Đồ Án HCMUTE Về Máy CNC Khắc Gỗ

Đồ án nghiên cứu hcmute máy cnc khắc gỗ, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Hồ Quang Tiến
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Máy CNC Khắc Gỗ
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• I. PHẦN I: MỞ ĐẦU
• II. PHẦN II: NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• II.1. KHÁI QUÁT VỀ MÁY CNC
• II.1.1. Ưu điểm máy CNC
• II.2. CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• II.2.1. Chọn Cơ Cấu Dẫn Động
• II.2.1.1. Động cơ dẫn động cho các trục
• II.2.2. Lựa chọn phương án di chuyển giữa các trục
• II.2.3. Lựa chọn cơ cấu truyền động vít me đai ốc
• II.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ
• II.3.1. Tính Toán Chọn Động Cơ Spindle
• II.3.1.1. Một số đặc điểm của máy CNC điêu khắc gỗ
• II.3.1.2. Lựa chọn công cụ khắc
• II.3.1.3. Lựa chọn spindle và động cơ dẫn động
• III. PHẦN III: KẾT LUẬN
• III.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• III.2. KẾT QUẢ CHƯA ĐẠT ĐƯỢC
• III.3. MỤC TIÊU PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Máy CNC Khắc Gỗ HCMUTE

Máy CNC khắc gỗ là một thiết bị công nghệ cao, sử dụng để gia công các sản phẩm từ gỗ với độ chính xác cao. Tại HCMUTE, đồ án sáng tạo này được thực hiện nhằm phát triển một máy CNC Router có khả năng khắc gỗ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Máy CNC khắc gỗ không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao năng suất lao động, giảm thiểu chi phí nhân công. Theo nghiên cứu, việc sử dụng máy CNC trong khắc gỗ đã trở thành xu hướng phổ biến, đặc biệt trong ngành công nghiệp chế biến gỗ.

1.1. Tầm quan trọng của Máy CNC trong ngành khắc gỗ

Máy CNC khắc gỗ mang lại nhiều lợi ích cho ngành chế biến gỗ. Đầu tiên, nó giúp tăng năng suất lao động, cho phép sản xuất hàng loạt các sản phẩm với chất lượng đồng nhất. Thứ hai, máy CNC giúp giảm thiểu rủi ro về sức khỏe cho người lao động, nhờ vào việc tự động hóa quy trình khắc. Cuối cùng, việc sử dụng máy CNC còn giúp nâng cao độ chính xác trong gia công, điều này rất quan trọng trong việc tạo ra các sản phẩm tinh xảo. Như một chuyên gia trong ngành đã nói: 'Máy CNC không chỉ là công cụ, mà còn là một phần không thể thiếu trong quá trình sáng tạo nghệ thuật.'

II. Thiết kế và chế tạo Máy CNC

Quá trình thiết kế máy CNC khắc gỗ bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn động cơ đến thiết kế mạch điều khiển. Để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn động cơ AC Servo, một loại động cơ có độ chính xác cao và khả năng điều khiển tốt. Thiết kế CNC không chỉ đơn thuần là việc lắp ráp các linh kiện mà còn là sự kết hợp giữa kỹ thuật và nghệ thuật. Việc lựa chọn phần mềm điều khiển như MACH3 cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình khắc gỗ.

2.1. Lựa chọn động cơ và phần mềm

Động cơ AC Servo được chọn vì khả năng cung cấp mô-men xoắn lớn và độ chính xác cao. Phần mềm MACH3 được sử dụng để điều khiển máy, cho phép người dùng dễ dàng lập trình và điều chỉnh các thông số khắc. Việc lựa chọn đúng động cơ và phần mềm không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của máy mà còn quyết định đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Như một nhà thiết kế đã chia sẻ: 'Sự kết hợp hoàn hảo giữa động cơ và phần mềm là chìa khóa để tạo ra những sản phẩm tuyệt vời.'

III. Ứng dụng thực tiễn của Máy CNC Khắc Gỗ

Máy CNC khắc gỗ HCMUTE không chỉ được sử dụng trong các xưởng sản xuất mà còn có thể ứng dụng trong các lĩnh vực nghệ thuật và thiết kế nội thất. Sản phẩm từ máy CNC có thể là các tác phẩm nghệ thuật, đồ nội thất, hoặc các sản phẩm trang trí khác. Ứng dụng máy CNC trong khắc gỗ đã mở ra nhiều cơ hội mới cho các nghệ nhân và nhà thiết kế. Sự chính xác và tốc độ của máy CNC giúp họ hiện thực hóa những ý tưởng sáng tạo một cách dễ dàng hơn.

3.1. Tác động đến ngành công nghiệp chế biến gỗ

Sự xuất hiện của máy CNC đã làm thay đổi cách thức sản xuất trong ngành chế biến gỗ. Các doanh nghiệp có thể sản xuất hàng loạt sản phẩm với chất lượng đồng nhất, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường. Hơn nữa, việc sử dụng máy CNC còn giúp giảm thiểu lãng phí nguyên liệu, một yếu tố quan trọng trong bối cảnh tài nguyên ngày càng khan hiếm. Như một chuyên gia trong ngành đã nhận định: 'Máy CNC không chỉ là công cụ sản xuất, mà còn là giải pháp bền vững cho ngành chế biến gỗ.'

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY MÁY CNC KHẮC GỖ GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH SVTH: HỒ QUANG TIẾN MSSV: 12143215 NGUYỄN PHÚ QUỐC MSSV: 12143165 TRƯƠNG MINH TẤN MSSV: 12143534 TRƯƠNG ÐỨC TÍN MSSV: 12143550 S KL 0 0 4 7 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an CNC KHẮC GỖ 2016 LỜI CẢM ƠN Sau bốn năm học tại trƣờng ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, chúng em đã đƣợc học và tiếp thu rất nhiều kiến thức mới từ sự chỉ bảo tận tình của Quý Thầy Cô, cũng nhƣ sự giúp đỡ của bạn bè. Đây là khoảng thời gian đầy ý nghĩa.

Đồ án tốt nghiệp là nền tản quan trọng để đánh dấu một bƣớc ngoặc mới trong cuộc đời chúng em. Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Nguyễn Trƣờng Thịnh. Ngƣời đã hƣớng dẫn chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp và cung cấp cho chúng em nhiều kinh nghiệm quý báu. Chúng em sẽ không quên cách gia công mà thầy đã hƣớng dẫn, cấu tạo của một mạch điều khiển tốc độ-chiều quay của một motor công suất cao, ngoài sự hộ trợ về mặt kiến thức thì các linh kiện, thiết bị mà thầy cung cấp cho chúng em đã góp phần to lớn trong việc hoàn thành đồ án và sẽ còn nhiều thứ khác nữa mà thầy đã giúp nhƣng em không thể nhớ hết.

Một lần nữa chúng em xin cảm ơn thầy. Chúng em xin chân thành cám ơn quý thầy cô bộ môn thiết kế máy và các cán bộ công nhân viên trƣờng ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 1 do an CNC KHẮC GỖ 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Độc Lập - Tự Do – Hạnh Phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY- BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CNC 3 TRỤC ĐIÊU KHẮC GỖ Giáo Viên Hƣớng Dẫn: PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Sinh Viên Thực Hiện: 1. HỒ QUANG TIẾN MSSV: 12143215 2. NGUYỄN PHÚ QUỐC MSSV: 12143165 3.

TRƢƠNG MINH TẤN MSSV: 12143534 4. TRƢƠNG ĐỨC TÍN MSSV: 12143550 NỘI DUNG YÊU CẦU ĐỀ TÀI - CƠ KHÍ:  Thiết kế và thi công bàn máy chính xác 1/100 mm.  Thiết kế trục X,Y,Z đạt độ vuông góc, song song và cứng vững - ĐIỆN TỬ  Thiết kế mạch điều khiễn động cơ servo  Thiết kế mạch điều khiễn đóng ngắt tự động - PHẦN MỀM  Phần mềm MACH3  Phần mềm JDPAINT  Phần mềm SOLIDWORK - MỤC TIÊU ĐỀ TÀI  Hệ thống chạy ổn định không xảy ra lỗi. Khắc đƣợc Gỗ, Mica.

Chạy nhanh, chính xác và cho năng suất cao Ngày giao nhiệm vụ: 15/02/2016 Ngày hoàn thành: 31/07/2016 Giáo viên hƣớng dẫn Nguyễn Trƣờng Thịnh GVHD : PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 2 do an CNC KHẮC GỖ 2016 MỤC LỤC Lời cảm ơn .2 Nhận xét giáo viên hƣớng dẫn. 3 Nhận xét giáo viên phản biện. 5 Danh Mục Bảng Và Hình Ảnh. 7 PHẦN I MỞ DẦU .7 PHẦN II NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.

KHÁI QUÁT VỀ MÁY CNC ---------------------------------------------------------------- 8 1. Ƣu điểm máy CNC ---------------------------------------------------------------------------- 8 II. CÁC PHƢƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH. Chọn Cơ Cấu Dẫn Động .Động cơ dẫn động cho các trục.Lựa chọn phƣơng án di chuyển giữ các trục .Lựa chọn cơ cấu truyền động .TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ.

Tính Toán Chọn Động Cơ Spindle ----------------------------------------------------------- 15 1. Một số đặc điểm của máy cnc điêu khắc gỗ----------------------------------------------- 15 1. Lựa chọn công cụ khắc----------------------------------------------------------------------- 15 1. Lựa chọn spindle và động cơ dẫn động ---------------------------------------------------- 17 2.

Xây Dựng Mô Hình. Kết cấu của máy------------------------------------------------------------------------------- 28 2. Thiết kế và chế tạo các chi tiết máy điển hình -------------------------------------------- 29 IV. KIỂM BỀN MÔ HÌNH .TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 3 do an CNC KHẮC GỖ 2016 V.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ PHƢƠNG THỨC GIAO TIẾP. Hệ Thống Điều Khiển Máy Cnc. Giới Thiệu Về Phần Mềm Mach3. Cách Xác Lập Thông Số Trong Phần Mềm Mach3 .1 Xác lập các chân vào ra của cổng máy in cho phù hợp với mạch điều khiển --------- 44 3.2 Xác lập đơn vị đo của motor tuning --------------------------------------------------------- 49 3.3 Xác lập thông số cho các trục ---------------------------------------------------------------- 52 3.4 Các nút cơ bản và thông dụng trên giao diện của Match 3 ------------------------------ 54 4.

Các Chức Năng Của Phần Mềm Mach3. CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM JDPAINT. Lợi ích của Jdpaint trong điêu khắc gỗ ------------------------------------------------------- 57 2. Cách sử dụng JDPAINT ----------------------------------------------------------------------- 59 3.

Mô phỏng quá trình cắt của máy -------------------------------------------------------------- 69 PHẦN III KẾT LUẬN .72 I KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC. 72 II KẾT QUẢ CHƢA ĐẠT ĐƢỢC .74 III MỤC TIÊU PHÁT TRIỄN ĐỀ TÀI .74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 4 do an CNC KHẮC GỖ 2016 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH Bảng 2.1: Kết luận chọn phƣơng án xây dựng mô hình .1: Các thông số hoạt động cố định cho việc thiết kế máy công cụ .2: Bảng thông số tính toán .3: thông số spindle .4 thuộc tính vật liệu nhôm .5: Đặc tính của máy CNC khắc gỗ 3 trục đƣợcchế tạo .1 Phƣơng án phôi cố định .2 Phôi di chuyển trên 2 trục .3 phôi di chuyển trên 2 trục .1 Trọng lƣợng trục x .2 Trọng lƣợng trục y .3 Trọng lƣợng trục z .5 Động cơ servo và driver .7 Mô hình xây dựng bằng solidwork .1 Kết quả kiểm bền trục z .2 Kết quả kiểm dao .3 Kết quả kiểm bền trục y.2 sơ đồ điều khiển CNC 3 trục .3 Giao diện làm việc phần mềm MACH3 .TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 5 do an CNC KHẮC GỖ 2016 Hình 6.1 Mẫu khắc đƣa vào JDPAINT .2 Giao diện làm việc của JDPAINT .3 Import hình ảnh vào JDPAINT .4 Tạo đƣờng rà dao .5 Tạo đƣờng dao chạy biên dạng.6 Export ra file ENG .7 Giao diện phần mềm NCConverter .8 Gcode nhận đƣợc sau khi chuyển từ .9 mô phỏng quá trình cắt .10 Sản phẩm sau khi khắc .11 một vài sản phẩm sau khi khắc .TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 6 do an CNC KHẮC GỖ 2016 PHẦN I MỞ DẦU Hiện nay tranh khắc gỗ của nƣớc ta rất đƣợc các khách du lịch nƣớc ngoài ƣa chuộng và đang phát triển mạnh. Sự khan hiếm của gỗ, chất liệu chính làm tranh cũng là một trở ngại để tranh khắc gỗ giữ đƣợc bản chất. Thực tế cũng cho thấy rất ít những họa sĩ, nghệ nhân tranh khắc gỗ gìn giữ đƣợc nguồn cảm xúc, cảm hứng để đi đến tận cùng của tác phẩm.

Điều này cũng bởi để hoàn thành một tác phẩm tranh khắc gỗ hoàn chỉnh phải qua rất nhiều công đoạn và phải vận dụng sự khéo léo của nghệ thuật thủ công một thử thách lớn cho những ai thiếu sự kiên trì, bền bỉ. Từ những nhu cầu thực tế và để đáp ứng đƣợc nó thì máy CNC điêu khắc gỗ đã đƣợc ra đời. Những lợi ích nó mang lại là vô cùng lớn nhƣ: Tăng cao năng suất lao động: Cùng một thời gian, máy cnc khắc gỗ cnc giúp công suất làm việc tăng lên nhiều lần, lƣợng sản phẩm tạo ra trong ngày cao hơn rất nhiều so với việc làm thủ công nhƣ trƣớc. Tiết kiệm thời gian: máy khắc cnc giúp bạn tận dụng tối đa thời gian hiện có của mình để thực hiện ƣớc mơ một cách nhanh nhất có thể.

Tiết kiệm chi phí nhân công: Khi có máy khắc cnc rồi, bạn không cần đến chi phí thuê thợ đục, đẽo nữa, và chi phí đó quả là rất lớn. Đảm bảo sức khỏe cho bản thân và gia đình: Nghe rất lạ nhƣng thực sự là vậy, sử dụng máy cnc sẽ đi kèm thêm máy hút bụi công nghiệp cho máy cnc, hút hết bụi bẩn, mùn cƣa gỗ, từ đó ít gây ảnh hƣởng đến sức khỏe hơn. Giúp an toàn lao động đƣợc nâng cao: Ngành nghề nào cũng có nguy hiểm cả, đục đẽo cũng vậy, đục đẽo đồ gỗ cần đầm tay, khéo léo để tạo ra những sản phẩm tinh tế nhất. Với chiếc máy khắc gỗ vi tính thông minh này thì chúng ta không cần phải động chân động tay vào nữa vì vậy nó giúp tăng an toàn trong khi làm việc Nắm đƣợc tầm quan trọng đó, nhóm em đã chọn đề tài “ thiết kế máy CNC điêu khắc gỗ 3 trục điều khiển bằng phần mềm MACH3” nhằm giúp việc gia công chạm khắc các chi tiết bằng gỗ nhanh và chính xác đặc biệt là các chi tiết 3D phức tạp làm thủ công rất tốn thời gian và không đạt độ chính xác cao.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 7 do an CNC KHẮC GỖ 2016 PHẦN II NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I.

KHÁI QUÁT VỀ MÁY CNC 1. Khái niệm Computer Numerical Control (CNC): Điều khiển chƣơng trình số bằng máy tính là hệ thống máy công cụ điều khiển theo chƣơng trình viết bằng mã ký tự số, chữ cái và các ký tự chuyên dụng khác dƣới sự hỗ trợ của máy tính, trong đó các bộ phận tự động đƣợc lập trình để hoạt động theo các sự kiện tiếp nối nhau với tốc độ đƣợc xác định trƣớc để có thể tạo ra đƣợc chi tiết với hình dạng và kích thƣớc theo yêu cầu. Phân loại Dựa vào đặc điểm gia công và hình dạng, CNC có thế chia làm 3 nhóm: - Nhóm máy CNC phay - khoan - doa: có chuyển động chính là chuyển động vòng của dao cắt, và hình dạng của nó tƣơng tự nhƣ máy phay, khoan, doa ngang. - Nhóm CNC tiện - khoan hoặc tiện - phay: với chuyển động chính là chuyển động vòng của phôi, và hình dạng gần giống máy tiện.

- Nhóm cuối cùng là nhóm CNC đặc biệt: với việc sử dụng các dạng gia công khác nhau (trừ nguyên công bào) và có hình dạng, kích thƣớc cũng rất khác nhau. Ƣu điểm máy CNC - So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của ngƣời điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung, chƣơng trình đƣợc đƣa vào máy. Ngƣời điều khiển chủ yếu theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy. - Độ chính xác làm việc cao.

Thông thƣờng các máy CNC có độ chính xác máy là 0.001mm do đó có thể đạt đƣợc độ chính xác cao hơn.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Trang 8 do an CNC KHẮC GỖ 2016 II. CÁC PHƢƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH 1. Chọn Cơ Cấu Dẫn Động 1. Động cơ dẫn động cho các trục.