1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Đồ Án tốt nghiệp Đại học (thực tập tốt nghiệp Đại học) Đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo và Ứng dụng máy cnc trong gia công chi tiết

100 1 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo Và Ứng Dụng Máy CNC Trong Gia Công Chi Tiết
Tác giả Trần Minh Nhật
Người hướng dẫn ThS. Trần Hoài Tâm
Trường học Trường Đại Học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ
Chuyên ngành CNKTĐK&TĐ
Thể loại đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2024
Thành phố Cần Thơ
Định dạng
Số trang 100
Dung lượng 10,07 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN (16)
    • 1.1 Lý do chọn đề tài (16)
    • 1.2 Mục tiêu đề tài (17)
    • 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu (17)
      • 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu (17)
      • 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu (18)
      • 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu (18)
      • 1.4.2 Thực tiễn đề tài (19)
    • 1.5 Bố cục đề tài (20)
  • CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (21)
    • 2.1 Khái quát về máy CNC (21)
      • 2.1.1 Sơ lược về máy CNC và quá trình phát triển (21)
      • 2.1.2 Cơ sở máy CNC (22)
    • 2.2 Nguyên lý hoạt động (24)
    • 2.3 Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển cho mô hình máy CNC (26)
      • 2.3.1 Kết cấu chung về phần cơ khí (26)
        • 2.3.1.1 Thân máy và đế máy (27)
        • 2.3.1.2 Bàn máy (29)
        • 2.3.1.3 Các trục truyền chuyển động (30)
        • 2.3.1.4 Dao cắt và động cơ chuyển động dao cắt (34)
      • 2.3.2 Bộ điều khiển và thiết bị điện (39)
        • 2.3.2.1 Bộ điều khiển trung tâm Arduino Uno R3 (39)
        • 2.3.2.2 Mạch điều khiển trung tâm CNC Shield V3 (45)
        • 2.3.2.3 Driver điều khiển động cơ bước A4988 (48)
        • 2.3.2.4 Động cơ bước (52)
        • 2.3.2.5 Relay đóng cắt động cơ dao cắt (55)
  • CHƯƠNG 3. NỘI DUNG THỰC HIỆN (57)
    • 3.1 Phần mềm vẽ thiết kế Autocad (57)
    • 3.2. Phần mềm thiết kế và tạo file G-Code Aspire (66)
    • 3.3. Phần mềm điều khiển và chạy máy CNC – GRBL (73)
    • 3.4. Lắp ráp căn chỉnh kết cấu cơ khí (77)
      • 3.4.1. Căn chỉnh mặt phẳng lắp ráp khung máy (77)
      • 3.4.2. Lắp 2 thanh trượt (0)
      • 3.4.3. Lắp đặt động cơ bước trục X, Y, Z (78)
      • 3.4.4. Cân chỉnh spin với trục Z (78)
    • 3.5. Thi công đấu nối và cấu hình phần điện (81)
      • 3.5.1. Mạch điều khiển trung tâm (81)
      • 3.5.2. Nạp và cấu hình GRBL (84)
      • 3.5.3. Giao diện phần mềm (85)
      • 3.5.4. Kết nối các mạch điện trong hệ thống (87)
  • CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN (89)
    • 4.1. Thiết kế file mẫu dùng phần mềm Aspire (89)
      • 4.1.1. Mở phần mềm và nạp file cần thiết (90)
      • 4.1.2. Cài đặt và thiết lập các chế độ theo yêu cầu (90)
    • 4.2. Nhập mã G-Code gia công vào phần mềm (92)
    • 4.3. Gá phôi gia công và reset tọa độ máy máy (94)
    • 4.4. Một số sản phẩm máy đã gia công (96)
  • CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (98)
    • 5.1. Kết quả đạt được (98)
    • 5.2. Kết quả chưa đạt được (98)
    • 5.3. Hướng phát triển của đề tài (99)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (100)

Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ Độc Lập-Tự Do- Hạnh Phúc KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN/THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ và tên sinh viê

TỔNG QUAN

Lý do chọn đề tài

Trong bối cảnh hội nhập và công nghiệp hóa, nhu cầu tự chủ công nghệ trong sản xuất ngày càng gia tăng Ngành cơ điện tử và tự động hóa, nhờ vào sự tiến bộ kỹ thuật số và hệ thống nhúng, đã góp phần phát triển mạnh mẽ các thiết bị tự động Máy CNC hiện nay trở thành thiết bị then chốt trong ngành cơ khí, đóng vai trò quan trọng trong gia công và sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao.

Tại Việt Nam, phần lớn máy CNC vẫn phải nhập khẩu từ các nước phát triển như Đức, Nhật Bản và Trung Quốc, dẫn đến chi phí cao và yêu cầu bảo trì phức tạp Các máy CNC sản xuất trong nước hiện còn hạn chế, chỉ đáp ứng được nhu cầu cơ bản và chưa phát huy tối đa tiềm năng của công nghệ này Điều này tạo ra thách thức lớn cho việc nâng cao tính tự chủ và giảm phụ thuộc vào sản phẩm công nghệ nhập khẩu.

Mô hình máy CNC 3 trục cỡ nhỏ trong gia công chi tiết

Máy CNC 3 trục cỡ nhỏ là giải pháp lý tưởng cho gia công chi tiết chính xác tại các xưởng chế tạo nhỏ hoặc trong các dự án DIY Với khả năng di chuyển linh hoạt theo ba trục X (ngang), Y (dọc) và Z (cao), máy cho phép thực hiện các thao tác phay, khoan và cắt với độ chính xác cao.

Mô hình này sử dụng động cơ bước hoặc servo để điều khiển chuyển động, kết hợp với bộ điều khiển CNC, cho phép lập trình và thực hiện các hình dạng phức tạp.

Máy SVTH của Trần Minh Nhật 4 có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian và dễ dàng vận chuyển Nó rất phù hợp cho việc gia công các chi tiết nhỏ như linh kiện điện tử, đồ trang sức và các sản phẩm thủ công.

Mô hình máy CNC 3 trục cỡ nhỏ được trang bị cảm biến an toàn, hệ thống hút bụi và giao diện điều khiển thân thiện, giúp người dùng dễ dàng lập trình và theo dõi quá trình gia công Chúng tôi hy vọng rằng sản phẩm này sẽ mang lại giải pháp hiệu quả cho thợ chế tác, nhà thiết kế và doanh nghiệp nhỏ, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong ngành chế tạo.

Mục tiêu đề tài

 Xây dựng quy trình gia công CNC chi tiết

 Thiết kế và chế tạo mô hình máy CNC 3 trục hoạt động tốt.

 Mô phỏng quá trình gia công bằng phần mềm.

 Gia công sản phẩm thực tế và đánh giá chất lượng.

 Phát triển khả năng gia công 2D và 3D.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Vi điều khiển Arduino Uno R3

 Mạch điều khiển CNC Shield V3

Thiết kế máy CNC 3 trục cỡ nhỏ yêu cầu nghiên cứu kỹ lưỡng các nguyên lý thiết kế và lựa chọn vật liệu phù hợp để chế tạo Các thành phần cơ khí quan trọng bao gồm khung máy, bàn làm việc, động cơ và hệ thống điều khiển, tất cả đều phải được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất và độ bền của máy.

Chế tạo và lắp ráp mô hình máy CNC 3 trục với các linh kiện tiêu chuẩn là bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu suất tối ưu trong quá trình gia công.

 Lập trình và điều khiển: Nghiên cứu các phương pháp lập trình CNC với vi điều khiển Arduino và mạch điều khiển CNC Shield V3

Trong gia công chi tiết, việc thực hiện thử nghiệm với các mẫu từ nhiều loại vật liệu như fomr, nhựa và gỗ giúp đánh giá khả năng và hiệu suất của máy trong các ứng dụng thực tế Phương pháp nghiên cứu và thực tiễn của đề tài này tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình gia công để đạt được hiệu quả cao nhất.

Phương pháp nghiên cứu tài liệu bao gồm việc tìm kiếm và tham khảo các bài viết cùng bài báo khoa học liên quan đến thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy CNC Điều này bao hàm các dự án nghiên cứu về công nghệ CNC, nguyên lý hoạt động của máy CNC 3 trục, cũng như các ứng dụng trong gia công chi tiết Tài liệu tham khảo này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quát về các xu hướng công nghệ hiện đại và các phương pháp tối ưu trong gia công.

Phương pháp mô phỏng là việc sử dụng phần mềm để thiết kế mô hình máy CNC 3 trục cỡ nhỏ, giúp mô phỏng các chuyển động và kiểm tra các thông số kỹ thuật Quá trình này cho phép đánh giá hiệu suất của thiết kế trước khi chế tạo thực tế, từ đó điều chỉnh các thông số kỹ thuật cho phù hợp.

Kết hợp với phần mềm lập trình vi điều khiển Arduino IDE để lập trình hoạt động cho mô hình máy CNC.

Sau khi hoàn thành mô hình, chúng tôi tiến hành chế tạo và lắp ráp máy CNC 3 trục, thực hiện thử nghiệm gia công các chi tiết mẫu từ nhiều loại vật liệu khác nhau để kiểm tra độ chính xác, tốc độ gia công và chất lượng sản phẩm Chúng tôi đã đánh giá trong vòng một tháng để thu thập dữ liệu và phản hồi từ người dùng về tính tiện lợi, độ chính xác và hiệu quả sử dụng của máy Trong quá trình thử nghiệm, chúng tôi theo dõi và ghi nhận các lỗi phát sinh để có biện pháp khắc phục kịp thời, đồng thời lắng nghe ý kiến của người dùng nhằm phát triển và nâng cấp mô hình trong tương lai.

Đề tài "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy CNC 3 trục cỡ nhỏ trong gia công chi tiết" kết hợp kiến thức khoa học kỹ thuật tiên tiến và công nghệ tự động hóa hiện đại Mô hình máy CNC sử dụng nguyên lý cơ khí và điện tử trong thiết kế, đồng thời áp dụng thuật toán điều khiển tiên tiến nhằm tối ưu hóa quy trình gia công.

Máy CNC 3 trục hoạt động tự động và độc lập, giảm thiểu sự can thiệp của con người trong sản xuất, từ đó tăng năng suất lao động và đảm bảo độ chính xác cao trong gia công chi tiết phức tạp Hệ thống có khả năng lập trình để theo dõi và quản lý quy trình sản xuất, giúp giảm bớt công việc hành chính và cải thiện hiệu quả sản xuất.

Một trong những mục tiêu chính của đề tài là phát triển sản phẩm có khả năng thương mại hóa Chúng tôi đang xây dựng một máy CNC 3 trục cỡ nhỏ với chi phí hợp lý và khả năng ứng dụng cao.

SVTH: Trần Minh Nhật 7 là sản phẩm linh hoạt, phù hợp với nhu cầu của các xưởng chế tạo nhỏ, thợ thủ công và doanh nghiệp vừa và nhỏ Thương mại hóa sản phẩm không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo trong nước.

Bố cục đề tài

Luận văn gồm năm chương, với phần Giới thiệu tách biệt để nhấn mạnh lý do chọn đề tài Phần này làm rõ tầm quan trọng của nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 3 trục cỡ nhỏ, đồng thời xác định mục tiêu, nhiệm vụ, phạm vi và phương pháp nghiên cứu.

 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Chương 3 NỘI DUNG THỰC HIỆN

 Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN

 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Khái quát về máy CNC

2.1.1 Sơ lược về máy CNC và quá trình phát triển

CNC, viết tắt của "Computer Numeric Control," là một loại máy NC được điều khiển tự động bằng máy tính Các bộ phận của máy được lập trình để hoạt động theo các sự kiện nối tiếp với tốc độ xác định, nhằm tạo ra mẫu vật với hình dạng và kích thước yêu cầu Quy trình này sử dụng các chương trình được viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường được gọi là mã G.

Công nghệ CNC đã tạo ra một cuộc cách mạng trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong ngành kim loại Sự kết hợp chuyển động ba chiều x-y-z của máy CNC giúp gia công trở nên dễ dàng, nhanh chóng và chính xác hơn bao giờ hết, đồng thời giảm thiểu đáng kể công sức của con người.

Lĩnh vực sản xuất tự động trong chế tạo cơ khí hiện nay đã đạt trình độ cao với các phân xưởng tự động sản xuất linh hoạt và tổ hợp CIM Sự phát triển này được hỗ trợ bởi robot cấp phôi liệu và vận chuyển, cùng với các hệ thống đo lường và quản lý chất lượng tiên tiến, mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể Máy CNC đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Hình 2.1 Mô hình điều khiển sản xuất tổ hợp CIM

1 Máy tiện CNC 5 Tủ điều khiển

2 Máy phay CNC 6 Hệ thống đo lường

3 Robot và rãnh trượt 7 Phím điều khiển Robot

4 Nhà kho phôi liệu 8 Máy tính chủ

Máy CNC được trang bị dụng cụ đo vị trí để xác định tọa độ của bàn máy và dụng cụ cắt Khi bàn máy di chuyển, các dụng cụ đo lường phát tín hiệu điện, và hệ điều khiển CNC xử lý tín hiệu này để xác định vị trí chính xác của bàn máy trong hệ trục tọa độ.

Hình 2.2 Cơ sở của các máy CNC

Theo tiêu chuẩn ISO, các chuyển động cắt gọt trong gia công chi tiết trên máy CNC cần tuân theo hệ trục tọa độ Descarte theo nguyên tắc bàn tay phải Hệ thống này bao gồm ba chuyển động tịnh tiến và ba chuyển động quay tương ứng với các trục.

Một máy công cụ CNC có thể điều khiển tới ổ trục gồm tịnh tiến theo x,y,z và các trục a,b,c quay quanh các trục x,y,z

Hình 2.3 Miêu tả các trục của máy CNC trong hệ tọa đồ Descarte

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của CNC là gia công chi tiết máy theo bản vẽ đã được chuyển đổi thành dữ liệu số Quá trình bắt đầu bằng việc nhập thông tin vào máy tính hệ tọa độ, xác định các điểm gốc và điểm chuẩn Tiếp theo, người dùng nạp file thiết kế vào phần mềm điều khiển Sau khi gá phôi và căn chỉnh máy, bước cuối cùng là tiến hành chạy máy để gia công sản phẩm.

Hình 2.4 Tổng quan quá trình thiết kế điều khiển máy CNC

Trong máy điều khiển số, hệ tọa độ Đề các OXYZ theo quy tắc bàn tay phải, hay còn gọi là hệ tọa độ thuận, thường được áp dụng và gắn liền với chi tiết gia công Gốc tọa độ có thể được đặt tại nhiều vị trí khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của quá trình gia công.

SVTH: Trần Minh Nhật 12 nhiều vị trí, nhưng thường ở các điểm thuận lợi để lập trình và kiểm tra kích thước theo bản vẽ.

Trên máy phay, bàn máy di chuyển phôi để tạo hình, trong khi dụng cụ chỉ thực hiện cắt gọt Trục chính được quy ước là OZ, với chiều dương khi dao di chuyển ra xa chi tiết Đối với máy tiện 2D, trục OZ nằm ngang và chiều dương hướng ra khỏi trục chính, trong khi bàn xe dao di chuyển theo phương OX với chiều dương hướng xa bề mặt gia công.

Máy phay đứng có trục Z hướng thẳng đứng, trong khi trục X và Y được sắp xếp theo quy tắc bàn tay phải, với trục X thường có chuyển động dài nhất Các chuyển động quay quanh các trục X, Y, Z được xác định bởi các địa chỉ A, B, C, và chiều dương được xác định khi quay thuận chiều kim đồng hồ Các chuyển động phụ song song với trục X, Y, Z được ký hiệu là U, V, W và có hướng đã được quy định sẵn.

Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển cho mô hình máy CNC

2.3.1 Kết cấu chung về phần cơ khí

Hình 2.4 Bản vẽ thiết kế mô phỏng 3D mô hình máy CNC

Sơ đồ tổng quan hệ thống bao gồm:

Hình 2.6 Sơ đồ tổng quan hệ thống

2.3.1.1 Thân máy và đế máy

Thân máy và đế máy thường được chế tạo từ gang, vì gang có độ bền nén cao gấp 10 lần so với thép Sau khi đúc, các chi tiết này được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo không có khuyết tật Bên trong thân máy có chứa hệ thống điều khiển, động cơ trục chính và nhiều hệ thống khác.

Yêu cầu thân máy bao gồm:

- Phải có độ cứng vững cao

- Phải có các thiết bị chống rung động

- Phải có độ ổn định nhiệt

- Mục đích phải đạt được khi chế tạo thân máy:

- Phải đảm bảo độ chính xác gia công

- Đế máy để đỡ toàn bộ máy, tạo sự ổn định và cân bằng cho máy.

Khung máy được sử dụng nhôm định hình 20x20 a Nhôm định hình

Hình 2.7 Các mẫu nhôm định hình.

Nhôm định hình là sản phẩm nhôm được xử lý để nâng cao tính chất vật lý, phục vụ nhu cầu của kỹ sư và nhà sản xuất Với nhiều ưu điểm nổi bật, nhôm định hình được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như chế tạo khung máy CNC, băng chuyền, kệ hàng và hệ thống tản nhiệt, giúp tối ưu hóa độ bền và hiệu suất của thiết bị Ke góc nhôm định hình cũng là một phần quan trọng trong ứng dụng này.

Hình 2.8 Ke góc cố định nhôm định hình.

Ke góc nhôm định hình là sản phẩm thiết yếu để kết nối hai thanh nhôm tại các góc, giúp tạo hình dạng góc cửa cho bộ cửa Tương tự như hình chữ nhật có bốn góc, bộ cửa cũng cần bốn góc cửa Để đảm bảo bộ cửa được hình thành chắc chắn, mối nối ở những góc này phải rất vững vàng; nếu không, các thanh nhôm sẽ chỉ là những phần rời rạc.

Ke góc nhôm định hình thường có hình dạng giống chữ L và được chế tạo từ nhôm Mỗi loại ke góc nhôm có những đặc điểm cấu tạo riêng, cùng với cách sử dụng và lợi ích khác nhau cho người tiêu dùng.

SVTH: Trần Minh Nhật 16 cả đều chỉ có chung một mục đích giống nhau duy nhất là nối góc hai thanh nhôm lại với nhau. c Vòng bi, bạc đạn

Hình 2.9 Các mẫu bạc đạn cố định đầu trục.

Vòng bi cầu không thể tháo rời có cấu trúc kín, bảo vệ các thành phần bên trong khỏi bụi bẩn và ẩm ướt, giảm thiểu nhu cầu bảo trì định kỳ Thiết kế này cho phép vòng bi hoạt động bền bỉ, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng mà không cần sửa chữa thường xuyên.

Bàn máy là bộ phận quan trọng để gá đặt chi tiết gia công, bao gồm hai loại chính: bàn tĩnh và bàn động Bàn động với khả năng chuyển động linh hoạt và chính xác giúp nâng cao hiệu suất gia công của máy CNC, cho phép chế tạo các chi tiết có biên dạng phức tạp Hầu hết các máy CNC và trung tâm gia công hiện đại đều sử dụng bàn máy xoay, đóng vai trò như trục thứ 4 và thứ 5, từ đó tăng cường tính vạn năng cho máy CNC.

Yêu cầu của bàn máy là phải có độ ổn định, cứng vững, được điều khiển chuyển động một cách chính xác

Bàn máy được sản xuất từ chất liệu nhựa Mica, một loại vật liệu ngày càng phổ biến và không thể thiếu trong các ngành công nghiệp lớn Việc cung cấp nguồn hàng lớn về nhựa Mica hiện nay là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu của thị trường.

Hình 2.10 Một số mẫu nhựa mica

2.3.1.3 Các trục truyền chuyển động a Trục dẫn hướng

Hệ thống thanh trượt dẫn hướng có nhiệm vụ dẫn hướng cho các chuyển động theo

X, Y và chuyển động theo trục Z của trục chính Yêu cầu của hệ thống thanh trượt phải thẳng, có khả năng tải cao, độ cứng vững tốt, không có hiện tượng dính, trơn khi trượt.

Ray trượt tròn là một linh kiện quan trọng trong cơ khí lắp ráp và tự động hóa, với thiết kế hình tròn trơn và lớp phủ crom giúp tăng cường khả năng truyền động Sản phẩm này hoạt động nhẹ nhàng, êm ái và không gây tiếng ồn, mang lại hiệu quả cao trong quá trình sử dụng.

Bảng 2.1 Thông số và tính năng của ray trượt tròn b Trục vít me

Chất liệu Bearing Steal, GCR 15 Độ cứng HCR- 30,60 độ Độ chính xác G6 Độ nhẵn bề mặt Dưới 1,5 micro mét Độ dày lớp cứng 3mm Đường kính ngoài 6mm-60mm

Trong máy công cụ điều khiển số, hai loại vít me cơ bản thường được sử dụng là vít me đai ốc thường và vít me đai ốc bi.

Vít me bi là một hệ thống truyền động được chế tạo chính xác, có khả năng chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến thông qua cơ chế con vít và bu lông, cụ thể là đai ốc bi.

Mà tiếp xúc giữa trục vít và đai vít được trang bị một lớp bi thép, nhằm giảm thiểu lực ma sát Điều này giúp truyền động một cách mượt mà và chính xác, đồng thời đảm bảo hoạt động liên tục và bền bỉ trong thời gian dài.

Đai ốc bi là một cấu trúc ổ bi bao gồm vỏ ngoài và các viên bi thép di chuyển trên các rãnh bi được tiện ren bên trong Qua các vòng hồi bi, đai ốc có thể tạo thành các vòng tuần hoàn kín hoặc hở, kết hợp với trục vitme để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, từ đó tạo ra lực kéo.

Bảng 2.2 Bảng phân loại đai ốc phổ biến.

Tên đai ốc Ký hiệu mã Đặc điểm Thích hợp Đai ốc U, I ,

Vòng tuần hoàn trong, mỗi vòng tuần hoàn là 01 vòng bi.

Sử dụng cho các cơ cấu chuẩn, cơ cấu trục nhỏ gọn Đai ốc V

Vòng tuần hoàn ngoài, giúp cho hướng bi chạy theo một hướng xuôi theo trục vít.

Sử dụng cho các cơ cấu tải nặng, tốc độ vận hành nhanh. Đai ốc K

Nhỏ gọn vòng tuần hoàn kín, mỗi vòng tuần hoàn là 01 vòng bi.

Sử dụng cho các cơ cấu gọn nhẹ, tinh xảo. Đai ốc S

Hệ thống tuần hoàn được thiết kế với cơ cấu nắp bịt và hồi bi, hoạt động hiệu quả tại điểm đầu và điểm cuối của đai ốc thông qua nắp bịt Thiết kế này không chỉ đảm bảo khả năng cách âm tốt mà còn chống bụi hiệu quả.

Sử dụng cho các cơ cấu tải nhẹ và tốc độ cao Đai ốc được sử dụng trong mô hình là đai ốc V.

2.3.1.4 Dao cắt và động cơ chuyển động dao cắt a Dao cắt

Dụng cụ cắt trong hình học thường được thiết kế để gia công với chiều sâu cắt nhỏ Hình dạng và số lượng lưỡi cắt có thể được điều chỉnh tùy theo điều kiện gia công, như loại vật liệu, mức độ gia công (thô hay tinh), và phương pháp phay (phẳng hay rãnh) Tuy nhiên, kích thước của các lưỡi cắt cần phải chính xác để đảm bảo tính cân bằng và giảm thiểu rung động trong quá trình cắt.

NỘI DUNG THỰC HIỆN

Phần mềm vẽ thiết kế Autocad

AutoCAD là phần mềm CAD nổi bật cho việc tạo bản vẽ kỹ thuật 2D và 3D, được phát triển bởi Autodesk Ra mắt lần đầu vào cuối năm 1982, AutoCAD là một trong những ứng dụng vẽ kỹ thuật đầu tiên chạy trên máy tính cá nhân, đặc biệt là máy tính IBM, trong khi nhiều phần mềm cùng thời chủ yếu hoạt động trên thiết bị đầu cuối đồ họa.

Autocard được phát triển ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực phổ biến như cơ khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử…

AutoCad cung cấp giao diện trực quan và các công cụ, lay-out đa dạng, giúp người sử dụng dễ dàng tạo ra nhiều đối tượng khác nhau theo từng lĩnh vực cụ thể Những lay-out này được thiết kế đặc biệt cho quy hoạch kiến trúc và xây dựng, cho phép bất kỳ ai có kiến thức về AutoCad thực hiện các dự án thiết kế kiến trúc và nội thất phục vụ cho mục đích xây dựng.

Hình 3.2 Giao diện tổng quan phần mềm

Tính năng chính của phần mềm thiết kế Autocad

Tài liệu 2D phong phú: Sản xuất tài liệu và các bản vẽ 2D bằng bộ công cụ vẽ, chỉnh sửa, chú thích đa dạng

Thiết kế 3D sáng tạo: Tạo và xử lý hầu hết các bản thiết kế bằng công cụ minh họa và tạo mô hình 3D

Trải nghiệm cá nhân hóa: Sử dụng bộ công cụ chuyên nghiệp và tùy biến AutoCAD bằng những tiện ích mở rộng từ Autodesk App Store

Hợp tác kết nối: Truy cập bản vẽ từ máy tính để bản, web, thiết bị di động Chia sẻ và sử dụng dữ liệu từ Navisworks, Bing Maps…

Cấu hình máy sử dụng AutoCad

Yêu cầu bổ sung cho các dữ liệu lớn , các Point Cloud và mô hình 3D

Bộ nhớ: 8 GB trở lên.

Không gian: 6 GB trống, không bao gồm yêu cầu cài đặt

Card màn hình: Adapter màn hình video 1920 x 1080 True Color trở lên; 128 MB VRAM trở lên; Pixel Shader từ 3.0; card đồ họa máy trạm tương thích Direct3D.

Bảng 3.1 Cấu hình máy sử dụng AutoCad

Microsoft Windows 7 SP1 Update KB4019990 (32-bit & 64- bit)

Microsoft Windows 8.1 Update KB2919355 (32-bit & 64-bit)

Microsoft Windows 10 Anniversary Update (64-bit only) (phiên bản 1607 trở lên)

Bộ vi xử lý tối thiểu 2.5 - 2.9 GHz

Bộ vi xử lý khuyến khích: 3+ GHz

Bộ nhớ Tối thiểu 8 GB

Khuyến khích 16 GB Độ phân giải màn hình

Màn hình chuẩn: 1920 x 1080 True Color

Hỗ trợ màn hình 4k có độ phân giải cao lên tới 3840 x 2160 trên hệ thống Windows 10, 64 bit (kèm card màn hình tương thích)

GPU tối thiểu 1 GB với băng thông 29 GB/s và tương thích DirectX 11

Khuyến khích GPU 4 GB với băng thông 106 GB/s và tương thích

DirectX 11 Không gian ổ đĩa 6.0 GB

Triển khai qua Deployment Wizard.

Server license và toàn bộ máy trạm chạy ứng dụng phụ thuộc vào mạng có giấy phép phải chạy giao thức TCP/IP.

Có thể chấp nhận giao thức TCP/IP Microsoft hoặc Novell Đăng nhập chính trên máy trạm có thể là Netware hoặc Windows.

Ngoài hệ điều hành hỗ trợ ứng dụng, server license sẽ chạy các phiên bản Windows Server 2016, Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2, Windows 2008 R2 Server.

Thiết bị trỏ Tương thích MS-Mouse

NET Framework Net Framework phiên bản 7.4

Giao diện làm việc của AutoCad

Nhấp đúp trái chuột vào biểu tượng AutoCad

Hình 3.3 Giao diện cửa sổ làm việc Tạo mới và lưu file trong AutoCad

Tạo file bản vẽ mới:

 Cách 1: chọn lệnh File\New

 Cách 2: nhấp tổ hợp phím Ctrl+N

 Cách 3: chọn nút New trên thanh Standard Bar

Chú ý: Trong trường hợp không muốn sử dụng file mẫu (Template), ta chọn:

Open with no template – Imperial: mở bản vẽ mới có đơn vị kích thước là Inches.

To create a new drawing without a template, begin by opening a new file in the unit of measurement set to millimeters Once your drawing is complete, save it using the 'Save' or 'Save As' options Remember that the drawing file will have a dwg extension, which is essential for preserving your new design.

 Cách 1: chọn lệnh File\Save hoặc Save as

 Cách 2: nhấp tổ hợp phím Ctrl+S

 Cách 3: chọn nút Save trên thanh Standard Bar.

Một số phương thức truy bắt điểm trong AutoCad

Bảng 3.2 Một số phương thức truy bắt điểm trong AutoCad

Center Bắt điểm tâm đường tròn, cung tròn, elip

Endpoint Bắt điểm cuối của đường thẳng, Spline, cung tròn, Mline Insertion Bắt điểm chèn của dòng chữ và block (khối).

Intersectio n Bắt giao điểm của hai đối tượng

Midpoint Bắt điểm giữa của đường thẳng, cung tròn, spline

Nearest Bắt một điểm thuộc đối tượng gần giao điểm với hai sợi tóc nhất Node Bắt một điểm (Point).

Perpendicular Bắt điểm vuông góc với đối tượng được chọn.

Quadrant Bắt cỏc điểm ẳ (đường trũn, elip, cung trũn…)

Tangent Bắt điểm tiếp xúc với Line, Arc, Circle…

Extension Bắt điểm kéo dài.

Apparent intersection Bắt giao điểm các đối tượng 3D, mà thực tế không giao nhau trong không gian.

SVTH: Trần Minh Nhật 51 Ứng dụng phổ biến của AutoCad hiện nay

AutoCAD hỗ trợ định dạng tập tin DWG và DXF, cho phép xuất từ giao diện của nó sang các ứng dụng CAD tiên tiến khác, phục vụ cho các dự án đồ họa phức tạp như 3D và hoạt hình Điều này có nghĩa là nhà thiết kế phim hoạt hình hoặc đồ họa có thể sử dụng AutoCAD để tạo ra cấu trúc xây dựng và phương án kiến trúc, từ đó xuất ra để cải thiện thiết kế với các ứng dụng mô hình chính xác hơn Ngoài ra, AutoCAD cũng rất hữu ích trong việc thiết kế bản vẽ cho các chi tiết cần gia công bằng CNC.

Bản vẽ chi tiết trong Hình 3.6 được thiết kế sẵn để lắp ráp mô hình cho hộp đựng board mạch điều khiển, đảm bảo tính chính xác và cụ thể.

Hình 3.4 Bản vẽ thiết kế chi tiết lắp ráp mô hình hộp.

Thiết kế bản vẽ họa tiết logo CTUT.

Hình 3.5 Bản vẽ thiết kế Logo CTUT.

Phần mềm thiết kế và tạo file G-Code Aspire

Vectric Aspire là phần mềm thiết kế và định tuyến mạnh mẽ, cho phép người dùng vẽ, cắt và tạo mô hình 3D chi tiết Được ưa chuộng bởi các kiến trúc sư, Aspire hỗ trợ tạo ra các mô hình ba chiều như tấm trang trí và cửa ra vào, cùng nhiều ứng dụng kiến trúc khác Giao diện thân thiện và dễ sử dụng của Aspire giúp người dùng nhanh chóng thay đổi hình dạng và đặc điểm của từng bộ phận, từ đó xây dựng các thiết kế phức tạp một cách hiệu quả.

Hình 3.6 Logo phần mềm Aspire.

Aspire là phần mềm được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực như quảng cáo, cơ khí và công nghiệp gỗ, giúp tạo ra các sản phẩm trang trí như tấm decor, cửa ra vào, đồ gỗ tùy chỉnh, đường gờ kiến trúc, biển báo chiều và logo công ty khắc.

Công cụ đồ họa 3D của Aspire, kết hợp với bộ công cụ thiết kế và chỉnh sửa 2D, cho phép người dùng dễ dàng làm việc với dữ liệu 2D hoặc mô hình 3D nhập khẩu, đồng thời hỗ trợ tạo ra các phần 2D và 3D từ đầu một cách hiệu quả.

Aspire được phát triển dựa trên nền tảng của phần mềm VCarve Pro từ Vectric, mang đến giao diện thân thiện và dễ sử dụng cho thiết kế sản xuất và định tuyến Phần mềm này cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho phép chuyển đổi phác thảo 2D, hình ảnh, bản vẽ và tác phẩm nghệ thuật số thành mô hình 3D chi tiết, đồng thời tính toán các đường dẫn cắt chính xác cho các hình dạng này.

-Chỉnh sửa 3D, điêu khắc và pha trộn

-Kết cấu 3D từ tệp hình ảnh

- Tạo vector 2D hoặc mô hình 3D

-Xuất khẩu 2D / 3D models như Clip-Art

-Xuất mô hình sang tệp 2D và 3D

-Đường dẫn nhiều màu chất lượng cao

-Các đường công cụ gia công và chuyên nghiệp Đặc điểm nổi bật của Aspire 9.5

-Xuất sang định dạng hỗ trợ SketchUp 2017-2018

-Nhập bitmap từ các tệp PDF

-Tùy chọn tăng và lưu mới

-Hướng dẫn video mới và trình duyệt

-Hỗ trợ tối ưu cho hệ thống 64-bit

-Các biến tài liệu mới, và nhiều hơn nữa

Tổng quan giao diện sử dụng phần mềm

Vectric Aspire có giao diện được thiết kế đơn giản, kết hợp tất cả các công cụ ở một nơi. Giao diện làm việc chính

Sau khi nhấp vào nút, quá trình tạo tài liệu mới sẽ khởi động Mặc dù tài liệu mới có vẻ đã được tạo, nhưng thực chất chỉ là bản xem trước Trước tiên, cần thiết lập các tham số cho mô hình mà bạn muốn tạo.

Hình 3.7 Cửa sổ làm việc. Để tạo một tài liệu mới

Trong phần đầu tiên, hãy xác định loại công việc bạn sẽ thực hiện, có thể là một mặt hoặc hai mặt Tiếp theo, đặt kích thước của mô hình và chọn đơn vị sử dụng là mm Nếu cần thay đổi kích thước trong quá trình làm việc, bạn có thể thực hiện điều đó một cách dễ dàng Ngoài ra, trong phần này, bạn cũng có thể thiết lập độ dày của vật liệu sẽ sử dụng.

Giao diện làm việc chính

Hình 3.8 Giao diện làm việc chính

Để cắt tài liệu trên CNC, việc xác định vị trí Z Zero là rất quan trọng Thông thường, bạn sẽ đặt vị trí Z Zero ngay trên bề mặt vật liệu để đảm bảo độ chính xác trong quá trình cắt.

Trong phần vị trí dữ liệu XY, việc đặt điểm gốc là rất quan trọng Tùy chọn này cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình CNC Cuối cùng, bạn có thể điều chỉnh độ phân giải và màu sắc cho các đối tượng 3D Nhấn OK để tạo ra một tài liệu mới.

Hình 3.9 Thiết kế file chữ mẫu

Nhấp vào biểu tượng nhỏ ở góc trên cùng bên phải của bảng điều khiển để chuyển đổi giữa bảng thiết kế và bảng đường chạy dao Ở phía trên cùng không gian làm việc, bạn có thể chuyển đổi giữa chế độ xem 2D và 3D, quản lý các lớp, và tìm thấy thanh công cụ xem hữu ích cho nhiều tình huống khác nhau.

Tạo và mô phỏng project cơ bản

Lựa chọn chế độ phay

Hình 3.10 Lựa chọn chế độ phay

Sau khi setup các thông số và lựa chọn dao cắt

Hình 3.11 Lựa chọn và cài đặt thông số dao cắt.

Sau khi setup các thông số và lựa chọn dao cắt ta được kết quả sau:

Hình 3.12 Mô phỏng file 3D sau khi máy hoàn tất.

Cuối cùng ở đây là bây giờ có thể xuất bản vẽ dưới dạng tệp được hỗ trợ.

Hình 3.13 Xuất file dưới các định dạng cho phép.

Phần mềm điều khiển và chạy máy CNC – GRBL

GRBL là firmware mã nguồn mở được thiết kế cho các mạch điều khiển máy CNC, nổi bật với tính dễ sử dụng và hỗ trợ tốt cho mạch Arduino như Arduino UNO R3 và CNC Shield Đây là lựa chọn hàng đầu cho việc xây dựng các máy CNC mini.

Tương thích 100% với board Arduino CNC Shield v3 (chỉ cần đảo chân tín hiệu, chi tiết sẽ được trình bày trong bài)

Hình 3.14 Logo phần mềm grblControl.

Tốc độ truyền nhận dữ liệu với máy tính, Baud Rate = 115200

Tính năng Probing (đo độ cao bề mặt phôi và tự bù lại khi gia công)

Có thể thay đổi theo Gcode tốc độ spindle, công suất laser bằng PWM

Giao diện chính khá đơn giản và dễ sử dụng, các công cụ hiển thị trực quan cụ thể rõ ràng. Cài đặt thông số dễ dàng nhanh chóng

Tại trung tâm, không gian làm việc hiển thị các tệp cần chạy dưới dạng hình ảnh rõ ràng và mô phỏng đồ họa độ phân giải cao, giúp người dùng dễ dàng quan sát và tùy chỉnh một cách chính xác.

Hình 3.15 Mô phỏng file đã được nạp vào phần mềm.

Tại trung tâm, không gian làm việc hiển thị các file cần chạy với hình ảnh rõ ràng và đồ họa có độ phân giải cao, giúp người dùng dễ dàng quan sát và tùy chỉnh một cách chính xác.

Bên trái màn hình chúng ta có các công cụ hỗ trợ điều khiển sau:

 Trong phần trạng thái chúng ta có thể dễ dàng quan sát được tạo độ trạng thái của máy và tọa độ máy làm việc

 Phần điều khiển: Với thao tác đơn giản kích chuột dễ dàng thay đổi tọa độ làm việc

 Reset tọa độ làm việc của máy về vị trí gốc Khóa bộ điều khiển khi máy đang làm việc

Phần điều khiển động cơ dao cho phép điều chỉnh tốc độ và bật tắt động cơ một cách dễ dàng và nhanh chóng.

Hình 3.16 Điều chỉnh tốc độ và bật tắt động cơ chạy dao.

Bộ điều khiển trung tâm và cũng chính là thao tác trực tiếp với máy Jog

Bảng điều khiển vị trí tọa độ máy cho phép người dùng dễ dàng điều khiển máy thông qua bàn phím phần mềm Các phím mũi tên giúp di chuyển lên, xuống, trái và phải, đồng thời việc thiết lập số bước cho mỗi lần dịch chuyển cũng được hướng dẫn rõ ràng và cụ thể.

Bên cạnh đó ta còn được điều khiển kích thước lên, xuống của trục z.

Phần cuối cùng cho phép chúng ta điều chỉnh thông số máy với các lệnh đặc trưng sau:

$100 = 400 là điều chỉnh số bước trên 1 đơn vị điều khiển trục X

$101 = 400 là điều chỉnh số bước trên 1 đơn vị điều khiển trục Y

$102 = 400 là điều chỉnh số bước trên 1 đơn vị điều khiển trục Z

Số nhập càng lớn thì trục chạy càng dài

$110 = 400 là điều chỉnh vận tốc dịch chuyển của trục X

$111 = 400 là điều chỉnh vận tốc dịch chuyển của trục Y

$112 = 400 là điều chỉnh vận tốc dịch chuyển của trục Z

Số nhập càng lớn thì trục chạy càng nhanh

$110 = 400 là điều chỉnh gia tốc của trục X

$111 = 400 là điều chỉnh gia tốc của trục Y

$112 = 400 là điều chỉnh gia tốc của trục Z

Lắp ráp căn chỉnh kết cấu cơ khí

Dựa trên các tính toán, thiết kế và lựa chọn thiết bị đã thực hiện ở chương 2, quá trình thi công lắp ráp và căn chỉnh các kết cấu cơ khí của máy sẽ được tiến hành một cách chính xác và hiệu quả.

3.4.1 Căn chỉnh mặt phẳng lắp ráp khung máy.

Mục đích của phần căn chỉnh là lắp đặt các thanh nhôm định hình theo đúng góc vuông, đồng thời kiểm tra độ thẳng và độ phẳng của bề mặt bàn gắn phôi để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

Hình 3.20 Lắp đặt 2 thanh trượt trục X bên phải.

3.4.3 Lắp đặt động cơ bước trục X, Y, Z.

Hình 3.21 Lắp đặt động cơ bước tương tự cho các trục X, Y, Z.

3.4.4 Cân chỉnh spin với trục Z

Hình 3.22 Cân chỉnh spin với trục Z.

Hình 3.23 Cân chỉnh trục Z và trục X.

Hình 3.24 Cân chỉnh trục Y và trục X.

Hình 3.25 Cân chỉnh độ phẳng của mặt bàn với trục Z.

Hình 3.26 Mô hình máy sau khi đã hoàn thiện.

Thi công đấu nối và cấu hình phần điện

3.5.1 Mạch điều khiển trung tâm

Hình 3.27 Sơ đồ kết nối các mạch điện và động cơ.

Mạch điều khiển trung tâm nhận lệnh từ máy tính để quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống, bao gồm việc điều khiển các mạch driver cho động cơ bước và động cơ khoan.

Hình ảnh mạch điều khiển trung tâm được thể hiện ở hình 4.9.

Hình 3.28 Board mạch điều khiển trung tâm Arduino Uno R3.

Các cổng và giắc kết nối:

Hình 3.29 Ngõ ra chân Arduino tương ứng với ngõ vào CNC Shield V3

Sơ đồ chức năng chân điều khiển

Bảng 4.1 Chức năng chân ra kết nối CNC Shield V3.

Step Pulse X-Axis/ Step Pulse Y-Axis/

Chân cấp xung cho driver động cơ bước (tương ứng với trục X, Y và Z)

Pulse YAxis/Direction Pulse Z-Axis:

Chân chiều quay cho driver động cơ bước (tương ứng với trục X, Y và Z)

Stepper Enable/Disable Chân cho phép/không cho phép chạy động cơ bước

Limit X-Axis/Limit Y-Axis/Limit Z-

Axis Chân kết nối công tắc hành trình

Variable Spindle PWM Chân cấp PWM cho spindle

Spindle Direction Chân chiều quay cho động cơ spindle

3.5.2 Nạp và cấu hình GRBL

Hình 3.30 Upload firmware cho mạch điều khiển.

Sau khi kết nối dây xong, các bạn tiếp tục add thư viện Grbl vào Arduino Tiếp theo upload Fimware cho Arduino

Mở Arduino IDE lên, vào menu File chọn Examples Grbl chọn GrblUpload, sau đó upload code xuống

Tiếp mở phần mềm Grbl Controller lên và cắm Arduino kết nối với máy tính, chọn cổng com Arduino (baund 115200) và nhấn open

Nếu ở màn hình Console hiện lên dòng bên dưới thì coi như cài Fimware đã thành công.

Màn hình Command Table: Hiển thị danh sách các lệnh và tình trạng các lệnh đó

Tab Command: Nhập các lệnh G-Code thủ công

Tab File Mode: Nhập các lệnh G-code từ phần mềm xuất file G-code (nhằm gia công tự động)

Tab Machine Control cho phép người dùng điều khiển máy di chuyển thủ công, thường được sử dụng để cân chỉnh máy và dò phôi Để thực hiện, bạn cần nhập khoảng cách di chuyển vào ô Step size và nhấn vào trục cần di chuyển Lưu ý chọn đơn vị là milimetters để đảm bảo độ chính xác trong quá trình điều khiển.

Hình 3.31 Thiết lập các thông số chính.

Thiết lập Grbl phù hợp với máy cnc mini

Vào Service chọn setting sẽ hiện ra bảng thiết lập thông số

Khi kết nối với vùng Connection, hãy chọn cổng COM phù hợp (cổng này sẽ được tạo ra khi cắm Arduino vào máy tính, nhấn vào mũi tên hướng xuống để lựa chọn cổng chính xác) Thiết lập baud rate mặc định là 115200, và sử dụng nút Open/Close để bật hoặc tắt cổng kết nối.

Số xung = [(số vi bước) x (số xung động cơ xoay 1 vòng) / (kiểu chuyển động)] x bộ giảm tốc (nếu có)

Số vi bước: là khả năng chạy vi bước của động cơ mà bạn thiết lập (với DRV8825 cao nhất là vi bước 32, với A4988 và TB6560 cao nhất là 16)

Số xung động cơ xoay 1 vòng: với động cơ có bước là 1.8 độ thì để xoay được 1 vòng

(360 độ) nó cần số xung là: 3600/1.80 = 200 xung

Với chuyển động sử dụng bánh đai – dây đai GT2 = số răng trên Puli x 2

Với chuyển động sử dụng vít-me = bước vít-me

Bộ giảm tốc là thiết bị quan trọng trong hệ thống truyền động Nếu động cơ được kết nối trực tiếp với cơ cấu chuyển động, tỷ số giảm tốc không cần xem xét (bằng 1) Tuy nhiên, khi sử dụng bộ giảm tốc với tỷ lệ giảm nhất định, số xung cần được nhân với tỷ lệ giảm đó để đảm bảo hiệu suất hoạt động chính xác.

$110, $111, $112: chọn tốc độ di chuyển lớn nhất cho các trục X, Y, Z tương ứng Nên chọn sao cho động cơ chạy mượt (riêng trục Z không nên chọn chạy quá nhanh)

Chọn gia tốc di chuyển lớn nhất cho các trục X, Y, Z lần lượt là $120, $121, $122 Việc lựa chọn gia tốc nhỏ có thể khiến việc đạt tốc độ tối đa trở nên khó khăn, trong khi nếu chọn gia tốc quá cao, động cơ có thể gặp phải tình trạng sốc hoặc trượt bước khi vận hành.

$130, $131, $132: chọn hành trình gia công (vùng không gian cho phép làm việc)

Sau khi hoàn tất thiết lập, hãy nhấn vào nút Save để lưu lại Tiếp theo, mở Tab Machine Control và nhập vào Step size với khoảng cách cần thử nghiệm (ví dụ: 10mm) Sau đó, sử dụng các nút X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z- để kiểm tra kết quả Nếu kết quả không đúng, hãy kiểm tra lại các thông số $100, $101, $102.

Các thông số được lưu trữ trong EEPROM của Arduino sẽ không bị mất khi tắt nguồn hoặc cài đặt lại firmware Do đó, sau khi cài đặt firmware mới, cần kiểm tra và thiết lập lại các thông số cho chính xác Nếu mạch Arduino đã từng cài GRBL, nó sẽ tự động lấy các thông số cũ để tiếp tục hoạt động.

3.5.4 Kết nối các mạch điện trong hệ thống

Hình 3.32 Hình ảnh mạch điện đã được kết nối hoàn chỉnh.

Máy có các thông số và tính năng như sau:

- Máy có thể gia công hình sản phẩm có kích giới hạn: 300x250mm

- Công suất tiêu thụ của máy 1,5Kw

- Độ chính xác khi gia công: đạt 0,1mm

- Tốc độ động cơ trục chính: 24.000 V/phút

- Có khả năng phay tạo định hình các biên dạng 2D, gia công sản phẩm khắc nổi hoặc chìm theo thiết kế, có khả năng cắt chữ

Tự động hóa sản xuất giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất bằng cách chỉ cần nhập file đồ họa vào máy, cài đặt các thông số cần thiết và nhấn nút khởi động Sau một khoảng thời gian, máy sẽ tự động sản xuất ra sản phẩm hoàn chỉnh mà không cần sự can thiệp của người vận hành.

Máy có kết cấu vững chắc, bền, đẹp, làm việc thuận tiện.

KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Thiết kế file mẫu dùng phần mềm Aspire

Trình tự các bước gia công sản phẩm:

- Bước 1: Thiết kế file mẫu dùng phần mềm Aspire

- Bước 2: Nhập mã G-Code gia công vào phần mềm

- Bước 3: Gá phôi gia công và reset tọa độ máy máy

Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển vận hành máy

4.1.1 Mở phần mềm và nạp file cần thiết

Hình 4.2 Nạp file thiết kế sẵn vào phần mềm xử lí Aspire.

Mở phần mềm Trong mục File Operation chọn Import Vertor Chọn đến đường dẫn file ta cần thi công Nhấn Open.

4.1.2 Cài đặt và thiết lập các chế độ theo yêu cầu

Hình 4.3 Lựa chọn các chế độ gia công.

Lựa chọn đối tượng cần khắc

Tiếp theo trong phần Toolpath ta lựa chọn chế độ khắc và sau đó lựa chọn dao cắt với tùy chọn kích cỡ dao và độ sâu cần cắt

Hình 4.4 Lựa chọn và điều chỉnh thông số dao cắt.

Kết quả được hiển thị thông qua công cụ mô phỏng 3D

Hình 4.5 Mô phỏng kết quả gia công thông qua mô phỏng 3D.

Nhập mã G-Code gia công vào phần mềm

Trong phần mềm gia công, ta mở menu file, chọn open sau đó sẽ hiện ra đường dẫn để ta chọn file mã G-code cần gia công

Sau khi nhập file G-Code, hình ảnh 3D của sản phẩm cần gia công sẽ được hiển thị trên giao diện phần mềm, như minh họa trong hình 5.7.

Hình 4.6 Nạp file cần gia công đã xử lí vào phần mềm điều khiển.

Hình 4.7 Căn chỉnh gốc tọa độ dao đồng tâm với file thiết kế.

Gá phôi gia công và reset tọa độ máy máy

Sau khi phần mềm đã sẵn sàng, bước tiếp theo là gá phôi cần gia công lên máy Việc gá phôi phải đảm bảo rằng phôi được gắn chắc chắn và cân đối, tránh xê dịch trong quá trình gia công Khi phôi đã được gá chắc chắn, tiến hành điều khiển mũi khoan tới vị trí ban đầu để chuẩn bị cho quá trình gia công.

Hình 4.8 Gá phôi gia công và set tọa độ gốc cho máy.

-Bước tiếp theo, ta thực hiện reset tọa độ ban đầu về vị trí (0,0,0) bằng phần mềm.

-Để reset tọa độ, ta điều khiển cho mũi dao tới vị trí ban đầu mong muốn, sau đó nhập bằng tay các ô tọa độ của các trục X,Y,Z

Hình 4.9 Máy trong khi đang thực hiện gia công mẫu.

Sau khi hoàn tất các quy trình cài đặt phần mềm và gá lắp phôi vào máy một cách chắc chắn, bạn chỉ cần nhấn nút Run trên giao diện điều khiển để bắt đầu quá trình gia công Khi chương trình mã G-Code hoàn thành, máy sẽ tự động dừng lại và bạn sẽ nhận được sản phẩm điêu khắc.

Hình 4.10 File Logo CTUT sau khi hoàn thành quá trình gia công.

Một số sản phẩm máy đã gia công

Thiết kế cắt các chi tiết lắp ráp hộp đựng các thiết bị điều khiển cho mô hình đồ án.

Hình 4.11 Lắp các chi tiết sau khi gia công ta được sản phẩm hộp điều khiển

Gia công chi tiết bánh răng dùng cho trục quay chuyển động băng chuyền.

Hình 4.12 Ứng dụng bánh răng truyền động băng chuyền sản phẩm

Hình 4.13 Gia công trên bề mặt mê ca.

 Kết quả sản phẩm cho thấy toàn bộ hệ thống của máy đã chạy tốt, cho ta sản phẩm gia công hoàn chỉnh, độ chính xác cao

Ngày đăng: 05/12/2024, 09:52

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w