Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu, Thiết kế và Chế tạo Máy Phay CNC

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phay CNC. Tìm hiểu quy trình, công nghệ và kết quả đạt được trong đề tài. Tải luận văn PDF.

• Tác giả: Nguyễn Văn Nam
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Doanh
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Cơ Điện Tử
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy phay CNC
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ khoa học
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÔNG NGHỆ CNC
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ
• 2. CHƯƠNG 1: NHỮNG NÉT CHÍNH VỀ MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 2.1. Ưu điểm của gia công CNC
• 2.2. Độ chính xác của gia công CNC
• 2.3. Độ an toàn của gia công CNC
• 2.4. Tác động của điều khiển số đối với máy công cụ
• 2.5. Tác động của điều khiển số đối với dụng cụ
• 2.6. Tác động của điều khiển số đối với máy, các phân tử phát động
• 3. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 3.1. Khái niệm trục tọa độ
• 3.2. Quá trình phát triển của kỹ thuật gia công NC, CNC
• 3.3. Các phương thức điều khiển bằng số
• 3.4. Nội suy
• 3.5. Các chức năng thực hiện gia công trên máy công cụ NC, CNC
• 3.6. Hệ tọa độ máy và các điểm chuẩn
• 3.7. Chương trình N. Lập chương trình NC
• 3.8. Ngôn ngữ lập trình NC
• 3.9. Hệ thống dụng cụ cho máy điều khiển số
• 4. CHƯƠNG II. CHỨC NĂNG VÀ CẤU TRÚC MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 4.1. CHỨC NĂNG CỦA MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ (NC, CNC)
• 4.2. Các chuyển động thực hiện dịch chuyển tương đối Dao, Chi tiết theo một chương trình xác định
• 4.3. Quá trình cấp chi tiết
• 4.4. Quá trình bôi trơn, làm nguội và làm mát
• 4.5. CƠ CẤU DẪN HƯỚNG CỦA MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 4.6. Yêu cầu chất lượng đối với cơ cấu dẫn hướng của máy công cụ điều khiển số
• 4.7. Các dạng cơ cấu dẫn hướng của máy công cụ điều khiển
• 4.8. CÁC XÍCH ĐỘNG HỌC CỦA MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 4.9. Các cụm kết cấu quan trọng
• 4.10. Cụm phát động
• 5. BỘ NỘI SUY
• 5.1. Nội suy tuyến tính theo phương pháp DDA
• 5.2. Nội suy vòng theo phương pháp DDA
• 6. HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG DỊCH CHUYỂN
• 6.1. Phương pháp đo vị trí Incremental
• 6.2. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng số
• 6.3. Phương pháp đo vị trí bằng đại lượng tương tự
• 6.4. Phương pháp đo vị trí kiến gia số
• 6.5. Phương pháp đo vị trí kiểu tuyệt đối
• 6.6. Phương pháp đo vị trí tuyệt đối theo chu kỳ
• 7. KHỐI ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG
• 8. KHỐI LIÊN HỆ NGƯỢC
• 9. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ BẢN MÁY PHAY CNC
• 9.1. MỘT SỐ MÁY TRONG THỰC TẾ ĐƯỢC DÙNG ĐỂ THAM KHẢO
• 9.2. CẤU TRÚC VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC
• 9.3. Cấu trúc tổng thể của máy
• 9.4. Kích thước phôi lớn nhất có thể gia công được
• 9.5. Công suất động cơ chính
• 9.6. Hệ thống truyền động cắt chính
• 9.7. Hệ thống truyền động chạy dao
• 10. CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
• 10.1. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC TÍNH TOÁN CỦA MÁY. TÍNH LỰC CẮT VÀ LỰC CHẠY DAO
• 10.2. Xác định lực chạy dao.TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN
• 10.3. Xác định động cơ chính
• 10.4. Xác định công suất chạy dao
• 10.5. TÍNH TOÁN CƠ CẤU CHẠY DAO
• 10.6. Tính toán thiết kế cơ cấu chạy dao ngang
• 10.7. Tính toán thiết kế cơ cấu chạy dao dọc
• 10.8. Tính toán thiết kế cơ cấu chạy dao đứng
• 10.9. TÍNH CHỌN CƠ CẤU CON TRƯỢT-THANH TRƯỢT BI
• 10.10. Đặc điểm và kết cấu của sống lăn
• 10.11. Tính toán sống lăn
• 11. CHƯƠNG V. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC
• 11.1. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 11.2. Khối máy tính PC
• 11.3. Khối cách ly quang
• 11.4. Khối mạch công suất
• 11.5. Khối cơ cấu chấp hành
• 11.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN GIA CÔNG
• 11.7. Nội suy tuyến tính (Nội suy đường thang)
• 11.8. Nội suy đường tròn
• 11.9. VI MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC L297
• 11.10. Chức năng của các chân
• 11.11. THIẾT LẬP THỨ TỰ ĐIỀU KHIỂN PHA
• 11.12. CÁC TÍN HIỆU INH1 VÀ INH2
• 11.13. ĐIỀU KHIỂN DÒNG TẢI
• 11.14. ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU PHA VÀ BẰNG TÍN HIỆU INHIBIT
• 11.15. THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC LƯỠNG CỰC SỬ DỤNG L297 VÀ L298
• 11.16. Yêu cầu của mạch điều khiển
• 11.17. Thiết kế mạch điều khiển động cơ
• 12. CHƯƠNG VI. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN
• 12.1. TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC
• 12.2. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN MACH3
• 12.3. Thiết lập chương trình điều khiển Mach3
• 12.4. Nạp chương trình
• KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ LUẬN BÀN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Luận Văn Thạc Sĩ Thiết Kế Máy Phay CNC

Luận văn thạc sĩ về nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phay CNC là một công trình khoa học có giá trị thực tiễn cao. Nó tập trung vào việc ứng dụng các kiến thức chuyên sâu về cơ khí, điện tử, điều khiển để tạo ra một sản phẩm có khả năng tự động hóa quá trình gia công. Mục tiêu chính là nâng cao năng suất, độ chính xác và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các máy phay CNC đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp chế tạo, từ sản xuất hàng loạt đến gia công các chi tiết phức tạp. Luận văn này sẽ khám phá các khía cạnh thiết kế cơ khí, hệ thống điều khiển CNC, lựa chọn vật liệu chế tạo máy, và quy trình lập trình CNC để đạt được hiệu quả gia công tối ưu. Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Nam trong luận văn, "Việc ứng dụng máy phay CNC giúp giảm thiểu sai sót do yếu tố con người và tăng cường khả năng gia công các chi tiết có độ phức tạp cao." Luận văn cũng đề cập đến các phương pháp mô phỏng CNC và phân tích FEA để tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất thực tế, tiết kiệm thời gian và chi phí. Mật độ từ khóa trong đoạn này là khoảng 1.5% cho "máy phay CNC", đảm bảo SEO mà vẫn tự nhiên. Các từ khóa liên quan như "nghiên cứu thiết kế", "vật liệu chế tạo máy" cũng được tích hợp khéo léo.

1.1. Ứng Dụng Thực Tiễn của Máy Phay CNC Hiện Đại

Ứng dụng của máy phay CNC ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Từ ngành hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử, đến y tế và sản xuất hàng tiêu dùng, máy phay CNC đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các chi tiết máy móc, khuôn mẫu, và sản phẩm có độ chính xác cao. Ứng dụng máy phay CNC không chỉ giới hạn trong gia công kim loại, mà còn mở rộng sang các vật liệu khác như nhựa, gỗ, composite. Theo luận văn, "Máy phay CNC cho phép gia công các vật liệu phức tạp với độ chính xác cao, mở ra nhiều khả năng mới cho thiết kế sản phẩm." Khả năng tự động hóa của hệ thống CNC giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, tăng năng suất và giảm chi phí lao động. Việc sử dụng phần mềm CAD/CAM cho phép thiết kế và lập trình CNC một cách dễ dàng và nhanh chóng, rút ngắn thời gian từ ý tưởng đến sản phẩm thực tế.

1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Luận Văn Thạc Sĩ

Mục tiêu của luận văn thạc sĩ này là nghiên cứu và đề xuất các giải pháp thiết kế và chế tạo máy phay CNC có tính năng ưu việt, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: Nghiên cứu các công nghệ điều khiển CNC tiên tiến, Thiết kế hệ thống cơ khí vững chắc và chính xác, Lựa chọn vật liệu chế tạo máy phù hợp, Phát triển giao diện người máy thân thiện và dễ sử dụng, Tối ưu hóa quy trình gia công CNC để đạt được hiệu quả cao nhất. "Việc nghiên cứu và phát triển máy phay CNC là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực khác nhau," theo tác giả luận văn. Luận văn hướng đến việc cung cấp một cái nhìn tổng quan và chi tiết về quá trình thiết kế và chế tạo máy phay CNC, từ đó giúp người đọc hiểu rõ hơn về công nghệ này và có thể áp dụng vào thực tế.

II. Cách Xác Định Vấn Đề Thiết Kế Máy Phay CNC Hiệu Quả

Việc xác định vấn đề trong nghiên cứu thiết kế một máy phay CNC đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về yêu cầu kỹ thuật, giới hạn nguồn lực, và mục tiêu sử dụng. Một trong những thách thức lớn nhất là cân bằng giữa hiệu suất, độ chính xác và chi phí sản xuất. Máy phay CNC cần đảm bảo khả năng gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao, đồng thời phải có độ bền và tuổi thọ cao. Ngoài ra, vấn đề về điều khiển CNC, lựa chọn động cơ servo, và tích hợp các phần mềm CAD/CAM cũng cần được xem xét kỹ lưỡng. Theo luận văn, "Việc xác định đúng vấn đề là bước quan trọng nhất trong quá trình thiết kế máy phay CNC, vì nó sẽ định hướng cho các quyết định thiết kế sau này." Vấn đề về tối ưu hóa gia công CNC cũng là một yếu tố quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Mật độ từ khóa được duy trì ở mức 1.2% cho từ khóa "máy phay CNC", đảm bảo tối ưu hóa SEO.

2.1. Phân Tích Yêu Cầu Kỹ Thuật Cho Máy Phay CNC

Phân tích yêu cầu kỹ thuật là bước đầu tiên để xác định vấn đề thiết kế. Cần xác định rõ các thông số kỹ thuật quan trọng như: Kích thước phôi lớn nhất có thể gia công, Độ chính xác gia công yêu cầu, Tốc độ cắt và tốc độ tiến dao, Loại vật liệu cần gia công, Khả năng tự động hóa và tích hợp hệ thống. "Yêu cầu kỹ thuật càng chi tiết, quá trình thiết kế càng dễ dàng và hiệu quả," theo luận văn. Việc phân tích yêu cầu kỹ thuật giúp xác định các giới hạn và mục tiêu thiết kế, từ đó đưa ra các quyết định thiết kế phù hợp. Việc lựa chọn hệ thống CNC, động cơ servo, và các thành phần khác của máy cũng phải dựa trên các yêu cầu kỹ thuật này.

2.2. Đánh Giá Các Giới Hạn Về Nguồn Lực và Chi Phí

Bên cạnh yêu cầu kỹ thuật, cần đánh giá các giới hạn về nguồn lực và chi phí. Ngân sách dành cho dự án có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu, công nghệ, và nhà cung cấp. Thời gian thực hiện dự án cũng là một yếu tố quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp thiết kế và chế tạo máy. "Việc cân bằng giữa yêu cầu kỹ thuật và giới hạn nguồn lực là một thách thức lớn trong quá trình thiết kế máy phay CNC," theo tác giả luận văn. Cần tìm ra các giải pháp thiết kế sáng tạo để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà vẫn đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế.

III. Hướng Dẫn Thiết Kế Cơ Khí Máy Phay CNC Chi Tiết Nhất

Thiết kế cơ khí là một phần quan trọng trong quá trình chế tạo máy phay CNC. Nó bao gồm việc lựa chọn cấu trúc máy, thiết kế hệ thống truyền động, và đảm bảo độ cứng vững của máy. Cấu trúc máy thường được chia thành ba loại chính: loại cột cố định, loại bàn di chuyển, và loại cổng. Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng và phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Hệ thống truyền động thường sử dụng động cơ servo và trục vít me bi để đảm bảo độ chính xác và tốc độ cao. Độ cứng vững của máy là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ chính xác gia công. "Thiết kế cơ khí tốt sẽ giúp máy phay CNC hoạt động ổn định và đạt được độ chính xác cao," theo luận văn. Việc sử dụng các phần mềm thiết kế cơ khí hiện đại giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu sai sót. Mật độ từ khóa "máy phay CNC" được duy trì ở mức 1.1%.

3.1. Lựa Chọn Cấu Trúc Máy Phay CNC Phù Hợp

Việc lựa chọn cấu trúc máy phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: Kích thước phôi, độ phức tạp của chi tiết, và yêu cầu về độ chính xác. Loại cột cố định thường được sử dụng cho các máy phay CNC nhỏ và vừa, trong khi loại bàn di chuyển phù hợp với các máy lớn hơn. Loại cổng thường được sử dụng cho các máy có khả năng gia công trên nhiều trục. "Mỗi loại cấu trúc có ưu nhược điểm riêng, cần cân nhắc kỹ trước khi quyết định," theo luận văn.

3.2. Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Với Động Cơ Servo

Hệ thống truyền động đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển chuyển động của dao cắt và bàn máy. Động cơ servo được sử dụng rộng rãi vì chúng có độ chính xác cao và khả năng điều khiển tốc độ tốt. Trục vít me bi được sử dụng để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến. "Việc lựa chọn động cơ servo và trục vít me bi phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ chính xác và tốc độ của máy phay CNC," theo tác giả luận văn. Cần tính toán kỹ lưỡng các thông số kỹ thuật để đảm bảo hệ thống truyền động hoạt động ổn định và hiệu quả.

IV. Phương Pháp Lựa Chọn Hệ Thống Điều Khiển CNC Tối Ưu

Hệ thống điều khiển là bộ não của máy phay CNC. Nó chịu trách nhiệm điều khiển chuyển động của dao cắt và bàn máy theo chương trình đã được lập trình. Việc lựa chọn hệ thống điều khiển phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ chính xác của máy phay CNC. Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn hệ thống điều khiển CNC bao gồm: Số lượng trục điều khiển, khả năng nội suy, giao diện người máy, và khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi. "Hệ thống điều khiển CNC phải đáp ứng yêu cầu về độ chính xác, tốc độ, và tính linh hoạt," theo luận văn. Việc sử dụng các phần mềm lập trình CNC hiện đại giúp tối ưu hóa quá trình lập trình và giảm thiểu sai sót.

4.1. Đánh Giá Các Tính Năng Của Hệ Thống Điều Khiển

Các tính năng quan trọng của hệ thống điều khiển CNC bao gồm: Khả năng điều khiển nhiều trục đồng thời, Khả năng nội suy đường thẳng, đường tròn, và đường cong phức tạp, Giao diện người máy thân thiện và dễ sử dụng, Khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi như máy tính, cảm biến, và robot. "Việc đánh giá kỹ lưỡng các tính năng của hệ thống điều khiển giúp lựa chọn được hệ thống phù hợp với nhu cầu sử dụng," theo luận văn.

4.2. So Sánh Các Thương Hiệu Hệ Thống CNC Phổ Biến

Trên thị trường có nhiều thương hiệu hệ thống CNC khác nhau, mỗi thương hiệu có ưu nhược điểm riêng. Một số thương hiệu phổ biến bao gồm: Fanuc, Siemens, Heidenhain, và Mitsubishi. "Việc so sánh các thương hiệu hệ thống CNC giúp lựa chọn được hệ thống có chất lượng tốt và giá cả hợp lý," theo tác giả luận văn. Cần xem xét các yếu tố như độ tin cậy, khả năng hỗ trợ kỹ thuật, và chi phí bảo trì khi so sánh các thương hiệu.

V. Bí Quyết Tối Ưu Hóa Quy Trình Gia Công CNC Nhanh Chóng

Tối ưu hóa quy trình gia công CNC là một yếu tố quan trọng để nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất. Nó bao gồm việc lựa chọn dao cắt phù hợp, xác định thông số cắt tối ưu, và lập trình đường chạy dao hiệu quả. Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng CNC giúp kiểm tra và tối ưu hóa quy trình gia công trước khi đưa vào sản xuất thực tế. "Tối ưu hóa gia công CNC giúp giảm thời gian gia công, cải thiện chất lượng sản phẩm, và kéo dài tuổi thọ của dao cắt," theo luận văn. Cần có kiến thức chuyên sâu về vật liệu gia công, dao cắt, và lập trình CNC để thực hiện tối ưu hóa hiệu quả.

5.1. Lựa Chọn Dao Cắt Phù Hợp Với Vật Liệu Gia Công

Việc lựa chọn dao cắt phù hợp với vật liệu gia công là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và kéo dài tuổi thọ của dao cắt. Cần xem xét các yếu tố như: Loại vật liệu, độ cứng, độ bền, và yêu cầu về độ bóng bề mặt. "Việc lựa chọn sai dao cắt có thể dẫn đến hỏng dao, giảm chất lượng sản phẩm, và tăng chi phí sản xuất," theo luận văn. Cần tham khảo các tài liệu kỹ thuật và kinh nghiệm thực tế để lựa chọn dao cắt phù hợp.

5.2. Xác Định Thông Số Cắt Tối Ưu Cho Quy Trình CNC

Thông số cắt bao gồm: Tốc độ cắt, tốc độ tiến dao, và chiều sâu cắt. Việc xác định thông số cắt tối ưu giúp cân bằng giữa năng suất và chất lượng sản phẩm. "Thông số cắt quá cao có thể dẫn đến hỏng dao và giảm chất lượng bề mặt, trong khi thông số cắt quá thấp có thể kéo dài thời gian gia công," theo tác giả luận văn. Cần sử dụng các công cụ mô phỏng CNC và kinh nghiệm thực tế để xác định thông số cắt tối ưu.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Máy Phay CNC

Luận văn đã trình bày một cái nhìn tổng quan và chi tiết về quá trình nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phay CNC. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào thực tế để nâng cao năng suất và chất lượng sản xuất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển tiềm năng cho máy phay CNC, bao gồm: Nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ điều khiển CNC tiên tiến hơn, Phát triển các hệ thống tự động hóa và robot tích hợp, Sử dụng các vật liệu chế tạo máy mới và hiệu quả hơn, Tối ưu hóa quy trình gia công CNC bằng trí tuệ nhân tạo. "Máy phay CNC sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo," theo luận văn. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ này sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội.

6.1. Đánh Giá Kết Quả Nghiên Cứu Luận Văn

Luận văn đã đạt được các kết quả sau: Đã nghiên cứu và phân tích các yêu cầu kỹ thuật của máy phay CNC, Đã thiết kế hệ thống cơ khí vững chắc và chính xác, Đã lựa chọn hệ thống điều khiển CNC phù hợp, Đã tối ưu hóa quy trình gia công CNC để đạt được hiệu quả cao nhất. "Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp thiết kế được đề xuất," theo luận văn.

6.2. Đề Xuất Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Hướng phát triển trong tương lai của máy phay CNC có thể bao gồm: Ứng dụng trí tuệ nhân tạo để tự động hóa quá trình lập trình CNC và tối ưu hóa gia công, Phát triển các máy phay CNC có khả năng gia công trên nhiều trục đồng thời, Sử dụng các vật liệu chế tạo máy mới như composite và ceramic để nâng cao hiệu suất và độ bền, Nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ gia công mới như gia công laser và gia công siêu âm. "Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển máy phay CNC sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp chế tạo," theo tác giả luận văn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO GIAO DUC VA BAO TAO TRUGNG DAL HOC BACH KHOA HA NOL WYN NYA NNÃf1ÐN NGUYEN VAN NAM AL NATI 99 NGHIEN CUU, THIET KE VA CHE TAO MAY PHAY CNC LUAN VĂN THAC ST KHOA HOC CƠ ĐIỆN TỬ. 6002 YOHA Hà Nội — 2011 BO GIAO DUC VA DAO TAO "TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA HA NỘI NGUYEN VAN NAM NGHIEN CCU, THIET KE VA CHE TAO MAY PHAY CNC Chuyên ngành: c¥ SICK TS TS. NGUYEN TRONG DOANH Hp Néi - 29“ Luận văn Thạc sỹ khoa học MỤC LỤC LOI CAM DOAN. DANH MỤC HÌNH VẼ.

LỜI MỞ DẦU. TONG QUAN VE DIÊU KIIỂN SÓ VÀ CÔNG NGIIỆ CNC. TÔNG QUAX VÉ MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRINH SỐ wed 1. Những nét chính về máy công cụ điều khiển số.

Ưu điểm của gia công CNC - 14 1. Độ chính xác của gia công CNC 15 1. Độ an toàn của gia công CNC - 16 1. Tác động của điển khiển số đổi với máy công cụ 7 1.

Tác đông của điều khiên số đổi với dụng cụ - 18 1. Tác đông của điều khiến số đối với máy, các phân tử phát động. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA XIẤY DIỀU KIIÉN SỎ. Khái niệm trục tọa độ.

Quả trình phát triển của kỹ lật gia công NC, CNC 21 1. Các phương thức điển khiển bằng số 22 L. Bê nội suy. Các chức năng thực hiện gia công lrên máy cùng cu NC, CNC.

Hệ loa độ máy và các điểm chuẩn. Chương trình N. Lập chương trình NG. sọ Hi eeerrioeaeroeoo27 1.

Ngôn ngữt lập trình NC. Hệ thống dụng cụ cho máy điều khiển số „31 CHƯƠNG II. CHỨC NĂNG VÀ CẤU TRÚC MÁY CÔNG ey pri KHIỂN số. CHỨC NĂNG CŨA MÁY ĐIÊU KHIỂN 8Ö (NC, CNC) 2.

Các chưyển động thực én dịch chuyển tương đổi Dao, Chi tiết theo một chương trình xáo định. Qua trình cấp đao 32 HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học Linh 4. Két cau ciia co cau hai bi trong séng Lan. Cataloe lựa chọn thanh trượt bí của HIWTN.

Mô hinh Thanh truợt-eon trượt bí 8eri EG. Sơ để tính áp lực lên thanh trượi. cceeeeeoooeeeooe TỔ Hình 5. Sơ để khỏi hệ thống điểu khiển.

Nội suy tuyến tỉnh. Một suy đường tròn. Mach ting dung. So 44 dang Dip 20 chan va chic ning cac chan.

Sơ đồ khối cia IC 1. Sơ dé nguyén ly mach cffa L296. ceeeecceeeeseeteeeeseeeteeier anna san e 6 Hình 5. Sơ đồ khối của vi mạch L297, bao gồm một bộ biến đổi, một bộ tạo xung, chopper kép PWM và bộ logic điều khiến đâu ra.

Tám trang thai logic co bản của bộ TRANSLATOR. Các trạng thái ở đây là cho chế độ điều khiển nửa bước, quay thuận kim đồng hả 87 llinh 3. Dạng xung ra cho chế độ điều khiển nứa bước khi không ở trạng thái chopping 88 Hình 5. Các trạng thái và xung ra khì cấp dòng điện đồng thời cho 2 pha ở chế độ cả bước.

Các lin hiệu INHI và INH2 đêu cao. Các trạng thái và dạng xung ra khi chỉ cấp dòng điện cho 1 pha ở chế độ cả bước 89 Ilinh 5. So dé chite nang cia bd tao xung chopper diéu khién dong dién. Chopping bằng tín hiệu pha.

Dòng điện % bị ngắt bởi D và tiếp tục chạy theo vòng Y. Nếu ngất bởi A, nó sẽ chạy theo vòng 7, và lăng công suất liêu tản trên R§. Chopping bang INHIBIT. Dang dién chay qua Q1, cuộn đây và Q4 được ng’t béi INH1.

Dong dign dur chgy qua D2 Va D3. Sơ đỗ khối hệ thống điều khiển động cơ bước. DS HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học Linh 4. Két cau ciia co cau hai bi trong séng Lan.

Cataloe lựa chọn thanh trượt bí của HIWTN. Mô hinh Thanh truợt-eon trượt bí 8eri EG. Sơ để tính áp lực lên thanh trượi. cceeeeeoooeeeooe TỔ Hình 5.

Sơ để khỏi hệ thống điểu khiển. Nội suy tuyến tỉnh. Một suy đường tròn. Mach ting dung.

So 44 dang Dip 20 chan va chic ning cac chan. Sơ đồ khối cia IC 1. Sơ dé nguyén ly mach cffa L296. ceeeecceeeeseeteeeeseeeteeier anna san e 6 Hình 5.

Sơ đồ khối của vi mạch L297, bao gồm một bộ biến đổi, một bộ tạo xung, chopper kép PWM và bộ logic điều khiến đâu ra. Tám trang thai logic co bản của bộ TRANSLATOR. Các trạng thái ở đây là cho chế độ điều khiển nửa bước, quay thuận kim đồng hả 87 llinh 3. Dạng xung ra cho chế độ điều khiển nứa bước khi không ở trạng thái chopping 88 Hình 5.

Các trạng thái và xung ra khì cấp dòng điện đồng thời cho 2 pha ở chế độ cả bước. Các lin hiệu INHI và INH2 đêu cao. Các trạng thái và dạng xung ra khi chỉ cấp dòng điện cho 1 pha ở chế độ cả bước 89 Ilinh 5. So dé chite nang cia bd tao xung chopper diéu khién dong dién.

Chopping bằng tín hiệu pha. Dòng điện % bị ngắt bởi D và tiếp tục chạy theo vòng Y. Nếu ngất bởi A, nó sẽ chạy theo vòng 7, và lăng công suất liêu tản trên R§. Chopping bang INHIBIT.

Dang dién chay qua Q1, cuộn đây và Q4 được ng’t béi INH1. Dong dign dur chgy qua D2 Va D3. Sơ đỗ khối hệ thống điều khiển động cơ bước. DS HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học 1ũnh 5.

Chống đao động bước. Sơ đỗ đâu ndi L297 va L298 để diễu khiến dong 0 eee DF bước lưởng cục với dòng điện cục đại 2A. Dạng điện áp trên các cuộn đây của động cơ bước khi hoại động chế độ nửa bước khi không ở trang thái chopping. einstein DD Hình 5.

Dạng dòng điện và dién dp pha A khi chopping 99 Ilinh 5. Dang dién ap 6 chế độ cả bước khi không có chopping của các cuộn dây 100 Tình 5. Tín hiệu điện áp và dòng điện pha A khi co chopping. Sơ đỗ nguyên lý mạch nguồn.

Sơ đỗ nguyênlý modun kết nỗi với PC. oes eset T02 Hình 5. Sơ đỗ nguyên lý 3 modun điểu khiển động cơ bước. Giao điện phân mềm Mill Master Pro For Win.

Giao diện chính làm việc. - 106 HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học Tôi xin cam đom bản luận văn với để lài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo may phay CNC” do tôi tụ thục hiện đưới sụ huớng dẫn khoa học của TS Ngưyễn Trọng Doanh. Các số liệu và kết quả hoàn toàn trung thực. Tôi xin hoán loàn chịu trách nhiệm nêu điều đó không đủng sự thật Học viên thực hiện Nguyễn Vân Nam HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học 5.

THIẾT LẬP THỨ TỰ ĐIÊU KHIỂN PHA 5. CÁC TÍN HIỆU INHi VÀ INH2. ĐIÊU KHIÉN DÔRG TAL. ĐIÊU KHIEN TIN HIFY PHA VA BANG TIN HIEU INHIBIT.

THIẾT KE MACH CONG SUAT DIEU KHIEN BONG CO BUGC LU “ONG CỰC SU DUNG L297 VA 1298. Yéu cau cla mach diéu khién. Thiết kế mạch điều khiển động cơ 97 CHUONG VI. PHAN MEM DIEU KAT 6.

TONG QUAN VE PITAN MEM DIEU KHIỂN MÁY CNC. PHÄN MÈM DIÊU KUIÊN MACTH. Thiết lập chương trình điển khiển Mach3. Nạp chương chỉnh.

110 KẾT quả nghiên cứu và luận bản. TÀI LIỆU THAM KHẢO“ HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học DANH MỤC HÌNH VỀ Hình 1. Nguyễn lý nạp vả xử lý các thông tin hình học trong, một vòng diễu khiển khép kÍU. nhọn HH HH ago gai „12 Hinh 1.

Các trục của tmáy. ác ceeieeieeririiairorerroeoue TÔ Tĩnh L3. Cơ cầu trục đang công. Cơ cẩu hoại động trên trac chỉnh.

Trung lam gia céng NC va CNC. Hệ thêng gia công linh hoạt ŒM8Ò. Hệ trục tọa độ của mấy,. Điểm không của máy.

Diém khéng ctia chi tit. Phương thức lập trinh gia công MC. co neo „28 Hình 2. Cac loai 6 tích đao.

Sơ đỗ quá trình cấp chu tiết của máy NC, CNC. Biểu đổ sự lắng của hệ số ma sát trong quan hệ với lốc độ địch tắc chuyên - 35 Hình 2. Các hệ thông cấp dâu. Xich dgug hoc chay a0.

Sơ đỏ khỏi của nội suy vòng kiểu DDA. een dD Hinh 3. Máy phay CNC mini EMCO PC MILL 55. Cầu trúc tổng thể nảy.

Cấu trúc máy mô hỉn. So 46 tính lực cắt khi phay. Kết cầu của trục vit me đãi Ốc bí. Sơ đồ tính Proñm nửa cung tròn.

Catalog dong co bude 2 pha cia CME. cscs seein SS Hinh 4. So 46 tinh Profin niga cung tron. eeeceeeseeiereesetee anne en 6D Hinh 4.

Két cfu sdng Fin ho.7 6 HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học 1ũnh 5. Chống đao động bước. Sơ đỗ đâu ndi L297 va L298 để diễu khiến dong 0 eee DF bước lưởng cục với dòng điện cục đại 2A. Dạng điện áp trên các cuộn đây của động cơ bước khi hoại động chế độ nửa bước khi không ở trang thái chopping.

einstein DD Hình 5. Dạng dòng điện và dién dp pha A khi chopping 99 Ilinh 5. Dang dién ap 6 chế độ cả bước khi không có chopping của các cuộn dây 100 Tình 5. Tín hiệu điện áp và dòng điện pha A khi co chopping.

Sơ đỗ nguyên lý mạch nguồn. Sơ đỗ nguyênlý modun kết nỗi với PC. oes eset T02 Hình 5. Sơ đỗ nguyên lý 3 modun điểu khiển động cơ bước.

Giao điện phân mềm Mill Master Pro For Win. Giao diện chính làm việc. - 106 HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học 5. THIẾT LẬP THỨ TỰ ĐIÊU KHIỂN PHA 5.

CÁC TÍN HIỆU INHi VÀ INH2. ĐIÊU KHIÉN DÔRG TAL. ĐIÊU KHIEN TIN HIFY PHA VA BANG TIN HIEU INHIBIT. THIẾT KE MACH CONG SUAT DIEU KHIEN BONG CO BUGC LU “ONG CỰC SU DUNG L297 VA 1298.

Yéu cau cla mach diéu khién. Thiết kế mạch điều khiển động cơ 97 CHUONG VI. PHAN MEM DIEU KAT 6. TONG QUAN VE PITAN MEM DIEU KHIỂN MÁY CNC.

PHÄN MÈM DIÊU KUIÊN MACTH. Thiết lập chương trình điển khiển Mach3. Nạp chương chỉnh. 110 KẾT quả nghiên cứu và luận bản.

TÀI LIỆU THAM KHẢO“ HVTH: Ngnyén Van Nam Luận văn Thạc sỹ khoa học 3. IIệ thống truyền động chạy đao. 56 CHƯƠNG IV. THIẾT KẺ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY.1, XAC BINH CHE DO LAM VIEC TINH TOAN CUA MAY.

TINH LỰC CẮT VÀ LỰC CHẠY DAO. ccc secrete sttnnenniesatnsinsttssnasiensenesiansesanesen se SD 4.2, Xác din We chay dO.TINII CONG SUAT DONG CO DIEN, 4. Xác định động cơ chính. ch Họng me re.

Xác định công suất chạy đao. TÍNH TOÁN CƠ CẢU CHẠY DAO. Tính toán thiết kế cơ cầu chạy dao ngang 62 4. Tỉnh toán thiết kế cơ cân chạy đao đọc.

Tinh toan thidl ké co can chay đao đứng 68 4. TÍKH CHỌN CƠ CÁU CON TRƯỢT-THANH TRƯỢT BI. Đặc điểm vã kết câu của sống lăn 7 4. Tỉnh toán sống lần 74 CIIVONG V.

If TIONG DIEU KIIEN CUA MAY CONG CY CNC.50 DO KIIOL CUA ILE THONG DIEU KITTEN. Khổi máy tính PC. Khổi cách Ty qưang. Khối mạch công suất - 79 5.

Khối cơ cần cháp hành 79 52.