Thiết kế, Chế Tạo Mô Hình Máy CNC Vẽ Mạch In: Đồ Án Chi Tiết

Đồ án Tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử GVHD: ThS. Nguyễ n Thế Tranh

SVTH: Nguyễ n Thế Tri & Nguyễ n Văn Chiế n Lớ p: 15CĐT1 Trang 1

MỤC LỤC

LỜ I NÓI ĐẦ U.................................................................................................................3

NHẬ N XÉT CỦ A GIÁO VIÊN HƯ Ớ NG DẪ N ............................................................4

TỔ NG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .............................................................................................5

1.1. Giớ i thiệ u sơ lư ợ c về ý tư ở ng – lý do chọ n đề tài :..............................................5

1.2 Khái niệ m máy CNC và giớ i thiệ u về máy CNC vẽ mạ ch in................................5

1.2.1 Tổ ng quan về máy CNC, đặ t vấ n đề ...........................................................................5

1.2.2 Khái niệ m máy CNC.................................................................................................... 6

1.3 Tổ ng quan về máy CNC trong và ngoài nư ớ c.......................................................7

1.3.1 Tình hình nghiên cứ u trong và ngoài nư ớ c.................................................................7

1.3.2 Các máy móc và sả n phẩ m tư ơ ng tự ...........................................................................8

1.3.3 Mụ c đích nghiên cứ u....................................................................................................8

1.3.4 Mô tả đề tài: Thiế t kế mô hình máy CNC vẽ mạ ch in...............................................8

1.3.5 Phân loạ i mô hình máy CNC.......................................................................................9

1.3.6 Các đặ c trư ng củ a máy CNC vẽ mạ ch in..................................................................10

1.3.7 Ứ ng dụ ng.....................................................................................................................10

1.3.8 Hư ớ ng giả i quyế t........................................................................................................10

1.3.9 Nhữ ng yêu cầ u chung củ a mô hình máy CNC.........................................................10

PHÂN TÍCH XÁC ĐỊ NH MÁY THIẾ T KẾ MÁY......................................................11

2.1. Yêu cầ u thiế t kế hệ thố ng ...................................................................................11

2.1 Tổ ng quan về kỹ thuậ t điề u khiể n số ...................................................................11

2.1.1 Các đị nh nghĩa cơ bả n về điề u khiể n số ....................................................................11

2.1.2 Phư ơ ng pháp truyề n thông tin đầ u vào.....................................................................13

2.1.3 Ư u như ợ c điể m củ a máy điề u khiể n số ............................................................13

2.2.4 Phân loạ i theo cấ u trúc điề u khiể n.............................................................................13

2.2.5 Phân loạ i kiể u điề u khiể n..........................................................................................13

2.2 Nhiệ m vụ củ a máy thiế t kế ..................................................................................15

2.3 Nguyên lý hoạ t độ ng củ a máy.............................................................................15

2.4 Các thành phầ n chính củ a máy...........................................................................16

2.4.1 Phầ n điề u khiể n...........................................................................................................16

2.4.2 Phầ n chấ p hành..........................................................................................................16

TÍNH TOÁN THIẾ T KẾ MÔ HÌNH CỦ A MÁY ........................................................18

3.1 Phân tích, chọ n phư ơ ng án, kích thư ớ c và quy mô củ a mô.................................18

3.1.1 Phân tích chọ n phư ơ ng án..........................................................................................18

Đồ án Tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử  GVHD: ThS. Nguyễ n Thế Tranh

SVTH: Nguyễ n Thế Tri & Nguyễ n Văn Chiế n Lớ p: 15CĐT1 Trang 2

3.1.2.Kích thư ớ c và quy mô củ a mô hình..........................................................................18

3.2 Tính toán thiế t kế các thành phầ n củ a máy .........................................................19

3.2.1 Cơ cấ u dẫ n hư ớ ng.......................................................................................................19

3.2.2 Cơ cấ u truyề n độ ng.....................................................................................................20

3.2.3 Các loạ i độ ng cơ sử dụ ng...........................................................................................21

3.2.3. Tính toán độ ng cơ cho cơ cấ u xoay phôi.................................................................29

3.2.4 Mộ t số linh kiệ n khác cầ n sử dụ ng trong chế tạ o máy cnc vẽ mạ ch in..................30

3.3 Bả n vẽ tổ ng thể và mô hình thự c tế .....................................................................31

THIẾ T KẾ PHẦ N ĐIỀ U KHIỂ N .................................................................................32

4.1 Yêu cầ u hoạ t độ ng tự độ ng củ a máy ...................................................................32

4.2 Các thành phầ n củ a hệ thố ng...............................................................................32

4.3 Phân tích chọ n lự a phư ơ ng án điề u khiể n ...........................................................33

4.4 Thiế t kế điề u khiể n và kế t nố i máy tính.......................................................................34

4.5 Giớ i thiệ u về phầ n điề u khiể n..............................................................................34

4.5.1 Giớ i thiệ u về Arduino.................................................................................................34

4.4.4 Module điề u khiể n CNC Shield V3..........................................................................40

4.4.5. Driver điề u khiể n độ ng cơ bư ớ c A4988 ..................................................................40

4.5 Xác đị nh, sơ đồ nố i dây......................................................................................41

4.6 Các phầ n mề m cầ n dùng......................................................................................42

4.6.1 Phầ n mề m tạ o file mạ ch in.........................................................................................42

4.6.2 Phầ n mề m tạ o G-code................................................................................................42

4.6.3 Chư ơ ng trình điề u khiể n máy CNC ( Universal Gcode Sender 1.0.8)...................42

4.7 Chư ơ ng trình điề u khiể n:.....................................................................................43

4.7.1. Đoạ n chư ơ ng trình điề u khiể n giao tiế p giữ a máy vi tính và máy CNC..............43

4.7.2. Chư ơ ng trình điề u khiể n chuyể n độ ng bàn xoay phôi...........................................51

Đồ án Tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử  GVHD: ThS. Nguyễ n Thế Tranh

SVTH: Nguyễ n Thế Tri & Nguyễ n Văn Chiế n Lớ p: 15CĐT1 Trang 3

LỜ I NÓI ĐẦ U

Hiệ n nay, khoa họ c công nghệ ngày càng phát triể n, vì vậ y việ c ứ ng dụ ng các kỹ

thuậ t tiên tiế n vào sả n xuấ t nhằ m tạ o ra nhữ ng sả n phẩ m có năng suấ t, chấ t lư ợ ng cao,

mà giá thành chấ p nhậ n đư ợ c ngày càng trở nên cầ n thiế t, đặ c biệ t đố i vớ i nhữ ng nư ớ c

đang phát triể n như Việ t nam. Đóng góp vào sự phát triể n nhanh chóng củ a khoa họ c

công nghệ trong thờ i gian gầ n đây, tự độ ng hoá sả n xuấ t có vai trò rấ t quan trọ ng.

Nhậ n thứ c đư ợ c điề u này, trong chiế n lư ợ c công nghiệ p hoá và hiệ n đạ i hoá nề n kinh

tế , công nghệ tự độ ng đư ợ c ư u tiên đầ u tư phát triể n.

Ở các nư ớ c có nề n công nghiệ p phát triể n, tự độ ng hoá các ngành kinh tế kỹ thuậ t

trong đó có cơ -điệ n tử đã đư ợ c thự c hiệ n từ nhữ ng năm trư ớ c đây. Mộ t trong nhữ ng

vấ n đề quyế t đị nh củ a tự độ ng hoá ngành cơ khí chế tạ o là kĩ thuậ t điề u khiể n số và

công nghệ trên các máy điề u khiể n số .

Các máy công cụ điề u khiể n số đư ợ c dùng phổ biế n ở nư ớ c phát triể n như NC và

CNC trong nhữ ng năm gầ n đây đã đư ợ c nhậ p vào Việ t nam và đư ợ c sử dụ ng rộ ng rãi

tạ i các việ n nghiên cứ u và các công ty liên doanh. Máy công cụ điề u khiể n số hiệ n đạ i

(máy CNC) là các thiế t bị điể n hình cho sả n xuấ t tự độ ng, đặ c trư ng cho ngành cơ khí

tự độ ng.Vậ y để làm chủ đư ợ c công nghê cầ n làm chủ đư ợ c các thiế t bị quan trọ ng và

điể n hình.

Trong đề tài đồ án tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử , mụ c tiêu trư ớ c tiên mà em hư ớ ng tớ i là chế

tạ o đư ợ c mô hình máy CNC vẽ mạ ch in PCB hoạ t độ ng ổ n đị nh vớ i sai số nhỏ , sau đó

chúng em hư ớ ng tớ i khắ c phụ c dao độ ng, sai số và nâng cao tính tự độ ng củ a máy như

khả năng thay dao tự độ ng, hệ thố ng cấ p phôi tự độ ng... Tuy nhiên do kinh nghiệ m còn

hạ n chế và thờ i gian thự c hiệ n có hạ n, nên đồ án củ a em còn nhữ ng thiế u xót, và mụ c

tiêu ổ n đị nh dao độ ng và thiế t kế modun thay dao tự độ ng và hệ thố ng cấ p phôi tự

độ ng chúng em chư a thể hoàn thiệ n.Chúng em mong nhậ n đư ợ c nhữ ng ý kiế n đóng

góp củ a các thầ y cô để hoàn thiệ n hơ n để tài.

Chúng em xin chân thành cả m ơ n! Đặ c biệ t, cả m ơ n thầ y Nguyễn ThếTranh đã tậ n

tình hư ớ ng dẫ n giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!

Đồ án Tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử  GVHD: ThS. Nguyễ n Thế Tranh

SVTH: Nguyễ n Thế Tri & Nguyễ n Văn Chiế n Lớ p: 15CĐT1 Trang 4

NHẬN XÉT CỦ A GIÁO VIÊN HƯ Ớ NG DẪN

.................................................................................................................................

Đà Nẵ ng ,ngày tháng năm 2018

Giáo viên hư ớ ng dẫ n

Thầ y Nguyễn ThếTranh

Đồ án Tổ ng hợ p Cơ Điệ n Tử  GVHD: ThS. Nguyễ n Thế Tranh

SVTH: Nguyễ n Thế Tri & Nguyễ n Văn Chiế n Lớ p: 15CĐT1 Trang 5

CHƯ Ơ NG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Giớ i thiệ u sơ lư ợ c về ý tư ở ng – lý do chọ n đề tài :

Vớ i thờ i đạ i phát triể n ngày nay , đứ ng trư ớ c thờ i kì công nghiệ p hóa , hiệ n đạ i

hóa đang diễ n ra khắ p mọ i nơ i trên thế giớ i , từ châu lụ c nay sang chậ u lụ c kia , từ

nư ớ c kém phát triể n cho đế n nư ớ c phát triể n , hiệ n đạ i .

Vớ i sự phát triể n tố c độ đó , thì máy móc ngày càng đư ợ c sử dụ ng nhiề u trong

sả n xuấ t , đặ c biệ t trong lĩnh vự c tự độ ng hóa , đang diễ n ra vớ i tố c độ mạ nh mẽ , cùng

vớ i đó là sự xuấ t hiệ n củ a các máy CNC đã nhanh chóng thay đổ i việ c sả n xuấ t công

nghiệ p.

Vớ i máy CNC thì các đư ờ ng cong đư ợ c thự c hiệ n dễ dàng như đư ờ ng thẳ ng,

các cấ u trúc phứ c tạ p 3 chiề u cũng dễ dàng thự c hiệ n, và mộ t lư ợ ng lớ n các thao tác do

con ngư ờ i thự c hiệ n đư ợ c giả m thiể u.

Việ c gia tăng tự độ ng hóa trong quá trình sả n xuấ t vớ i máy CNC tạ o nên sự

phát triể n đáng kể về chính xác và chấ t lư ợ ng. Kỹ thuậ t tự độ ng củ a CNC giả m thiể u

các sai sót và giúp ngư ờ i thao tác có thờ i gian cho các công việ c khác. Ngoài ra còn

cho phép linh hoạ t trong thao tác các sả n phẩ m và thờ i gian cầ n thiế t cho thay đổ i máy

móc để sả n xuấ t các linh kiệ n khác.

Trong môi trư ờ ng sả n xuấ t, mộ t loạ t các máy CNC kế t hợ p thành mộ t tổ hợ p,

gọ i là cell, để có thể làm nhiề u thao tác trên mộ t bộ phậ n. Máy CNC ngày nay đư ợ c

điề u khiể n trự c tiế p từ các bả n vẽ do phầ n mề m CAM, vì thế mộ t bộ phậ n hay lắ p ráp

có thể trự c tiế p từ thiế t kế sang sả n xuấ t mà không cầ n các bả n vẽ in củ a từ ng chi tiế t.

Có thể nói CNC là các phân đoạ n củ a các hệ thố ng robot công nghiệ p, tứ c là chúng

đư ợ c thiế t kế để thự c hiệ n nhiề u thao tác sả n xuấ t (trong tầ m giớ i hạ n).

Dự a trên các ư u điể m củ a máy CNC cùng vớ i sự phát trể n củ a ngành công

nghiệ p chế tạ o, chúng em quyế t đị nh nguyên cứ u thiế t kế và chế tạ o mô hình máy

phay CNC loạ i nhỏ vớ i các chứ c năng cơ bả n củ a mộ t máy CNC dự a trên nhữ ng kiế n

thứ c đã đư ợ c họ c và nghiên cứ u tạ i trư ờ ng.

1.2 Khái niệm máy CNC và giới thiệu vềmáy CNC vẽmạch in

1.2.1 Tổng quan về máy CNC, đặ t vấ n đề

Tự độ ng hóa quá trình sả n xuấ t là mộ t trong nhữ ng yêu cầ u bứ c xúc hiệ n nay

đố i vớ i các doanh nghiệ p sả n xuấ t trong và ngoài nư ớ c ở hầ u hế t các lĩnh vự c.

Đố i vớ i lĩnh vự c sả n xuấ t cơ khí thì đây cũng là mộ t trong nhữ ng yêu cầ u cấ p

thiế t nhằ m tiế n đế n “tăng năng suấ t, nâng cao chấ t lư ợ ng, hạ giá thành sả n

phẩ m”.

Nhiề u doanh nghiệ p đã và đang đầ u tư để đổ i mớ i công nghệ , ứ ng dụ ng công nghệ

cao, công nghệ tiên tiế n trong sả n xuấ t. Tuy nhiên, do hạ n chế về khả năng tự nghiên

Đồ án: Thiết kế, chế tạo mô hình máy CNC vẽ mạch in

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi