Nghiên Cứu Thiết Kế Và Ứng Dụng Máy CNC Trong Điêu Khắc Gỗ 3D - Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp

• Tác giả: Nguyễn Đình Đạt
• Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Trọng Thắng
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CNC
• 1.1. KHÁI NIỆM
• 1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• 1.3. HỆ TỌA ĐỘ VÀ CÁC ĐIỂM GỐC, ĐIỂM CHUẨN
• 1.4. PHÂN LOẠI
• 1.5. MỘT SỐ MẪU MÁY CNC 3 TRỤC
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY CNC 3 TRỤC ĐIÊU KHẮC GỖ 3D
• 2.1. THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ MÁY CNC 3 TRỤC
• 2.1.1. Kết cấu chung về cơ khí của máy CNC
• 2.1.2. Thân máy và đế máy
• 2.1.3. Bàn máy
• 2.1.4. Cụm trục chính
• 2.1.5. Các trục truyền chuyển động
• 2.1.6. Ổ chứa dao, mũi khoan
• 2.2. Thiết kế khung máy, bàn máy và cơ cấu chuyển động các trục
• 2.2.1. Mục tiêu và yêu cầu thiết kế
• 2.2.2. Lựa chọn vật liệu chế tạo kết cấu khung máy
• 2.2.3. Thiết kế bàn máy
• 2.2.4. Thiết kế truyền chuyển động và gá lắp động cơ trục X
• 3. CHƯƠNG 3: THI CÔNG, LẮP ĐẶT VÀ CĂN CHỈNH MÁY CNC 3 TRỤC ĐIÊU KHẮC GỖ 3D
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC HIỆN GIA CÔNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY CNC CỦA ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về máy CNC

Máy CNC (Computer Numeric Control) là công nghệ điều khiển tự động bằng máy tính, giúp gia công các chi tiết với độ chính xác cao. Công nghệ CNC đã cách mạng hóa ngành công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực gia công gỗ và điêu khắc gỗ 3D. Máy CNC hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động kết hợp ba trục X, Y, Z, tạo ra các sản phẩm phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác. Các thành phần chính của máy CNC bao gồm khung máy, động cơ truyền động, hệ thống điều khiển và phần mềm điều khiển. Ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D giúp tạo ra các tác phẩm nghệ thuật với độ tinh xảo cao.

1.1 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy CNC dựa trên việc gia công các chi tiết theo bản vẽ thiết kế được chuyển đổi thành dữ liệu số. Hệ thống tọa độ Đề các OXYZ được sử dụng để xác định quỹ đạo chuyển động của dụng cụ. Hệ thống điều khiển CNC điều khiển các động cơ truyền động để thực hiện các chuyển động chính xác theo chương trình đã lập.

1.2 Phân loại máy CNC

Máy CNC được phân loại theo loại máy (máy phay, máy tiện, máy khoan) và hệ thống điều khiển (điểm tới điểm, đoạn thẳng). Máy CNC 3 trục là loại phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong gia công gỗ và điêu khắc gỗ 3D. Ưu điểm của máy CNC bao gồm độ chính xác cao, tốc độ gia công nhanh và khả năng tự động hóa cao.

II. Thiết kế máy CNC 3 trục điêu khắc gỗ 3D

Thiết kế máy CNC 3 trục tập trung vào việc tạo ra một hệ thống có khả năng gia công các chi tiết gỗ với độ chính xác cao. Khung máy được chế tạo từ thép C45 để đảm bảo độ cứng vững và ổn định. Bàn máy được thiết kế với kích thước 80cm x 120cm, phù hợp với các sản phẩm điêu khắc gỗ 3D. Hệ thống truyền động bao gồm các băng dẫn hướng và trục vít me, đảm bảo chuyển động chính xác của các trục X, Y, Z.

2.1 Thiết kế phần cơ khí

Phần cơ khí của máy CNC bao gồm khung máy, bàn máy và các cơ cấu chuyển động. Khung máy được làm từ thép C45, đảm bảo độ bền và ổn định. Bàn máy được thiết kế với các rãnh chờ để gá lắp phôi gia công. Hệ thống truyền động sử dụng băng dẫn hướng và trục vít me để đảm bảo chuyển động chính xác.

2.2 Thiết kế phần điện

Phần điện của máy CNC bao gồm các động cơ truyền động, hệ thống điều khiển và mạch bảo vệ. Động cơ bước được sử dụng để điều khiển chuyển động của các trục. Hệ thống điều khiển CNC được thiết kế để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình gia công.

III. Ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D

Ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D mang lại nhiều lợi ích, bao gồm độ chính xác cao, tốc độ gia công nhanh và khả năng tạo ra các sản phẩm phức tạp. Phần mềm điều khiển CNC cho phép người dùng nhập file thiết kế và thực hiện gia công tự động. Máy CNC 3 trục được sử dụng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật, phù điêu và các chi tiết trang trí trên gỗ.

3.1 Phần mềm điều khiển

Phần mềm điều khiển CNC đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi các thiết kế 3D thành mã G-code để máy CNC thực hiện gia công. Các phần mềm phổ biến bao gồm ArtCAM, Jdpaint và Aspire 3. Giao diện phần mềm cho phép người dùng dễ dàng điều khiển và theo dõi quá trình gia công.

3.2 Thực hiện gia công

Quá trình gia công trên máy CNC bắt đầu bằng việc nhập file mã G-code vào phần mềm điều khiển. Phôi gia công được gá lắp trên bàn máy và máy CNC thực hiện gia công theo chương trình đã lập. Sản phẩm hoàn thiện được kiểm tra để đảm bảo đạt yêu cầu về độ chính xác và chất lượng.