(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo máy khắc CNC 3 trục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠ KHÍ CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TÊN ĐỀ TÀI: C C THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KHẮC CNC TRỤC R L T DU Giáo viên hướng dẫn Giáo viên duyệt Sinh viên thức Số thẻ sinh viên Lớp : TS Tào Quang Bảng : PGS.TS Đinh Minh Diệm : Nguyễn Hùng Dĩ Khang : 101150125 : 15C1C Đà Nẵng,12/2019 TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP “ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KHẮC CNC TRỤC ” Họ Tên Lớp Khoa Ngành : Nguyễn Hùng Dĩ Khang : 15C1C : Cơ khí : Công nghệ chế tạo máy NỘI DUNG ĐỀ TÀI: [1] Nhu cầu thực tế đề tài: Ngày việc kinh doanh sản phẩm từ gỗ, nhựa, da,… phát triển ngày có nhiều xưởng chế tạo đời Một loại máy móc cần phải có muốn mở xưởng để tăng khả cạnh tranh máy khắc CNC Để đáp ứng nhu cầu việc thiết kế chế tạo máy khắc gỗ CNC trục – yếu tố giúp cho người dùng đạt hiệu cơng việc tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu C C R L T DU [2] Phạm vi nghiên cứu đề tài: Trên sở thiết kế tiến hành chế tạo máy thực tế [3] Nội dung cơng việc:  Phần lý thuyết tìm hiểu:  Giới thiệu chung để tài  Tổng quan máy  Sơ đồ động tồn máy  Thiết kế, tính tốn, chọn thơng số máy  Lập quy trình chế tạo chi tiết tiêu biểu  Phần mơ hình: Hồn thiện đưa vào chạy thử nghiệm thực tế ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Cơ Khí CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ Và Tên MSSV Nguyễn Hùng 101150125 Dĩ Khang Tên đề tài đồ án: Lớp 15C1C Khoa Cơ Khí Ngành Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: 3.1 Hành trình tối đa: 500*500*150 mm 3.2 Số trục yêu cầu: trục 3.3 Công suất động trục : 300W 3.4.Các số liệu tính chọn theo yêu cầu thực tế Nội dung phần thuyết minh tính tốn: 4.1.CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4.2.CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠ CẤU,LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG 4.3.CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CHO MÁY 4.4.CHƯƠNG IV: BẢO TRÌ , BẢO DƯỠNG MÁY Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): C C R L T DU 5.1 Bản vẽ A0: 5.2 Đồ thị: Họ tên người hướng dẫn: TS Tào Quang Bảng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26/08/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 09/12/2019 Đà Nẵng, ngày 09 tháng 12 năm 2019 Trưởng Bộ môn: Người hướng dẫn: TS Tào Quang Bảng TS Tào Quang Bảng LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần theo tiến khoa học kỹ thuật, công công nghiệp hóa đại hóa đất nước phát triển mạnh mẽ Trước tình hình có nhiều yêu cầu cấp bách thách thức đặt cho giới trí thức Để tiếp tục dẫn dắt phát triển đất nước ngày giàu mạnh, phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, phải đưa phương tiện dạy học đại vào giảng đường, trường học có trình độ người ngày cao đáp ứng yêu cầu xã hội Để làm quen với công việc thiết kế, chế tạo tìm hiểu loại linh kiện điện tử, em Thầy khoa Cơ Khí giao cho đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế, chế tạo lắp ráp máy khắc CNC trục” nhằm củng cố kiến thức trình thực tế Sau nhận đề tài, với hướng dẫn thầy giáo TS Tào Quang Bảng với nỗ lực thân, tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến đồ án chúng em mặt hoàn thành Trong q trình thực dù có gắng thời gian trình độ cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót Vậy em kính mong bảo giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! C C R L T DU i CAM ĐOAN Tên đề tài : “Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục” GVHD : TS Tào Quang Bảng SVTH : Nguyên Hùng Dĩ Khang Lớp : 15C1C MSSV : 101150125 Địa : H32/43 97 Nguyễn Lương Bằng, Tp Đà Nẵng Điện thoại : 0398521106 Email : dikhangbk15@gmail.com Ngày nộp : 09/12/2019 C C R L T DU Lời cam kết: “ Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp cơng trình nhóm tơi: Nguyễn Hùng Dĩ Khang nghiên cứu thực Tôi không chép lấy ý tưởng mà không cho phép trích dẫn nguồn gốc Nếu có sai phạm nào, Tơi xin chịu hồn toàn trách nhiệm.” Sinh viên thực Nguyễn Hùng Dĩ Khang ii Danh mục hình ảnh Trang Hình 1.1 mơ hình điều khiển DNC 04 Hình 1.2 mơ hình điều khiển sản xuất tổ hợp CIM 05 Hình 1.3 sở máy CNC 05 Hình 1.4 miêu tả trục máy công cụ CNC hệ tọa độ Đề 06 Hình 1.5 sơ đồ caus trúc điều khiển hệ CNC 07 Hình 1.6 lưu đồ điều khiển hệ CNC 08 Hình 1.7 bước khâu chuẩn bị chương trình tay 09 Hình 1.8 luu đồ lập trình máy 10 Hình 1.9 cấu trúc hệ CNC 11 Hình 2.1 truyền đai thông thường 13 Hình 2.2 truyền đai chéo nửa chéo 13 Hình 2.3 đai dẹt 14 Hình 2.4 đai thang 14 Hình 2.5 đai trịn 15 Hình 2.6 đai hình lược 15 Hình 2.7 đai răn 16 Hình 2.8 đai 18 Hình 2.9 vật liệu chế tạo cụm trục XYZ 18 Hình 2.10 kết cấu vít me đai ốc bi 24 Hình 2.11 cấu điều chỉnh khe hở vít mẹ đai ốc bi 24 Hình 2.12 sơ đồ dây động đơn cực 26 Hình 2.13 bố trí cuộn dây động bước lai đơn cực 26 Hình 2.14 cấu tạo rotor động bước lai đơn cực 27 Hình 2.15 cấu tạo cách nối dây driver TB6560 28 Hình 2.16 sơ đồ tín hiệu chế độ điều khiển nửa bước 29 Hình 2.17 sơ đồ xung điều khiển đủ bước 30 Hình 2.18 bo mạch arduino uno r3 32 Hình 2.19 kết nối CNC shield arduino uno r3 37 Hình 2.20 ti trượt bạc trượt 37 Hình 2.21 khớp nối mềm 38 Hình 2.22 truyền đai GT2 39 Hình 2.23 nguồn 12V-10A 39 Hình 2.24 tủ điện 40 Hình 2.25 ke vng bu lơng ghép nối 40 Hình 2.26 cấu tạo chi tiết động DC 41 Hình 2.27 điịng 775 module điều khiển 42 Hình 3.1 động bước size 57 44 Hình 3.2 động bước size 42 45 C C R L T DU iii Hình 3.3 phương án 45 Hình 3.4 phương án 46 Hình 3.5 sơ đồ động học máy 47 Hình 3.6 vẽ chi tiết trục 49 Hình 3.7 ngun cơng 49 Hình 3.8 tiện bề mặt Ø8 vát đầu trục 50 Hình 3.9 tiện ren vng m=2 51 Hình 3.10 kết phân tích ti trượt phần mềm 60 Hình 3.11 kết phân tích cụm trục X 61 Hình 3.12 kết phân tích cụm trục Z 61 Hình 3.13 kết phân tích cụm trục Y 62 Hình 4.1 vẽ lắp tồn máy 63 C C Hình 4.2 vẽ lắp cụm trục X 64 R L T Hình 4.3 vẽ lắp cụm trục Y 65 Hình 4.4 bảng vẽ lắp cụm trục Z 65 DU Hình 4.5 vẽ mạch điện 66 Hình 4.6 sản phẩm máy khắc CNC trục hồn thiện 67 Hình 4.7 sản phẩm máy khắc CNC trục vận hành thử 68 Hình 4.8 giao diện phần mềm Universal G-code Sender 70 Hình 4.9 giao diện phần mềm kết nối với máy 70 Hình 4.10 thơng số cài đặt cho máy firmware setting 71 iv Danh mục bảng: Trang Bảng 2.1 thành phần hóa học nhơm định hình 19 Bảng 2.2 thành phần hóa học thép 45 19 Bảng 2.3 thành phần hóa học thép inox 301L 19 Bảng 2.4 tiêu lý nhơm định hình 19 Bảng 2.5 tính thép 45 20 Bảng 2.6 tính thép inox series 300 20 Bảng 2.7 bảng so sách thành phần hóa học mác thép cacbon thấp 21 Bảng 2.8 bảng so sánh tính chất lý 22 Bảng 2.9 bảng thông số arduino uno r3 34 C C R L T DU v Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Mục Lục Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i Cam đoan ii Danh mục hình ảnh iii,iv Danh mục bảng v Mục Lục CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI I: Tổng quan máy CNC: 1.1: Khái quát máy công cụ CNC: 1.2 Nguyên lý vận hành máy công cụ điều khiển số:……………… C C II Hệ thống điều khiển tính tốn máy CNC: 2.1 Khái niệm phân loại: 2.2 Chuẩn bị chương trình điều khiển cho hệ CNC: 2.3 Cấu trúc hệ điều khiển máy CNC: 10 2.4 Hệ DNC: 10 2.5 Hệ thống gia công linh hoạt FMS: 11 R L T DU CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠ CẤU,LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG 2.1 Bộ truyền đai: 12 2.2 Chọn vật liệu chế tạo kết cấu: 17 2.3 Bộ truyền trục vít me- đai ốc: 22 2.4 Động bước: 24 2.5 Driver động bước: 26 2.6 Mạch điều khiển máy CNC: 29 2.7 Các thành phần phận khác: 36 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CHO MÁY 3.1 Tính chọn động trục : 42 3.2 Tính chọn động bước(đối với trục X di chuyển bàn máy): 42 3.3 Thiết kế động học : 44 3.4 Thiết kế động lực học sức bền : 46 3.5 Thiết kế ti trượt : 47 SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục 3.6 Thiết kế gối đỡ ti trượt: 47 3.7 Thiết kế quy trình chế tạo trục vít me: 48 3.8 Phân tích sức bền cụm trục hệ thống ti trượt máy khắc CNC trục phần mềm CREO SIMULATE 6.0: 55 CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP MÁY KHẮC CNC TRỤC,VẬN HÀNH MÁY VÀ BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG 63 4.1 Qúa trình chế tạo lắp ráp máy khắc CNC trục: 63 4.2 Vận hành thử máy: 67 4.3 Hướng dẫn sử dụng: 68 4.4 Hướng dẫn bảo trì sửa chữa: 68 4.5 Hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển máy khắc CNC trục: 69 C C R L T KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO DU SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng 73 74 Trang | Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục * Bước : Xem lại kết phân tích Trong hộp thoại Analysis and Design Studies, chọn MPA Click Display Study Status Xuất hộp thoại Run Status hiển thị kết phân tích hình C C R L T DU Hình 3.10 Kết phân tích sức bền ti trượt Kết phân tích cho thấy, đoạn ti trượt với chiều dài 600mm nơi bị biến dạng (chuyển vị) nhiều tác động lực, với giá trị tối đa xấp xỉ 1.5mm, kết chưa tính lực trực đối lực cắt tác dụng lên đối tượng gia công, khối lượng bàn máy hoạt động nặng tối đa 10KG, ta áp dụng lực phân tích 500N, hệ số an tồn trường hợp Do kết nằm giới hạn cho phép, cấu ti trượt đáp ứng hồn tồn đủ tiêu chí kĩ thuật đề ban đầu, độ cứng vững đảm bảo đủ để gia cơng vật liệu có độ cứng trung bình mềm gỗ, mica,… SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 60 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Tương tự bước trên, ta phân tích cụm trục X,Y,Z phần mềm đạt kết sau: C C R L T DU Hình 3.11 Kết phân tích sức bền cụm trục X Hình 3.12 Kết phân tích sức bền cụm trục Z SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 61 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục C C R L T DU Hình 3.13 Kết phân tích sức bền cụm trục Y Thơng qua kết phân tích cụm trục X,Y,Z phần mềm, với hệ số an toàn 5, ta thấy kết phản ánh cho thấy độ biến dạng tối đa cụm trục X,Y,Z 0.1mm, 2mm, 0.06mm Qua thấy rằng, cụm trục Y cụm trục có độ cứng vững thấp hai cụm trục X Z Cụm trục Y chịu lực tác dụng phức tạp từ nhiều hướng khác nhau, Nhưng hoạt động, lực cắt tạo triệt tiêu hạn chế bớt lực tác dụng lên cụm trục Y, kết nằm giới hạn cho phép Các cụm trục X, Z đảm bảo hoàn toàn yêu cầu cứng vững đề SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 62 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP MÁY KHẮC CNC TRỤC,VẬN HÀNH MÁY VÀ BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG 4.1 Qúa trình chế tạo lắp ráp máy khắc CNC trục: * Mục tiêu trình chế tạo lắp ráp máy khắc CNC trục chế tạo lắp ráp theo vẽ để tạo thành máy thiết kế để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật dặt ban đầu: 10 11 12 Ø10 H7 h6 594 Ø10 H7 h6 C C Ø10 H7 h6 R L T 768 DU 678 Ø8 k6 Thép inox 301L 12 Ti tru?t 11 Dao kh?c Thép gió 10 Ðai ?c vít me B?c tru?t Nhơm h?p kim-d?ng thau 09 12 Nhôm h?p kim 08 Tr?c vít me Thép 45 07 Ngu?n t? ong 12V-10A 06 H?p di?n Nh?a ABS 05 Ð?ng co tr?c 04 Ð?ng co bu?c Thép ki thu?t di?n G? Nhôm h?p kim Nhôm h?p kim 03 Bàn máy 02 Puli dai 01 Puli dai GT2 TT Kí hi?u Tên g?i S.lg Kh.lg V?t li?u THI? T K? MÁY KH? C CNC TR? C C.nang H? tên GVHD Tào Quang B?ng GVD Ðinh Minh Di?m Th k? Ng.H.Di Khang Ch? ký Ngày B? N V? L? P TOÀN MÁY Ghi Ð? ÁN T? T NGHI? P T? l? 1:2 Kh.lu?ng : T? S? t? : Tru?ng Ð?i h?c Bách Khoa Khoa Co Khí-L?p 15C1C Hình 4.1 Bản vẽ lắp toàn máy SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 63 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục 4.1.1 Chế tạo lắp ráp bàn máy (Trục X): 260 768 600 R L T U D C C T? di?n 06 05 Ngu?n t? ong 04 Ti tru?t 03 Ð?ng co bu?c Nh?a ABS Dày 10mm Thép inox 301L Thép ki thu?t di?n 02 Khung bàn máy Nhôm h?p kim-mica 01 Puli dai GT2 Nhơm h?p kim TT Kí hi?u Tên g?i S.lg Kh.lg V?t li?u THI? T K? MÁY KH? C CNC TR? C C.nang H? tên GVHD Tào Quang B?ng GVD Ðinh Minh Di?m Th k? Ng.H.Di Khang Ch? ký Ngày B? N V? L? P C? M TR? C X Ghi Ð? ÁN T? T NGHI? P T? l? 1:2 Kh.lu?ng : T? S? t? : Tru?ng Ð?i h?c Bách Khoa Khoa Co Khí-L?p 15C1C Hình 4.2 Bản vẽ lắp cụm trục X Cụm trục X phận máy, đóng vai trị bàn máy gia cơng, mang trục vít me chạy song song để điều khiển cụm trục Y,Z, nơi gắn thành phần điện chủa chốt tủ điều khiển bo mạch điều khiển driver động bước, nguồn điện cung cấp lượng cho máy động bước trục X Việc chế tạo khung bàn máy đề cập phần trước, ta sử dụng mối ghép bulong-đai ốc để ghép nối nhơm định hình mica 10mm cắt CNC laser để tạo thành khung máy, kết hợp với truyền động vit me đai ốc, cấu dẫn hướng bàn máy tạo nên cụm trục X hoàn chỉnh theo thiết kế SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 64 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục 4.1.2 Chế tạo lắp ráp cụm trục Y: 406 678 C C 200 R L T DU 06 05 04 03 02 01 Ti tru?t Thép inox 301L Tr?c vít me Khung máy Thép C45 Nhơm h? p kim-mica Ðai ?c vít me B?c tru?t Nhôm - dông thau Nhôm h? p kim-mica Nhôm h?p kim Ð?ng co bu?c Tên g?i Kí hi?u TT S.lg Kh.lg V?t li?u Ghi THI? T K? MÁY KH? C CNC TR? C Ð? ÁN T? T NGHI? P C.nang H? tên Ch? ký Ngày GVHD Tào Quang B?ng GVD Ðinh Minh Di?m Th k? Ng.H.Di Khang B? N V? L? P C? M TR? C Y T? l? 1:2 Kh.lu? ng : T? S? t? : Tru? ng Ð?i h?c Bách Khoa Khoa Co Khí-L?p 15C1C Hình 4.3 Bản vẽ lắp cụm trục Y 268 220 140 07 06 Ð?ng co tr? c Tr? c vít me 05 Khung 04 Ðai ? c vít me 03 02 Dao kh?c B?c tru? t 01 Ð?ng co bu? c TT Kí hi?u Tên g?i Thép C45 Dày 10mm Mica Nhôm-d?ng Thép gió Nhơm h? p kim Thép ki thu?t di?n S.lg Kh.lg V?t li?u Ghi THI? T K? MÁY KH? C CNC TR? C Ð? ÁN T? T NGHI? P C.nang H? tên GVHD Tào Quang B?ng GVD Ðinh Minh Di?m Th k? Ng.H.Di Khang Ch? ký Ngày B? N V? L? P C? M TR? C Z T? l? 1:1 Kh.lu? ng : T? S? t? : Tru? ng Ð?i h? c Bách Khoa Khoa Co Khí-L? p 15C1C Hình 4.4 Bản vẽ lắp cụm trục Z SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 65 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Cụm trục Y Z lắp tương tự cụm trục X, dựa tính tồn thiết kế trước mà q trình chế tạo lắp ráp khơng gặp q nhiều khó khăn Sau hồn thành xong phần khí máy, ta chuyển sang phần lắp đặt mạch điện theo sơ đồ thiết kế ban đầu CLK+ CLK- CW+ CW- DRIVER TB6560 EN+ EN- EN- EN+ SW1 SW1 SW2 SW2 SW3 SW3 1 2 3 4 5 B+ A- A+ CW+ CLK- CLK+ DRIVER TB6560 ON B- CW- OFF OFF GND VCC ON VCC GND EN A- B+ 5V PUL /STP GND PUL /STP DIR DIR Z+ ARDUINO UNO R3+ CNC SHIELD Z- GND Y+ GND X+ GND C C EN R L PUL /STP DIR MODULE RELAY T U OFF EN- VCC EN+ SW1 CW- SW2 SW3 D DRIVER TB6560 CW+ - CLK CLK+ Y STEP MOTOR B- EN USB PLUG X STEP MOTOR A+ ON VCC NO GND SIGNAL Endstop X C NO NC POWER SUPPLY 12V-10A Endstop Y C NO NC Endstop Z C NO NC SPINDLE CONTROLLER V+ M+ V- M- COM NC GND A+ A- B+ Z STEP MOTOR 775 MOTOR SPINDLE B- THI? T K? MÁY KH? C CNC TR? C Ð? ÁN T? T NGHI? P C.nang H? tên GVHD Tào Quang B?ng GVD Ðinh Minh Di?m Th k? Ng.H.Di Khang Ch? ký Ngày SO Ð? N? I DÂY M? CH ÐI? N T? l? 1:1 Kh.lu?ng : T? S? t? : Tru?ng Ð?i h?c Bách Khoa Khoa Co Khí-L?p 15C1C Hình 4.5 Bản vẽ mạch điện SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 66 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục * Kết sau tiến hành chế tạo lắp ráp máy: Đã hồn thành cơng việc đề chế tạo thành công máy khắc CNC trục theo yêu cầu C C R L T DU Hình 4.6 Sản phẩm máy khắc CNC trục hoàn thiện 4.2 Vận hành thử máy: Sau lắp đặt xong máy, ta tiến hành hiệu chỉnh sơ vận hành thử máy, công việc hiệu chỉnh sơ máy vận hành thử bao gồm:  Kiếm tra hoạt động sơ trục xoay trục truyền động tay để kiểm tra cẩn thận xác  Tiến hành căng đai truyền đai trục X hiệu chỉnh trục vít me cho chúng hoạt động đồng tốc di chuyển không bị lệch phương  Kiểm tra lại kết nối điều khiển với driver động bước, động trục chính, rơ le module điều khiển động lần nửa thật cẩn thận, tiến hành làm gọn dây điện dây cho có thẩm mĩ hợp lý  Kết nối điều khiển với máy tính cài đặt phần mềm điều khiển để tiến hành điều khiển hoạt động động bước, động trục chính, hiệu chỉnh thơng số phần mềm theo thông số kĩ thuật máy SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 67 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục C C R L T Hình 4.7 Sản phẩm máy khắc CNC vận hành thử DU 4.3 Hướng dẫn sử dụng: - Kiểm tra máy trước lần làm việc để đảm bảo an toàn tuyệt đối đem lại cảm giác an toàn cho người dùng - Kiểm tra truyền đai trục X để đảm bảo trục X hoạt động ổn định an tồn Xoay trục vít me trục Y Z từ từ để kiểm tra bôi trơn đầy đủ hoạt động trơn tru - Kiểm tra độ khô bụi bẩn – lau sạch, bôi trơn ổ lăn, gối đỡ… cần thiết - Kiểm tra độ chắn khung máy, vị trí set dao gắn dao ban đầu - Kiểm tra hệ thống mạch điện điều khiển, dirver động bước, để tránh rò rỉ, chập chạm điện gây cháy nổ hỏng hóc máy 4.4 Hướng dẫn bảo trì sửa chữa: 4.4.1 Đối với phần khí: - Kiểm tra đai ốc bu lông để siết chặt củng thay cần.Kiểm tra khung, linh kiện xem có bị mịn, nứt lõm hay khơng - Kiểm tra bàn đạp - Kiểm tra hệ thống quay puli đai dây đai - Lau khung bàn máy - Tra dầu vào ổ bi - Tra dầu vào hệ thống trục vít me đai ốc - Kiểm tra truyền đai căng đai chùng SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 68 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục - Sử dụng khăn để lau dao động trục dùng phương pháp thổi, dùng khí nén để thổi phoi đọng lại máy, dùng chổi quét để vệ sinh khe rãnh khó vệ sinh 4.4.2 Đối với phần điện: Kiểm tra động điện ,mạch điều khiển, động bước driver: - Lau chùi, vệ sinh bên (tháo động cơ-motor điện, kiểm tra dầu, sơn, bìa cách điện…), vệ sinh bên ngồi máy - Kiểm tra cách điện, mối nối dây điện jack cắm mạch điện - Thay phớt, thay bi động - Kiểm tra vệ sinh tủ điện điều khiển máy 4.5 Hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển máy khắc CNC trục: Để điều khiển máy CNC cần phải có phần mềm điều khiển để điều khiển tất hoạt động máy CNC, với phát triển công nghệ phần mềm nay, có nhiều phần mềm điều khiển khác cho máy CNC, tùy thuộc vào điều khiển mã nguồn mà điều khiển sử dụng, dùng điều khiển trung tâm Arduino Uno R3+ CNC shield, điều khiển sử dụng với chương trình lập trình tay ngơn ngữ C người lập trình sáng tạo mã nguồn mở phát triển từ tổ chức đế áp dụng cho mục đích vận hành riêng biệt Mã nguồn GRBL tổ chức dịch vụ quản lý server GITHUB lưu trữ phát triển qua nhìu phiên khác nhà lập trình viên tồn giới, phù hợp cho chương trình điều khiển CNC điều khiển Arduino nói chung Arduino Uno R3+ CNC Shield nói riêng GRBL có ưu điểm dể sử dụng, linh hoạt,tương thích tốt với điều khiển dịng chíp AT mega 328,… tốc độ Braud rate cao: 115200, cho khả xử lý dịng code xác, nhanh chóng Nhược điểm người dùng khó can thiệp cá nhân hóa phần mềm thiếu kiến thức lập trình, khó áp dụng cho loại máy CNC chuyên biệt mức độ xác cao Có nhiều chương trình điều khiển áp dụng mã nguồn GRBL để điều khiển máy CNC, C C R L T DU chọn phần mềm Universal G-code Sender để điều khiển máy CNC -Universal G-code Sender phần mềm chạy Java tảng Win64bit, có nhiều tính dể sử dụng phù hợp với máy CNC cỡ nhỏ SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 69 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Hình 4.8 Giao diện phần mềm Universal G-code Sender Để thiết lập thông số phù hợp cho máy CNC, ta phải kết nối với bo mạch C C điều khiển Arduino, dùng phần mềm Arduino để nạp code GRBL Để vận hành máy, ta kết nối phần mềm Universal G-code Sender với Arduino+CNC Shield, ta nhấn R L T DU Hình 4.9 Giao diện phần mềm kết nối với máy SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 70 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Thiết lập thông số mục Firmware setting để cài đặt thơng số phù hợp cho máy Hình 4.10: Thông số cài đặt cho máy-firmware setting Trên giao diện kết nối, ta điều khiển hướng chuyển động trục máy CNC thông qua nút nhấn: C C R L T DU Trên menu Machine status hiển thị tọa độ làm việc máy hoạt động Menu File có chức chọn file G-code xuất từ phần mềm CAD-CAM có sẵn máy tính để thực gia cơng tính tốn xác thời gian gia công theo chi tiết khác SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 71 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục Để khởi chạy chương trình gia cơng, ta phải có sẵn file G-code chương trình từ phần mềm CAD/CAM xuất file này, để nạp file vịa máy tính, menu file ta chọn Browse để chọn file G-code vị trí lưu trữ máy tính để nạp vào điều khiển chuẩn bị gia công, ta chọn Send để bắt đầu chạy file gia công, bắt đầu chạy file, máy tự động di chuyển vị trí gốc tọa độ theo file lập trình thực gia cơng theo dịng lệnh Trong q trình máy làm việc, ta quan sát trực tiếp đối tượng gia công bàn máy máy tính thơng qua chức Visualize mơ theo tiến độ quy trình gia cơng mà phần mềm hỗ trợ Khi kết thúc làm việc máy dừng thị dòng status Job Complete at time time: time time: time time, với time lương thời gian máy làm việc hồn thành chương trình file gia công, theo thứ tự từ trái sang phải giờ, phút, giây C C R L T DU SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 72 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục KẾT LUẬN Sau thời gian dài thực đề tài với hướng dẫn tận tình thầy giáo TS.Tào Quang Bảng, đề tài “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KHẮC CNC TRỤC” em hồn thành với nội dung trình bày phần mục lục theo thời gian yêu cầu Trong trình thực đề tài em ứng dụng lý thuyết chuyên ngành tài liệu cộng nghệ chế tạo máy, vật liệu học, kĩ thuật điện tham khảo thực tế xưởng Cơ Khí, Viện Cơ Khí thuộc Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Yêu cầu vận hành máy đơn giản, khơng địi hỏi cơng nhân phải có tay nghề cao Hơn nữa, máy khắc CNC trục sản phẩm mang tính nghiên cứu chế tạo phương diện mơ hình nên suất chất lượng chưa kiểm chứng lâu dài Do đề tài có số nhược điểm hiệu suất làm việc chưa chưa cao, thiết kế chế tạo cịn sai sót nên độ cứng vững máy mức tạm chấp nhận để gia công theo thơng số đề Vì khả có hạn, kiến thức thực tế cịn thời gian tìm hiểu không nhiều nên đồ án chúng em tránh sai sót, mong góp ý bảo thầy để đề tài hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy thầy khoa Cơ Khí, cán phụ trách xưởng Cơ Khí, Viện Cơ Khí Trường Đại học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao C C R L T DU Xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 73 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Lưu Đức Bình (chủ biên),Kỹ thuật đo khí [2] Trịnh Chất,Thiết kế đồ án chi tiết máy-Tập 1, Tập 2, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2011 [3] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển ,Thiết kế dẫn động khí – Tập 1,Tập [4] GS,TS Trần Văn Địch ,Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM [5] Trần Văn Địch,Sổ tay công nghệ chế tạo máy- Tập 1,Tập 1,Tập [6] Nguyễn Trọng Hiệp–Nguyễn Văn Lẫm,Thiết kế chi tiết máy [7] Scot Fitzgerald and Michael Shiloh, The Arduino projects book, Torino, Italy September 2012 [8] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2000 [9] Ths Bùi Trương Vỹ, Giáo trình cơng nghệ gia cơng CNC [10] Tạp chí khoa học cơng nghệ Lâm nghiệp số 2-2015 [10] Http://arduino.vn/ C C R L T [11] Http://www.dientuspider.com/ [12] Https://github.com/grbl/grbl [13] Https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender DU SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 74 ... Trang | 34 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục C C R L T DU SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | 35 Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục C C R L T DU Hình 2.19 kết nối CNC shield... 46 3. 5 Thiết kế ti trượt : 47 SVTH: Nguyễn Hùng Dĩ Khang GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang | Thiết kế chế tạo máy khắc CNC trục 3. 6 Thiết kế gối đỡ ti trượt: 47 3. 7 Thiết kế quy... 36 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CHO MÁY 3. 1 Tính chọn động trục : 42 3. 2 Tính chọn động bước(đối với trục X di chuyển bàn máy) : 42 3. 3 Thiết kế động học : 44 3. 4 Thiết kế