Розроблення апаратної та програмної частини верстату з ЧПУ для нарізки друкованих електричних плат
Автор: Гарбар Євгеній Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання електронної промисловості
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Гарбар Є. А., Топільницький В. Г. (керівник). Розроблення апаратної та програмної частини верстату з ЧПК для нарізки друкованих електричних плат. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація Магістерська атестаційна робота на тему: «Розроблення апаратної та програмної частини верстату з ЧПК для нарізки друкованих електричних плат.» Основним завданням роботи є розробка системи верстата з ЧПК для фрезерування плат та інших виробів. В роботі проаналізовано систему керування верстатами з ЧПК, структуру фрезерного ЧПК верстату, розглянута класифікація компонентів верстату. На основі даної інформації було прийняте рішення про створення верстату з керуванням на основі CNC Shield. Створено повну модель та структурну схему роботи системи, складено алгоритм функціонування. Налаштовано програмне забезпечення для системи керування верстатом. Проведено експериментальні дослідження залежності крутного моменту від поділу мікрокроку, залежності величини деформації від габаритних розмірів. Результати роботи можуть використовуватися приладобудівними підприємствами для вдосконалення . Об’єктом дослідження є процес вирізання друкованих плат на верстатах з ЧПК. Предметом дослідження є верстати з числовим програмним керуванням. Метою роботи є розробка та створення фрезерного верстату з ЧПК. Результатами дослідження є оптимально підібрані параметри верстата з ЧПК. А також нова проектна розробка верстата що забезпечує використання двох конфігурацій що дає велику універсальність верстата. Верстати з ЧПК повинні забезпечувати високу точність і швидкість відпрацювання переміщень, заданих технічною задачею, а також зберегти цю точність в заданих межах при тривалій експлуатації. Конструкція верстатів з ЧПК повинна, як правило, забезпечувати поєднання різних видів обробки, автоматизацію завантаження і вивантаження деталей, автоматичне або дистанційне керування зміною інструменту, можливість монтування у загальну автоматичну систему управління. Висока точність обробки визначається точністю виготовлення і жорсткістю верстата. У конструкціях верстатів з ЧПК використовують короткі кінематичні ланцюги, що підвищує статичну і динамічну жорсткість верстатів. Для всіх виконавчих органів застосовують автономні приводи з мінімально можливим числом механічних передач. Ці приводи повинні мати високу швидкодію. Точність верстатів з ЧПК підвищується в результаті усунення зазорів в передавальних механізмах приводів, зменшення втрат на тертя в напрямних і механізмах, підвищення вібростійкості, зниження теплових деформацій. Числове програмне керування (ЧПК) - це керування, у якому програму задають як записаного на якомусь носії масиву інформації. Керуюча інформація для систем ЧПУ є дискретною і її обробка у процесі управління здійснюється цифровими методами. Управління технологічними циклами практично повсюдно здійснюється з допомогою запрграмованих логічних контролерів, реалізованих з урахуванням принципів цифрових електронних обчислювальних пристроїв. В дипломній роботі отримані наступні результати, які володіють науковою новизною: 1. Розроблена фізична модель верстату, яка дає виграш в розмірах робочої поверхні. 2. Налаштоване програмне забезпечення для керування верстату з ЧПК. 3. Модель верстату є універсальною та може використовуватись в різних цілях. Ключові слова: ВЕРСТАТ З ЧПК, 3D ПРИНТЕР, ДРУКОВАНІ ПЛАТИ, КРОКОВІ ДВИГУНИ, МІКРОКРОК, CNC SHIELD. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Coordinate-measuring machine [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinate-measuring_machine. 2. Бушуев В.В., Хольшев И.Г. Механизмы параллельной структуры в машиностроении // СТИН. — 2001. — № 1. — С. 3-8. — ISSN 08597566. 3. Precision Study of a Coordinate Measuring Machine Using Several Contact Probes / I.Puertas, C.J. LuisPerez, D.Salcedo, J.P.Fuertes. // Procedia Engineering. – 2013. – №63. – С. 547–555. Харитонов В.И. "Управление техническими системами", М.: Изд-во "ФОРУМ", 2010 - 384с. 4. Гузенков П.Г. Детали машин: Учебн.для вузов. — 4-е издание, испр. М.: высш. шк., 1986. — 395 с. 5. Клюев В. В., Контроль и диагностика: справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; под ред. В. В. Клюева, 2-е изд., испр. И доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 656с. 6. Материалы с 12-ой международной специализированной выставки "Металлообработка-2011", "Экспоцентр", Москва, 2011 1+ 7. Silverwing RMS2 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.pergam.ru/catalog/nondestructive_testing/ultrasonic_testing/Scan ner_RMS2.htm. 8. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В. В. Клюева. Кн. 2. М., «Машиностроение», 1976 9. Термінологічний словник з неруйнуючого контролю. Довідковий посібник./ Упорядк. І.П.Білокур, О.С.Боровіков та ін.. –К.; ІСДО, 1995. - 228с 10. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст]: учеб. пособие для втузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – 7-е изд., исп. – М.: Высш. шк., 2001. – 447 с. 11. Приводні ланцюги [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://studfiles.net/preview/2495760/page:2/. 12. EDDY CURRENT INSPECTION SYSTEMS [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.sdindt.com/sdi-eddy-current- inspection-systems.html. 13. Линейные подшипники [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://engineercatalogues.narod.ru/articles/bushes.html. 14. Timing Belt GT2 Profile [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.adafruit.com/product/1184. 15. Драйвер шагового двигателя A4988 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://3d-diy.ru/wiki/arduino-moduli/drajver- shagovogo-dvigatelya-a4988/. 16. Сервопривод SG90 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://autohome.org.ua/market/moto_servo/servo-sg90-9g-detail. 17. CNC Shield v3.0 для Arduino UNO [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://diystore.com.ua/boards/cnc_shield_v3.