Nghiên cứu khoa học cấp trường: Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp phôi gia công CNC

• Tác giả: Vương Gia Hải
• Trường học: Đại học Hải Phòng
• Chuyên ngành: Cơ khí - Điện
• Đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp phôi gia công CNC
• Loại tài liệu: nghiên cứu khoa học cấp trường
• Năm xuất bản: 2022 - 2023
• Địa điểm: Hải Phòng

• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÁY GIA CÔNG CNC VÀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG
• 1.1. Giới thiệu chung về máy CNC
• 1.1.1. Khái niệm, cấu tạo, phân loại, đặc điểm máy CNC
• 1.2. Giới thiệu về hệ thống cấp phôi tự động
• 1.3. Hướng phát triển của hệ thống cấp phôi tự động và máy gia công CNC
• 1.4. Một số nghiên cứu về hệ thống cấp phôi và gia công CNC
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI VÀ GIA CÔNG CNC
• 2.1. Thiết kế sơ đồ động hệ thống cấp phôi và gia công CNC
• 2.1.1. Các phương án động học máy
• 2.1.2. Sơ đồ động học và nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp phôi tự động và gia công CNC
• 2.2. Thiết kế máy gia công CNC
• 2.2.1. Thiết kế động học và động lực học của máy
• 2.2.2. Lựa chọn các cơ cấu truyền động
• 2.2.3. Thiết kế phần cơ khí cho máy phay CNC
• 2.3. Thiết kế hệ thống cấp phôi tự động
• 2.3.1. Tổng quan về hệ thống cấp phôi
• 2.3.2. Thiết kế phần cơ khí
• 2.4. Thiết kế hệ thống điều khiển
• 2.4.1. Phần mềm điều khiển máy phay CNC
• 2.4.2. Sử dụng MasterCam X5 để gia công sản phẩm
• 2.4.3. Phần mềm điều khiển PLC
• 3. CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
• 3.1. Chế tạo máy gia công CNC
• 3.1.1. Kết cấu máy phay CNC
• 3.1.2. Chế tạo hệ thống cấp phôi tự động
• 3.2. Hướng dẫn vận hành hệ thống cấp phôi và gia công tự động
• 3.2.1. Nạp code vào Mach3 mill
• 3.2.2. Nạp code vào PLC
• 3.2.3. Khởi động hệ thống
• 3.2.4. Thực nghiệm gia công một số chi tiết trên hệ thống đã chế tạo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống cấp phôi và gia công CNC

Thiết kế hệ thống là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển một hệ thống tích hợp, bao gồm cả hệ thống cấp phôi tự động và gia công CNC. Hệ thống này nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian gia công và tăng năng suất. Công nghệ CNC được áp dụng để đảm bảo độ chính xác cao và khả năng lặp lại trong quá trình gia công. Tự động hóa là yếu tố then chốt, giúp hệ thống hoạt động liên tục và hiệu quả.

1.1. Giới thiệu máy gia công CNC

Máy CNC là thiết bị công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển tự động với sự hỗ trợ của máy tính. Máy CNC có khả năng thực hiện nhiều chuyển động cùng lúc, tự động thay dao và hiệu chỉnh sai số. Gia công CNC mang lại độ chính xác cao, tốc độ cắt nhanh và tính linh hoạt trong lập trình. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và bảo dưỡng máy CNC khá cao, đòi hỏi kỹ thuật vận hành chuyên nghiệp.

1.2. Hệ thống cấp phôi tự động

Hệ thống cấp phôi tự động được thiết kế để cung cấp phôi liên tục cho máy CNC, giảm thiểu thời gian chết trong quy trình sản xuất. Hệ thống này bao gồm băng tải, robot gắp phôi và các cảm biến để đảm bảo hoạt động nhịp nhàng. Tự động hóa trong cấp phôi giúp tăng hiệu quả sản xuất và giảm sự can thiệp của con người.

II. Quy trình thiết kế và chế tạo hệ thống

Quy trình thiết kế hệ thống bắt đầu từ việc phân tích yêu cầu kỹ thuật và lựa chọn các phương án động học phù hợp. Chế tạo hệ thống bao gồm việc lắp ráp các bộ phận cơ khí, tích hợp hệ thống điều khiển và kiểm tra hoạt động. Hệ thống sản xuất được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp, đảm bảo độ bền và hiệu suất cao.

2.1. Thiết kế động học và động lực học

Thiết kế động học tập trung vào việc xác định các chuyển động cần thiết của máy CNC và hệ thống cấp phôi. Động lực học được tính toán để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác. Các cơ cấu truyền động như vít me, đai ốc và động cơ giảm tốc được lựa chọn kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

2.2. Thiết kế hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển sử dụng PLC và phần mềm MasterCam X5 để quản lý quy trình gia công. Phần mềm điều khiển được lập trình để thực hiện các tác vụ tự động, từ cấp phôi đến gia công chi tiết. Việc tích hợp các cảm biến và công tắc hành trình giúp hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả.

III. Ứng dụng và ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu này mang lại nhiều ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. Hệ thống cấp phôi và gia công CNC có thể được ứng dụng trong các nhà máy sản xuất, giúp tăng năng suất và giảm chi phí. Đồng thời, hệ thống này cũng là một công cụ hữu ích trong giảng dạy và đào tạo ngành kỹ thuật cơ khí và công nghệ chế tạo máy.

3.1. Ứng dụng trong sản xuất

Hệ thống sản xuất tích hợp cấp phôi và gia công CNC giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chết và tăng hiệu quả kinh tế. Công nghệ CNC và tự động hóa là xu hướng phát triển tất yếu trong ngành công nghiệp hiện đại.

3.2. Ứng dụng trong giáo dục

Hệ thống này là một học liệu quý giá cho sinh viên và giảng viên trong lĩnh vực cơ khí chế tạo máy. Nó giúp người học hiểu rõ hơn về quy trình gia công CNC và hệ thống tự động hóa, từ đó nâng cao kỹ năng thực hành và nghiên cứu.