Trong một thời gian khá dài ngành cơ điện tử đã tập trung nghiên cứu để giải quyết vấn đề tự động hóa ở các xí nghiệp có quy mô sản xuất lớn hàng loạt và hàng khối Nhưng trong thực tế các xí nghiệp máy có quy mô sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ lại là phổ biến ở Việt Nam Do đó đòi hỏi các xí nghiệp này phải nâng cao về hiệu quả sản xuất năng suất lao động điều này đã dẫn tới vấn đề nghiên cứu triển khai kỹ thuật tự động có tính linh hoạt cao trong các dây chuyền sản xuất Máy công cụ trung tâm gia công điều khiển bằng chương trình số và kỹ thuật vi xử lý CNC đã được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ đã tạo điều kiện linh hoạt hoá và tự động hoá dây chuyền gia công Đồng thời làm thay đổi phương pháp và nội dung chuẩn bị cho sản xuất
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài : THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY CẮT KHẮC LASER Họ tên SV : Hồng Hữu Kính Mã SV:101120350 Họ tên SV : Nguyễn Thanh Minh Lớp : 12CDT Mã SV:101120304 GV hướng dẫn : Ths.Nguyễn Đắc Lực GV duyệt : Nội dung làm bao gồm vấn đề sau: Nhu cầu thực tế đề tài Trong thời gian dài, ngành điện tử tập trung nghiên cứu để giải vấn đề tự động hóa xí nghiệp có quy mơ sản xuất lớn (hàng loạt hàng khối) Nhưng thực tế, xí nghiệp máy có quy mô sản xuất hàng loạt vừa hàng loạt nhỏ lại phổ biến Việt Nam Do đó, địi hỏi xí nghiệp phải nâng cao hiệu sản xuất suất lao động, dẫn tới vấn đề nghiên cứu triển khai kỹ thuật tự động có tính linh hoạt cao dây chuyền sản xuất Máy công cụ - trung tâm gia cơng điều khiển chương trình số kỹ thuật vi xử lý CNC - sử dụng sản xuất hàng loạt vừa hàng loạt nhỏ tạo điều kiện linh hoạt hoá tự động hố dây chuyền gia cơng Đồng thời làm thay đổi phương pháp nội dung chuẩn bị cho sản xuất Từ sở trên, chúng em định chọn MÁY CẮT KHẮC LASER làm đề tài tốt nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: Trong đề tài chúng em thiết kế cấu cho máy, tìm hiều phương pháp điều khiển để đưa phương án tối ưu nhất, nghiên cứu chất lượng sản phẩm đưa giải pháp phù hợp để đảm bảo suất chất lượng sản phẩm, từ đó: - Tính tốn thiết kế hệ truyền động - Thiết kế thi cơng mơ hình Nội dung đề tài thực : - Số trang thuyết minh: 70 trang - Số vẽ: A0 - Mơ hình: mơ hình máy cắt khắc laser iii Kết đạt được: * Phần lý thuyết tìm hiểu: - Tổng quan tia laser ứng dụng tia laser - Các sản phẩm máy cắt khắc laser số máy thị trường - Giới thiệu số truyền, lựa chọn phương án thiết kế máy cắt khắc laser - Tính tốn lựa chọn thành phần, truyền sử dụng máy cắt khắc laser - Giới thiệu thành phần module chức điều khiển động - Giới thiệu phần mềm điều khiển từ xa, phần mềm tạo tập tin lập trình gia công * Đã lựa chọn thiết kế phần: - Lựa chọn thiết kế phận - Lựa chọn chất liệu làm khung máy diện tích làm việc - Cơ cấu truyền động theo trục X trục Y - Chọn loại động sử dụng - Bộ truyền đai – puly - Chọn ổ trượt trục trượt - Nghiên cứu mạch điều khiển - Sử dụng phần mềm chuyên dụng xuất tập tin lập trình gia cơng * Kèm mơ hình máy cắt khắc laser i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Họ tên sinh viên : Lớp : 12CDT Hồng Hữu Kính Nguyễn Thanh Minh Khóa : 2012 - 2017 Số thẻ sinh viên : 101120350 Số thẻ sinh viên : 101120304 Ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài tốt nghiệp : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY CẮT KHẮC LASER Đề tài thuộc diện: Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu ban đầu: Tham khảo thực tế Nội dung phần thuyết minh tính tốn - Tổng quan máy CNC - Thiết kế kết cấu phận máy - Chọn lựa cấu hệ thống truyền động - Nghiên cứu ứng dụng module điều khiển - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm chuyên dụng để thiết kế điều khiển Các vẽ đồ thị: - Bản vẽ tổng quát (A0) - Bản vẽ sơ đồ động (A0) - Bản vẽ trục x (A0) - Bản vẽ trục y (A0) - Bản vẽ hệ thống điều khiển (A0) Họ tên người hướng dẫn: Ths Nguyễn Đắc Lực Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 02/02/2017 Ngày hoàn thành đồ án : 29/05/2017 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Trưởng môn Người hướng dẫn i LỜI CÁM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Cơ khí môn Cơ điện tử trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng tận tụy dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu năm học vừa qua để chúng em có kiến thức hoàn thành đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đắc Lực tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt thời gian học tập thực đề tài Chúng xin chân thành cảm ơn gia đình người thân ủng hộ, động viên chúng trình học tập, nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn bạn tập thể lớp 12CDT tham gia đóng góp ý kiến suốt q trình thực để nhóm hồn thành tốt đề tài Mặc dù hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Đắc Lực, cơng nghệ cịn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế chưa trau dồi nhiều, tài liệu phục vụ cho cơng việc thiết kế cịn q nên không tránh khỏi bỡ ngỡ Sau thời gian tháng làm đề tài nổ lực thân hướng dẫn thầy Nguyễn Đắc Lực, thầy cô giáo giúp đỡ bạn sinh viên khác khoa chúng em hoàn thành xong đồ án thời gian quy định Một lần cho phép chúng em gửi đến q thầy bạn lịng biết ơn sâu Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Nhóm sinh viên thực hiện: Hồng Hữu Kính Nguyễn Thanh Minh ii CAM ĐOAN Kính gửi: - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng - Khoa Cơ Khí Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án chép đồ án hay cơng trình có trước Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn, thơng tin trích dẫn đồ án ghi nguồn gốc rõ ràng phép cơng bố Nhóm sinh viên thực hiện: Hồng Hữu Kính Nguyễn Thanh Minh ii Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ Danh sách cụm từ viết tắt Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 1.1 Lịch sử phát triển .2 1.1.1 Lịch sử 1.1.2 Một số máy NC 1.1.3 Các thành phần máy NC .5 1.2 Máy CNC gì? 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Đặc điểm chung 1.3 Giới thiệu máy CNC cắt khắc laser 1.3.1 Cơ chế bóc vật liệu .8 1.3.2 Các loại Laser 1.3.3 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 11 1.4 Ứng dụng máy cắt khắc laser 12 SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser 1.4.1 Khắc khuôn mẫu 12 1.4.2 Ngành sản xuất bao bì 13 1.4.3 Ứng dụng ngành quảng cáo 15 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU BỘ PHẬN MÁY 18 2.1 Thông số kỹ thuật chung máy 18 2.1.1 Vùng làm việc 18 2.1.2 Bàn máy 18 2.1.3 Tải trọng, động 18 2.1.4 Cơ cấu truyền động 19 2.1.5 Đầu cắt laser 20 2.2 Phân tích phương án thiết kế máy 20 2.2.1 Lựa chọn kiểu bàn máy 20 2.2.2 Phương án thiết kế truyền 21 2.3 Thiết kế máy 27 2.3.1 Khung máy 27 2.3.2 Cơ cấu dẫn hướng 28 2.3.3 Cụm chuyển động trục X 34 2.3.4 Cụm chuyển động trục Y 37 2.3.5 Chọn động bước 39 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 42 3.1 Tổng quát thành phần hệ thống 42 3.2 Phần cứng 43 3.2.1 Giới thiệu arduino UNO R3 43 3.2.2 Driver động bước 48 3.2.3 Mạch điều khiển Laser 53 SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser 3.3 Phần mềm 54 3.3.1 Giới thiệu phần mền Inkscape 54 3.3.2 Giới thiệu phần mềm GLBL 56 3.3.3 Giới thiệu phần mền Teamviewer 54 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI VỚI MÁY TÍNH VÀ SỬ DỤNG MÁY 60 5.2 Khởi động sử dụng phần mềm Inkscape 60 5.2 Khởi động sử dụng phần mềm GRBL Controller 62 5.2.1 Thiết lập thông số cho phần mềm GRBL Controller 63 5.2.2 Chạy thử máy 67 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Trang Hình 1.1 Các thành phần hệ thống NC .5 Hình 1.2 Khắc laser ngành khuôn mẫu 13 Hình 1.3 Ứng dụng laser đóng gói bao bì 14 Hình 1.4 Ứng dụng máy khắc laser quảng cáo 15 Hình 1.5 Ứng dụng máy khắc laser để khắc dấu 16 Hình 1.6 Khắc chi tiết phụ tùng ô tô, xe máy, sản phẩm khí 16 Hình 1.7 Đột mã hiệu , mã 2D, thông tin lên động xe, máy móc 17 Hình 2.1 Sơ đồ khối máy 18 Hình 2.2 Bộ truyền bulong – đai ốc 21 Hình 2.3 Trục vít – đai ốc 22 Hình 2.4 Ghép nối trục vít – đai ốc 22 Hình 2.5 Mơ phương án trục vít me – đai ốc 23 Hình 2.6 Trục vít me bi – đai ốc 24 Hình 2.7 Trục vít me bi – đai ốc 24 Hình 2.8 Truyền động đai 25 Hình 2.9 Đai – pulley 25 Hình 2.10 Mô phương án truyền động đai 26 Hình 2.11 Thép hộp vng mạ kẽm 27 Hình 2.12 Khung máy mơ solidworks 2013 28 Hình 2.13 Con trượt tròn SBR 30 Hình 2.14 Con trượt trịn SCS 30 Hình 2.15 Gối đỡ ray trượt trịn SK 31 SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Hình 2.16 Gối đỡ ray trượt trịn SHF 31 Hình 2.17 Ray trượt trịn có đế 32 Hình 2.18 Trục trượt tròn 33 Hình 2.19 Dây đai Pulley GT2 33 Hình 2.20 Cụm chuyển động trục X 34 Hình 2.21 Cụm chuyển động trục Y 37 Hình 2.22 Động bước 42 41 Hình 2.23 Động bước 23 41 Hình 3.1 Các thành phần hệ điều khiển 42 Hình 3.2 Mạch Arduino UNO R3 43 Hình 3.3 Chip Atmega board Arduino UNO 44 Hình 3.4 Các cổng vào/ra board Arduino UNO 46 Hình 3.5 Mơi trường lập trình Arduino IDE 48 Hình 3.6 Driver điều khiển động TB6560 48 Hình 3.7 Sơ đồ khối điều khiển driver động bước 50 Hình 3.8 Sơ đồ mạch nguồn driver 51 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điều khiển cách ly driver 51 Hình 3.10 Các cơng tắc điều chỉnh chế độ driver 52 Hình 3.11 Sơ đồ mạch điều khiển động driver 53 Hình 3.12 Driver điều khiển đầu khắc laser 53 Hình 3.13 Phần mềm Xử lý đồ họa vector inkscape 55 Hình 3.14 Phần mềm điều khiển máy khắc laser GRBL controller 56 Hình 3.15 Giao diện phần mềm TeamViewer 12 57 Bảng 3.1 Quy tắc điều chỉnh độ mịn motor driver 50 SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser 3.3.2 Giới thiệu phần mềm GRBL GRBL firmware (phần mềm có khả kiểm soát, giám sát thao tác liệu hệ điều hành) sử dụng cho số mạch điều khiển máy CNC Với đặc điểm mã nguồn mở, dễ sử dụng, đặc biệt hỗ trợ mạch Arduino (Arduino UNO R3 CNC Shield), GRBL lựa chọn hàng đầu xây dựng dạng máy CNC mini Hình 3.14 Phần mềm điều khiển máy khắc laser GRBL controller So với phiên trước (0.8; 0.7; …), GRBL phiên 0.9 có thêm nhiều tính bổ sung hiệu Một số tính tiêu biểu firmware GRBL 0.9 kể tới: Tương thích 100% với board Arduino CNC Shield v3 (chỉ cần đảo chân tín hiệu, chi tiết trình bày bài) Tốc độ truyền nhận liệu với máy tính, Baud Rate = 115200 Tính Probing (đo độ cao bề mặt phơi tự bù lại gia cơng) Có thể thay đổi theo Gcode tốc độ spindle, công suất laser PWM SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 56 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Ở 0.9, GRBL bổ sung thêm tính điều khiển tốc độ spindle (cường độ laser) PWM (điều chỉnh độ rộng xung), có thay đổi nhỏ thiết lập chân firmware Sau vài giây, phần mềm XLoader có thơng báo Upload firmware thành cơng vào mạch Arduino Uno 3.3.3 Giới thiệu phần mềm Teamviewer a Giới thiệu tổng quát: Phần mềm TeamViewer phần mềm kết nối từ xa đến máy tính hay máy chủ giới vài giây Bạn điều khiển máy tính đối tác từ xa thể bạn ngồi trước thơng qua kết nối Internet Hình 3.15 Giao diện phần mềm TeamViewer 12 SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 57 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser b Đặc điểm phần mềm: - Kết nối an toàn nhanh chóng : thời gian kết nối khoảng vài giây, sau cài đặt cần nhập ID mật tương ứng hai nhiều máy tính với - Khơng địi hỏi nhiều kĩ thuật, dễ sử dụng: Thay phải khai báo thiết lập hệ thống bảo mật công ty/doanh nghiệp để phần mềm hoạt động phần mềm TeamViewer hoạt động khơng địi hỏi vấn đề đó, phù hợp với người làm việc không chuyên - Khơng tính phí : Có phiên miễn phí với tính đáp ứng, lợi số so sánh với số phần mềm khác có chức số phần mềm có phiên bản: thương mại với đầy đủ tính năng, dùng thử giới hạn thời gian ngắn, miễn phí giới hạn nhiều tính c Các tính phần mềm TeamViewer: - Điều khiển máy tính từ xa thơng qua mạng Internet quản lý chúng chí trao đổi tin nhắn - Phiên ghi bí mật sang AVI · - Các họp trực tuyến, thuyết trình · - Kéo thả tập tin · - Đa hình hỗ trợ · - Truy cập nhiều người dùng lúc d Hướng dẫn sử dụng phần mềm Teamviewer điều khiển máy tính từ xa: - Khởi động phần mềm Teamviewer thiết bị điều khiển từ xa (máy tính bảng điện thoại) - Nhập địa mật thiết bị muốn điều khiển từ xa SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 58 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser - Như thiết bị kết nối thành công SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 59 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser CHƯƠNG 4: KẾT NỐI VÀ SỬ DỤNG MÁY 4.1 KHỞI ĐỘNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM INKSCAPE - Khởi động phần mềm inkscape - Thiết lập giới hạn làm việc + Vào File -> Document Properties (hoặc bấm tổ hợp phím Ctr+Shift +D) + Ở mục Default Units ta chọn mm + Sau ta chọn kích thước để làm việc (ở chọn khổ A4) -> tắt Vẽ mẫu import hình mà ta cần gia cơng : SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 60 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Chọn hình thức gia cơng mẫu : Gồm có chế độ khắc chế độ cắt (ở chọn hình thức khắc) ta làm sau: B1: Đầu tiên ta kích chọn mẫu gia cơng B2: Ta vào Extensions B3: 305 Engineering -> Raster Laser GCode generator SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 61 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser B4: Thiết lập thông số để khắc: ta cần ý mục sau, lại để nguyên Export directoy : Nơi lưu File sau chuyển sang GCode File Name : Tên File lưu Resolution : Chất lượng ảnh khắc (ở em chọn 5pixel/mm) Engraving Speed : Tốc độ khắc (ở em chọn 700) B5: Bấm Apply sau chọn Close 4.2 KHỞI ĐỘNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM GRBL CONTROLLER Sau kết nối máy với máy tính xong ta khởi động phần mềm GRBL Controller lên Chọn cổng kết nối Baud Rate ( em chọn COM Baud Rate=115200) bấm Open ta hình SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 62 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser 4.2.1 Thiết lập thông số cho phần mềm GRBL Controller $0: thời gian xung cấp tới động bước, tính micro giây Mỗi động có đặc tính thơng số thời gian kéo dài xung điện áp khác Quy tắc điều chỉnh giảm thời gian xung xuống thấp tốt miễn động chạy ổn định Giá trị mặc định 10 us $1: thời gian đợi để tắt động cơ, tính mili giây Sau động hoàn thành xong chuyển động dừng hẳn, mạch điều khiển tiếp tục cấp điện cho động thời gian ứng với giá trị $1 Nếu muốn để mạch điều khiển luôn cấp nguồn cho động (động chế độ cấp điện), đặt giá trị $1 = 255 Thông thường với máy sử dụng đai GT2, đặt giá trị $1 = 255, nhiên động nóng bình thường chút $2: thiết lập đảo mức điện áp tín hiệu điều khiển động bước Chức sử dụng để đảo ngược mức tín hiệu (5V 0V) tín hiệu điều khiển động Thơng thường thiết lập không cần sử dụng tới trừ trường hợp với vài driver đặc biệt SVTT: Hoàng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 63 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Cách sử dụng $2 bảng $3: thiết lập đảo mức tín hiệu điều khiển hướng động trục Thiết lập tương đương với đảo thứ tự toàn chân dây điều khiển động bước dùng để đảo chiều chuyển động ( âm dương) động Cách thiết lập trục bị đảo hướng chuyển động giống $2 Ví dụ muốn đảo hướng chuyển động trục Y, ta sửa giá trị $3 = $4: thiết lập dảo ngược tín hiệu kích hoạt động cho tất trục Thông thường thiết lạp khơng cần sử dụng để mặc định $4 = $5: thiết lập đảo ngược tín hiệu kích hoạt Endstop (cảm biến giới hạn hành trình máy) cho tất trục Nếu $5 = 0, mạch điều khiển xem tín hiệu kích hoạt Endstop mức (0V) Nếu $5 = 1, mạch điều khiển xem tín hiệu kích hoạt Endstop mức (+5V) $6: thiết lập đảo ngược tín hiệu kích hoạt cảm biến dị bề mặt phơi Khi sử dụng chức dị bề mặt phơi (kiểm tra độ cao điểm bề mặt phôi để bù lại gia công), $6 = mạch điều khiển xem tín hiệu kích hoạt đầu dị mức (0V) Nếu $6 = mạch điều khiển xem tín hiệu kích hoạt đầu dị mức (+5V) Lưu ý, đặt $6 = 1, cần phải bổ sung thêm trở nối đất cho chân tín hiệu đầu dò $10: thiết lập phản hồi trạng thái máy chạy: SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 64 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Mục đích thiết lập cho phép người dùng chọn lựa/loại bỏ số thôngtin trạng thái máy cần theo dõi Thông thường thơng số cần theo dõi tiết kiệm tài nguyên mạch điều khiển Các thông số chọn/loại bỏ trình bày hình gồm có: Machine Position (vị trí máy); Work Position (vị trí gia cơng); Planner Buffer (bộ nhớ đệm lưu bước gia công tiếp theo); RX Buffer (bộ nhớ đệm nhận tín hiệu); Limit Pins (trạng thái chân tín hiệu Endstop) Cách sử dụng: ví dụ muốn mạch điều khiển gửi thông số Machine Position Work Position, đặt giá trị: $6 = 1+2 = $11: thiết lập giá trị gia tốc dao di chuyển qua điểm nối cạnh cần gia công Giá trị gia tốc cao, máy chạy nhanh khả xảy sai lệch kích thước lớn ngược lại $12: thiết lập độ xác gia cơng cung trịn/đoạn cong, tính theo milimét Thông thường giá trị không cần phải thay đổi trừ cần giá trị khác Nếu muốn gia cơng cung trịn nhanh hơn, tăng giá trị $12 lên chút $13: thiết lập thông báo trạng thái làm việc máy theo đơn vị Inch hay không Nếu $13 = 0, máy báo trạng thái làm việc theo đơn vị mm Nếu $13 = 0, máy báo trạng thái làm việc theo đơn vị inch $20: thiết lập chức giới hạn hành trình phần mềm Khi kích hoạt tính (bằng cách đặt giá trị $20 = 1), mạch điều khiển cho phép dao di chuyển giới hạn cho phép (xem $130; $131; $132) tính từ gốc tọa độ Khi muốn dùng tính bắt buộc phải bật tính gốc tọa độ ($22) trước SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 65 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser $21: thiết lập chức giới hạn hành trình Endstop Khi kích hoạt tính (bằng cách đặt giá trị $21 = 1), mạch điều khiển tự động dừng tồn máy có Endstop kích hoạt Thơng thường tính không cần dùng đến, trừ số trường hợp đặc biệt $22: thiết lập chức gốc tọa độ Khi kích hoạt tính (bằng cách đặt giá trị $22 = 1), lần khởi động máy, dao tự động di chuyển gốc tọa độ (được xác định Endstop ứng với trục X; Y; Z) Trong trình di chuyển gốc tọa độ, mạch điều khiển không thực lệnh khác tới vị trí Endstop $23: thiết lập hướng di chuyển gốc tọa độ (sử dụng đảo ngược hướnglắp Endstop trục) Cách sử dụng giống với $2 $24: tốc độ gốc tọa độ chậm (mm/phút) Khi gốc tọa độ, dao di chuyển nhanh (tốc độ gốc tọa độ nhanh $25) từ vị tri Khi gặp Endstop, dao di chuyển ngược lại sau di chuyển chậm (tốc độ gốc tọa độ chậm $24) để đảm bảo độ xác Giá trị $24 nhỏ vị trí xác định gặp Endstop xác, nhiên thời gian $25: tốc độ gốc tọa độ nhanh (mm/phút) Xem giải thích $24 $26: thiết lập độ trễ (delay, mili giây) kiểm tra tín hiệu Endstop gốc tọa độ Để giảm ảnh hưởng nhiễu tín hiệu điện, mạch điều khiển tạo thời gian trễ nhận tín hiệu kích hoạt từ Endstop Thơng thường giá trị nằm khoảng – 25 ms $27: thiết lập di chuyển sau gốc tọa độ (mm) Sau gốc tọa độ, dao di chuyển theo chiều ngược lại quãng giá trị $27 theo tất trục $100; $101; $102: thiết lập số bước động ứng với 1mm theo trục X; Y; Z tương ứng Ở em sử dụng động bước 1.8 độ với chế độ 1/16 vòng quay động =360 x 16 / 1.8=3200 bước Trục X, Y sử dụng truyền buli + đai GT2 có thơng số sau: Bước 2mm, buli có 20 răng.Từ ta suy số bước 1mm : 3200/40=80 bước/mm SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 66 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Trục Z sử dụng truyền vít me đai ốc có thơng số sau: Bước ren 8mm Từ ta suy số bước 1mm : 3200/8=400 bước/mm $100=80; $101=80; $102=400 $110; $111; $112: thiết lập tốc độ di chuyển cực đại dao theo trục X; Y; Z tương ứng (mm/phút) Khi kiểm tra máy, ban đầu đặt giá trị thật thấp, sau tăng dần tới động hoạt động mượt Chọn $110=1000; $111=1000; $112= 2500 $120; $121; $122: thiết lập gia tốc di chuyển dao ứng với trục X; Y; Z tương đương (mm/s2) Nếu đặt giá trị gia tốc thấp, dao không tăng tới vận tốc cao Tuy nhiên để gia tốc cao, động bị mốt số bước hoạt động Chọn $120=100; $121=100; $122= 100 $130; $131; $132: thiết lập hành trình tối đa (kích thước gia cơng tối đa) theo trục X; Y; Z tương ứng (mm) Các thiết lập cần thiết kích hoạt tính $20 4.2.2 Chạy thử máy Bước 1: Kích vào mục “ Choose file” chọn file cần gia cơng có tên đặt (đi dạng _BWfix_128_gcode.txt) kích Open SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 67 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser - Bước 2: Nhập s1000 vào cuối chương trình - Bước 3: Kích Begin để chạy máy Ta thu sản phẩm: SVTT: Hoàng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 68 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser KẾT LUẬN Đồ án chúng em hoàn thành với tiến độ đề ra, đáp ứng yêu cầu đặt nhiệm vụ thiết kế đồ án Cùng với việc nghiên cứu lý thuyết chế tạo máy cho chúng em nhiều kinh nghiệm việc chế tạo sản phẩm công nghệ hoàn thiện Về mặt lý thuyết, điều học từ đồ án: - Phương pháp thiết kế kết cấu máy khí - Hệ truyền động phù hợp tùy theo tải trọng kết cấu máy - Công nghệ cắt khắc dùng tia laser - Công cụ điều khiển máy CNC GLBL Controller phần mềm bổ trợ - Đảm bảo tính cơng nghệ kinh tế Và tất kinh nghiệm, trải nghiêm có từ việc nghiên cứu làm đồ án thứ đáng quý chúng em trau dồi Tuy vậy, trình làm cơng nghệ cịn hạn chế, kinh nghiệm chế tạo cịn nên sai số cộng dồn qua khâu thực nhiều, chất lượng sản phẩm soi kỹ nhiều điểm chưa đạt Cụ thể hơn: - Sai số cộng dồn từ việc lắp ráp đến truyền - Mặt mỹ thuật máy nhiều nét chưa ổn - Sản phẩm chưa hoàn hảo tuyệt đối Từ kinh nghiệm có được, chúng em có số đề xuất cải tiến máy để hiệu hơn: - Tập trung kỹ lưỡng vào độ xác truyền - Thiết kế truyền động tự động thêm truc thứ (trục Z) để nâng cao tính công nghệ Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đắc Lực nhiệt tình, hết lịng bảo chúng em để có để hồn thành tốt đồ án Cảm ơn thầy cô, bạn làm đồ án hỗ trợ, giúp đỡ để nhóm vượt qua khó khăn trình thực chế tạo đồ án Chúng em xin cảm ơn ! SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 69 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước: [1] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Khoa học – Kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, NXB Giáo Dục, Hà Nội, 2000 [3] GS.TS Trần Văn Địch, Công Nghệ CNC, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 [4] PGS.TS Lê Cung, “Truyền động khí” [5] Sử dụng GRBL 0.9 Arduino CNC Shield v3 trang mme.vn Website tham khảo: [6] http://arduino.vn/bai-viet/42-arduino-uno-r3-la-gi [7] https://www.teamviewer.com/ [8] https://inkscape.org/ SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 70 ... Lực 17 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 2.1 THÔNG SỐ KĨ THUẬT YÊU CẦU CỦA MÁY Hình 2.1 Sơ đồ khối máy Tổng quan máy cắt khắc laser có thành phần tương tự máy CNC... Lực 20 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser Từ phân tích ta thấy rõ ràng chọn bàn máy đứng yên, đầu cắt laser chuyển động phương án khả thi thiết kế máy cắt khắc laser 2.2.2 Phương án thiết kế truyền... Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser SVTT: Hồng Hữu Kính – Nguyễn Thanh Minh GVHD: Nguyễn Đắc Lực 10 Thiết kế chết tạo máy cắt khắc laser LỜI MỞ ĐẦU Đồ án tốt nghiệp