Hướng dẫn kết nối internet đàn piano cvp-103 pdf

NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY KHẮC LASER Người hướng dẫn: THS. TRẦN NGỌC HẢI Sinh viên thực hiện: PHẠM THANH VŨ Số thẻ sinh viên: 101120329 Lớp: 12CDT1 Đà Nẵng, 5/2017 Phạm Thanh Vũ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY KHẮC LASER 2017 DUT.LRCC

• 2. NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY KHẮC LASER Người hướng dẫn: THS. TRẦN NGỌC HẢI Sinh viên thực hiện: PHẠM THANH VŨ Số thẻ sinh viên: 101120329 Lớp: 12CDT1 Đà Nẵng, 5/2017 DUT.LRCC
• 3. Tốt nghiệp cho sinh viên ngành Kỹ thuật cơ điện tử vận dụng những gì đã được đào tạo trong khóa học 5 năm tại trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Như vậy đây vừa là cơ hội vừa là thử thách để sinh viên hoàn thiện hơn kiến thức lý thuyết cũng như kĩ năng thực hành trong việc chế tạo mô hình. Đào tạo tư duy tích cực, sáng tạo ra các sản phẩm về cả mặt ý tưởng lẫn thực tiễn nhằm đưa sinh viên đến gần hơn để hiểu rõ ngành Cơ điện tử, tạo ý thức tốt khi ra trường về ứng dụng kiến thức vào công việc. Dựa vào những kiến thức trang bị được cùng với những tài liệu có được em thực hiện Đồ án Tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế chế tạo mô mình máy khắc laser” dưới sự hướng dẫn của Thầy Trần Ngọc Hải. Đề tài này sử dụng các kiến thức về thiết kế máy để thiết kế hệ thống dẫn động và truyền động kết hợp với kiến thức về điều khiển lập trình,ứng dụng các phần mềm đồ họa và điểu khiển trên máy tính và sử dụng các phần mềm chuyên ngành cơ khí như Creo Parameter, Autocad, RDM và các phần mềm điều khiển máy CNC và phần mềm đồ họa miễn phí.Kết quả mong muốn của đề tài này là máy có thể hoạt động tốt tạo ra các sản phẩm gia công chính xác và thẫm mĩ cao. DUT.LRCC
• 4. NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌCBÁCH KHOA KHOA CƠKHÍ CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Thanh Vũ Số thẻ sinh viên: 101120329 Lớp: 12CĐT1 Khoa: Cơ khí Ngành: Cơ điện tử 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế, chế tạo máy khắc laser 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: - Kích thước gia công 500x300 - Công suất cắt tối đa 0.5W - Độ chính xác gia công 0.1mm - Vật liệu gia công : gỗ, decal, giấy , mica. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: a. Tổng quan các vấn đề liên quan; b. Thiết kế nguyên lý và tính toán động học máy: Phân tích & thiết kế sơ đồ nguyên lý máy; lựa chọn hệ truyền động và các tính toán động học máy; c. Tính toán sức bền và thiết kế kết cấu máy: Hệ thống dẫn hướng và khung chịu lực, hệ thống dẫn động hiệu chỉnh và bố trí kết cấu máy; d. Thiết kế hệ thống điều khiển: Tổng quan các thiết bị điều khiển; lập chu trình điều khiển, thiết kế và lắp ráp mạch điều khiển; thuật toán và chương trình điều khiển; e. Chế tạo máy thiết kế. 4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): Bản vẽ phương án: 1A0 Bản vẽ kết cấu máy: 4A0 Bản vẽ hệ thống điều khiển: 2A0 5. Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: Trần Ngọc Hải 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …12…../…2…./2017 7. Ngày hoàn thành đồ án: …30…../…5…./2017 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 DUT.LRCC
• 5. Chế tạo máy Người hướng dẫn TRẦN NGỌC HẢI DUT.LRCC
• 6. một thời gian khá dài, ngành cơ khí đã tập trung nghiên cứu để giải quyết vấn đề tự động hóa ở các xí nghiệp có quy mô sản xuất lớn (hàng loạt và hàng khối). Nhưng trong thực tế, các xí nghiệp máy có quy mô sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ lại là phổ biến ở Việt Nam. Do đó, đòi hỏi các xí nghiệp này phải nâng cao về hiệu quả sản xuất năng suất lao động, điều này đã dẫn tới vấn đề nghiên cứu triển khai kỹ thuật tự động có tính linh hoạt cao trong các dây chuyền sản xuất. Máy công cụ - trung tâm gia công điều khiển bằng chương trình số và kỹ thuật vi xử lý CNC - đã được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ đã tạo điều kiện linh hoạt hoá và tự động hoá dây chuyền gia công. Đồng thời làm thay đổi phương pháp và nội dung chuẩn bị cho sản xuất. Trong những năm gần đây các máy NC và CNC đã được nhập vào Việt Nam và hiện nay đang hoạt động trong một số nhà máy, viện nghiên cứu và các công ty liên doanh. Cũng chính vì thế nên việc nghiên cứu, chế tạo máy CNC đã được nhiều nhà kỹ thuật, kỹ sư Việt Nam đang theo đuổi. Để tổng kết lại những kiến thức đã học cũng như để làm quen với công việc thiết kế của người cán bộ kỹ thuật trong ngành cơ khí sau này.Chúng em đã được nhận đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình máy khắc Laser CNC”. Vì lần đầu làm quen với công việc thiết kế tổng thể, mặc dù được sự hướng dẫn của thầy Trần Ngọc Hải nhưng cũng không tránh khỏi những bỡ ngỡ. Hơn nữa, tài liệu phục vụ cho công việc thiết kế còn quá ít, thời gian thực hiện đề tài không nhiều, khả năng còn hạn chế nên chắc trong quá trình thiết kế sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, nên chúng em rất mong được sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thầy cô. Sau thời gian làm đề tài bằng chính nổ lực của bản thân và luôn nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Ngọc Hải trong việc góp ý thiết kế, thực hiện mô hình hóa chạy thử ngiệm. Vì điều kiện vật liệu, công nghệ và tài chính nên mô hình đề tài có thể chưa hoàn thiện như mong muốn, cùng với những sai sót trong quá trình làm thuyết minh đề tài. Vì vậy rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn yêu để đề tài có thể hoàn thiện hơn. Xin một lần nữa gửi tới lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Trần Ngọc Hải cùng các bạn trong khoa, ngành đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Đà nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2017 Sinh viên thực hiện Phạm Thanh Vũ DUT.LRCC
• 7. cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Sinh viên thực hiện Phạm Thanh Vũ DUT.LRCC
• 8. VỤ ĐỒ ÁN Trang LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................i CAM ĐOAN................................................................................................................... ii MỤC LỤC..................................................................................................................... iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ.........................................................................vi Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC....................................................................2 1.1. Lịch sử phát triển ...................................................................................................2 1.1.1. Lịch sử ...................................................................................................................2 1.1.2. Một số máy nc .......................................................................................................2 1.2. Máy cnc là gì ...........................................................................................................3 1.2.1. Khái niệm ..............................................................................................................3 1.2.2. Đặc điểm chung.....................................................................................................4 1.3. Các thành phần cơ bản của máy nc......................................................................4 1.3.1. Chương trinh điều khiển........................................................................................4 1.3.2. Bộ điều khiển.........................................................................................................5 1.3.3. Máy công cụ hoặc quá trình được điều khiển khác...............................................5 1.4. Thuật toán nội suy trên máy CNC........................................................................5 1.4.1. Phương pháp nội suy đường thẳng (linear interpolation)......................................5 1.4.2. Phương pháp nội suy cung tròn.............................................................................7 1.4.3. Nội suy xoắn ốc (Helical Interpolation)................................................................9 1.4.4. Nội suy bậc 3 (Cubic)............................................................................................9 Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY KHẮC LASER .................................................10 2.1. Tổng quan bằng gia công bằng tia laser.............................................................10 2.1.1. Cơ chế bó vật liệu................................................................................................10 2.1.2. Các loại laser .......................................................................................................11 2.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng ...................................................................13 2.2. Ứng dụng của máy khắc laser .............................................................................14 2.2.1. Khắc khuôn mẫu..................................................................................................14 2.2.2. Ngành sản xuất bao bì .........................................................................................15 2.2.3. Ứng dụng trong quảng cáo ..................................................................................16 DUT.LRCC
• 9. săm hình .............................................................................................17 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ................................................18 3.1. Thiết kế động học toàn máy.................................................................................18 3.1.1. Vùng làm việc......................................................................................................18 3.1.2. Bàn máy...............................................................................................................18 3.1.3. Tải trọng và chọn động cơ...................................................................................18 3.2. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế..........................................................18 3.2.1. Chon phương án chuyển động của các bộ phận máy..........................................18 3.2.2. Lựa chọn các phương án truyền động .................................................................20 3.3. Thiết kế kết cấu máy ............................................................................................22 3.3.1. Cơ cấu trục X.......................................................................................................22 3.3.2. Cơ cấu trục Y.......................................................................................................24 3.3.3. Cơ cấu trục Z .......................................................................................................25 3.4. Các bộ phận lựa chọn...........................................................................................26 3.4.1. Động cơ ...............................................................................................................26 3.4.2. Con lăn.................................................................................................................26 3.4.3. Chọn Puly ............................................................................................................27 3.4.4. Trụ đồng 3.5mm gá động cơ ...............................................................................28 3.4.5. Góc kê..................................................................................................................28 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC.........................................................29 4.1. Tính toán cụm truyền động trên trục X và Y ....................................................29 4.1.1. Sơ đồ lắp ráp........................................................................................................29 4.1.2. Sơ đồ lực tác dụng lên các trục............................................................................30 4.1.3. Các thông số đầu vào...........................................................................................30 4.1.4. Công suất động cơ ...............................................................................................30 4.1.5. Tốc độ động cơ....................................................................................................30 4.1.6. Tỉ số truyền..........................................................................................................31 4.1.7. Vận tốc di chuyển tối đa của trục X và Y(vận tốc đai) .......................................31 4.1.8. Lực tác dụng lên trục puly...................................................................................31 4.1.9. Tốc độ quay trên trục...........................................................................................31 4.1.10. Mômen xoắn trên trục .......................................................................................31 4.1.11. Lực căng dây T trên 1 nhánh đai.......................................................................31 4.1.12. Lực vòng (tải trọng có ích)................................................................................31 4.1.13. Tính chọn đường kính trục truyền động và ổ lăn ..............................................31 4.1.14. Chọn ổ lăn..........................................................................................................33 4.1.15. Lực tác dụng lên trục con lăn ............................................................................34 DUT.LRCC
• 10. đường kính trục con lăn ...................................................................34 4.1.17. Tính số bước của động cơ để tịnh tiến trên 1 mm.............................................35 4.2. Tính toán cụm truyền động trục vít - đai ốc trên trục Z ..................................35 4.2.1. Sơ đồ lắp ráp........................................................................................................35 4.2.2. Các thông số đầu vào...........................................................................................35 4.2.3. Chọn sơ đồ động và vật liệu bộ truyền và ứng suất cho phép.............................35 4.2.4. Chọn biên dạng ren và hệ số Ψh .........................................................................36 4.2.5. Chọn kết cấu đai ốc .............................................................................................36 4.2.6. Xác định đường kính trung bình ren ...................................................................36 4.2.7. Chọn dai ốc..........................................................................................................36 4.2.8. Tính số bước của động cơ để tịnh tiến trên 1 mm...............................................36 CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .............................................37 5.1. Tổng quan về phương án điều khiển ..................................................................37 5.2. Mạch điều khiển ...................................................................................................37 5.2.1. Board Arduino Uno R3 .......................................................................................37 5.2.2. Modun sheld CNC...............................................................................................43 5.2.3. Driver điều khiển động cơ bước A4988..............................................................44 5.3. Đầu khắc laser.......................................................................................................45 5.4. Sơ đồ mạch ............................................................................................................46 5.5. Phần mềm Inkscape .............................................................................................46 5.6. Phần mềm Universal Gcode Sender (Firmware GRBL) ..................................56 5.6.1. Giao diện phần mềm............................................................................................57 5.6.2. Một số lệnh thiết lập giá trị cho máy CNC..........................................................57 KẾT LUẬN ..................................................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................62 DUT.LRCC
• 11. BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1. Các thành phần cơ bản của hệ thống NC .......................................................4 Hình 1.2. Ví dụ về gia công.............................................................................................5 Hình 1.3. Nội suy đường thẳng .......................................................................................6 Hình 1.5 Nội suy theo cung tròn .....................................................................................8 Hình 1.6. Nội suy parabol (Parabolic Interpolation).......................................................9 Hình 2.1. Sản phẩm khắc laser ngành khuôn mẫu ........................................................15 Hình 2.2. Ứng dụng laser trong đóng gói bao bì...........................................................16 Hình 2.3. Ứng dụng máy khắc laser trong quảng cáo ...................................................16 Hình 2.4. Khắc chi tiết trên phụ tùng ô tô, xe máy, các sản phẩm cơ khí,mã vạch.......17 Hình 2.5. Săm hình bằng máy CNC laser .....................................................................17 Hình 3.1. Hình Kiểu bàn máy chuyển động..................................................................19 Hình 3.2. Kiểu bàn máy đứng yên.................................................................................19 Hình 3.3. Bộ truyền vít me đai ốc .................................................................................20 Hình 3.4. Trục vít me– đai ốc bi....................................................................................20 Hình 3.5. Truyền động bằng đai răng............................................................................21 Hình 3.6. Đai – puly răng ..............................................................................................21 Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý trục X..................................................................................22 Hình 3.8. Mô phỏng trục X ...........................................................................................23 Hình 3.9. Nhôm định hình 40x20..................................................................................23 Hình 3.10. Sơ đồ chuyển động ......................................................................................24 Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý trục Y................................................................................24 Hình 3.12. Mô phỏng lắp ráp truc Y .............................................................................25 Hình 3.13. Sơ đồ nguyên lý truc Z ...............................................................................25 Hình 3.14. Trục trượt và ổ trượt....................................................................................26 Hình 3.15. Động cơ bước ..............................................................................................26 Hình 3.16. Con lăn.........................................................................................................27 Hình 3.17. Pult GT2 16 răng .........................................................................................27 Hình 3.18. Trụ đồng 35mm ...........................................................................................28 Hình 3.19. Góc kê nhôm................................................................................................28 Hình 4.1. Lắp trục X......................................................................................................29 Hình 4.2. Lắp trục Y......................................................................................................29 Hình 4.3. Sơ đồ lực tác dụng lên con lăn và trục ..........................................................30 Hình 4.4. Biểu đồ momen uốn trục puly .......................................................................32 DUT.LRCC
• 12. tác dụng lên ổ lăn ...................................................................................33 Hình 4.6. Ổ lăn ..............................................................................................................34 Hình 4.7. Mô men uốn trên trục con lăn........................................................................35 Hình 4.8. Sơ đồ lắp ráp trục Z .......................................................................................35 Hình 5.1. Tổng quan hệ thống.......................................................................................37 Hình 5.2. Arduino UNO ................................................................................................38 Hình 5.3. Vi diều khiển .................................................................................................39 Hình 5.4. Các cổng vào ra cua Arduino Uno ................................................................41 Hình 5.5. Modun CNC Shield V3.0 ..............................................................................43 Hình 5.6. Các chân kết nối cua Arduino vơi sheld CNC ..............................................44 Hình 5.7. Laser ..............................................................................................................45 Hình 5.8. Sơ đồ mạch ....................................................................................................46 Hình 5.9. Giao diện làm việc của phần mềm Inkscape .................................................47 Hình 5.10. Giao diện Inskape........................................................................................48 Hình 5.11. Thiết lập Document properties. ...................................................................49 Hình 5.12. Import hình ảnh. ..........................................................................................49 Hình 5.13. Giao diện làm việc.......................................................................................50 Hình 5.14. Load thư viện...............................................................................................51 Hình 5.15. Đặt tên cho file code....................................................................................51 Hình 5.16. Biên dạng đường chạy đầu khắc laser.........................................................52 Hình 5.17 . File G-code được xuất ra từ Inkscape. .......................................................53 Hình 5.17. Thiết lập chế độ khắc hình...........................................................................53 Hình 5.18. B/W conversion aglorithm ..........................................................................54 Hình 5.19. Thiết lập thông số ở chế độ khắc hình.........................................................55 Hình 5.20. File G-code. .................................................................................................56 Hình 5.21. Giao diện phần mềm Universal Gcode Sender (Firmware GRBL). ...........57 Hình 5.22. Giao diện mô phỏng đường chạy dao khi làm việc.....................................60 Hình 5.23. Máy khắc laser hoàn thành..........................................................................61 Hình 5.24. Sản phẩm .....................................................................................................61 DUT.LRCC
• 13. tạo mô hình máy khắc laser Sinh viên thực hiện: Phạm Thanh Vũ Hướng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải 47 hình,và phông chữ SVG. Inkscape hiện đang được phát triển mạnh, và ngày càng có nhiều tính năng mới. Inkscape quản lí bản vẽ theo các lớp và cho phép chuyển giữa các lớp một cách linh hoạt. Chức năng nhân bản đối tượng (clone) rất có ích khi cần sao chép với số lượng lớn hay tạo ra các họa tiết.Inkscape hiện đang phát triển tính năng nhận diện hình: đổi từ ảnh bitmap ra các đường nét. Cho phép xuất ra nhiều định dạng, Inkscape có thể tạo ra các file EPS, EMF, và các định dạng ảnh bitmap (PNG, JPEG, v.v...). Các đối tượng hình vẽ gồm có một số loại đặc biệt: hình sao, đường cong Bézier, gradient màu. Khởi động phần mềm Inkscape, giao diện như sau: Hình 5.9. Giao diện làm việc của phần mềm Inkscape Giao diện làm việc của Inkscape bao gồm các thanh chức năng chính như:  Thanh menu chính: từ menu này, người dùng có thể thực hiện các công việc như xuất ảnh, nhập ảnh, chuyển đổi ảnh, xuất Gcode,… sẽ đc đề cập cụ thể sau.  Thanh công cụ vẽ: gồm các chức năng lấy nét vẽ, vẽ các hình khối cơ bản như hình vuông, hình tròn, lập phương, ngôi sao,… công cụ chọn nét vẽ như nét đậm, nét mảnh, chèn ký tự, tô màu,…  Thanh công cụ chỉnh sửa ảnh: bên trái là thanh công cụ vơi chức năng cơ bản là mở file đã lưu, lưu file, nhập, xuất file, in ảnh, cắt, dán… bên phải là thanh công cụ chỉnh sửa ảnh như tạo lưới điểm, bo góc,… DUT.LRCC