫn: Võ Quang Trường Sinh viên thực hiện: Trương Quang Dũng Võ Quang Phát Nguyễn Anh Tuấn Mã sinh viên: 1911504410105 191150441033 1911504410 Đà Nẵng, ngày tháng 06 năm 2023 Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG MỤC LỤC CHƯƠNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .7 CHƯƠNG 1.1 .Đặt vấn đề CHƯƠNG 1.2 Đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 1.3 Mục tiêu nghiên cứu CHƯƠNG 1.4 .Giới hạn đề tài CHƯƠNG 1.5 Cơ sở thiết kế mơ hình CHƯƠNG 10 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC CHƯƠNG 11 2.1 .Giới thiệu máy CNC CHƯƠNG 12 2.1.1 Khái niệm CHƯƠNG 13 2.1.2 Sự đời CHƯƠNG 14 2.1.3 .Những đặc điểm máy CNC 11 CHƯƠNG 15 2.1.4 Nguyên lí hoạt động máy CNC 11 CHƯƠNG 16 2.1.5 Các phương pháp điều khiển máy CNC 13 CHƯƠNG 17 2.1.6 Có thể làm việc đồng với thiết bị sản xuấ khác như: 15 CHƯƠNG 18 2.1.7 Trục thứ 15 CHƯƠNG 19 2.1.8 .Vấn đề 16 Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG 20 2.2 Giới thiệu công nghệ CAD/CAM 16 CHƯƠNG 21 2.2.1 Sự đời 16 CHƯƠNG 22 2.2.2 .Quy trình gia cơng chi tiết qua công nghệ CAD/CAM: 17 CHƯƠNG 23 2.2.3 .Cấu trúc tổng 18 CHƯƠNG 24 2.2.4 Các loại máy CNC nước ta 19 CHƯƠNG 25 2.2.5 Tầm quan trọng máy CNC ứng dụng công nghiệp đời sống 20 CHƯƠNG 26 2.2.6 Phương pháp nhóm 22 CHƯƠNG 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY CNC TRỤC 23 CHƯƠNG 28 3.1 .Thiết kế động học : 23 CHƯƠNG 29 3.2 Thiết kết cụm trục X : 24 CHƯƠNG 30 3.3 Thiết kế cụm trục Y : 25 CHƯƠNG 31 3.4 Thiết kế cụm trục Z : 25 CHƯƠNG 32 3.5 Thiết kế cụm trục A : 26 CHƯƠNG 33 3.6 Chế tạo thử nghiệm : 27 CHƯƠNG 34 CHƯƠNG CẤU TRÚC TỔNG THỂ MÁY CNC TRỤC 36 CHƯƠNG 35 4.1 .Công nghệ máy CNC trục 36 CHƯƠNG 36 4.2 Cấu trúc máy CNC trục 36 CHƯƠNG 37 4.2.1 .Phần khí 37 Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG 48 4.5 CHƯƠNG 38 4.2.2 Trục vitme đai ốc : 40 CHƯƠNG 39 4.3 Phần điện : 41 CHƯƠNG 40 4.3.1 Động bước : 41 CHƯƠNG 41 4.3.2 .Hệ thống bơm nước làm mát Spindle: 43 CHƯƠNG 42 4.3.3 Mạch Drive điều khiển động 44 CHƯƠNG 43 4.3.4 Nút nhấn , dừng khẩn cấp: 46 CHƯƠNG 44 4.3.5 Nguồn tổ ong: 48 CHƯƠNG 45 4.3.6 Cơng tắt hành trình: 49 CHƯƠNG 46 4.3.7 Biến Tần : 51 CHƯƠNG 47 4.4 Hệ thống điều khiển : 59 Bộ điều khiển trung tâm : Mạch mach3 59 CHƯƠNG 49 4.6 Giới thiệu phần mềm mach3 : 61 CHƯƠNG 50 4.7 Sơ đồ đấu dây : 63 CHƯƠNG 51 CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM RA FILE 66 CHƯƠNG 52 5.1 Giới thiệu : 66 CHƯƠNG 53 5.2 Thiết kế mẫu : 66 CHƯƠNG 54 5.3 Xuất file : 69 CHƯƠNG 55 CHƯƠNG KẾT LUẬN 71 CHƯƠNG 56 TÀI LIỆU KHAM .72 Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG 57 Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG MỤC LỤC HÌNH ẢNH Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP A THÔNG TIN CHUNG: Họ tên sinh viên: VÕ QUANG PHÁT - Lớp: 19CDT1 TRƯƠNG QUANG DŨNG - Lớp: 19CDT1 NGUYỄN ANH TUẤN - Lớp: 19CDT2 Chuyên ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ điện tử Đề tài : “Nguyên Cứu, Thiết Kế Và Chế Tạo Mơ Hình Máy CNC Trục Sử Dụng Bộ Điều Khiển Mach3” Giảng viên hướng dẫn: VÕ QUANG TRƯỜNG B NỘI DUNG CÔNG VIỆC SINH VIÊN THỰC HIỆN: Báo cáo tiến độ với giảng viên phụ trách tuần Hồn thành mơ hình phần khí Hoàn thiện hệ thống điện Cài phần mềm Kiểm tra tổng thể mơ hình Vận hành mơ hình Chạy sản phẩm GV hướng dẫn VÕ QUANG TRƯỜNG Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, người ta áp dụng thành tựu khoa học đời sống sản xuất Cũng ngành khoa học khác, ngành khí áp dụng nhiều thành tựu khoa học đặc biệt điều khiển số Phần lớn máy móc cơng nghiệp đại ngày có sử dụng máy điều kiển số Đối với sinh viên ngành khí, đặt biệt ngành điện tự việc tìm hiểu chương trình điều khiển số hay tham gia vào trình lập trình việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm kiến thức đại hiểu chất máy điều khiển số Vì thơng qua việc làm Đồ án tốt nghiệp góp phần nâng cao kiến thức cho chúng em sau chuẩn bị trường Trong khuôn khổ đồ án em thực đề tài nguyên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy CNC trục Đề tài có ý nghĩa sống, suốt trình làm đồ án em tham khảo nhiều tài liệu liên quan Em xin cảm ơn thầy VÕ QUANG TRƯỜNG tận tình hướng dẫn em thực đồ án Do hạn chế thời gian kiến thức nên tránh khỏi sai sót Mong thầy góp ý để em có hiểu biết sâu sắc Chúng Em xin chân thành cảm ơn! Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG 58 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 58.1 Đặt vấn đề - Hiện nay, khoa học công nghệ ngày phát triển, giới vừa trải qua khủng hoảng kinh tế trầm trọng gây ảnh hưởng không nhỏ đến công nghiệp tồn cầu Chính thế, việc ứng dụng kĩ thuật tiên tiến vào sản xuất nhằm tạo sản phẩm có suất, chất lượng cao, giá thành thấp nhận ngày trở nên cấp thiết, đặc biệt nước phát triển - Máy CNC (Computerized Numeric Control) đời thành tựu khoa học, kĩ thuật nhân loại ngày ứng dụng rộng rãi sản xuất Máy CNC góp phần khơng nhỏ vào việc giải vấn đề cấp bách tự động hóa q trình sản xuất Nó ứng dụng rộng rãi từ hệ thống sản xuất hàng khối đến sản xuất đơn hệ thống sản xuất linh hoạt - Máy CNC dạng máy CNC, thiết kế phù hợp để cắt khắc chất liệu phi kim gỗ, pcb, nhựa, phím, mica, alu, sừng, giấy… Nó khơng giúp chúng em tìm tịi nghiên cứu, am hiểu dần làm chủ lĩnh vực tương lai mà giúp sinh viên ngành điện tử ngành có liên quan trường đại học, cao đẳng có điều kiện nghiên cứu, học tập phát triển ngày hồn thiện Đây lý em chọn đề tài tốt nghiệp - Ở Việt Nam, máy CNC đưa vào sử dụng xí nghiệp dân quốc phòng chưa phổ biến Gần đây, phong trào chế tạo máy CNC (Homemake CNC) nhiều bạn sinh viên kỹ sư quan tâm Tuy nhiên gặp nhiều hạn chế Do đó, để cập nhật đựơc kiến thức máy CNC đồng thời giúp cho sinh viên hiểu nhiều máy CNC lý đời đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy CNC trục” - Sự đời đề tài cịn ham thích tìm hiểu máy CNC, say mê tìm hiểu cách thức hoạt động, cấu phận máy CNC hội để người nghiên cứu ôn lại kiến thức tổng quát học công nghệ kỹ thuật 58.2 Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu đề tài "Máy CNC trục" tập trung tìm hiểu, nghiên cứu vấn đề liên quan, thiết kế thi cơng điều khiển; xây dựng mơ hình chương trình cho Máy CNC trục cho ngành Cơ điện tử Trang Đồ án: TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG 58.3 Mục tiêu nghiên cứu - Đề tài cho đời nhằm mục đích giúp sinh viên có điều kiện tiếp cận nhiều với máy CNC - Đề tài hội để người nghiên cứu tiếp xúc hiểu rõ máy CNC, có dịp tổng hợp lại kiến thức học năm qua - Việc nghiên cứu sở giúp cải tiến khả công nghệ số máy truyền thống, hay phục hồi sửa chữa số máy CNC cũ nhằm tiết kiệm chi phí cho trình sản xuất - Về lâu dài đề tài tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành liên quan, sở để phát triển đề tài sau 58.4 Giới hạn đề tài  Vì điều kiện sở vật chất, trang thiết bị thời gian bị hạn chế nên chúng em tập trung tính tốn hồn thành máy hoạt động được, nhiều vấn đề khác cần phải hồn thiện thêm  Do kinh phí để chế tạo hạn hẹp nên sử dụng hết chi tiết, cấu đại, động Servo, phần khí tốt, điều khiển đại …  Kiến thức cịn hạn chế nên chúng em gặp nhiều khó khăn việc tiếp cận lĩnh hội thông tin đề tài 58.5 Cơ sở thiết kế mơ hình  Việc tính tốn thiết kế phận máy hoàn toàn dựa vào lý thuyết môn học máy cắt kim loại, môn sức bền vật liệu, vẽ kỹ thuật Vậy sở tính tốn thiết kế bao gồm tiêu sau: + Chỉ tiêu độ bền + Chỉ tiêu độ xác + Chỉ tiêu tính cơng nghệ - Để đảm bảo tiêu người thiết kế dùng phương pháp sau đây: + Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu, tìm cách ứng dụng cơng thức phương trình để tính tốn, kiểm tra độ bền chi tiết, phận máy + Phương pháp phân tích: sử dụng kiến thức với trợ giúp máy tính để tính tốn thiết kế, sử dụng phần mềm để tính tốn thiết kế Đây phương pháp cho độ xác tương đối cao, thời gian nhanh Trang 10