Đồ án Thiết kế bàn máy 3D truyền động bằng vitme và thanh dẫn hướng.

Khái niệm: CNC computer numerical control là một dạng máy NC điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính , mà trong đó các bộ phận tự động được lập tình để hoạt động theo các sự kiệ

TRƯỜNG CĐ KỸ THUẬT CAO THẮNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LÊ THỊ KIỀU NGA

SINH VIÊN THỰC HIỆN

NỘI DUNG YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI :

- Cơ khí :

+ Thiết kế bàn máy 3D truyền động bằng vitme và thanh dẫn hướng

+ Thiết kế hệ dẫn hướng cho động cơ mang đầu khoan

+ Truyền động qua động cơ bước

- Điện tử :

+ Thiết kế hệ mạnh công suất dùng L297 và L298

+ Dùng Pic16f887 để điều khiển vị trí bàn máy bằng Encoder

+ Thiết kế mạch giao tiếp máy tính và phần mền mach3

+ Sử dụng phần mềm Mach3

- Lập trình :

+ Lập trình cho Pic đếm xung Encoder điều khiển động cơ bước

+ Thiết kế sản phẩm trên bản vẽ bằng phần mềm AutoCAD

+ Giao tiếp giữa phần mềm AutoCAD và ArtCAM để xuất ra file Gcode

+ Dùng phần mềm Mach3 đọc file Gcode để điều khiển cơ cấu chấp hành

- Mục tiêu đề tài :

+ Hoàn thành cơ bản 1 máy cnc 3 trục

+ Thiết kế hoàn thiện mạch điều khiển cơ cầu chấp hành và mạch giap tiếp với

Thời gian thực hiện :

Thời gian nộp đề tài :

Ý kiến giáo viên hướng dẫn

Giám hiệu Khoa cơ khí-BM cơ điện tử GV hướng dẫn

Chúng em xin chân thành cám ơn quý thầy cô bộ môn cơ điện tử và các cán bộ công nhân viên trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Sinh viên thực hiện: Trần Nguyên Phẩm

Vũ Văn Lâm

Lê Hồng Kha

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khoa học kỹ thuật nói chung cũng như ngành kỹ thuật cơ điện tử nói riêng đã phát triển và có đóng góp rất nhiều trong đời sống Nắm được tầm quan trọng

đó, nhóm chúng em đã làm đề tài: thiết kế máy cnc 3 trục điều khiển bằng phần mềm MACH3 nhằm giúp việc gia công các chi tiết cơ khí được nhanh và chính xác hơn

Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án tốt nghiệp Chúng em đã cố gắng tận dụng tất cả những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ

án tốt nghiệp này kết quả là những sản phẩm đạt được trong ngày hôm nay tuy không lớn lao nhưng nó là thành quả của 3 năm học tại trường là thành công đầu tiên của chúng em trước khi ra trường

Tuy nhóm chúng em đã cố gắn hết sức, nhưng chắc sẽ không tránh khỏi những sai sót, mong quý Thầy Cô thông cảm Chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp tận tình của quý thầy cô và các bạn Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỒ ÁN



MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CNC 10

CHƯƠNG II : KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH 12

2.1 Cổng nối tiếp (serial port hay COM port) 12

2.2 Giao tiếp qua Slot card 12

2.3 Cổng song song (LPT port hay Parallel port) 13

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH 16

3.1 Chọn cơ cấu dẫn động 16

3.2 Lựa chọn phương án di chuyển các trục 23

CHƯƠNG IV : LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 29

4.1 L297 29

4.2 L298 30

4.3 PIC 16F887 30

4.4 74HC541 31

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HAI CHẾ ĐỘ: MACH3CNC VÀ ENCODER 32

CHƯƠNG VI : CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 35

6.1 Giới thiệu phần mềm mach3CNC 35

6.2 Cách xác lập thông số trong phần mềm mach3 35

6.3 Các chức năng của phần mềm mach3 45

6.3.1 Chạy 1 file code mẫu 45

6.3.2 Nhập một đoạn code bằng tay 46

6.4 Thiết kế mẫu từ file cad (*.dxf, *.dwg) xuất ra file G-code bằng phần mềm ArtCAM 47

CHƯƠNG VII : KẾT LUẬN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CNC 1.1 Khái niệm:

CNC ( computer numerical control ) là một dạng máy NC điều khiển tự động có

sự trợ giúp của máy tính , mà trong đó các bộ phận tự động được lập tình để hoạt động theo các sự kiện tiếp nối nhau với tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra được mẫu vật với hình dạng và kích thuốc yêu cầu

1.2 Phân loại:

Các máy CNC có thể phần chia theo loại và theo hệ thống điều khiển:

- Theo loại máy cũng tương tự như các máy công cụ truyền thống , chia ra các loại như máy khoan CNC , máy phay CNC , máy tiện CNC…và các truing tâm gia công CNC Các trung tâm CNC có khả năng thực hiện gia công nhiều loại

bề mặt và sử dụng nhiều loại dụng cụ khác nhau

- Phân chia theo hệ điều khiển có thể phân ra các loại:

+ Các máy điều khiển điểm tới điểm

+ Ví dụ như máy khoan, khoét, máy hàn điểm, máy đột, dập…

+ Các máy điều khiển đoạn thẳng : đó là các máy có khả năng gia công trong qua trình thực hiện dịch chuyển theo các trục

+ Các máy điều khiển đường : bao gồm các máy

 Máy 2D

 Máy 3D

 Điều khiển 2D1/2

 Điều khiển 4D , 5D

1.3 Ưu điểm cơ bản của máy CNC:

- So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung, chương trình được đưa vào máy Người điều khiển chỉ chú yếu theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy

- Độ chính xác lằm việc cao Thông thường các máy CNC có độ chính xác máy là 0.001mm do đó có thể đạt được độ chính xác cao hơn

- Tốc độ cắt cao Nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy, Những vật liệu cắt hiện đại như kim loại cứng hay gốm oxit có thể sử dụng tốt hơn

- Thời quan gia công ngắn hơn

1.4 Các ưu điểm khác:

Máy CNC có tính linh hoạt cao trong việc lập trình, tiết kiệm thời quan chỉnh máy,

đạt được tính kinh tế cao trong việc gia công hang loại các sản phẩm nhỏ

- Ít phải dừng máy vì kỹ thuật, do đó chi phí dừng máy nhỏ

- Tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm tra giảm

- Thời gian hiệu chỉnh máy nhỏ

- Có thể gia công hàng loạt

1.5 Nhược điểm:

- Giá thành chế tạo máy cao hơn

- Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn

- Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khan hơn

1.6 Trình độ hiện tại của máy CNC:

Các chức năng tính toán trong hệ thống CNC ngày càng hoàn thiện và đạt tốc độ

xử lý cao do tiếp tục ứng dụng nhừng thành tựu phát triển của các bộ vi xử lý up Các

hệ thống CNC được chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý đa chức năng , dùng cho nhiều mục đích điều khiển khác nhau Vật mang tin từ bang đục lỗ, bang từ, đĩa

từ và tiến tới sử dụng đĩa CD có dung lượng ngày càng lớn, độ tin cậy và tuổi thọ cao Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vài hệ NC để trờ thành hệ thống CNC đã tạo điều kiện ứng dụng máy công cụ CNC ngay cả trong xí nghiệp nhỏ, không có phòng lập trình riêng, nghĩa là người điều khiển máy có thể lập trình trực tiếp ngay trên máy Dữ liệu nhập và , nội dung lưu trữ, thông báo về tình trạng hoạt động của máy cùng các chỉ dẫn cần thiết khác cho người điều khiển đều được hiển thị trên màn hình Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và các con số nay đã dung màn hình màu đồ họa, độ phân giải cao (có them toán đồ và hình vẽ mô phỏng tĩnh hay động), biên dạng của chi tiết gia công, chuyển động của dao cụ đều được hiển thị trên màng hình

Các hệ CNC riêng lẻ có thể ghép mạng cục bộ hay mạng mở rộng để quản lý điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xí nghiệp hay một tập đoàn công nghiệp

CHƯƠNG II : KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH

2.1 Cổng nối tiếp (serial Port hay COM port)

2.1.1.Ưu điểm:

- Truyền tính hiệu đi được khá xa

- Dễ lập trình điều khiển vì hầu hết các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đều đa tích hợp sẵn module điều khiển cổng nối tiếp

2.1.2.Nhược điểm:

- Tính hiệu truyền nối tiếp nên việc đồng bộ chuyển động các trục khó khan

- Sử dụng chuẩn RS-232 không tương thích TTL Phải có module chuyển đổi qua lại giữa RS-23

2.2 Giao tiếp qua Slot Card

Trong máy tính người ta chế tạo sẵn các slot cho phép người sử dụng tính năng của máy bằng cách gắn các thiết bị vào đó

Mỗi slot đều có các đường dữ liệu (data), địa chỉ (address), các đường +5v, 5v, +12v, -12v và các đường điều khiển như CLK, IRQ, RESET, IOW, IOR…vì vậy nếu thiết kế mạch giao tiếp qua slot sẽ giảm được nhiều linh kiện, giảm được nguồn bên ngoài, dễ điều khiển giá thành thấp, tốc độ truyễn dữ liệu nhanh

-Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm thì giao tiếp qua slot cũng có những nhược điểm Do slotcard gắn bên trong máy tính nên cách giao tiếp này khó có thế nhận dữ

liệu từ bên ngoài vào, và cũng bị hạn chế về khoảng cách làm việc đồng thời mỗi khi

sử dụng đều phải mở máy tính gây bất tiện cho người sử dụng

Các rãnh cắm trong máy tính PC:

Trên máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có một loại có độ rộng 8bit

và tuân theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard Architecture)

Từ máy tính AT trở đi việc bố trí chân trên các rãnh cắm phức tạp hơn, tùy theo tiêu chẩn khi chọn máy tính các loại rãnh cắm theo tiêu chuẩn khác nhau có thể được kiểm tra như sau:

- Rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard Architecture)

- Rãnh cắm PS/2 16 bit theo tiêu chuẩn MCA (Industry Standard

Architecture)

- Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn VESA

- Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn PCI

Cho đến nay các card dùng để giao tiếp với máy tính đều tuân theo tiêu chuẩn ISA

2.3 Cổng song song (LPT port hay parallel port)

Cấu trúc cổng song song

Cổng song song gồm 4 đường điều khiển, 5 đường trạng thái và 8 đường dữ liệu bao gồm 5 chế độ hoạt động:

- Chế độ tương thích (compatibility)

- Chế độ nibble

- Chế độ byte

- Chế độ EPP (Enhanccd parallel port)

- Chế độ ECP (Extended capapility port)

3 chế độ đầu tiên sử dụng port song song chuẩn (SPP – Standard parallel port) trong khi đó chế độ 4, 5 cần thêm phần cứng để cho phép hoạt động ở tốc độ

cao hơn Sơ đồ chân của máy in như sau:

Cổng song song có 3 thanh ghi có thể truyền dữ liệu và điều khiển máy in Địa chỉ cơ sở của các thanh ghi cho tất cả cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 được lưu trừ trong vùng dữ liệu của BIOS Thanh ghi dữ liệu được định vị ở offset00h, thanh ghi trạng thái ở 01h, và thanh ghi điều khiển ở 02h Thông thường địa chỉ cơ sở cũa LPT1 là 378h, LPT2 là 278h, do đó địa chỉ của thanh ghi trạng thái là 379h hoặc 279h và địa chỉ thanh ghi điều khiển là 37Ah hoặc 27Ah Tuy nhiên trong một số trường hợp, địa chỉ cổng song song có thể khác do quá trình khởi động của BIOS BIOS sẽ lưu trữ các địa chỉ này như sau:

Địa chỉ Chức năng

0000h:0408h Địa chỉ cơ sở của LPT1 0000h:040Ah Địa chỉ cơ sở của LPT2 0000h:040Ch Địa chỉ cơ sở của LPT3

Thanh ghi dữ liệu 2 chiều:

Tín hiệu máy

in

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Chân 9 8 7 6 5 4 3 2

Thanh ghi trạng thái máy in(chỉ đọc):

Tín hiệu máy

in BUSY ACK PAPEREPMTY SELECT LRROR IQR x x

Thanh ghi điều khiển máy in

Tín hiệu máy in x x DIR IQR Enable SELECTIN INIT AUTOFEED STROBE

Chú ý rằng BUSY được nối với cổng đảo trước khi đưa vào thanh ghi trạng thái, các bit SELECTIN, AUTOFEED, STROBE được đưa ra cổng đảo trước khi đưa ra chân của cổng máy in

Thông thường tốc độ xử lý dữ liệu của các thiêt bị ngoại vi như máy in chậm hơn

PC nhiều nên các đường ACK , BUSY và IQR được sử dụng cho kỹ thuật bắt tay khởi đầu PC đặt dữ liệu BUS sau đó kích hoạt đường IQR xuống mức thấp để thông tin cho máy in biết rằng dữ liệu đã ổn định trên BUS Khi máy in xử lý xong dữ liệu,

nó sẽ trả lại tính hiệu ACK xuống mức thấp để ghi nhận PC để cho đến khi đuồng BUSY từ máy in xuống mức thấp (máy in không bận) thì sẽ đưa tiếp dữ liệu lên bus

Ưu điểm:

- Tín hiệu được truyền song song, việc loại suy được thực hiện dễ dàng

- Tương thích TTL nên không cần module chuyển đổi

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH

 Thường được sử dụng trong các hệ thống máy CNC

3.1.1.2.Động cơ một chiều (DC motor)

Ưu điểm:

 Momen xoắn lớn, giá thành rẻ

Nhược điểm:

 Đáp ứng chậm trong khi mạch điều khiển lại phức tạp

 Phải có mạch phản hồi thì mới nâng cao độ chính xác

3.1.1.3.Động cơ SERVO:

 Loại động cơ lai đơn cực, hai pha

3.1.2.Giới thiệu về động cơ bước :

3.1.2.1.Khái niệm:

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tính hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của roto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết

3.1.2.2.Cấu tạo:

Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm sóc công suất nhỏ

3.1.2.3.Hoạt động:

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện từ đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự

và một tần số nhất định

Tổng số góc quay của roto tương ứng với tầng số chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của roto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

3.1.2.4.Ứng dụng :

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số

Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong các ngành Tự động hóa, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển các trục của máy CNC, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay…

Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ở đĩa cứng, ở đĩa mềm, máy in……

3.1.2.5.Giới thiệu động cơ bước đơn cực :

Động cơ được dùng trong đề tài này là động cơ bước đơn cực

Động cơ bước đơn cực cuốn theo sơ đồ hình Với một đầu mối trung tâm trên các cuộn khi dùng các đầu mối trung tâm được nối lên đầu dương của nguồn cấp, còn 2 đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt được nối đất để đảo chiều

từ trường tạo bởi nguồn đó

Mẫu 1 nằm ở cực trên và dưới của stato, còn mẫu 2 nằm ở 2 cực bên phải

và bên trái động cơ rotor là 1 nam châm vĩnh cửu với 6 cực, 3 nam và 3 bắc xếp xen kẽ trên vòng tròn Để xử lý góc bước ở mức độ cao hơn, rotor phải có

nhiều cực đối xứng hơn Động cơ bước được dùng là động cơ nam châm vĩnh cửu với mỗi bước là 1.8 độ

Có nhiều cách điều khiển động cơ bước: điều khiển 1 bước, điều khiển nửa bước, điều khiển vi bước

Điều khiển 1 bước:

Như trong hình dòng điện đi qua từ đầu tâm của mẫu 1 đến đầu a tạo ra cực Bắc trong stator trong khi đó cực còn lại của stator là cực Nam Nếu điện ở mẫu 1 bị ngắt và kích mẫu 2, rotor sẽ quay 1,8 độ, hay 1 bước Để động cơ quay liên tục, chúng ta chỉ cần áp điện vào 2 mẫu của động cơ theo dãy:

Mẫu 1a 1000100010001000100010001 Mẫu 1a 1100110011001100110011001 Mẫu 1b 0010001000100010001000100 Mẫu 1b 0011001100110011001100110 Mẫu 2a 0100010001000100010001000 Mẫu 2a 0110011001100110011001100 Mẫu 2b 0001000100010001000100010 Mẫu 2b 1001100110011001100110011

Điều khiển nửa bước :

Vị trí bước được tạo ra bởi 2 chuỗi trên không giống nhau, kết quả kết hợp

2 chuỗi trên cho phép điều khiển nữa bước, với việc dừng động cơ một cách lần lượt ở những vị trí đã nêu ở một trong hai dãy trên Chuỗi kết hợp như sau:

Mẫu 1a 11000001110000011100000111 Mẫu 1b 00011100000111000001110000 Mẫu 2a 01110000011100000111000001 Mẫu 2b 00000111000001110000011100

Bước góc của động cơ bước được được chế tạo theo bảng tiêu chuẩn sau :

0.9 1.8 3.6 3.75 7.5 15.0

3.1.2.6.Vấn đề trước sự trượt bước

Trong điều khiển động cơ thì hai vấn đề cơ bản là tốc độ và độ chính xác về

vị trí Tốc độ của động cơ bước có khả năng điều khiển một cách khá chính xác thông qua lượng xung cung cấp cho động cơ Vấn đề quan trọng đối với động

cơ bước là độ chính xác về vị trí hay còn gọi là sự trượt trong quá trình hoạt động của động cơ

Sau khi thực hiện mỗi bước dịch chuyển, rotor của động cơ bước luôn có

xu hướng dao động xung quanh vị trí cân bằng một thời gian Nó cũng tương

tự như sự giao động trong một hệ thống cơ học, nguyên nhân của sự dao động này là do tải trọng và do nguồn cấp điện điều chỉnh động cơ Sự trượt này có thể được cải thiện bằng cách tăng ma sát hoặc sử dụng hệ thống dập tắt dao động cơ khí, tuy nhiên sử dụng hai phương pháp này đều làm tăng giá thành và

sự phức tạp của hệ thống Cách tốt nhất và thường được sử dụng là sử dụng là làm trễ xung cuối cùng, do đó thời gian tác động của xung cuối cùng bị giảm bớt và do đó sau khi kết thúc bước cuối cùng động cơ có thế dừng lại cột cách chính xác hơn

Mỗi xung điều khiển có thế chia làm 3 phần như chỉ ra trên hình sử dụng phương pháp chống dao động bằng điện được thực hiện như sau: khi đến xung cuối cùng , nó sẽ được làm trễ đi một khoảng thời gian, do đó thay vì tác động

từ điểm to , xung cuối cùng sẽ tác động cơ ở thời điểm t1 Do vậy thời gian tác động của xung cuối cùng sẽ giảm đi Điều này làm giảm momen hãm cũng như giảm quán tính của động cơ, do đó vấn đề trượt bước của động cơ có thế cải thiện được

3.1.2.7.Các thông số chủ yếu của động cơ bước:

 Tốc độ quay và tần số xung:

Tốc độ quay của động cơ bước phụ thuộc vào số bước trong một giây Đối với hầu hết các động cơ bước (tính theo phút) nên tốc độ có thể tính theo tần số xung f Tốc độ quay của động cơ bước được tính theo công thức:

𝑛 = 60 𝑓

𝑠Trong đó :

n : Tốc độ quay (V/ph)

f : Tần số (bước/phút)

s : số bước trong một vòng quay

Ngoài ra còn có các thông số quan trọng khác như độ chính xác vị trí, momen

và quán tính của động cơ…

3.1.3.Tính và chọn công suất động cơ điện

Việc tính toán lựa chọn động cơ điện phụ thuộc hoàn toàn vào các yêu tố đầu vào:

 Momen xoắn của trục dẫn động cuối cùng

 Hiệu suất truyền

 Chế độ làm việc

 Loại động cơ điện sử dụng

 Tính momen xoắn của trục dẫn động: tùy vào đặc của mỗi cơ hệ ta tính được momen xoắn này bằng công thức

 Chế độ làm việc liên quan tới tuổi thọ của hộp giảm tốc và động cơ Sau khi tính toán sơ bộ phải chú ý đến điều này để chọn loại động cơ hợp lí

 Chọn động cơ: chọn công suất động cơ theo công thức :

P=T*n/9.55810(exp6)

Trong đó :

T là momen xoắn trên trục động cơ( Nmm )

P là công suất động cơ ( KW )

N là số vòng ( vòng/phút )

3.2.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DI CHUYỂN CỦA CÁC TRỤC

3.2.1.Phương án phôi cố định

Trục Y chuyển động trên bệ máy , trục X chuyển động trên trục Y , trục Z chuyển động trên trục X :

 Đặc điểm :

- Như trên hình, để trục Y có thể trượt được trên bệ đỡ vừa nâng được các trục

X và Z thì nó thường phải có kết cấu vũng chắc và có các thanh rằng ngang,

để toàn bộ phần trượt Y không bị vênh Xộc xệch khi di chuyển Đồng thời 2 tấm đỡ 2 bên phải đủ độ dày để khi cắt vào trục trượt của bệ đỡ thì khớp trượt không bị rơ, đảm bảo trượt ổn định và không sai số

- Trục X trượt trên trục Y có gắn các hệ số các thanh trượt, cơ cấu truyền động, động cơ tất cả các bộ phận này chuyển động cùng với trục Y

- Trên trục Z có bắt các cơ cấu bắt động cơ chạy di chuyển bút vẽ Trục Z trượt trên trục X nên trên bộ phận trượt trục X có các thanh trượt, động cơ, cơ cấu truyền động cho trục Z

- Trên bệ đỡ có các thanh trượt trục Y và phôi cần gia công

3.2.2.Phương án phôi di chuyển trên trục Y, dụng cụ gia công di chuyển theo trục X và Z

3.2.3.Phương án trục Z cố định, phôi di chuyển

3.3.LỰA CHỌN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG

Có 2 phương án chính là dung vit me đai ốc và dùng đai

3.3.1.Vít me đai ốc

3.3.1.1 Vít me đai ốc thường

+ Vít me được gắn đồng trục với động cơ, khi động cơ quay, vít me quay, động cơ

và vít me gắn cố định, làm cho đai ốc sẽ di chuyển dọc theo trục vít me Đai ốc thì được gắn chặt vào bộ phận cần chuyển động ( trục X, Y, Z)

+ Tốc độ di chuyển phụ thuộc vào tốc độ động cơ và bước ren của trục vit, một vòng quay của động cơ sẽ làm đai ốc di chuyển một đoạn bằng bước ren của trục vít, vì vậy tốc độ di chuyển của bộ phận trượt ở phương án này là chậm và có độ chính xác khi chuyển động không cao vì có độ rơ của đai ốc Dùng động cơ bước

có bước góc càng nhỏ và trục ren có bước ren càng nhỏ thì độ chính xác di chuyển càng cao

+ Một số ưu điểm khác là tạo ra lực đẩy lớn khi gia công mẫu vật Phương án này được dùng trong các máy CNC công nghiệp, gia công các loại vật lệu cứng, kích thước lớn …

3.3.1.2.Vít me đai ốc bi

+ Đây là dạng vít me đai ốc thay vì ma sát trượt thong thường tiếp xúc giữa vit me

và đai ốc thong qua các viên bi, được chuyển thành ma sát lăn Điều này đem đến một ưu điểm: chỉ cần một lực quay rất nhỏ đã có thể làm cho đai ốc chuyển động + Độ chính xác di chuyển cao do không có độ rơ giữa vitme và đai ốc

Trên đây là kết cấu của bộ truyền vít me đai ốc bi Tuy có kết cấu đa dạng nhưng các thành phần chủ yếu của bộ truyền bao gồm: vít me; đai ốc ; các viên bi; và rãnh hồi bi

Vấn đề quan tâm trong bộ truyền vit me – đai ốc bi đó là dạng profin răng vit me

và đai ốc profin răng vít me dạng chữ nhật và hình thang là chế tạo đơn giản hơn cả nhưng khả năng chịu tải kém Để tăng khả năng chịu tải, người ta tăng bề mặt làm việc bằng cách chế tạo profin dạng tròn

Một vấn đề cũng rất quan trọng trong kết cấu của bộ truyền đó là kết cấu của rãnh hồi bi; rãnh hồi bi có thể là dạng ống, hoặc là dạng theo lỗ khoan trong đai ốc hoặc là dạng rãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế tiếp

Rãnh hồi bi dạng ống có nhược điểm là tăng kích thước bộ chuyền, độ bền mòn của đầu ống thấp, kẹp chặt ống có độ tin cậy không cao

Rãnh hồi bi theo lỗ khoan trên đai ốc có ưu điểm là kết cấu gọn và tính công nghệ tốt song khả năng tách thành nhiều nhóm hồi bị khó khăn