ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CNC MINI PHAY KHẮC GỖ, MICA Người hướng dẫn: ThS CHÂU MẠNH LỰC Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TUẤN HOÀNG VÕ HOÀI LỘC Đà Nẵng, 2019 Máy CNC mini khắc gỗ, mica LỜI NÓI ĐẦU Ngày khoa học kỹ thuật nói chung nhƣ nghành cơng nghệ chế tạo máy nói riêng phát triển có đóng góp nhiều đời sống Nắm đƣợc tầm quan trọng , em nghiên cứu làm đề tài : “ Nghiên cứu thiêt kế, ứng dụng máy CNC khắc gỗ” thầy Châu Mạnh Lực hƣớng dẫn Nhằm giúp việc gia công họa tiết điêu khắc nhƣ chi tiết gia khí đƣợc nhanh xác Những kiến thức lực đạt đƣợc trình học tập trƣờng đƣợc đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án tốn nghiệp Em cố gắng tận dụng tất kiến thức học trƣờng với tìm tịi nghiên cứu , để hồn C C thành tốt đồ án tốt nghiệp Kết sản phẩm đạt đƣợc ngày R L T hơm khơng lớn lao nhƣng thành năm học trƣờng thành công e trƣớc trƣờng DU Đề tài gồm nội dung sau: - CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CNC - CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY CNC KHẮC GỖ, MICA - CHƢƠNG 3: THI CÔNG, LẮP ĐẶT MÁY CNC KHẮC GỖ, MICA - CHƢƠNG 4: THỰC HIỆN GIA CÔNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY CNC CỦA ĐỀ TÀI SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CNC 1.1 Khái niệm - CNC viết tắt từ tiếng Anh “Computer Numeric Control” dạng máy NC điều khiển tự động có trợ giúp máy tính, mà phận tự động đƣợc lập trình để hoạt động theo kiện tiếp nối với tốc độ đƣợc xác định trƣớc để tạo đƣợc mẫu vật với hình dạng kích thƣớc yêu cầu, cách sử dụng chƣơng trình viết kí hiệu chun biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thƣờng gọi mã G - Sự xuất công nghệ cách mạng sản xuất công C C nghiệp, ngành kim loại Sự chuyển động kết hợp ba chiều x-y-z máy CNC giúp thực công việc gia cơng trở nên dễ dàng,nhanh chóng chuẩn R L T chƣa thấy,làm giảm nhiều suất ngƣời - Việc ứng dụng CNC trở nên rộng rãi sau thời gian ngắn, chủ yếu DU ngành kim khí điện máy, ngành may mặc, ngành quảng cáo, ngành điện tử, ngành mỹ nghệ…các chất liệu sử dụng CNC để gia công là: sắt, inox, đồng, nhôm, mica, gỗ, MDF - Một máy CNC thƣờng có thành phần sau :  Khung máy kết cấu khí,cơ cấu chuyển động  Các động dẫn truyền chuyển động di chuyển trục động trục  Mạch điều khiển động  Phần mềm điều khiển máy CNC 1.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động CNC thực gia công chi tiết, cụm chi tiết máy cắt khoan đục theo vẽ đƣợc thiết kế trƣớc chuyển sang liệu số nhập vào máy tính SVTH : Võ Hồi Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica 1.3 Hệ tọa độ điểm gốc, điểm chuẩn - Để tính tốn quỹ đạo chuyển động dụng cụ nhằm xây dựng chƣơng trình điều khiển máy CNC nhƣ mơ tả phần trên, điểm quan trọng việc xác định hệ thống tọa độ điểm gốc, điểm gốc chuẩn - Thông thƣờng, máy điều khiển theo chƣơng trình số, ngƣời ta thƣờng sử dụng hệ tọa độ Đề OXYZ theo quy tắc bàn tay phải (hệ tọa độ thuận) đƣợc gắn vào chi tiết gia công Gốc hệ trục tọa độ đặt điểm chi tiết, nhƣng thơng thƣờng ngƣời ta chọn điểm thuận lợi cho việc lập trình, đồng thời dễ dàng kiểm tra kích thƣớc theo vẽ chi tiết gia công mà thực nhiều bƣớc tính tốn bổ sung - Một đặc điểm mang tính quy ƣớc máy điều khiển theo chƣơng trình C C số, chi tiết gia công đƣợc xem cố định đƣợc gắn với hệ thống tọa độ cố định nói trên, cịn chuyển động tạo hình cắt gọt dụng cụ thực R L T - Trong thực tế , điều đơi ngƣợc lại, ví dụ nhƣ máy phay bàn máy mang phơi thực chuyển động tạo hình, cịn dụng cụ thực chuyển DU động cắt gọt Vì sử dụng máy điều khiển theo chƣơng trình số cần phải ln ln tạo nên thói quen để tránh nhầm lẫn đáng tiếc gây nguy hiểm cho máy, dụng cụ ngƣời - Theo quy ƣớc chung, phƣơng trục máy phƣơng trục OZ, cịn chiều dƣơng đƣợc quy ƣớc dao tiến xa chi tiết Ví dụ với máy tiện 2D thơng thƣờng trục hình nằm ngang trùng với phƣơng OZ hệ tọa độ, chiều dƣơng hƣớng khỏi ụ trục (hƣớng phía bàn dao) Phƣơng chuyển động bàn xe dao theo hƣớng phƣơng OX chiều dƣơng hƣớng xa bề mặt chi tiết gia công Đối với máy phay thẳng đứng, trục Z hƣớng theo phƣơng thẳng đứng lên trên, trục X trục Y đƣợc xác định theo quy tắc bàn tay phải, nhiên thực tế nhà chế tạo máy lại thƣờng ƣu tiên chọn trục X trục mà có chuyển động bàn máy dài Đối với chuyển động quay xung quanh trục tƣơng ứng X, Y, Z đƣợc xác định địa A, B, C đƣợc xác định dƣơng chiều quay có hƣớng thuận chiều kim đồng hồ nhìn theo chiều dƣơng trục tƣơng ứng (khi nhìn vào gốc hệ trục toạ độ từ phía trục SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica chiều quay chúng ngƣợc chiều kim đồng hồ) Ngồi ra, cịn số chuyển động phụ song song với trục tƣơng ứng với trục X, Y, Z địa U, V, W hƣớng chúng 1.4 Phân loại - CNC chia theo phần loại theo hệ thống điều khiển : - Theo loại máy tƣơng tự nhƣ máy công cụ truyền thống,chia loại máy nhƣ : máy khoan CNC, máy phay CNC, máy tiện CNC,… - Phân chia theo hệ thống phân loại :  Các máy điều khiển điểm tới điểm : máy khoan, máy khoét, máy hàn điểm, máy đột,…  Các máy điều khiển đoạn thẳng : máy có khả gia cơng q C C trình dịch chuyển theo trục - Ƣu điểm máy CNC : R L T  So với máy điều khiển công cụ tay,sản phẩm máy CNC không phụ thuộc tay nghề ngƣời điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung chƣơng trình đƣợc DU đƣa vào máy Ngƣời điều khiển theo dõi kiểm tra chức hoạt động máy  Độ xác làm việc cao : Thơng thƣờng máy CNC có độ xác máy 0.001mm đạt đƣợc độ xác cao  Tốc độ cắt cao nhờ có cấu trúc khí bền máy vật liệu cắt đại nhƣ kim loại cứng hay gốm oxit sử dụng tốt  Thời gian cơng ngắn  Máy CNC có tính linh hoạt cao việc lập trình,tiết kiệm thời gian quan chỉnh máy, đạt đƣợc tính kinh tế cao việc gia công hàng loạt sản phẩm nhỏ  Ít phải dừng máy kỹ thuật chi phí dừng máy nhỏ 1.5 Một số mẫu máy cnc trục - Tại thị trƣờng Việt Nam xuất nhiều loại máy CNC chủ yếu sản xuất Trung Quốc, số nƣớc Đông Âu sản xuất,tuy nhiên số lƣợng ít, máy thƣờng đƣợc dùng nhà máy đóng tàu, quan sản xuất công cụ, chế tạo SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica khí Và nay, xuất máy CNC dùng chế sản phẩm phi kim Dƣới dẫn chứng số máy bán dùng Việt Nam - Trên hình 1.1 hình ảnh máy CNC 1325 QC gia công vật liệu kim loại phi kim loại Máy Trung Quốc sản xuất đƣợc nhập bán công ty ERAMACHINNERY Việt Nam C C R L T DU Hình 1.1: Máy CNC 1325 QC - Kết cấu thông số máy :  Kết cấu bàn máy : khung thép, mặt bàn nhơm đúc, khay nƣớc, vịi nƣớc phun trực tiếp để gia công sắt, tủ điều khiển liền khung tiết kiệm diện tích, thơng số máy tính khác đƣợc liệt kê bảng 1.1 Ray trƣợt loại: X-Y-Z trƣợt vuông Hiwin Taiwan Trục Z: Vitme bi 2510 Taiwan Khổ làm việc: 1300 x 2500 x 160mm Tốc độ chạy lớn máy: 24,000mm/min Độ xác: 0.02mm Phần mềm: Artcut Wentai 2002, Wentai V8, ArtCAM, Jdpaint, Aspire 3.0 Tổng công suất: 10kW Nguồn Cung cấp điện: 220/50/60Hz AC (1 pha) Động bƣớc: X- Z Leadshine Cơng suất động trục chính: (spindle): 3.2Kw Bảng 1.1 : Thơng số tính máy CNC 1325 QC SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Trên hình 1.2 máy CNC 1325-ST 45 Máy Trung Quốc chế tạo, vật liệu gia cơng kim loại phi kim Thơng số tính máy cho bảng 1.2 Hình 1.2 : Máy CNC 1325-ST 45 Khung máy chi tiết máy Hợp Kim nhôm đúc, thép Ray trƣợt trục XYZ Trƣợt vuông Taiwan R L T Trục X Rack Trục Y DU Trục Z C C Rack Vít me bi 25T10 Taiwan Cơng suất động trục 3200W Cơng suất máy 3800W Hệ thống điều khiển XZ AC Hybrit Servo Phần mềm hỗ trợ Corel, card Phần mềm điều khiển Nc studio Chất Liệu Bàn khắc Nhôm Rãnh T Chất liệu gia công Kim loại, phi kim, gỗ, đá… Tốc độ/vi sai 24000mm/min 0,02mm Kích thƣớc bàn khắc 1450x3000 Khổ khắc hiệu dụng (XYZ) 160x1300x2500(mm) Trọng lƣợng 1100KG Kích thƣớc đóng thùng (L*W*H) 3100x1900x1500(mm) Bảng 1.2 : Thơng số tính máy CNC 1325-ST 45 SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Trên hình 1.3 máy CNC Máy đục Gỗ đầu, máy Trung Quốc chế tạo, loại máy dùng cho gia công vật liệu gỗ dùng xí nghiệp chế tạo đồ mộc Thơng số tính máy cho bảng 1.3 C C R L T Hình 1.3 : Máy đục gỗ 4D đầu Thông số kỹ thuật DU Mở rộng khắc LT25S3 - 6A sáu đầu máy khắc chiều (bốn trục liên kết bốn sản phẩm máy khắc chiều ) Kích thƣớc 250mm (đƣờng kính) x 1000mm (dài) Số đầu khắc trục 2200W Chính xác vị trí 0.01mm Hệ thống kiểm sốt Naikai Ncstudio V10 bốn trục hệ thống điều khiển liên kết Tốc độ trục - 24000rpm Mâm cặp trục 3.175/4/6/8/12.7mm Tốc độ khơng khí 0-20000mm/min Tốc độ chạy 0-12000mm/min Vít me nhập Nhập motor AC servo Điện áp hoạt động AC 220V, 50/60Hz Bảng 1.3 : Thơng số tính máy CNC đục gỗ 4D đầu SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Các bảng sau thông số máy CNC – STEP : Chiều cao-Z S- Chiều cao-Z S- Chiều cao-Z S- 400 720 1000 Dài (L) 736 mm 1056 mm 1336 mm Rộng (W) 570 mm 690 mm 870 mm Cao (H) 570 mm 570 mm 570 mm 32,5 kg 39,5 kg 45 kg 730 x 390 mm 1050 x 510 mm 1330 x 690 mm 103 (Từ điểm cuối khung) Tính chất Trọng lƣợng khơng có mặt làm việc công cụ Bề mặt gắn (LxW) Độ cao tồn C C R L T Kích thƣớc ngồi theo trục: Đặc điểm Độ cao-Z S-400 Độ cao-Z S-720 Độ cao-Z S-1000 Trục X 400 mm 720 mm 1000 mm Trục Y 300 mm 420 mm 600 mm Trục Z 110 mm 110 mm 110 mm Đặc tính Độ cao-Z S-400 Độ cao-Z S-720 Độ cao-Z S-1000 Tốc độ (Chuyển 60 mm/sec* 60 mm/sec* 60 mm/sec* 2000 2000 2000 Bƣớc ren XY mm mm mm Bƣớc ren Z mm mm mm Đƣờng trịn dẫn 22 mm 22 mm 22 mm Sóng dao động Z 16 mm 16 mm 16 mm Giải pháp chƣơng 0,003 mm 0,003 mm 0,003 mm DU nhanh XY) Các bƣớc/U at 1/10-Bƣớc điều khiển XY SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica trình XYZ Độ xác +- 0,01 +- 0,01 +- 0,01 Độ nghiêng sau +- 0,03 +- 0,03 +- 0,03 Truyền động trục X Truyền động trục Y Truyền động trục Z Công suất động Cơ Step motors Nanotec Type ST5918L3008-A Step motor Nanotec Type ST5918L3008-A Step motor Nanotec Type ST5918L3008-A max 4,2 A Nhiệt độ Độ ẩm maximum C C 15-30 °C R L T 60 % Bảng 1.4 : Thông số máy CNC – STEP DU SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Các cổng giắc kết nối gồm:  Giắc chân nhận nguồn nuôi cho mạch điều khiển: Giắc dùng để đấu nối nguồn cung cấp cho cụm mạch cách ly quang Nếu ta không sử dụng công tắc giới hạn nút dừng khẩn cấp, bỏ qua không cần đấu nối nguồn  Dãy cơng tắc giới hạn hành trình trục X, Y, Z: Các chân từ 1-6 lần lƣợt có chức giới hạn trục X+, X-, Y-, Z+, (Z-), Y+  Giắc chân kết nối với nút dừng khẩn cấp emergency: tiếp điểm nút dừng khẩn cấp tiếp điểm thƣờng đóng để tăng khả kịp thời đáp ứng đƣợc tính tin cậy  cụm giắc chân điều khiển driver động bƣớc, chức cụm chân điều khiển nhƣ sau: Chân điều khiển hƣớng DIR, chân cung cấp điện A nốt C C (anode) chung Ka tốt (Cathode) chung cho chân điều khiển (chọn Anode chung hay cathode chung phụ thuộc vào jum), chân cung cấp xung điều khiển động R L T bƣớc với chu kỳ xung nhỏ 12us PIL+, Pul- DIR  Cụm giắc chân điều khiển động gia cơng (động trục chính) thông qua điều khiển biến tần DU  Cổng cắm cáp kết nối với mạch điều khiển tay: Khi kết nối với mạch điều khiển tay điều khiển tiến lùi trục tọa độ X, Y, Z Chức cụ thể chân giắc nhƣ sau:  Chân 1: X-, quay ngƣợc trục X  Chân 2: X+, quay tiến trục X  Chân 3: Y-, quay lùi trục Y  Chân 4: Y+, quay tiến trục Y  Chân : Z-, quay lùi trục Z  Chân 6: Z+, quay tiến trục Z  Chân 7: A-, quay lùi trục A  Chân 8: A+, quay tiến trục A  Chân 9: GND, chân mát  Chân 10: 5V, chân nguồn  Chân 11: RST, nút phục hồi (reset) hệ thống SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 43 Máy CNC mini khắc gỗ, mica  Chân 12: Chân phản hồi tốc độ  Chân 13: S, hệ thống đèn  Chân 14: P, đèn nguồn  Cổng kết nối với máy tính thơng qua USB  Ngồi cịn có cụm giắc cắm chân điều khiển đƣợc thiết bị số, thiết bị sử dụng để điều khiển hệ thống bơm nƣớc làm mát hay quạt gió… 3.3 Sản phẩm hồn thiện - Sau hồn tất thi cơng phần khí phần điện máy, ta đƣợc kết cấu tổng thể máy đƣợc thể hình 3.8 - Máy có thơng số tính nhƣ sau:  Máy gia cơng hình sản phẩm có kích giới hạn: 600x400mm C C  Độ xác gia cơng: đạt 0,1mm R L T  Tốc độ chạy dao: 5m/phút  Tốc độ động trục chính: 4.800 V/phút DU  Có khả phay tạo định hình biên dạng 3D, gia công  điêu khắc chìm theo thiết kế, có khả cắt chữ  Tự động hóa sản xuất: Chỉ cần đƣa file đồ họa vào máy, cài đặt thông số nhấn nút chạy Sau thời gian định, máy cho sản phẩm hồn chỉnh khơng cần can thiệp ngƣời vận hành  Máy có kết cấu vững chắc, bền, đẹp, làm việc thuận tiện Hình 3.8 : Hình ảnh tổng thể máy SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 44 Máy CNC mini khắc gỗ, mica CHƢƠNG IV THỰC HIỆN GIA CÔNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY CNC CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Nhập file mã g-code gia công vào phần mềm - Trong phần mềm gia công, ta mở menu file, chọn file cần gia cơng (hình 4.1), sau file đƣợc thiết kế sẵn có (hình 4.2) C C R L T DU Hình 4.1: Nhập file cần gia cơng vào máy Hình 4.2: Chọn file gia cơng theo đƣờng dẫn SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 45 Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Sau nhập đƣợc file gia công ta đƣợc sản phẩm hoàn thiện đƣợc hiển thị gia diện phần mềm, ví dụ đƣợc thể hình 4.3 C C Hình 4.3: Sản phẩm cần gia cơng R L T 4.2 Gá phôi gia công lên máy - Sau phần mềm sẵn sàng, ta thực gá phôi cần gia công lên máy DU Yêu cầu gá phôi phải đảm bảo phôi đƣợc gắn chắn cân đối, cho không bị xê dịch máy chạy gia công Sau gá phôi chắn, ta thực điều khiển mũi khoan tới bị chí ban đầu, để chuẩn bị gia cơng Hình 4.4: Gá phơi gia cơng vào máy SVTH : Võ Hồi Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 46 Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Bƣớc tiếp theo, ta thực reset tọa độ ban đầu vị trí (0,0,0) phần mềm - Để reset tọa độ, ta điều khiển cho mũi dao tới vị trí ban đầu mong muốn, sau nhập tay ô tọa độ trục X,Y,Z Các trục tọa độ ta cho giá trị 0, sau ấn Enter Lúc này, vị trí mũi dao đƣợc mặc định tọa độ (X,Y,Z)=(0,0,0) Dựa vào tọa độ gốc này, hệ thống tính tọa độ lệch để điều khiển di chuyển mũi dao C C R L T DU H Hình 4.5: Reset tọa độ gốc ban đầu 4.3 Bấm chạy máy - Sau thực đầy đủ quy trình phầm mềm gá lắp phôi vào máy chắn, tiến hành cho chạy máy việc ấn nút Run giao diện điều khiển Đƣợc thể hình 4.6 SVTH : Võ Hồi Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 47 Máy CNC mini khắc gỗ, mica C C R L T Hình 4.6: Bấm chạy máy DU Hình 4.7: Hình ảnh dao khắc gia cơng - Khi gia cơng hết chƣơng trình, máy tự động dừng lại Ta đƣợc sản phẩm điêu khắc - Kết sản phẩm cho thấy toàn hệ thống máy chạy tốt, cho ta sản phẩm gia công đạt chất lƣợng cao SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 48 Máy CNC mini khắc gỗ, mica 4.4 Một vài mẫu sản phẩm gia công máy cnc sản phẩm dề tài C C Hình 4.8: Kết gia cơng mẫu R L T DU Hình 4.9 : Kết gia cơng mẫu SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 49 Máy CNC mini khắc gỗ, mica C C Hình 4.10: Kết gia công mẫu 3, phay thô R L T DU SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 50 Máy CNC mini khắc gỗ, mica KẾT LUẬN Thời gian thực với tạo điều kiện giúp đỡ thầy CHÂU MẠNH LỰC em thực thành công đề tài “MÁY CNC MINI KHẮC GỖ, MICA” Các công việc thực bao gồm: Thiết kế, thi công chỉnh định máy CNC trục ứng dụng điêu khắc gỗ, mica Do thời gian có hạn kinh nghiệm thân chƣa có với giúp đỡ thầy cô nhà trƣờng giúp em hồn thành nhiệm vụ Qua em xin cảm ơn thầy giáo dìu dắt em năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa CƠ KHÍ dạy dỗ trang bị cho em C C kiến thức chuyên ngành quý giá Em cố gắng tiếp thu kiến thức không ngừng học hỏi để áp dụng vào R L T công việc thực tế sau DU Đà Nẵng, ngày 28 tháng 11 năm 2019 Sinh viên Võ Hoài Lộc Nguyễn Tuấn Hoàng SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 51 Máy CNC mini khắc gỗ, mica TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Th.s Châu Mạnh Lực, Giáo trình Cơng nghệ gia công máy CNC, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [2] PGS.TS Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật [3] Th.s Nguyễn Độ, giáo trình Vẽ kỹ thuật khí, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [4] PGS.TS Lƣu Đức Bình, Kỹ thuật đo khí, NXB Giáo dục Việt Nam [5] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí-NXB Giáo dục C C R L T DU SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực 52 LỜI CAM ĐOAN Trong muôn vàn phát minh sáng chế khoa học loại máy công nghiệp, ngƣời sáng chế lại có cách thực hay cải tiến để khơng bị trùng lặp ý tƣởng trƣớc Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Võ Hồi Lộc Nguyễn Tuấn Hoàng thực đề tài “Máy CNC mini khắc gỗ, mica” sở máy có sẵn thị trƣờng Tuy nhiên bọn em cải tiến nhƣ kết cấu thay đổi so với máy có theo hƣớng đơn giản kết cấu để giảm chi phí nhƣng đảm bảo tối đa yêu cầu kỹ thuật máy Trong đề tài tốt nghiệp bọn em, bọn em cam đoan tự làm 100% dƣới sợ góp C C ý giúp đỡ trực tiếp từ thầy Th.S Châu Mạnh Lực - Khoa Cơ khí, khơng có copy hay nhặt nhanh từ đề tài có sẵn trƣớc R L T Với đề tài thiết kế chế tạo “Máy CNC mini khắc gỗ, mica” chúng em cam đoan tự thiết kế, tự làm, có tranh chấp bọn em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm DU Đà Nẵng, ngày 28 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực Võ Hoài Lộc i Nguyễn Tuấn Hoàng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH iv CHƢƠNG I.TỔNG QUAN VỀ CNC .2 1.1 Khái niệm .2 1.2 Nguyên lý hoạt động 1.3 Hệ tọa độ điểm gốc, điểm chuẩn 1.4 Phân loại .4 1.5 Một số mẫu máy cnc trục CHƢƠNG II.THIẾT KẾ MÁY CNC TRỤC KHẮC GỖ 10 C C 2.1 Thiết kế phần khí máy cnc trục .10 2.1.1 Kết cấu chung khí máy CNC .10 R L T 2.1.1.1 Thân máy đế máy 10 2.1.1.2 Bàn máy 10 DU 2.1.1.3 Cụm trục 11 2.1.1.4 Các trục truyền chuyển động .11 2.1.2 Thiết kế khung máy, bàn máy cấu chuyển động trục 12 2.1.2.1 Mục tiêu yêu cầu thiết kế .12 2.1.2.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo kết cấu khung máy 13 2.1.2.3 Thiết kế bàn máy 13 2.1.2.4 Thiết kế truyền chuyển động gá lắp động trục X 14 2.1.2.5 Thiết kế truyền chuyển động gá lắp động cho trục Y .15 2.1.2.6 Thiết kế truyền chuyển động gá lắp động trục Z 16 2.1.2.7 Bản vẽ tổng thể .17 2.2 Tính tốn lựa chọn dao cắt động chuyển động dao cắt .19 2.2.1 Gia công tốc độ cao (HSM) 19 2.2.2 Dao cắt 20 2.2.3 Đầu gá dụng cụ cắt 21 2.2.4 Chế độ cắt .22 2.2.5 Lựa chọn động dao cắt .23 ii 2.3 Thiết kế, lựa chọn động truyền động 24 2.4 Tính tốn tỉ số truyền chọn động .25 2.5 Thông số động bƣớc lựa chọn 27 2.6 Thiết kế, lựa chọn hệ thống điều khiển .28 2.6.1 Thiết kế, lựa chọn mạch điều khiển trung tâm 28 2.7 Tính tốn độ xác gia công 29 2.8 Hệ thống bảo vệ 29 2.9 Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm đáp ứng yêu cầu khắc gỗ 3d 32 2.9.1 Yêu cầu lựa chọn công nghệ phần mềm .32 2.9.2 Điều khiển thông qua giao diện phần mềm lựa chọn 33 CHƢƠNG III.THI CÔNG, LẮP ĐẶT VÀ CĂN CHỈNH MÁY CNC KHẮC GỖ .39 C C 3.1 Lắp ráp, chỉnh kết cấu khí 39 3.1.1 Căn chỉnh mặt phẳng lắp đƣờng dẫn hƣớng 39 R L T 3.1.2 Căn chỉnh trƣợt, trục vít me nhơm định hình 39 3.2 Thi cơng đấu nối cấu hình phần điện 40 DU 3.3 Sản phẩm hoàn thiện 44 CHƢƠNG IV.THỰC HIỆN GIA CÔNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY CNC CỦA ĐỀ TÀI .45 4.1 Nhập file mã g-code gia công vào phần mềm 45 4.2 Gá phôi gia công lên máy .46 4.3 Bấm chạy máy 47 4.4 Một vài mẫu sản phẩm gia công máy cnc sản phẩm dề tài 49 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 iii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH Bảng 1.1 : Thơng số tính máy CNC 1325 QC Bảng 1.2 : Thơng số tính máy CNC 1325-ST 45 Bảng 1.3 : Thông số tính máy CNC đục gỗ 4D đầu Bảng 1.4 : Thông số máy CNC – STEP Hình 1.1 : Máy CNC 1325 QC Hình 1.2 : Máy CNC 1325-ST 45 Hình 1.3 : Máy đục gỗ 4D đầu Hình 2.1 : Hệ thống trƣợt trịn dẫn hƣớng Hình 2.2 : Truyền động dạng vit me,đai ốc C C Hình 2.3 : Mặt phẳng bàn máy Hình 2.4 : Dẫn hƣớng trƣợt trƣợt trịn R L T Hình 2.5 : Truyền động dạng vit me đai ốc Hình 2.6 : Hình ảnh thiết kế 3D trục X DU Hình 2.7 : Bản vẽ mặt trực diện trục Y Hình 2.8 : Bản vẽ truyền chuyển động trục Z Hình 2.9 : Ảnh cấu chuyển động trục Z gắn trục Y Hình 2.10 : Bản vẽ vẽ tổng thể hệ thống Hình 2.11 : Ảnh 3D mặt phải Hình 2.12 : Ảnh 3D mặt trái Hình 2.13 : Ảnh 3D mặt sau Hình 2.14 : Dao khắc Hình 2.15 : Khớp nối cứng Hình 2.16 : Hình ảnh động 775 Hình 2.17 : Lựa chon động bƣớc điều khiển trục X, Y, Z Hình 2.18 : Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy CNC Hình 2.19 : Thể phần tử điều khiển trung tâm hệ thống ADUINO R3 Hình 2.20 : Nút dừng cố khẩn cấp Hình 2.21 : Giao diện phần mềm BCNC Hình 2.22 : Giao diện phần file phần mềm BCNC iv Hình 2.23 : Giao diện phần CONTROL phần mềm BCNC Hình 2.24 : Giao diện phần PROBE phần mềm BCNC Hình 2.25 : Giao diện TOOLS phần mềm BCNC Hình 2.26 : Giao diện phần EDITOR phần mềm BCNC Hình 2.27 : Giao diện phần mềm VECTRIC ASPIRE 9.5 Hình 2.28 : Chi tiết gia cơng Hình 2.29 : Chi tiết gia cơng Hình 3.1 : Khung đế máy Hình 3.2 : Kết cấu máy hồn chỉnh Hình 3.3 : Mạch điều khiển trung tâm Arduino R3 Hình 3.4 : Thể hình ảnh Sheild V3 nối với Aduino C C Hình 3.5 : Thể Driver A4988 Hình 3.6 : Sơ đồ kết nối shield v3 driver A4988 lên Arduino R3 R L T Hình 3.7 : Thể sơ đồ nối dây hệ thống điều khiển Hình 3.8 : Hình ảnh tổng thể máy DU Hình 4.1 : Nhập file cần gia cơng vào máy Hình 4.2 : Chọn file gia cơng theo đƣờng dẫn Hình 4.3 : Sản phẩm cần gia cơng Hình 4.4 : Gá phơi gia cơng vào máy Hình 4.5 : Reset tọa độ gốc ban đầu Hình 4.6 : Bấm chạy máy Hình 4.7 : Hình ảnh dao khắc gia cơng Hình 4.8 : Kết gia cơng mẫu Hình 4.9 : Kết gia cơng mẫu Hình 4.10 : Kết gia công mẫu 3, phay thô v ... Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica - Trên hình 1.3 máy CNC Máy đục Gỗ đầu, máy Trung Quốc chế tạo, loại máy dùng cho gia công vật liệu gỗ dùng xí nghiệp chế tạo đồ mộc Thơng số tính máy cho bảng... máy CNC – STEP DU SVTH : Võ Hoài Lộc _ 14C1A Nguyễn Tuấn Hoàng _ 14C1A GVHD : ThS Châu Mạnh Lực Máy CNC mini khắc gỗ, mica CHƢƠNG II THIẾT KẾ MÁY CNC TRỤC KHẮC GỖ 2.1 Thiết kế phần khí máy cnc. .. Lực 38 Máy CNC mini khắc gỗ, mica CHƢƠNG III THI CÔNG, LẮP ĐẶT VÀ CĂN CHỈNH MÁY CNC KHẮC GỖ 3.1 Lắp ráp, chỉnh kết cấu khí Trên sở vẽ thiết kế khí máy chƢơng 2, thực thi công lắp ráp, chỉnh kết