Máy khắc CNC bằng tia lazer

ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT KHẮC CNC BẰNG TIA LASER ĐỐT NÓNG 1.1 Đặt vấn đề Công nghệ laser ngày quan trọng việc cho đời sản phẩm đạt chất lượng ngành công nghiệp hỗ trợ Tại Việt Nam, thiết bị laser công nghiệp có mặt thị trường nhiều năm phần lớn cung cấp công ty hoạt động thương mại Các máy CNC cho phép gia công sản phẩm có độ xác độ phức tạp cao mà máy công cụ truyền thống làm Sau nạp chương trình gia công, nhiều máy CNC tự động chạy liên tục kết thúc, giải phóng nhân lực cho công việc khác.Trong xu đó, nhằm mục đích chế tạo máy công cụ xác vẽ tranh, khắc hữ gỗ, nhựa, giấy, da, vải, phục vụ cho mỹ nghệ, quà lưu niệm, tranh ảnh để bàn cách tự động,nên nhóm thực đề tài Ngoài ra, sản phẩm chế tạo với thiết kế đẹp mắt, chi phí sản xuất bảo trì thấp so với sản phẩm loại nước ngoài, phù hợp với túi tiền người dùng.Sản phẩm ứng dụng cụ thể hệ thống tự động hóa có độ xác cao vào đời sống sản xuất, mang lại hiệu cao so với phương pháp cắt khắc truyền thống.Sản phẩm có phần mềm hỗ trợ trực quan, dễ hiểu nên người sử dụng cách dễ dàng sau vài tìm hiểu, có khả đưa sử dụng rộng rãi, phổ biến 1.2 Giới thiệu tia laser 1.2.1 Giới thiệu chung Laser (đọc la-de) tên viết tắt cụm từ Light Amplfication by Stimulated Emission of Radiation tiếng Anh, có nghĩa "khuếch đại ánh sáng phát xạ kích thích" Electron tồn mức lượng riêng biệt nguyên tử Các mức lượng hiểu tương ứng với quỹ đạo riêng biệt electron SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy xung quanh hạt nhân Khi có tác động vật lý hay hóa học từ bên ngoài, hạt electron nhảy từ mức lượng thấp lên mức lượng cao hay ngược lại Các trình sinh hay hấp thụ tia sáng (photon) theo giả thuyết Albert Einstein Bước sóng (do màu sắc) tia sáng phụ thuộc vào chênh lệch lượng mức Có nhiều loại laser khác nhau, dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng chất lỏng, song có độ xạ lớn tia laser tạo thành phần từ trạng thái chất rắn Hình 1.1: Hình ảnh tia Laser 1.2.2.Lịch sử Laser theo maser, thiết bị có chế tương tự tạo tia vi sóng xạ ánh sáng Maser tạo Charles H Townes sinh viên tốt nghiệp J.P Gordon H.J Zeiger vào năm 1953 Maser không tạo tia sóng cách liên tục Nikolay Gennadiyevich Basov Aleksandr Mikhailovich Prokhorov Liên bang Xô viết làm việc độc lập lĩnh vực lượng tử dao động tạo hệ thống phóng tia liên tục cách dùng nhiều mức lượng Hệ thống phóng tia liên tục mà không cho hạt xuống mức lượng bình thường, giữ tần suất Năm 1964, Charles Townes, Nikolai Basov Aleksandr Prokhorov nhận giải thưởng Nobel vật lý tảng cho lĩnh vực điện tử lượng tử, dẫn đến việc tạo máy dao động phóng đại dựa thuyết maser-laser SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Laser hồng ngọc, laser chất rắn, tạo lần vào năm 1960, nhà vật lý Theodore Maiman phòng thí nghiệm Hughes Laboratory Malibu, California Hồng ngọc ôxít nhôm pha lẫn crôm Crôm hấp thụ tia sáng màu xanh xanh lục, để lại tia sáng màu hồng phát ra.Robert N Hall phát triển laser bán dẫn đầu tiên, hay laser diod, năm 1962 Thiết bị củaHall xây dựng hệ thống vật liệu gali-aseni tạo tia có bước sóng 850 nanômét,gần vùng quang phổ tia hồng ngoại Laser bán dẫn với tia phát thấy được trưng bày năm Năm 1970, Zhores Ivanovich Alferov Liên Xô Hayashi Panish Phòng thí nghiệm Bell độc lập phát triển laser diode hoạt động liên tục nhiệt độ phòng, sử dụng cấu trúc đa kết nối 1.2.3.Cấu tạo Hình 1.2: Cấu tạo tia Laser Nguyên lý cấu tạo chung máy laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi hệ thống dẫn quang Trong buồng cộng hưởng với hoạt chất laser phận chủ yếu Buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, chất đặc biệt có khả khuếch đại ánh sáng phát xạ cưỡng để tạo laser Khi photon tới va chạm vào hoạt chất kéo theo photon SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy khác bật bay theo hướng với photon tới Mặt khác buồng công hưởng có mặt chắn hai đầu, mặt phản xạ toàn phần photon bay tới, mặt cho phần photon qua phần phản xạ lại làm cho hạt photon va chạm liên tục vào hoạt chất laser nhiều lần tạo mật độ photon lớn Vì cường độ chùm laser khuếc đại lên nhiều lần Tính Nguyên lý cấu tạo chung máy laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn chất laser phụ thuộc vào hoạt chất đó, người ta vào hoạt chất để phân loại laser 1.2.4.Cơ chế hoạt động Một ví dụ chế hoạt động laser miêu tả cho laser thạch anh.-Dưới tác động hiệu điện cao, electron thạch anh di chuyển từ mức lượng thấp lên mức lương cao tạo nên trạng thái nghịch đảo mật độ tích lũy electron -Ở mức lượng cao, số electron rơi ngẫu nhiên xuống mức lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng gọi photon -Các hạt photon toả nhiều hướng khác từ nguyên tử, va phải nguyên tử khác, kích thích eletron nguyên tử rơi xuống tiếp, sinh thêm photon tần số, pha hướng bay, tạo nên phản ứng dây chuyền khuếch đại dòng ánh sáng -Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần vật liệu, nhờ gương để tăng hiệu suất khuếch đại ánh sáng -Một số photon nhờ có gương bán mạ đầu vật liệu Tia sáng tia laser 1.2.5 Phân loại -Laser chất rắn Có khoảng 200 chất rắn có khả dùng làm môi trường hoạt chất laser Một số loại laser chất rắn thông dụng: SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy YAG-Neodym: hoạt chất Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2-5% Neodym, có bước sóng 1060nm thuộc phổ hồng ngoại gần Có thể phát liên tục tới 100W phát xung với tần số 1000-10000Hz Hồng ngọc (Rubi): hoạt chất tinh thể Alluminium có gắn ion chrom, có bước sóng 694,3nm thuộc vùng đỏ ánh sáng trắng Bán dẫn: loại thông dụng diot Gallium Arsen có bước sóng 890nm thuộc phổ hồng ngoại gần -Laser chất khí He-Ne: hoạt chất khí Heli Neon, có bước sóng 632,8nm thuộc phổ ánh sáng đỏ vùng nhìn thấy, công suất nhỏ từ đến vài chục mW Trong y học sử dụng làm laser nội mạch, kích thích mạch máu Argon: hoạt chất khí argon, bước sóng 488 514,5nm CO2: bước sóng 10.600nm thuộc phổ hồng ngoại xa, công suất phát xạ tới megawatt (MW) Trong y học ứng dụng làm dao mổ -Laser chất lỏng Môi trường hoạt chất chất lỏng, thông dụng laser màu 1.2.6.Tính chất -Độ định hướng cao: tia laser phát chùm song song khả chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán -Tính đơn sắc cao: chùm sáng có màu (hay bước sóng) Do chùm laser không bị tán xạ qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác Đây tính chất đặc biệt mà không nguồn sáng có -Tính đồng photon chùm tia laser: Có khả phát xung cực ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, pico giây, cho phép tập trung lượng tia laser cực lớn thời gian cực ngắn 1.2.7 Các chế độ hoạt động SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Laser cấu tạo để hoạt động trạng thái xạ sóng liên tục (hay CW - continuous wave) hay xạ xung (pulsed operation) Điều dẫn đến khác biệt xây dựng hệ laser cho ứng dụng khác -Chế độ phát liên tục Trong chế độ phát liên tục, công suất laser tương đối không đổi so với thời gian Sự đảo nghịch mật độ (electron) cần thiết cho hoạt động laser trì liên tục nguồn bơm lượng đặn -Chế độ phát xung Trong chế độ phát xung, công suất laser thay đổi so với thời gian, với đặc trưng giai đoạn "đóng" "ngắt" cho phép tập trung lượng cao thời gian ngắn Các dao laser ví dụ, với lượng đủ để cung cấp nhiệt lượng cần thiết, chúng làm bốc lượng nhỏ vật chất bề mặt mẫu vật thời gian ngắn Tuy nhiên, lượng tiếp xúc với mẫu vật thời gian dài nhiệt lượng có thời gian để xuyên sâu vào mẫu vật phần vật chất bị bốc Có nhiều phương pháp để đạt điều này, như: -Phương pháp chuyển mạch Q (Q-switching) -Phương pháp kiểu khoá (modelocking) -Phương pháp bơm xung (pulsed pumping) 1.2.8 An toàn Laser với cường độ thấp, vài miliwatt, nguy hiểm với mắt người Tại bước sóng mà giác mạc mắt thủy tinh thể tập trung tốt, nhờ tính đồng định hướng cao laser, công suất lượng lớn tập trung vào điểm cực nhỏ võng mắt Kết vết cháy tập trung phá hủy tế bào mắt vĩnh viễn vài giây, chí nhanh Độ an toàn laser xếp từ I đến IV Với độ I, tia laser tương đối an toàn Với độ IV, chí chùm tia phân kỳ làm hỏng mắt hay bỏng da Các sản phẩm laser SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy cho đồ dân dụng máy chơi CD bút laser dùng lớp học xếp hạng an toàn từ I, II, hay III 1.2.9.Ứng dụng laser Vào thời điểm phát minh năm 1960, laser gọi "giải pháp để tìm kiếm ứng dụng" Từ đó, chúng trở nên phổ biến, tìm thấy hàng ngàn tiện ích ứng dụng khác lĩnh vực xã hội đại, phẫu thuật mắt, hướng dẫn phương tiện tàu không gian, phản ứng hợp hạt nhân Laser cho phát minh ảnh hưởng kỉ 20 Ích lợi laser ứng dụng khoa học, công nghiệp, kinh doanh nằm tính đồng pha, đồng màu cao, khả đạt cường độ sáng cao, hay hợp yếu tố Ví dụ, đồng pha tia laser cho phép hội tụ điểm có kích thước nhỏ cho phép giới hạn nhiễu xạ, rộng vài nanômét laser dùng ánh sáng Tính chất cho phép laser lưu trữ vài gigabyte thông tin rãnh DVD Cũng điều kiện cho phép laser với công suất nhỏ tập trung cường độ sáng cao dùng để cắt, đốt làm bốc vật liệu kỹ thuật cắt laser Ví dụ, laser Nd:YAG, sau trình nhân đôi tần số, phóng tia sáng xanh bước sóng 523 nm với công suất 10 W có khả năng, lý thuyết, đạt đến cường độ sáng hàng triệu W cm vuông Trong thực tế, tập trung hoàn toàn tia laser giới hạn nhiễu xạ khó Xem thêm ứng dụng laser để thêm chi tiết Tia sáng laser với cường độ cao cắt thép kim loại khác Tia từ laser thường có độ phân kì nhỏ, (độ chuẩn trực cao) Độ chuẩn trực tuyệt đối tạo ra, giới hạn nhiễu xạ Tuy nhiên, tia laser có độ phân kỳ nhỏ so với nguồn sáng Một tia laser tạo từ laser He-Ne, chiếu từ Trái Đất lên Mặt Trăng, tạo nên hình tròn đường kính khoảng dặm (1,6 kilômét) Một vài laser, đặc biệt với laser bán dẫn, có với kích thước nhỏ dẫn đến hiệu ứng nhiễu xạ mạnh với độ phân kỳ cao Tuy nhiên, tia phân kỳ chuyển đổi tia chuẩn trục thấu kính hội tụ Trái lại, ánh sáng không SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy phải từ laser làm cho chuẩn trực thiết bị quang học dễ dàng, chiều dài đồng pha ngắn nhiều tia laser Định luật nhiễu xạ không áp dụng laser truyền thiết bị dẫn sóng sợi thủy tinh Laser cường độ cao tạo nên hiệu ứng thú vị quang học phi tuyến tính Máy đo khoảng cách laser quân loại thiết bị quan trọng Có nhiều loại khác nhau: máy đo cự ly hàng không, máy đo cự ly xe tăng, máy đo cự ly xách tay v.v Máy đo cự ly hàng không đo xác cự ly từ máy bay đến mục tiêu mặt đất, nâng cao độ trúng đích ném bom Nguyên lý hoạt động: đo khoảng thời gian chênh lệch xung laser phát xung phản hồi nhân với tốc độ ánh sáng(300.000km/s), lấy kết chia 2, cự ly cần đo Rada laser có độ xác cao rada thông thường, hướng dẫn hai tàu vũ trụ ghép nối xác không gian Máy bay chiến đấu bay tầm siêu thấp, trang bị rada laser né xác tất chướng ngại vật, kể đường dây điện Tuy nhiên, thiết bị laser chịu ảnh hưởng thời tiết, trời mù mưa khoảng cách đo bị giảm nhiều Bom có lắp thiết bị dẫn đường laser đuôi có lắp hệ thống lái điều khiển tự động tìm kiếm đánh trúng mục tiêu La bàn laser thay la bàn phổ thông, để đo phương vị máy bay, dùng máy bay phản lực cỡ lớn máy bay chiến đấu tính cao Tia laser đo khoảng cách từ vệ tinh Mặt Trăng đến Trái Đất, đo đạc toàn cầu Ngoài ra, chùm tia laser làm náo nhiệt không khí lễ hội Tia laser dùng làm vũ khí, chưa phổ biến Được chia làm loại: Vũ khí laser công suất thấp làm loá mắt đối phương, dùng tác chiến gần, khoảng cách vài km, trời mưa mù khoảng cách ngắn hơn, xách tay, lắp xe tăng, máy bay trực thăng Vũ khí laser lượng cao dùng chùm tia laser cực mạnh chiếu đến điểm mục tiêu, dừng lại thời gian ngắn để vật liệu chảy khí hoá Chùm tia laser mạnh phá huỷ đường điện, gây cháy thùng nguyên liệu máy bay, gây nổ đạn đạo Lắp đặt mặt đất, tàu, máy bay, vệ tinh, có tốc độ nhanh, xác cao, không cần thuốc mồi, không SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy sinh lực đẩy phía sau, không tạo ô nhiễm nên loại vũ khí "sạch sẽ" Vũ khí laser lắp đặt vệ tinh bắn hạ tên lửa đạn đạo vệ tinh đối phương Theo dự tính, để phá huỷ tên lửa đạn đạo cách xa 1000km cần lượng laser 20000KW kính phản xạ đường kính 10m với thời gian chiếu xạ giây Đầu năm 90, Mỹ tạo tia laser lượng 5000KW Tuy khoảng cách xa tương lai, vũ khí laser trở thành công cụ chiến tranh lợi hại đua công nghệ cường quốc giới Trong y học, laser công suất thấp sử dụng vật lý trị liệu để gây hiệu ứng sinh học ; laser công suất lớn gây hiệu ứng đốt dùng điều trị thoát vị đĩa đệm cột sống 1.3 Giới thiệu phần mềm Mach3: 1.3.1 Giới thiệu chung Mach3 phần mềm hãng ArtSoft, ban đầu thiết kế dành cho người chế tạo máy cnc nhà theo sở thích nhanh chóng trở thành phần mềm điều khiển linh hoạt công nghiệp Hình 1.3: Giao diện phần mềm MACH3 SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 10 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 3.6.3 Sơ đồ ghép nối với mạch điều khiển Hình 3.19: Sơ đồ ghép nối với mạch điều khiển 3.6.4 Sơ đồ đấu dây driver TB6560AHQ SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 59 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Hình 3.20: Sơ đồ đấu dây TB6560 Chân GND: Nối với cực âm nguồn 24V DC Chân +24VDC: Nối với cực dương nguồn +24VDC OUT_AP, OUT_AN: Nối với dây pha A động step pha OUT_BP, OUT_BN: Nối với dây pha B động step pha CLK+, CLK-: Là ngõ vào cách ly tín hiệu xung cho driver, nối CLK+ với 5VDC từ board đệm, CLK- nối với ngõ từ board đệm DIR+, DIR-: Là ngõ vào cách ly tín hiệu chiều cho driver, nối DIR+ với 5VDC từ board đệm, DIR- nối với ngõ từ board đệm ENABLE+, ENABLE-: Là ngõ vào cách ly cho phép driver hoạt động , nối ENABLE+ với 5VDC từ board đệm, ENBLE- nối với GND từ board đệm cho phép driver hoạt động Bảng chỉnh chế độ làm việc cho board: Chỉnh dòng chạy động cơ: SW1 SW2 OFF OFF OFF ON TQ2 L L SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch TQ1 L H 60 Currenrt ratio 100% 75% Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser ON ON OFF ON H H L H GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 50% 20% (wear excitation) Bảng 3.1: Chỉnh dòng chạy động Chỉnh chế độ vi bước : SW3 SW4 OFF OFF OFF ON ON OFF ON ON M2 L L H H M1 L H L H Excitation mode phase 1-2 phase 4W 1-2 phase 2W 1-2 phase Bảng 3.2: Chỉnh chế độ vi bước Chỉnh dòng giữ động cơ: SW5 SW6 OFF OFF OFF ON ON OFF ON ON DCY2 L L H H DCY1 L H L H Currenrt decay 0% normal 25% 50% 100% (wear excitation) Bảng 3.3: Chỉnh dòng động 3.7 Trình tự bước thực khắc ảnh máy: Nếu ảnh yêu cầu khắc ảnh màu, cần sử dụng phần mềm CorelDraw để chuyển từ ảnh màu sang ảnh trắng đen file bitmap Sau khởi động phần mềm -> chọn New SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 61 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Khi tạo trang -> chọn hệ đơn vị đo cần sử dụng mm SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 62 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Để đưa ảnh cần chuyển đổi tiếp tục chọn import Sau chọn ảnh cần chuyển đổi Khi chọn hình vào phần mềm -> chọn Bitmap -> Convert to bit map SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 63 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Chọn độ phân giải hình ảnh Tích chọn Black and white -> Ok SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 64 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Chọn File -> Export Trong bảng ra, ta chọn kích thước hình, Color mode chọn black and white SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 65 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Xong lựa chọn thư mục lưu trữ đặt tên cho file ảnh trắng đen hoàn thành Sau chuyển đổi ảnh sang file bitmap, từ ảnh ta cần xuất lệnh Gcode để máy chạy, việc cần đến phần mềm DotG Mở phần mềm -> Tích chọn BMP Sau chọn file hình trắng đen làm bước trước: SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 66 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Chọn G CODE để thực xuất file Gcode tap Chọn vị trí lưu file chờ đến xuất bảng Code saved tức hoàn thành việc xuất file gia công Gcode SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 67 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Khi có file Gcode, ta nhập vào phần mềm Mach3 để thực khắc Đầu tiên, mở phần mềm, chọn Load Gcode -> chọn file Gcode xuất bước trước SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 68 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Khi load xong, phần mềm xuất hình ảnh gia công với lệnh Gcode Sau thiết lập đầy đủ thông số cho máy chế độ cắt, ta chọn gốc làm việc cho máy Cuối chọn Cycle Start để máy thực cắt SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 69 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Cuối tạo sản phẩm hoàn thiện Hình 3.20: Hình ảnh sản phẩm máy làm SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 70 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Đánh giá kết đạt Đồ án hoàn tất đạt kết đáng khích lệ sau: Gia công hoàn toàn tự động theo yêu cầu Độ xác gia công tương sai số Phần mềm điều khiển hoạt động tương đối ổn định đáp ứng yêu cầu đề Máy làm việc êm tiếng ồn Nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công công cụ hỗ trợ hiệu cho việc cắt khắc vật tia laser đốt nóng Ứng dụng kiến thức học trường để tạo thành sản phẩm cụ thể, phục vụ cho sản xuất Ngoài đề tài góp phần làm sản phẩm CNC trở nên phổ biến tiến tự động hóa số khâu sản xuất phức tạp, lặp lại xuất cao 4.2 Những hạn chế hướng khắc phục Trong trình thực đồ án, thời gian làm đồ án giới hạn vòng tháng kiến thức tay nghề hạn hẹp nhiều mặt Đồ án nhiều hạn chế nhiều vấn đề chưa giải 4.2.1 Về thiết kế khí Do kinh nghiệm việc gia công khí, mà mô hình máy cắt – khắc CNC lại có chi tiết đòi hỏi độ xác cao đặc biệt cấu vitme – đai ốc trượt, mô hình chế tạo dừng lại độ xác tương đối, sử dụng làm mô hình nghiên cứu mà chưa thể phát triển theo hướng ứng dụng thực tế Để khắc phục nhược điểm trên, cần có thiết kế hoàn chỉnh toàn chi tiết máy với dung sai đầy đủ đặt hàng gia công sở gia công khí xác SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 71 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 4.2.2 Về điều khiển động Bộ điều khiển thực điều khiển động bước theo điều khiển vòng hở tránh khỏi sai xót Để khắc phục nhược điểm nay, ta sử dụng động DC servo dùng cho điều khiển vị trí với điều khiển vòng kín để tăng độ xác độ tin cậy cho toàn máy 4.3 Hướng phát triển đề tài -Bằng việc thay đầu cắt Laser có công suất lớn sản phẩm ứng dụng vào ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu xác cao -Có thể ứng dụng làm máy cắt plasma sử dụng đầu cắt plasma -Sử dụng thành phần để lắp ráp máy có độ xác cao,chất lượng đồng để nâng cao độ xác máy SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 72 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] Tạ Duy Liêm (2001) Hệ Thống Điều Khiển Số Cho Máy Công Cụ Nhà xuất khoa học kỹ thuật [02] TS Nguyễn Quốc Hưng (2009) Giáo trình máy CNC công nghệ gia công máy CNC Trường đại học công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh [03] Ngô Diên Tập (2003) Kỹ thuật ghép nối máy tính Nhà xuất khoa học kỹ thuật [04] Ngô Diên Tập (2003) Kỹ thuật Vi điều khiển với PIC Nhà xuất khoa học kỹ thuật [05] Tài liệu động bước, website Thế giới CNC biên dịch http://www.thegioicnc.com [06] Suk-Hwan-Suh – Seong-Kyoon Kang – Dae-Hyuk Chung – Ian Stroud (2008) Theory And Design of CNC Systems Springer – Verlag London Limited [07] Geoff Williams CNC Robotics McGraw-Hill Companies [08] Website Thế Giới CNC http://www.thegioicnc.com [09] Website Wikipedia-Laser http://vi.wikipedia.org/wiki/Laser SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 73 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ... chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 1.5 Máy CNC- Các khái niệm 1.5.1 Khái niệm máy CNC CNC (Computer Numerical Control) dạng máy NC điều khiển tự động có trợ giúp máy tính,... router - Máy laser - Máy cắt plasma - Máy chạm khắc - Máy cắt bánh 1.3.2 WIZARD SVTH: Nguyễn Văn Lũy Lê Ngọc Kim Thạch 11 Lớp 10CDT2-Khoa Cơ Khí ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser...ĐATN: Thiết kế chế tạo máy khắc CNC tia Laser GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT KHẮC CNC BẰNG TIA LASER ĐỐT NÓNG 1.1 Đặt vấn đề Công nghệ laser