thiết kế chế tạo bộ điều khiển máy phay tương thích phân mềm mach3

Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn:THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY PHAY TƯƠNG THÍCH PHÂN MỀM MACH3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.. H

Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn:

THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY PHAY

TƯƠNG THÍCH PHÂN MỀM MACH3

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

NỘI DUNG BÁO CÁO

Kết quả và thảo luận

Nội dung thực hiện đề tài

Mục đích – giới hạn – đối tượng nghiên cứu của đề tài

Đặt vấn đề

Kết luận và đề nghị

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Sự ra đời của công nghệ CNC

Gia công chế tạo máy, sản xuất hàng loạt

Hầu hết máy CNC đều nhập khẩu từ nước ngoài

Phần cơ khí các máy CNC cũ đã có sẵn

Phần mềm Mach3

Thiết kế chế tạo bộ điều khiển máy phay tương thích phần mềm Mach3

Thiết kế chế tạo bộ điều khiển máy phay tương thích phần mềm Mach3

Mục đích

Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của thước quang

Thiết kế mạch điều khiển 3 trục máy phay CNC

Giới hạn đề tài

Mạch điều khiển tối đa được 3 động cơ DC tương ứng 3 trục máy CNC

Mạch giao tiếp với máy tính không dùng các nút điều khiển ngoài

Phần cơ khí tận dụng lại từ những máy CNC cũ

Chưa phản hồi được vị trí các trục trở lại máy tính

2 MỤC ĐÍCH-GIỚI HẠN-ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

 Đối tượng nghiên cứu

Giao diện phần mềm Mach3Mill

Đối tượng nghiên cứu

2 MỤC ĐÍCH-GIỚI HẠN-ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Máy CREATOR EDM MODEL CJ-530

Thân máy

Kích thước tổng thể của máy:

Chiều rộng: 820mm Chiều dài: 885mm Chiều cao: 1250mm Hành trình bàn máy trục X:320mm; Y:250mm; Z:220mm

 Thông số kỹ thuật vít me 3 trục XYZ

 Vít me trục X: đường kính 25mm; bước vít 3mm; chiều dài: 500mm.

 Vít me trục Y: đường kính 25mm; bước vít 3mm; chiều dài: 550mm.

 Vít me trục Z: đường kính 25mm; bước vít 6mm; chiều dài: 350mm

Phương pháp nghiên cứu

 Khảo sát phần cứng, cơ khí máy CREATOR EDM MODEL CJ-530

o Thông số kỹ thuật 3 trục XYZ

o Thông số kỹ thuật của thước quang

o Tính toán sơ bộ vận tốc của bàn máy các trục

 Thiết kế chế tạo phần cứng điện tử

o Mạch điều khiển

o Mạch công suất

o Mạch giao tiếp máy tính

 Viết chương trình cho vi điều khiển

o Điều khiển động cơ

o Giao tiếp Mach3

 Chạy thử, kiểm tra và lấy số liệu.

3.THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Xây dựng mô hình máy CNC từ phần cơ khí cũ của máy CREATOR EDM MODEL CJ-530.

3.THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Tính toán sơ bộ vận tốc của 3 bàn máy XYZ

 Trục X: động cơ 2000 vòng/phút; tỷ số bộ truyền đai u=4.8;

vít me có bước vít Ps=3mm Vậy vận tốc bàn máy trục X là

1250mm/phút

 Trục Y: động cơ 2000 vòng/phút; tỷ số bộ truyền đai u=6; vít

me có bước vít Ps=3mm Vậy vận tốc bàn máy trục Y là

 Chọn linh kiện cho mạch điều khiển

3.THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Lưu đồ giải thuật điều khiển động cơ

3.THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Lưu đồ hoạt động chung của mô hình máy CNC

3.THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả phần cơ khí sau khi hoàn thành

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả phần cơ khí sau khi hoàn thành

 Mạch điều khiển.

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Khối điều khiển chính

2 Khối tạo nguồn 5V và 3.3V

nuôi các IC và vi điều khiển

3 Khối cách ly giữa vi điều

khiển và máy tính

4 Khối đèn LED báo tín hiệu

5 Khối công suất điều khiển

động cơ

6 Nguồn công suất 24V

7 Khối kết nối với cổng LPT

8 Khối kết nối với linear encoder

9 Đầu ra điều khiển động cơ

1 Khối điều khiển chính

2 Khối tạo nguồn 5V và 3.3V

nuôi các IC và vi điều khiển

3 Khối cách ly giữa vi điều

khiển và máy tính

4 Khối đèn LED báo tín hiệu

5 Khối công suất điều khiển

động cơ

6 Nguồn công suất 24V

7 Khối kết nối với cổng LPT

8 Khối kết nối với linear encoder

9 Đầu ra điều khiển động cơ

1

2 3

 Kết nối hệ thống hoàn chỉnh

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Quá trình phay: mẫu 1

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Mach3 nhận code và tiến hành phay

Mach3 nhận code và tiến hành phay

G-Sử dụng phần mềm CamBam tạo ra kiểu chữ, sau đó xuất ra G-code

Sử dụng phần mềm CamBam tạo ra kiểu chữ, sau đó xuất ra G-code

Chiều rộng (mm) 50.0 50.4 Chiều dài (mm) 150.0 150.3

Kích thước thiết kế Kích thước thật

 Quá trình khắc: mẫu 2

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Mach3 nhận G-code và thực hiện quá trình khắc

Mach3 nhận G-code và thực hiện quá trình khắc

Thiết kế hoa văn trên phần mềm CamBam và dịch ra G-code

Thiết kế hoa văn trên phần mềm CamBam và dịch ra G-code

Kích thước thiết kế Kích thước thật

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Phay chi tiết có biên dạng hình tròn, hình vuông : mẫu 3

5

 .

Kích thước danh nghĩa Kích thước G-code Kích thước thật Chiều sâu theo kích thước danh nghĩa Chiều sâu trên kích thước thật

Thảo luận

Từ các kết quả thu được khi khảo nghiệm với 3 mẫu trên thì có thể nhận thấy:

oKhi gia công những chi tiết có kích thước nhỏ thì sai số lớn

oGia công theo biên dạng đường thẳng có kết quả sai số nhỏ nhất

oĐối với quá trình phay, khắc kết quả cho ra chưa được đẹp mắt

oKhớp nối giữa động cơ trục chính và đầu kẹp dao còn độ rơ lớn nên tốc độ trục chính còn hạn chế, chỉ chạy tối đa được 1000 vòng/phút

4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Kết luận

oThiết kế được mạch điều khiển chạy được động cơ 30W.

oMạch điều khiển tương thích với tín hiệu điều khiển của

Mach3

oPhần mềm Mach3 có tính ưu việt cao, đa dạng, giao diện dễ

sử dụng

oVới 3 mẫu thí nghiệm em nhận thấy 3 bàn máy trục XYZ

chạy ổn định ở vận 10mm/s và kết quả thu được sai số trong khoảng +/- 0.2 mm Hệ thống sẽ giúp ích cho quá trình thực tập của sinh viên

5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

 Đề nghị

5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Phần cơ khí

 Thiết kế thêm các cổng kết nối các thiết bị ngoại

vi như: nút điều khiển, công tắt hành trình báo vị trí home…

 Sử dụng tín hiệu các pha z của thước quang để giới hạn phạm vi hoạt động của bàn máy.

 Có thể thiết kế lại bàn kẹp để

có thể cố định vật gia công

một cách dễ dàng.

 Đổi động cơ trục chính có

công suất cao hơn và khớp

nối giữa động cơ trục chính

và đầu kẹp dao để có thể gia

công trên các vật liệu cứng

như inox, thép,

 Chế tạo thêm hệ thống phun

nước làm mát.

Phần điện tử

Xin chân thành cám ơn thầy, cô

và các bạn đã quan tâm theo dõi!