Đề tài Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động Cho Máy Phay CNC

Chia sẻ: khaionline91

Để thiết kế hệ thống thay dao tự động ta cần biết các thông số về đường kính trục chính trc= 120mm, hành trình thay dao của trục chính máy là Ltrc= 130mm, khoảng cách giữa đường tâm trục chính tới thân máy là L = 505 mm,kích thước của thân máy là : a x b = 400 x 360 mm

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đề tài Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động Cho Máy Phay CNC

Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC


Tính toán thiết kế hệ thống thay dao
tự động với 32 đài dao
1.1. Lập quy trình tính toán hệ thống thay dao tự động
1.1.1. Cấu tạo chung của máy CNC_V30
a. Cấu tạo của máy CNC-V30 :




Hình 1. 1. Cấu tạo chung máy CNC-V30
Bảng 1. 1. Các bộ phận của máy
STT Các bộ phận chính của máy
1 Cột máy
2 ụ trước trục chính
3 Trục chính
4 Bàn máy
5 Băng máy
6 Đế máy

1
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
7 Màn hình điều khiển
8 Thành phần chuyển động của 3 trục và các nắp lồng
9 Tủ điện


Bảng 1. 2. Các thông số kỹ thuật của máy CNC - V30
Kích cỡ máy:
Chiều dài. 2250 mm
Chiều rộng. 2100 mm.
Chiều cao. 2368 mm.
Trọng lượng. 4500 kg.
Bàn máy:
Kích thước bàn. 840 x 400 mm.
Chiều cao bàn. 780 mm.
Tải trọng lớn nhất. 300 kg.
Hành trình:
Hành trình trục X/Y/Z. 760/ 410/ 520.
Khoảng cách từ tâm trục chính 438 mm.
đến cột.
Khoảng cách từ đỉnh trục 130  540 mm.
chính đến mặt bàn.
Trục chính:
Động cơ trục chính. 7.5 kW
Tốc độ trục chính. 80  80000 vòng/phút.
Tỉ số truyền. 1:1
Động cơ chạy dao:


2
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Kiểu động cơ trục X/Y/Z. AC - 6/ AC - 6 / AC - 12.
Công suất động cơ. 1.0 kW/ 1.0 kW/ 2.1 kW.
Tốc độ chạy dao.
Tốc độ chạy dao ngang. 20000 / 15000 mm/ phút.
Tốc độ cắt. 5000 mm / phút.
Hệ thống thay dao tự động:
Dạng ATC. Hình tang trống.
Dạng chuôi dao. BT- 40.
Số lượng dao. 20/24.
Đường kính lớn nhất của dao. 100 mm.
Chiều dài lớn nhất của dao. 250 mm.
Khối lượng lớn nhất của dao. 7..8 kg.


Độ chính xác:
Độ chính xác vị trí.  0.001 mm/toàn bộ hành trình.
Khả năng lặp chính xác.  0.005 mm.
Công suất yêu cầu. 25 KVA.


b. Kết cấu của thân máy và trục chính của máy CNC.
Để thiết kế hệ thống thay dao tự động ta cần biết các thông số về đường kính
trục chính trc= 120mm, hành trình thay dao của trục chính máy là Ltrc= 130mm,
khoảng cách giữa đường tâm trục chính tới thân máy là L = 505 mm,kích thước
của thân máy là : a x b = 400 x 360 mm




3
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 2. Hình vẽ 2D của máy
Kết cấu thân máy và trục chính đang ở vị trí kẹp dao




4
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 3a. Hình vẽ 3D của máy


Với kết cấu của thân máy như trên ta sẽ thiết kế hệ thống thay dao tự động
cho máy có dạng tang trống với tâm quay nằm thẳng đứng. Hệ thống thay dao sẽ
được gá trên một giá đỡ được lắp trên thân máy ở phía bên trái của thân máy .
c. Kích thước đài dao với chuôi BT30 [ 5 ].




5
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 4. Bản vẽ đài dao




Hình 1. 5. Mô hình đài dao




6
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Mô hình 3D của đài dao với độ côn 7/24 Taper
Các dụng cụ cắt được lắp ghép lên các đài dao. Với đường kính lớn nhất của
dao là : max= 120 mm. Trọng lượng của dao là 5 kg.
2.1.2. Các bước thay thế dụng cụ trên máy
Quá trình thay thế dụng cụ khi trục chính có chứa dụng cụ.
Sau khi có lệnh gọi thay dao (M06 T01) thì các chuyển động chay dao sẽ
dừng khi dó quá trình thay dao sẽ qua các bước sau :
1.2: Nguyên lý thay dao tự động
Sau khi gọi lệnh Txx-M06 thì hệ thống thay dao sẽ thực hiện các bước để
thay dao sau:
Lưu đồ 8 bước thay dao
Bước 1: Trục chính về mặt phằng thay dao, xoay định hướng góc then.
Bước 2: Ổ chứa dao tự hành đi vào kẹp dao trên trục chính.
Bước 3: Hệ thống khí nén được kích hoạt để thực hiện xy lanh mở chấu kẹp và
đầy dao không mút vào mặt côn của trục chính
Bước 4: Trục chính đi lên hết chiều cao của đài dao
Bước 5: Ổ chứa dao quay phân độ đưa dao cần thay vào miệng trục chính
Bước 6: Trục chính đi xuống về mặt phằng thay dao



7
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Bước 7: Giải phóng khí nén để hồi xy lanh kẹp và kẹp dao bằng lực đàn hồi của
lò xo
Bước 8: Ổ chứa dao hồi về vị trí ban đầu


2.1.3. Xác định gốc tính toán cho hệ thống thay dao
Để đảm bảo cho quá trình thay dao với độ an toàn cao ta cần phải xác định
một điểm chuẩn cho hệ thống thay dao đó là điểm trùng với điểm gốc của trục
chính máy CNC trong quá trình thay dao. Điểm này phải đảm bảo sao cho
đường tâm của trục chính và đường tâm của dụng cụ được gọi ra thay phải trùng
nhau và phải đảm bảo hành trình thay dao của trục chính L trc = 130 mm, và hành
trình dẫn hướng của xylanh Lxl= 250 mm không xảy ra va đập. Vậy điểm điểm
chuẩn đó được xác định:




8
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 2. 6. Sơ đồ biểu diễn điểm chuẩn thay dụng cụ
Sơ đồ phân bố điểm chuẩn thay dao
Để tính toán cho hệ thống thay dao thì ta cần phải xác định một điểm gôc tính
toán cho hệ thống. Từ điểm chuẩn thay dao và hành trình của xylanh là:


9
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Lxl = 250 mm. Vậy điểm gốc tính toán cho hệ thống thay dao cách điểm chuẩn
thay dao là 250 mm.
2.1.4. Lập quy trình tính toán hệ thống thay dao
Với các dư liệu đầu vào
- Số dao đài dao chứa : 32
- Đường kính lớn nhất của dao : 120(mm) Lấy theo đường kính của dao
phay mặt đầu
- Loại chuôi dao : BT30
- Chiều cao chuôi dao : 85(mm)
- Khối lượng dao : 5 kg
- Đường kính lớn nhất của cụm trục chính :max = 120 mm
- Khoảng cách từ tâm trục trính đến thân máy Ltrc = 505 mm
- Kích thước thân máy 360x400mm
- Hành trình dân đài mang dao L = 250 mm
Lập quy trình tính toán:
Từ điểm gốc của hệ thống thay dao cùng với nguyên lý thay dao ta có thể lập
qui trình tính toán như sau:
- Xác định tâm của đường tròn chứa dao và vị trí của các đài dao trên đường
tròn.
- Kết cấu tay kẹp dụng cụ và tấm định vị
- Tính toán Tang chứa dụng cụ
- Tính toán cơ cấu quay phân độ _ cơ cấu Man
- Tính toán và lựa chọn động cơ cho cơ cấu quay phân độ
- Tính toán và lựa chọn ổ lăn
- Tính toán loxo tạo ra lực kẹp dao
- Lựa chọn trục dẫn hướng
10
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
- Tính toán và lựa chọn hệ thống xylanh khí nén dẫn động đài dao
- Kiểm tra độ bền cho hệ thống thay dao
c¸c d÷ liÖu ®Çu vµo
N : Sè lù¬ng dao cña æ chøa dao N=16
Dmax : ®õ¬ng kÝnh lín nhÊt cña dao D max = 100 mm
BT40 : lo¹i chu«i dao (r b¸n kÝnh cæ cña ®µi dao)
m : khèi lù¬ng lín nhÊt cña dao 7..8 kg
Dtrc: ®õ¬ng kÝnh trôc chÝnh m¸y CNC D trc = 120mm
Lt : kho¶ng c¸ch tõ t©m trôc chÝnh ®Õn th©n m¸y L t = 505 mm
H : hµnh tr×nh vµo lÊy dông cô cña trôc chÝnh H = 130 mm
KÕt cÊu th©n m¸y CNC
Ltd : Hµnh tr×nh cña hÖ thèng thay dao 250 mm
C¬ cÊu kÑp dao ( tay kÑp tr¸i-tay kÑp ph¶i-tÊm ®Þnh vÞ 'h' )
Ttd : thêi gian thay dao T td = 7,5 s




VÞ trÝ ®õ¬ng t©m cña Tang : X¸c ®Þnh b¸n kÝnh vßng trßn chøa dao :
l1 : kho¶ng c¸ch ®Õn th©n m¸y = L 1 Dmax . N
X¸c ®Þnh gèc tÝnh to¸n cho hÖ thèng R 
L1 : kho¶ng c¸ch tõ gèc tÝnh to¸n ®Õn th©n m¸y l2 : kho¶ng c¸ch ®Õn t©m trôc chÝnh = R 4.
L2 : kho¶ng c¸ch tõ gèc tÝnh to¸n ®Õn trôc chÝnh X¸c ®Þnh b¸n kÝnh Tang :
KÕt cÊu cña th©n ®ì HÖ thèng thay dao RT = R - r - h VÞ trÝ c¸c dao cã gãc ph©n ®é :
X¸c ®Þnh chiÒu cao Tang 2
HT : lÊy b»ng chiÒu cao cña ®µi dao tõ cæ 
N




C¬ cÊu ®iÒu khiÓn - C¬ cÊu Man
R ®
KiÓm tra ®é an toµn vÒ h×nh häc KÕt cÊu cña bé phËn chøa dao Lm = kho¶ng c¸ch gi÷a t©m cÇn vµ ®Üa Man
cos
KiÓm tra ®õ¬ng kÝnh trôc chÝnh khi vµo thay dông cô KÕt cÊu cña Tang
KiÓm tra lù¬ng më cña tay kÑp TÝnh to¸n c¬ cÊu kÑp dao n : sè vßng quay cña cÇn
.n
X¸c ®Þnh ® ,®
30




TÝnh to¸n vµ lùa chän æ ®òa c«n ®Ó ®ì Tang TÝnh to¸n vµ lùa chän ®éng c¬ quay ph©n ®é Tang chøa dao
KÕt cÊu cña th©n ®ì
Lùa chän « bi ®Ó gi÷a trôc n®c : sè vßng cña ®éng c¬
hÖ thèng thay dao
N®c : c«ng suÊt ®éng c¬




TÝnh to¸n hÖ thèng dÉn ®éng Tang vµo thay dao
( HÖ thèng dÉn ®éng b»ng xylanh khÝ nÐn)
Lùa chän vµ bè trÝ trôc dÉn hø¬ng Lxl : Hµnh tr×nh lµm viÖc cña xylanh
KiÓm nghiÖm ®é bÒn cña trôc D : ®õ¬ng kÝnh piston
d : ®õ¬ng kÝnh cÇn




B¶n vÏ kÕt cÊu cña hÖ thèng
Thay dao tù ®éng




Hình 1. 7. Sơ đồ quá trình tính toán hệ thống thay dao tự động



11
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
1.2. Tính toán Tang chứa dao
1.2.1. Xác định các thông số hình học của Tang
Các thông số ban đầu:
 Tính toán hệ thống với số lượng dao N = 32 dao
 Đường kính lớn nhất của dao: max= 120 mm {Lấy theo đường kính lớn
nhất của dao phay mặt đầu}
 Chuôi dao BT30
 Đường kính của trục chính: max= 120 mm
 Hành trình của trục chính trong quá trình vào thay đổi dụng cụ L td= 130
mm
Để đảm bảo an toàn trong quá trình thay dao ta cần tính toán cho cơ cấu sao
cho kết cấu của hệ thống phải gọn nhẹ,phải có độ chính xác cao,không xảy ra va
đập khi trục chính vào thay dụng cụ.
Để Tang chứa dao chứa đủ 32 dao mà vẫn đảm bảo cho quá trình thay dao
không xảy ra sự cố thì trước tiên ta đi tính toán bán kính từ tâm dao đến tâm trục
ổ chứa dao :




12
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 8. Sơ đồ tính toán kích thước hình học của Tang


a_ Bán kính từ tâm của dao đến tâm của Tang chứa dao R0 được xác định :
C
R0 >
2
Trong đó:
C : Chu vi của đa giác chứa dao được xác định:
C = 2.Rmax . N = 2.60.32 = 3840 (mm)
Dmax
Rmax : bán kính lớn nhất của dao Rmax= = 120 = 60 mm
2 2

N : số dao của ổ chứa N = 36 dao
Vậy :
3840
R0 > = 611,15 (mm)
2
Để giữa các dao có Rmax có khoảng các ta lấy R0 = 630 (mm).
Khi đó chu vi của vòng tròn chứa dao la:
C = 2..R0 = 2.3,14.630 = 3956,4(mm)
13
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
b_Xác định khoảng cách giữa các dao gần nhau trong Tang :
Khoảng cách giữa hai tâm của dao có thể xác định gần đúng :
C 3956,4
L=  = 123,6 (mm)
N 32
Khoảng cách giữa các dao có đương kính lớn nhất có thể xác định gần
đúng :
L’= L – 2.Rmax = 123,6 – 2.60 = 3,6 (mm)

c_Kiểm tra độ an toàn khi trục chính vào thay dao




14
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 9. Sơ đồ trục chính tham gia vào thay dụng cụ
Để đảm bảo an toàn trong quá trình thay dao ta cần kiểm tra xem khi trục
chính vào thay dao số 1 có bị va chạm với các đài dao số 2 và đài dao số 32 hay
không.

15
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Đường kính lớn nhất của trục chính :max= 120(mm)
Đường kính lớn nhất của độ côn đài dao BT30 là:C = 31,75(mm)
Khoảng cách giữa tâm các đài dao L = 123,6(mm)
Ta đi xác định khoảng cách từ tâm đài dao số 1 đến độ côn của các đài dao
số 2 và đài dao số 32 la LT.
C 31,75
LT= L   123,6   107,7 (mm)
2 2
Để trục chính không va chạm vào các đài dao xung quanh thì phải thoả
mãn điều kiện sau :
 Trc
 LT
2
120
 107,7
2

 Vậy thoả mãn điều kiện.
d_Lựa chọn cơ cấu kẹp dao trên Tang
Để trục chính tham gia vào thay dao được chính xác thì dao cần có một vị
trí xác định trên Tang chứa dao.Vậy ta cần hạn chế 5 bậc tự do của dao trên
Tang.
Để kẹp dao lên Tang ta có thể dùng hệ thống kẹp dao của hệ thống thay dao
tự động của trung tâm gia công CNC_V30.Hệ thống kẹp dao gồm :Tay kẹp
trái_Tay kẹp phải_Chốt định vị_và một loxo tạo ra lực kẹp dao.
Các thông số hình học của tay kẹp:




16
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 10a. Các thông số của tay kẹp




17
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 2. 11b. Mô hình của tay kẹp




Các thông số hình học của tấm định vị:




Hình 1. 12a. Thông số hình học của tấm định vị


18
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 2. 13b. Mô hình của tấm định vị


Dao sẽ có khoảng cách xác định so với đường tâm của Tang mang dao nhờ
tấm định vị hạn chế 1 bậc tự do theo phương ngang và cơ cấu kẹp tự định tâm.
Quá trình kẹp dao:




19
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC


o 1 o 1
B

A




o 2 o2




VÞ trÝ ban ®Çu dao tiÕn vµo tay kÑp




o 1




o 2




VÞ trÝ cuèi




Hình 2. 14. Quy trình kẹp dao




Mô hình 3D kẹp dao




20
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Tính toán khe hở giữa các tay kẹp dao
Ta có thể xác định gần đúng theo công thức hình học
C = N.(2r + 2h + L)
Trong đó :
C : chu vi vòng tròn từ tâm dao đến đường tâm của Tang : C = 3956,4 (mm)
 C 31,75
r : bán kính cổ đài dao : r =   15,875 (mm)
2 2
h : chiều dày kẹp dao : h = 23 (mm)
L : khe hở cần tính để tránh va đập giữa các tay kẹp
N : số dao kẹp Tang có thể chứa
C 3956,4
 L  2r  2h   2.15,875  2.23  48,88 (mm)
N 32
Kiểm tra khi tay kẹp mở
Khi thay dao tay kẹp sẽ xoay quanh điểm O1một góc  = 5o vậy lượng mở
thêm của tay kẹp ứng với bề dầy nhất là :
Lk 83.tg  83.tg5o  7,26 < 48,88 (mm)
Vậy các tay kẹp không bị va chạm vào nhau trong quá trình thay dao.

e_Tính toán các thông số hình học của Tang
 Tính bán kính vòng ngoài của Tang R1:
R1 = R0 – h – Rmaxd
Trong đó :
R0 : bán kính từ tâm dao đến đường tâm Tang R0=630(mm)
h : Lượng nhô ra của tấm định vị so với Tang h = 16 (mm)

Rmaxd: bán kính lớn nhất của đài dao Rmaxd= max d  46  23 (mm)
2 2
R1= 630 – 16 – 23 = 591 (mm)

21
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Lấy R1= 590 (mm).
 Bán kính vòng trong của Tang R2:
Để có không gian cho tay kẹp di chuyển va lắp ghép lò xo để tạo ra lực kẹp
ta cần phải xác định bán kính vòng trong của Tang R2
R2 < R1 - Lk - L
L : khoảng cách từ chốt tay kẹp đến vòng tròn ngoài của Tang L = 16
(mm)
Lk : Chiều dài chuôi tay kẹp Lk= 58 (mm)
R2 < 590 –58 – 16 = 516 (mm)
Lấy R2= 500 (mm)
 Tính kích thước chiều cao Tang
Chiều cao của đài dao h =75 mm
Với chiều cao của dao ta có thể lấy chiều cao của Tang gần bằng chiều cao
của dao.Ta lấy H = 65 mm
 Vậy kết cấu hình học của đĩa Man :
1.2.2. Tính toán cơ cấu Man cho Tang chứa dao [4,6]
a. Tính toán các thông số hình học của cơ cấu Man
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu Man :
Cơ cấu Mante là cơ cấu dùng để biến chuyển động quay liên tục của đĩa O2
thành chuyển động quay gián đoạn của đĩa O1. Chuyển động gián đoạn của đĩa
O1 chính là chuyển động quay phân độ các vị trí của các đài dao tham gia vào vị
trí thay dao.Thường số rãnh trên đĩa Man là Z = 4,6,8,...,16,18,20,22,24...
Với hệ thống thay dao gồm có 24 đài dao vậy ta cần tính cơ cấu Man với số
rãnh là : Z = 32
Với kết cấu của đài Tang mang dao ta đi tính toán cơ cấu Man với bán kính
của đĩa là R=520(mm)
22
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 15a. Sơ đồ tính toán cơ cấu Man

















Hình 1. 16. Sơ đồ tính toán cơ cấu Man
23
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Điều kiện bắt buộc để chống va đập là :
 +  = 90o
Trong đó góc  được xác định theo số rãnh của đĩa Man là Z = 32 rãnh:
 180 o
   5,625
Z 32
Do đó :
 
180 o 180 o
     84,375
2 Z 2 32
Khi thiết kế góc 2T thực tế nhận được là tích số của góc 2 đã cho trước với
tỷ số truyền động i của cơ cấu Man :
2T = 2..i
ở đây 2T là góc quay thực tế.
Khi quay góc 2T sau một thời gian tT thì thời gian của cơ cấu Man tm sau một
góc 2 có thể tính :

tT
tm 
i
Ta có tỷ số giữa thời gian quay của đĩa Man tm và thời gian không quay của nó
to là :
tm Z  2

to Z  2
Khi cần Man quay với tốc độ đều  = const thì thời gian quay đúng một vòng
là :
60
T giây
n
Trong đó n : số vòng quay/phút của cần chính là số vòng quay của động cơ
bước.
24
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Ta có :
tm  Z  2
 
T  2Z
Z 2 Z  2 60
tm  .T  .
2Z 2Z n
Z  2 30
n . (vòng/phút)
Z tm
Các thông số hình học của cơ cấu Man được xác định :
Khoảng cách giữa trục cần và trục đĩa Man L :
R 520
L   522,52 (mm)
cos  cos 5,625

Lấy L = 525 (mm)
Chiều dài của rãnh đĩa Man :
h = L(sin + cos - 1) + r
h = 525.(sin5,625o+ cos5,625o- 1) + 18 = 67 (mm)
Lấy h = 70 (mm)
Bán kính quỹ đạo cần :
Rc = L.sin = 525.sin5,625o.
= 51,45(mm).
b. Tính toán động học của cơ cấu Man
Xác định góc  của đĩa Man khi cần quay được một góc  :
.sin 
tg 
1   cos
Rc L. sin 
Trong đó :     sin 
L L
Vậy Tốc độ của đĩa Man có thể viết :

25
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC

d d   sin    (cos   )
d    arctg  .
dt dt  1   cos  1  2 cos  2
sin  (cos  sin  )
d  .
1  2 sin  cos  sin 2 
Với  = 5,625o thì:
0,098(cos   0,098)
d  .
1,01  0,196 cos 

Gia tốc của đĩa Man :
d 2  (1  2 ) sin 
d  2  . 2
dt (1  2 cos   ) 2 2



 sin  . cos2  .sin 
d  . 2
(1  2 sin  cos  sin  )
2 2


Khi bắt đầu và kết thúc thì  = /2 -  :
đ= 0

 sin  . cos3 
d  . 2   2 .tg
(1  2 sin  sin   sin  )
2 2


Gia tốc lớn nhất của đĩa Man xảy ra khi
2
 2  1  2  1
cos   
  2
  0,362
 4  4

  = 68,78
Vận tốc góc lớn nhất khi  = 0o
sin  .
d  (rad/s)
1  sin 
Vậy khi cần Man quay đều với vận tốc góc  thì đĩa Man sẽ quay không đều
với vận tốc góc đ và có gia tốc là đ,và có vận tốc lớn nhất khi  = 0o và gia tốc
lớn nhất khi  = 68,78o khi đó  = 5,416o
26
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Với thời gian thay dao hệ thống là : 5/9 (s)
Trong đó :
- T = 5 (s) là thời gian thay dao nhanh nhất của hệ thống khi dao cần thay ở
gần vị trí thay dao nhất.
- T = 9 (s) là thời gian thay dao lâu nhất của hệ thống khi dao cần thay ở xa
vị trí thay dao nhất.
Thời gian thay dao của hệ thống gồm :
T = Txl + Ttrc + Tt + Ttr= 5 (s)
Txl = 2,5 (s) thời gian hành trình xylanh vào thay dụng cụ
Ttr = 0,5 (s) thời gian truyền tín hiệu
Ttrc = 0 (s) thời gian hành trình trục chính vào thay dụng cụ
Tt = tm+to= 0.5 (s) thời gian thay đồi một vị trí của Tang
Ta đi tính gia tốc góc và vận tốc góc cho đĩa Man.
t m Z  2 32  2
   0,88
t o Z  2 32  2

t o  t m  0.5
 tm = 0,23(s) ; to = 0,27(s)
Số vòng/phút của cần được xác định :
Z  2 30 15 30
n .  .  122,28 (vòng/phút)
Z t m 16 0,23

Vận tốc góc của cần c :
 .n 3,14.122,28 2
   12,8 (rad/s )
30 30
Vận tốc và gia tốc góc ở vị trí bắt đầu và kết thúc của đĩa Man :
đ= 0
 d   2 .tg  12,49 2.tg11,25 o  16,15 (rad/s2)

27
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Gia tốc lớn nhất của đĩa Man xảy ra khi
2
 2  1  2  1
cos   
  2
  0.326
 4  4

  = 68,78 o
 sin 5,625 o . cos 2 5,625 o . sin 68,78 o 2
d  .12,8 2  16,84 (rad/s )
(1  2 sin 5,625 cos 68,78  sin 5,625 )
o o 2 o 2



Vận tốc góc lớn nhất khi  = 0o
sin 5,625 o .12,8
d   1,39 (rad/s)
1  sin 5,625 o


c. Tính toán động lực học của cơ cấu Man
Khối lượng của Tang chứa dụng cụ :
GT= GĐ+32.GK+32+.GD+G
Trong đó:
GĐ: khối lượng của đĩa man là : 75 (kg)
GK: khối lượng của cơ cấu kẹp dao :GK= 2.GT+GC
GK= 2.0,35 + 0,1 = 0,8 (kg)
GD: khối lượng của một đài dao : 7 (kg)
G : khối lượng của các chi tiết phụ lấy = 10 (kg)
GT= 75 + 32.0,8 + 32.7 + 10 = 334,6 (kg)
Xét các lực tác dụng lên đĩa Man trong quá trình làm việc
Vậy trọng lượng của Tang chứa dụng cụ là :
PT = G.g = 334,6.9,81 = 3282,426 (N)




28
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




®




P ms






P





P
®





const

Hình 1. 17. Sơ đồ tính động lực học cơ cấu Man
Sơ đồ phân bố lực trên cơ cấu Man
Trong đó :
Pđ : Lực do cần khi quay tác dụng lên rãnh của đĩa Man
Pms: Lực masát tạ ổ côn do trọng lượng của Tang tạo ra
Pms= PT.f = 3282,426.0,02 = 65,65 N
f = 0,02 Hệ số ma sát của ổ đũa côn đỡ chặn
P : Lực của cần
Ro: Bán kính trung bình của ổ côn = 95 mm
Phương trình cân bằng momen với đĩa Man ứng với lúc đĩa Man có gia tốc
lớn nhất :
J.đmax= Pđ.E – Pms.Ro
Với :
29
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
J : Mômen quán tính do khối lượng của một dụng cụ với đường tâm của
Tang
J = Jdc + d2.Gdc = 8,1.103 + 6702.8 = 3150400 (kg.mm2)
= 3150.10-3 (kg.m2 )
g : gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2
d : khoảng cách từ tâm dụng cụ đến tâm của Tang chứa dao là 670
mm
max= 16,84 rad/s2 gia tốc góc lớn nhất của đĩa Man khi  = 68,78o

E  L2  2.L.r. cos   r 2  513,47 (mm).

 Pđ = 3318,5 (N)
Mômen tác lên trục của cần gạt :
M = Pc.r = 3318,5.29,26 .10 3 = 97099,31 (Nmm)
Công suất lớn nhất trên cần :
M .n 97099,31.122,28
N 6
  1.24 (kW) = 1240 W
9,55.10 9,55.106



1.2.3. Tính toán và lựa chọn ổ lăn.
Với kết cấu của hệ thống thay dao ta dùng một ô lăn dạng ổ bi đỡ một dãy và
một ổ lăn dạng ổ đũa côn. ổ bi chỉ chịu tác dụng của lực hướng tâm, còn ổ côn
chịu tác dụng của lực hướng tâm và lực dọc trục. ở đây lực hướng tâm không lớn
lắm so với lực dọc trục nên ta chỉ tính toán cho ổ côn còn ổ bi ta lấy theo kích
thước của ổ côn.




30
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 18a. Sơ đồ bố trí ổ lăn trên hệ thống thay dao


a. Lựa chọn loại ổ lăn :
Với kết cấu của cơ cấu chứa dao ta thấy ổ lăn chỉ phải chịu tác dụng của lực
dọc trục, còn lực hướng khá nhỏ nên ta có thể bỏ qua.Vậy ta dùng ổ đũa côn đỡ
chặn.
b. Chọn sơ bộ kích thước ổ :
Với kết câu của Tang chứa dao ta lựa chọn ổ đũa côn cỡ đặc biệt nhẹ 2007114
( theo GOST 333-71 ) với các thông số : đường kính trong d1= 75 mm ; đường
kính ngoài D = 115 mm , khả năng tải động C = 120 kN , khả năng tải tĩnh Co=
108,8 kN
c. Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ :
ổ chỉ chịu tác dụng của trọng lượng của Tang và dụng cụ được gá đặt trên
Tang. Với hệ thống thay dao tự động không hoạt động liên tục, Tang quay với
vận tốc lớn nhất là  = 3,5 rad/s, số vòng quay n = 8,6 vòng/phút,với mỗi lần
31
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
hoạt động Tang chi quay 1 đến 2 vòng , nên ta chỉ kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh
cho ổ .




G






Hình 2. 19. Sơ đồ ph n bố lực
Sơ đồ bố trí lực trên ổ
Trong đó :
G = 3282,426 N : trọng lượng của Tang
Fổ : phản lực tại ổ.
Ta kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ theo điều kiện sau :
QT  Co
Với QT : Tải trọng tĩnh được tính theo công thức :
QT= Xo.Fr+ Yo.Fa.
Xo , Yo: Hệ số tải trọng hướng tâm và hệ số tải trọng dọc trục
Xo = 0,5 ; Yo= 0,22.cotg = 0,22.cotg14,08o = 0,877
Fr : lực hướng tâm  0
Fa : lực dọc trục Fa = G = 1898 N
QT= 0,5.0 + 0,877.3282,426 = 2878,7 N < 108,8.103N
Vậy ổ lăn đủ bền.

d. Lựa chọn ổ bi lăn :
Với các thông số của ổ côn : d1= 75 mm , D = 115 mm
32
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Ta lựa chọn ổ bi đỡ một dãy loại 115 (theo GOST 8338-75) với các thông số
của ổ
d = 75 mm , D = 115 mm , B = 20 mm , C = 30,4 kN , Co = 24,6 kN.
1.2.4. Tính toán trục đỡ Tang [1]
a) Đường kính trục đỡ Tang được lấy theo đường kính trong của ổ lăn và bằng
:
D = 75 mm
Ta đi kiểm nghiệm độ bền của trục :
Trục đỡ Tang chỉ chịu tác dụng của lực dọc trục do khối lượng của Tang và
dụng cụ là PT =3724(N). Vậy ta chỉ đi kiểm nghiệm độ bền kéo của trục.




PT

Hình 1. 20. Sơ đồ bố trí lực trên trục đỡ Tang
Vật liệu của trục là thép CT5 có giới hạn bền là b = 550 MPa , giới hạn chảy
là ch = 280 MPa.
Để kiểm nghiệm độ bền của trục ta tính theo công thức :

33
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC

  
PT
k 
F

Với F
 75
2
 342   2
 3509,9 mm = 35,099 cm
2
4

3724.10 3
k   0.106  280 MPa
35.099
Vậy trục thoả mãn điều kiện bền.
Biến dạng dài của trục l được tính theo công thức :
PT .L 3282,426.10 3.19,8 -4
l   4
 9,36.10 cm = 9,26.10 mm
E.F 2.10 .35,099

Trong đó:
L =198 mm : chiều dài trục
E = 2.104 kN/cm2 : môđun đàn hồi của thép


1.3. Tính toán hệ thống dẫn động cho cơ cấu thay dao
1.3.1. Tính toán trục dẫn hướng [1]
Để dẫn hướng cho Tang chứa dụng cụ thực hiện quá trình thay dao, ta dùng
hai trục lắp trên thân đỡ để dẫn hướng. Sơ đồ bố trí 2 trục dẫn hướng trên hệ
thống thay dao:




34
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Hình 1. 21. Sơ đồ bố trí trục dẫn hướng trên hệ thống thay dao
Sơ đồ bố trí trục dẫn hướng trên hệ thống thay dao
Với hệ thống thay dao đòi hỏi độ chính xác cao, trục dùng để dẫn hướng Tang
chứa dao tiến vào trục chính của máy để thay dao thông qua các bạc. Vậy ta có
thể coi trục chỉ chịu tác dụng của trọng lượng của Tang chứa dụng cụ, Động cơ
để truyền chuyển động quay phân độ Tang và thân đỡ Tang. Ta chọn vật liệu của
trục là C45.
Đường kính trục dẫn hướng được tính theo hai chỉ tiêu là độ bền uốn vào độ
võng lớn nhất cho phép. Đầu vào là khối lượng của hệ thống tang chứa dụng cụ,
và khoảng các giữa hai gố ổ cố định được lấy gần bằng hành trình dịch chuyển
của tang.
Đầu vào:
+ Lực của Tang và dụng cụ tác dụng lên trục dẫn hướng PT = 3282,426(N).
35
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
+ Vật liệu thép C45 với các thông số như sau: b = 600 (MPa), ứng suất xoắn
cho phép   =12 20(MPa).

+ Chiều dài trượt: Ltd= 130 mm
Tính đường kính trục dựa trên độ bền uốn. Kết quả tính toán trong trường hợp
Tang và dụng cụ nằm tại vị trí giữa của trục dẫn hướng. Khi đó lực tác dụng lên
2 ổ đỡ sẽ là PT/2. Như vậy mô men lớn nhất là tại vị trí giữa của trục có độ lớn
M = PT/2.Ltđ.
M td
d 3 ,
0,1. 
Mtđ = 3282,426.130/2=2213357,69 (N.mm)
213357,69
d ≥3 =15,26(mm)
0,1.600

Chọn đường kính trục nhỏ nhất dmin = 25 mm


Kiểm tra độ võng lớn nhất của trục bằng phương pháp nhân biểu đồ
Vêrêsaghin. Xây dựng các biểu đồ mô men Mp và Mk.




Hình 1. 22. Biểu đồ mô men

36
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
1 P 1 P .L3 1862.1303
f  . T .Ltd .Ltd . Ltd  T td   0,12mm
E.J 2 2 4.EJ 4.2,1.105.0, 05.304

1.3.2. Tính toán và lựa chọn xylanh khí nén cho chuyển động của đài dao [2]
Trong quá trình thay dao tự động ta cần thực hiện chuyển động tịnh tiến của
Tang về phía trục chính.Với tải trọng của Tang và dụng cụ không lớn, chỉ thực
hiện quá trình chuyển động thẳng nên để tạo ra chuyển động của Tang về phía
trục chính ta dùng hệ thống xylanh khí nén
a. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khí nén




Hình 1. 23. Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động khí nén


Nguyên lý hoạt động :
Khi có lệnh thay dao, tín hiệu sẽ được truyền xuống động cơ khí nén sẽ hoạt
động. Khi đó bơm khí nén 2 sẽ hút không khí từ ngoài qua van lọc thô 1 và đầy
với áp suất pb được đo trên đồng hồ đo áp 3 qua hệ thống van lọc tinh 4, van điều
37
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
áp 5 và van tra dâu 6 với áp suất p1. Dòng khí sẽ qua van đảo chiều 4/3 được
điều khiển bằng điện từ qua đường ống dẫn khí lên xylanh-piston 8 tạo ra
chuyển động đài dao tiến vào và lui ra xa trục chính.
Quá trình chuyển động của piston được điều chỉnh nhờ van đảo chiều 5. Khi
van đảo chiểu ở vị trí (a) nguồn khí nén sẽ từ cửa P của van đi qua cửa A và dẫn
lên buồng A của xylanh với áp suất p đầy piston di chuyển sang phái với vận tốc
vo, dòng khí bên buồng B sẽ truyền qua các ống dân khí về của B của van đảo
chiều và qua của T của van ra ngoài. Piston di chuyển với hành trình L xl= 250
mm được đo bởi hai cảm biến vị trí. Sau khi piston di chuyển với hành trình Lxl
tín hiệu từ cảm biến vị trí sẽ được xử lý và truyền về van đảo chiều, van đảo
chiều chuyển sang vị trí (o) khi đó piston sẽ đứng im, ở vị trí này nguôn khí nén
không được dẫn động nên xylanh-piston. Khi đó hệ thống thay dao thực hiên quá
trình quay phân độ dụng cụ vào vị trí thay dụng cụ và quá trình trục chính di
chuyển vào kẹp dụng cụ.
Sau khi thực hiện qúa trình thay dụng cụ ở trục chính, tin hiệu được truyền về
van đảo chiều, van đảo chiều chuyển sang vị trí (b). Khi đó dòng khí nén từ
nguồn khí truyền từ cửa P sang cửa B của van và được dẫn lên buồng B của
xylanh với áp suất p, đẩy piston di chuyển sang trái. Dòng khí từ buồng A của
xylanh được dẫn về cửa A và qua cửa T của van đảo chiều ra ngoài. Piston di
chuyển với hành trình Lxl được đo bằng cảm biến vị trí, tín hiệu từ cảm biến sẽ
qua xử lý và truyền về dừng động cơ. Quá trình dẫn động khí nén kết thúc.
Trong hệ thống dẫn động khí nén, van lọc có tác dụng tách các phần tử chất
bẩn và hơi nước ra khỏi khí nén. Van điều áp có tác dụng giữ cho áp suất lên
xylanh được điều chỉnh không đổi ở áp suât p. Van tra dầu có tác dụng giảm lực
ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí
nén.
38
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
b. Tính toán hệ thống dẫn động khí nén
Các dữ liệu ban đầu:
- Hành trình xylanh Lxl = 250 mm
- Thời gian dẫn động T = 0.5 (s)
- Đường kính cần piston d = 32 mm
- Tải trọng đáp ứng: PT = 3282,426(N)
Dùa vµo c¸c th«ng sè ®Ço vµo gåm hµnh tr×nh xy lanh, ®-êng kÝnh piston, tra
b¶ng trªn catalogue cña h·ng festo sÏ chän ®-îc xy lanh khÝ nÐn cã tªn phï hîp
víi c¸c th«ng sè kü thuËt sau:




39
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC



1.4 Sơ đồ khối thuật toán điều khiển trả dao ,lấy dao ,các chương trình con

1.4.1: Sơ đồ trả dao

Start



T@M06



Chương trình con 1: Định hướng trục chính



Chương trình con 2: Trục chính → điểm T




Chương trình con 3: Tìm đúng hốc chứa dao

Xoay đài dao



Đài dao di chuyển A → B
Chương trình con 4:

Trục chính nhả dao
Chương trinh con 5:

Trục chính → home


ổ dao → A




End

40
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC



1.4.2 Sơ đồ lấy dao:


Start



T@M06



Định hướng trục chính



Tìm đúng hốc chứa dao

Xoay đài dao


Đài dao di chuyển A → B



Trục chính → điểm T



Trục chính kẹp dao



Đài dao → A



Trục chính → home



End



41
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC



1.4.3 Sơ đồ kết hợp lấy dao và trả dao:

Start



T@M06



Định hướng trục chính



Tìm đúng hốc chứa dao cần trả

Xoay đài dao


Đài dao di chuyển A → B



Trục chính nhả dao



Trục chính → home



Tìm dao được gọi, xoay đài dao



Trục chính → điểm T




Đài dao di chuyển B → A


42
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC




Trục chính → home



End


1.4.4Sơ đồ thuật toán các chương trình con

a )Định hướng trục chính:
Start



I6=0



Động cơ dẫn động trục chính




T116 i >16+j

Y Y

Động cơ quay Động cơ quay Động cơ quay Động cơ quay
ngược chiều thuận chiều thuận chiều ngược chiều
kim đồng hồ kim đồng hồ kim đồng hồ kim đồng hồ


T3>10s T3>10s T3>10s T3>10s
Y Y
N N Y Y
N N
I5=1 I5=1 I5=1 I5=1


C5=1 C5 =1 C5=1 C5=1


Rx=Rx +1 Rx=Rx -1 Rx=Rx -1 Rx=Rx +1


Rx=i Rx=i Rx=i Rx=i
Báo lỗi
M003 Dừng Dừng
Dừng Dừng

Lưu vào I066 Lưu vào I066
Lưu vào I066 Lưu vào I066




47
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC



Bảng biến

Tên biến Ý nghĩa Giá trị
ban đầu
I1 Sensor cữ hành trình bên trái đài dao 1
I2 Sensor cữ hành trình bên phải đài dao 0
I3 Sensor nhận biết quả đấm bên trên 1
I4 Sensor nhận biết quả đấm bên dưới 0
I6 Sensor định hướng trục chính 0
T1 Timer đếm thời gian định hướng trục chính Giá trị
đếm
5(s)
T2 Timer đếm thời gian di chuyển đài dao A→B Giá trị
đếm
5(s)
T3 Timer đếm thời gian quay chọn đài dao của đâì dao Giá trị
đếm
10(s)
I5 Sensor đếm một lần dụng cụ đi qua nó sẽ trả tín hiệu về
Rx Giá trị đếm mà I5 trả về sẽ ghi vào Rx
I064 Tín hiệu dừng trục chính lưu vào I064, cũng là đầu vào 0
của chương trình tiếp theo
I065 Tín hiệu trục chính →T lưu vào I065 0
Tín hiệu đầu vào cho một chương trình tiếp theo
I066 Lưu tín hiệu dừng quay đài dao 0
Tín hiệu bắt đầu ch chương trình sau
I067 Lưu tín hiệu đài dao di chuyển đến B 0
I068 Lưu tín hiệu trục chính nhả dao 0


M001 Lỗi quá thời gian dẫn động trục chính
M002 Lỗi quá thời gian di chuyển đài dao
M003 Lỗi quá thời gian quay đài dao

48
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
M004 Lỗi quá thời gian di chuyển xi lanh
K1,K2 2 cuộn hút để điều khiển van đảo chiều
Y1,Y2 Nam châm hút con trượt khi cuộn K1, K2 có điện
T37 Timer đếm thời gian di chuyển xi lanh
I 8 , I9 2 sensor cữ bên trái, phải của xi lanh
C5 Count sẽ đếm khí nhận được tín hiệu từ I5
i Dao cần được lấy
j Dao đang ở vị trí chờ thay dao




49
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
2 Bản vẽ sơ đồ điều khiển điện ,khí nén :

2.1 Bản vẽ sơ đồ khí nén :




Sơ đồ nguyên lí và chương trình điều khiển




50
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
2.2 Bản vẽ sơ đồ điều khiển điện :

Điều khiển động cơ quay đài dao dùng PLC :




Sơ đồ điều khiển động cơ quay đài dao

Điều khiển động cơ dẫn động trục chính ( điều khiển NC)




51
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
3) Mô phỏng hệ thống :

Dưới đây trình bày quy trình mô phỏng quá trình lấy dao bằng Motion
Study trong phần mềm Solidworks,quy trình mô phỏng thay dao và trả dao
chúng ta làm tương tự:
Bước 1: Chuẩn bị file lắp ghép,chuyển trục chính về home  chọn New Motion
Study:



Bước 2: Tạo chuyển động quay của đài dao đến vị trí dao cần lấy:

- Một cửa sổ mới được tạo ra  ở cuối màn hình là bảng thuộc tính chuyển
động,chúng ta kéo thanh thời gian chọn 4 s để cho đài dao chuyển động quay
tìm dao cần lấy:




- Chọn đĩa man,giữ chuột trái,kéo cho đĩa man quay đến khi dao cần lấy có trục
trùng với hốc trục chính(nhín theo hứng song song với trục chính),sau đó thả
chuột ra:



Bước 3: Tạo chuyển động tịnh tiến của cụm đài dao:




- Thực hiện kéo giá đỡ động di chuyển tịnh tiến như bước 1 với thời gian 2 s:




52
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
Bước 4: Tạo chuyển động của trục chính động từ vị trí home vể vị trí thay dao:

- Tương tự ta kéo trục chính xuống vị trí thay dao trong 2 s như bước 1


Bước 5: Tạo chuyển động vể của cụm đài dao về vị trí gốc và dao được lấy bị giữ
lại trên trục chính:

- Chọn đài dao được lấy,sau đó ẩn liên kết giữa đài dao và tay kẹp dao đi:




- Tạo liên kết đài dao được chọn với trục chính để trục chính giữ dao lại:

- Chọn đài dào vừa tạo liên kết  vào tab thuộc tính chuyển động ta kéo 2 thuộc
tính liên kết vừa tạo đến thời gian bắt đầu thực hiện liên kết là 8(s):


-
Chọn giá đỡ động của đài dao vào kéo nó về vị trí gốc và ta cho nó chuyển động
trong 2



Bước 6: Tạo chuyển động của trục chính động về vị trí gia công:

- Chọn trục chính động vào kéo nó xuống vị trí gia công ta tạo được chuyển động
của nó từ giây thứ 10 đến giây thứ 12 :

-
Bước 7: Xuất video mô phỏng:




- Nhấn vào biểu tượng xuất video như hình dưới:
53
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC



- Chọn tỉ lệ màn hình xuât video 16:9,chọn save để lưu




Quá trình tạo video bắt đầu,trong quá trình tạo video chúng ta quay con lăn của chuột
để phóng to,thu nhỏ để thu được video theo mong muốn:




Tài liệu tham khảo

1. toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1,T2, Trịnh Chất, Lê Uyển
2. Standard cylinders DNG, DNGL, DNGZK, DNGZS, ISO 15552 - FESTO

54
Đồ Án Đề 3: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thay Dao Tự Động
Thiết Kế Cơ Khí Cho Máy Phay CNC
3. Motion control servo motor - SIEMENS
4. Geneva well Mechanism
5. http://www.maritool.com/Tool-Holders/c23/index.html
6. Optimization of kinematic characteristic of geneva mechanism by genetic
algorithm, M.heidari, M.Zahiri, and H.Zohoor




55
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản