Nghiên cứu thiết kế và ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D (Đồ án tốt nghiệp)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.09 MB, 73 trang )

B GIÁO D

O

I H C DÂN L P H I PHÒNG

T K VÀ

ÁN T T NGHI
NT

NG D NG MÁY CNC
C G 3D

I H C H CHÍNH QUY
NG CÔNG NGHI P

B GIÁO D

O

I H C DÂN L P H I PHÒNG

NGHIÊN C U THI T K VÀ

ÁN T T NGHI

NG D NG MÁY CNC
C G 3D

I H C H CHÍNH QUY

NT

Sinh viên: Nguy

NG CÔNG NGHI P

t

ng d n: T.S Nguy n Tr ng Th ng

C ng hoà xã h i ch
cl p

t Nam

T Do

H nh Phúc

----------------o0o----------------B GIÁO D

O

I H C DÂN L P H I PHÒNG

NHI M V

TÀI T T NGHI P

Sinh viên : Nguy
L p:

-

t MSV : 1312102014
nT

ng Công Nghi p

tài : Nghiên c u thi t kê và ng d
kh c g 3D

HI M V

TÀI

1. N i dung và các yêu c u c n gi i quy t trong nhi m v
v lý lu n, th c ti n, các s li u c n tính toán và các b n v ).

tài t t nghi p (

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

............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
2. Các s li u c n thi

thi t k , tính toán

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

m th c t p t t nghi p..........................................................................:

NG D

CÁC CÁN B

TÀI T T NGHI P

ng d n th nh t:
H và tên

:

Nguy n Tr ng Th ng

H c hàm, h c v

:

Th c S

quan công tác
N

:

i h c dân l p H i Phòng

ng d n :

Toàn b

tài

ng d n th hai:
H và tên

:

H c hàm, h c v

:
:

N

ng d n :
tài t t nghi

Yêu c u ph

n nhi m v

mv

Sinh viên

Nguy

Cán b

t

ng d

T.S Nguy n Tr ng Th ng

H

HI

NG

N H U NGH

H

I CH M PH N BI N
TÀI T T NGHI P

tài t t nghi p v các m t thu th p và phân tích s
li
lý lu n ch
ng
thuy t minh và b n v , giá tr lý lu n và th c ti
tài.
...............................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

............................................................................................ 4

1.5

..................................................... 5
.

1.6

..... 11
.............................. 11

1.6.1

.......................................... 11

1.6.2 T

..... 14

1.6.3 D

........................................ 23

1.7

..................................... 28

1.7.1

.............................. 28

1.7.2

................................... 28

1.7.3

........................................... 33

1.7.4

..................................................... 34

1.7.5

............................................................................... 35

1.8
.................................................................... 39
1.8.1

............................ 39

1.8.2

................. 40
.
........................................................................ 46

3.1.

......................... 46

3.1.1.

46

3.1.2.

........................................................................... 46

3.1.3.

........................................................................ 46

3.1.4.

............................................................ 47

3.1.5.

....................................................... 48

3.1.6.

................................................. 48

3.1.7.

.............................................................. 49

3.1.8.

........................................................... 49

3.1.9.

............................................................ 49

3.1.10.

........................................... 50

3.2.

..................... 51

3.2.1.

.......................................................... 51

3.2.2.

.............................................. 53

3.2.3.

.......................................... 55

3.3.

.............................................................. 55
.
.................................................................................................. 57

4.1.

-

........... 57

4.2. GÁ PHÔI GIA CÔNG LÊN MÁY .................................................... 58
4.3.

............................................................................ 60

4.4.
.................................................................................. 61
.................................................................................................... 64
............................................................................ 65

L

U

Ngày nay khoa h c k thu

thu
t nhi

c t m quan tr
thiêt k ,

Nghiên c u
c tranh g 3D do th y

ng d

Nguy n Tr ng Th

i s ng. N m

ng d n. Nh m giúp vi c giá công các h a ti

kh
Nh ng ki n th

c trong quá trình h c t p t i

ng s

tb ov

d ng t t c nh ng ki n th c h c t
có th hoàn thành t

án t n nghi p. Em c g ng t n

ng cùng v i s tìm tòi nghiên c

án t t nghi p này. K t qu là nh ng s n ph

c trong ngày hôm nay tuy không l
ct

u tiên c

t

qu c
ng.

tài g m nh ng n i dung sau:
-

NG QUAN V CNC

-

T K MÁY CNC 3 TR

-

C G 3D
NH MÁY CNC

3 CH

H C G 3D

-

C HI N GIA CÔNG S N PH M TRÊN MÁY
CNC C

TÀI

1.1 KHÁI NI M
- CNC vi t t t t ti
u khi n t
ph n t

là m t d ng

ng có s tr giúp c

cl

ho

t

ng theo các s ki n ti p n i nhau v i

có th t

c m u v t v i hình d ng và

c yêu c u, b ng cách s d

t b ng kí hi u

chuyên bi t theo tiêu chu n EIA-274-

ng g i là mã G.

- S xu t hi n c a công ngh này là m t cu c cách m ng trong s n
xu t công nghi p, nh t là ngành kim lo i. S chuy

ng k t h p gi a ba

chi u x-y-z c a máy CNC giúp th c hi n các công vi c gia công tr nên d
dàng, nhanh chóng và chu
công s c c

ng th y, làm gi m thi u r t nhi u

i.

- Vi c ng d

nên r ng rãi sau m t th i gian ng n, ch

y

n máy, ngành may m c, ngành qu ng cáo, ngành

n t , ngành m ngh

t li u s d

gia công là: s t, inox,

ng, nhôm, mica, g , MDF...
- M

ng bao g m các thành ph n sau:

Khung máy và k t c
ng

u chuy

n truy n chuy

ng.

ng di chuy n các tr

khoan.
M ch l c (m ch công su
M

u khi

u khi n.

Ph n m

u khi n máy CNC.

tài này s nghiên c u các v

v

vào thi t k ch t o máy c t CNC 3 tr c và th nghi m trong

p trung
c g 3D.

1.2 NGUYEN LÝ HO T D NG.
- Nguyên lý ho

n c a CNC là th c hi n gia công các chi

ti t, c m chi ti t c a các máy ho c c

c theo b n v

c thi t k

n sang d li u s nh p vào máy tính
1.3 H T

MG
có th tính toán qu

-

d

M CHU N.

o chuy

ng c a d ng c nh m xây

u khi

quan tr ng là vi c

ph n trên, m

nh h th ng t

-

thu

có th

m g c chu n

u khi

ng s d ng h t

(h t

mg

m

i

các OXYZ theo quy t c bàn tay ph i hình 1.3
c g n vào chi ti t gia công. G c c a h tr c t

tt ib tk m

ta s ch n t i nh

i
m thu n l i cho vi c l

ng th i d dàng ki m

c theo b n v c a chi ti t gia công mà không ph i th c hi n nhi u
c tính toán b sung.
- M

u khi n theo
, chi ti

t

c

c xem là c

nh nói trên, còn m i chuy

c g n v i h th ng

ng t o hình và c t g

u do d ng

c th c hi n.
- Trong th c t

u này

c l i, ví d

thì chính bàn máy mang phôi th c hi n chuy
ch th c hi n chuy

ng t o hình, còn d ng c

ng c t g t. Vì v y khi s d

u khi n theo

c n ph i luôn luôn t o nên m
nh m l

tránh nh ng

c có th gây ra nguy hi m cho máy, d ng c

-

a tr c chính c

tr c OZ, còn chi
d v i máy ti

i.
a

c khi dao ti n ra xa chi ti t. Ví
ng thì tr c hình c a nó n m ngang và trùng v i

ah t

, chi

ng ra kh i

tr c chính

ng v

ng c

ng
ng ra xa b m t chi ti t gia

i v i máy phay th

ng, tr

ng

lên trên, còn tr c X và tr

nh theo quy t c bàn tay ph i, tuy

nhiên trong th c t các nhà ch t o máy l
mà có chuy

n tr c X là tr c

ng bàn máy

i v i các chuy

quanh các tr

nh b

ng quay xung
a ch A, B, C s

ng thu n chi

khi nhìn theo chi
tr c to

a các tr

ng (khi nhìn vào g c c a h

t phía các tr c thì chi u quay c

h ). Ngoài ra, còn m t s chuy
v i các tr

ng h

c chi

ng ph song song v i các tr

a ch

ng
ng

ng c a chúng.

1.4 PHÂN LO I
- CNC có th chia theo ph n lo i và theo h th
- Theo lo

u khi n:

truy n th ng ,

chia ra các lo

n CNC,..

- Phân chia theo h th ng có th phân ra các lo i:
u khi

mt i

u khi

n th

m.VD: máy khoan,khoét, máy hàn

t,..

trong quá trình th c hi n d ch chuy n theo các tr c.
-

n c a máy CNC.
So v

u khiên công c b ng tay, s n ph m t máy CNC

không ph thu c vào tay ngh c

u khi n mà ph thu c và n i

u khi n ch ch y u theo dõi

ki m tra các ch
chính xác làm vi

ng c a máy.
chính

T

c t cao nh có c u tr

li u c t hi

n ch c c a máy nh ng v t

i nhu kim lo i c ng hay g m oxit có th s d ng t

Th i gian gia công ng
Máy CNC có tính linh ho t cao trong vi c l p trình, ti t ki m th i
gian quan ch

c tính kinh t cao trong vi c gia công hang lo i

các s n ph m nh .
Ít ph i d ng máy vì k thu
1.5 M T S

ng máy nh .

M U MAY CNC 3 TR C.

- T i th

ng Vi

t hi n nhi u lo i máy CNC ch y u là

s n xu t t i Trung Qu c, m t s
ng ít, nh

n xu t, tuy nhiên s
c dùng

s s n xu t công c , ch t
dùng ch tác s n ph

t hi n các máy CNC
n ch ng m t s

dùng t i Vi t Nam.
- Trên hình 1.4 là hình nh c a máy CNC 1325 QC gia công ch t li u
kim lo i và phi kim lo i. Máy do Trung Qu c s n xu
b i công ty Eramachinery, Vi t Nam.

Hình 1.4: Máy CNC 1325

c nh p kh u và bán

K t c u và các thông s c a máy:
K t c u bàn máy: Khung thép, m
c phun tr c ti

gia công s t, t

tích, thông s

c, vòi
u khi n li n khung ti t ki m di n
c li t kê

B ng 1.1: Thông s
t lo i:

b ng 1.1.

a máy CNC 1235
X-Y-

t vuông Hiwin Taiwan.

Tr c Z:

Vitme bi 2510 Taiwan.

Kh làm vi c:

1300 x 2500 x 160mm.

T

ch y l n nh t c a máy:
chính xác:

0.02mm

Ph n m m:

Artcut Wentai 2002, Wentai V8,
ArtCAM, Jdpaint, Aspire 3.0.

T ng công su t:
Ngu n Cung c

10kW.
n:

c:
Công su

24,000mm/min

220/50/60Hz AC (1 pha).
X- Z Leadshine

c chính:

(spindle): 3.2Kw

- Trên hình 1.6 là máy CNC 1325-

Hình 1.6: Máy CNC 1325-ST 45
B ng 1.3: Thông s
Khung máy và chi ti t máy
t các tr c XYZ
Tr c X
Tr c Y
Tr c Z
Công su
c chính
Công su t máy
H th
u khi n
Ph n m m h tr
Ph n m
u khi n
Ch t Li u Bàn kh c
Ch t li u gia công
T
/vi sai
c bàn kh c
Kh kh c hi u d ng (XYZ)
Tr ng
ng
(L*W*H)

a máy CNC 1325-ST 45

H
t vuông Taiwan
Rack
Rack
Vít me bi 25T10 Taiwan
3200W
3800W
XZ AC Hybrit Servo
Corel, card.
Nc studio
Nhôm Rãnh T
Kim lo i, phi kim, g
24000mm/min 0,02mm
1450x3000
160x1300x2500(mm)
1100KG
3100x1900x1500(mm)

- Trên hình 1.8 là

cG

u, máy do Trung Qu c

ch t o,

i máy dùng cho gia công các v t li u g dùng trong các xí

nghi p ch t

m c. Thông s

a máy cho

Hình 1.8:

c G , 4D

B ng 1.5: Thông s

b ng 1.5.

u
c G , 4D

u

M r ng kh c LT25S3 - 6A sáu u
máy kh c 4 chi u (b n tr c liên k t b n
máy kh c chi u )
c
6 tr c chính 2200W
0.01mm
Naikai Ncstudio V10 b n tr c h th ng
u khi n liên k t
chính

0 - 24000rpm
3.175/4/6/8/12.7mm

T

không khí

0-20000mm/min

T

ch y

0-12000mm/min

Vít me nh p kh u
n áp ho

ng

Nh p kh u motor AC servo
AC 220V, 50/60Hz

B ng 1.6: Các thông s chính c a máy CNC-STEP
Tính ch t

Chi u cao-Z S400

Chi u cao-Z S720

Chi u cao-Z S1000

Dài

(L) 736 mm

1056 mm

1336 mm

R ng (W)

570 mm

690 mm

870 mm

Cao (H)

570 mm

570 mm

570 mm

Tr
ng
32,5 kg
không có m t làm
vi c và công c

39,5 kg

45 kg

B m tg n
(LxW)

1050 x 510 mm

1330 x 690 mm

730 x 390 mm

cao toàn b

103

(T

m cu i trên c a khung)

c ngoài theo các tr c:
m

cao-Z S-400

cao-Z S-720

cao-Z S-1000

Tr c X

400 mm

720 mm

1000 mm

Tr c Y

300 mm

420 mm

600 mm

Tr c Z

110 mm

110 mm

110 mm

Các thông s khác
c tính

cao-Z S-400

T
(Chuy n
nhanh XY)
1/10khi n
c ren XY

cao-Z S-720

cao-Z S-1000

60 mm/sec*

60 mm/sec*

60 mm/sec*

2000

2000

2000

6 mm

6 mm

6 mm

u

c ren Z

6 mm

6 mm

6 mm

ng tròn d n

22 mm

22 mm

22 mm

16 mm

16 mm

16 mm

0,003 mm

0,003 mm

0,003 mm

chính xác

+- 0,01

+- 0,01

+- 0,01

nghiêng sau

+- 0,03

+- 0,03

+- 0,03

XY
ng Z
Gi
trình XYZ

Truy
X

ng tr c

2 Step motors Nanotec Type ST5918L3008-A

Truy
Y

ng tr c

1 Step motor Nanotec Type ST5918L3008-A

Truy
Z

ng tr c

1 Step motor Nanotec Type ST5918L3008-A

Công su

ng

max. 4,2 A

Nhi

15-30 °C
m maximum

60 %

1.6 . THI T K PH

C

1.6.1 K t c u chung v

1.6.1.1

a máy CNC
máy

-

c ch t o b ng các chi ti t gang vì
b n nén cao g p 10 l n so v
m b o không có khuy t t

ch
-

-

1.6.1.2 . Bàn máy
-

-

-

c ki m tra sau khi

1.6.1.3 . C m tr c chính
c

p d ng c , chuy

ng quay c a tr c chính s sinh ra l c

c t g t phôi trong quá trình gia công.
- Ngu

ng l

u khi n tr

ng s d
s

t o ra t

vòng l p kín, b ng công ngh
u khi n chính xác và hi u qu

Hình 2.1: Các ví d
1.6.1.4 Các tr c truy n chuy
-

ng l

i ch

t i n ng.

u khi n tr c chính

ng

:

chính.
2

ng

Hình 2.2
Trong máy công c

u khi n s

ng s d ng hai d ng

n

c bi.

Hình 2.3: Truy

ng d ng tr

ng: là lo

c có d ng ti p xúc m t

c bi: là lo

-

bi t, b i v

-

c có d ng ti

ng:T t c

hành c a máy công c

c

u khi n s

ng chuy

nt

u dùng nh ng ngu

ng h c ch còn 2 lo

n sau:

u ch p
ng l c riêng

-

ng các xích c t g t b

i vô c p, d
, nh m khu

ut m

ng tr c chính thông qua m t h p t
i các momen c

t tr s c n thi

thay
có t

n3c p
t

ban

uc
1.6.1.5

ch

-

tích ch a nhi u dao ph c v cho quá trình gia công. Nh có

tích dao mà máy CNC có th th c hi

c nhi u nguyên công c t g t

khác nhau liên ti p v i nhi u lo i dao c t
ng hoá cao.
1.6.2 Thi t k

u chuy n

1.6.2.1 . M c tiêu và yêu thi t k
-

-

1.6.2.2 L a ch n v t li u ch t o k t c u khung máy
-

ng các tr c

-

-

rèn phôi...

1.6.2.3 Thi t k bàn máy
-

-

4
.

Hình 2.4

n máy

1.6.2.4 Thi t k truy n chuy

ng và gá l

-

c X.

:

-

ng

Hình 2.5
-

mv d

t tròn
ng cho chuy

theo tr c X v i ph m vi di chuy
thanh d

80 cm, vì v

ng ph i này ph i l

thanh d

ng:

truy n chuy

ng.
ng, và chuy

ng t nh ti n c a tr c X, ta s d
c. Trên hình 2.6 th hi n

dài c a
a ch n

dài 120cm có s n trên th

- Truy n chuy
c

ng c

u này.

ng quay
u tr c vit

Hình 2.6: Truy

ng d ng tr

c

2.7 và hình 2.8.

Hình 2.7: B n v m t c nh tr

máy

Nghiên cứu thiết kế và ứng dụng máy CNC trong điêu khắc gỗ 3D (Đồ án tốt nghiệp)

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về