Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC: Đề tài nghiên cứu khoa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC

MÃ SỐ: SV2020-82

S KC 0 0 7 3 4 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC

SV2020 – 82

Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Văn Thiện Lương

TP Hồ Chí Minh, 10/2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC

SV2020 – 82

Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơ khí Chế tạo máy

SV thực hiện: Hoàng Văn Thiện Lương Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa:16143CL4 Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy

Người hướng dẫn: ThS. Lê Bá Tân

TP Hồ Chí Minh, 10/2020

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN

1. Tên đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.

2. Mã số đề tài: SV2020 - 82

3. Họ và tên chủ nhiệm: Hoàng Văn Thiện Lương.

4. Họ và tên GVHD: Lê Bá Tân

5. Đơn vị công tác: Đại học SPKT tp.HCM

6. Giải trình chỉnh sửa báo cáo tổng kết đề tài:

TT Kết quả chỉnh sửa, bổ sung Ghi chú Nội dung góp ý của Hội đồng

(1) (2) (3) (4)

1 Sửa tên đề tài cho phù hợp

Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.

2 Chỉnh sửa thuyết minh Chỉnh sửa phần thiết kế HMI

Ghi chú:

(2): Liệt kê tóm tắt các ý kiến đóng góp của Hội đồng.

(3): Ghi rõ các nội dung chỉnh sửa và ghi rõ trang đã được chỉnh sửa.

Tp. HCM, ngày tháng năm

(4): Giải trình các nội dung không chỉnh sửa và các ý kiến khác với ý kiến của Hội đồng (nếu có).

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và họ tên)

Chủ nhiệm đề tài

(Ký và họ tên)

LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép chúng em được bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến thầy Lê Bá Tân đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô nên đề tài nghiên cứu của chúng em mới có thể hoàn thiện tốt đẹp. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy– người đã trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo này trong thời gian qua. Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 9 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Hoàng Văn Thiện Lương

Nguyễn Thanh Hoàng

Nguyễn Bá Phát

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

“Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.”

Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đưa đất nước trở thành một quốc gia có nền công nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận dụng khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nước ta. Song song với quá trình phát triển đó, đòi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp. Nhầm để đáp ứng lại nhu cầu tăng trưởng khá nóng của ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng, đòi hỏi chúng ta phải có phương thức xây dựng, thi công nhanh gọn, chính xác và hiệu quả làm việc cao. Máy uốn thép, uốn ống là những công cụ cần thiết cho cuộc sống ngày nay, nhằm phục vụ cho các công trình, nhà ở các vật dụng trong gia đình hầu hết đều sử dụng những thiết bị này… Bên cạnh những thiết bị máy móc dồi dào hiện có để phục vụ sản xuất nhưng vẫn chưa đủ để đáp ứng cho những nhu cầu nhỏ lẻ của các công ty, xí nghiệp như hiện nay. Nhóm đã nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống nhằm đáp ứng những nhu cầu trên.

Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại thép khác nhau có đường kính cũng rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử dụng động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.

Sinh viên thực hiện

Hoàng Văn Thiện Lương

Nguyễn Thanh Hoàng

Nguyễn Bá Phát

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... 1

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................................... viii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 1

1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN. .............................. 1

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN. .............................................................................. 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. ..................................................... 2

1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu: ................................. 2

1.3.2 Xử lý dữ kiện: ........................................................................................... 2

1.3.3 Trình bày đồ án: ........................................................................................ 2

1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. .................................. 2

1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI. ..................................... 3

1.5.1 Kết quả nghiên cứu: .................................................................................. 3

1.5.2 Giới hạn đề tài: .......................................................................................... 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................ 4

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ............................................................. 29

VÀ LẬP TRÌNH .............................................................................................................. 29

3.1 TỔNG QUAN CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY: .................................................. 29

3.2 CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG. ......................................................... 31

3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN. ................................................................. 41

3.4.1 Sơ đồ hệ thống điện:................................................................................ 41

3.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. ..................................................... 43

3.4.1 Thuật toán. ............................................................................................... 43

3.5 HỆ THỐNG HIỂN THỊ. ................................................................................ 62

CHƯƠNG 4 : GIA CÔNG THỬ NGHIỆM ................................................................. 69

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT .............................................................................................. 77

5.1 Kết quả: ........................................................................................................ 77

5.1.1 Đạt được: .................................................................................................. 77

5.2 Đề xuất phương án khắc phục của đề tài ........................................................ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 78

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

HÌNH 2.1 Đồ thị tổng quan phương pháp uốn ............................................................ 6 HÌNH 2.2 Giá trị nhỏ nhất của cắc thông số uốn ........................................................ 6 HÌNH 2.3 Uốn dạng xoay kéo..................................................................................... 6 HÌNH 2.4 Cơ cấu uốn kéo ........................................................................................... 8 HÌNH 2.5 Mẫu thiết kế khối uốn ................................................................................ 9 HÌNH 2.6 Khối kẹp ................................................................................................... 10 HÌNH 2.7 Các công cụ phụ ....................................................................................... 11 HÌNH 2.8 Trục đỡ ..................................................................................................... 12 HÌNH 2.9 Thông số chọn trục đỡ .............................................................................. 13 HÌNH 2.10 Bộ trợ lực khối đẩy ................................................................................. 15 HÌNH 2.11 Các dạng lỗi thường gặp khi uốn ống tròn ............................................. 16 HÌNH 2.12 Phương pháp uốn nén ............................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.13 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay .... Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.14 Uốn dùng búa đập .................................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.15 Uốn dập .................................................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.16 Búa và khối đỡ ....................................... Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.17 Các mặt đỡ và khoảng cách giữa các đoạn uốn ... Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.18 Phần ngoài của phôi được bao bọc đủ ... Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.19 Phần ngoài của phôi bao bọc không đủ.. Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.20 Các khó khăn khi uốn ống ...................... Error! Bookmark not defined. HÌNH 2.21 Uốn ống vòng ......................................... Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.1 Mô hình toàn máy .................................................................................... 29 HÌNH 3.2 Bộ kéo phôi .............................................................................................. 30 HÌNH 3.3 Bộ uốn phôi .............................................................................................. 30 HÌNH 3.4 Động cơ step 86BYG250H + driver DMA860H ..................................... 31 HÌNH 3.5 Động cơ step 57HSZ2N + driver HBS57 ................................................ 32 HÌNH 3.6 Điều khiển cả bước .................................................................................. 33 HÌNH 3.7 Điều khiển nửa bước ................................................................................ 33 HÌNH 3.8 Điều khiển vi bước ................................................................................... 34 HÌNH 3.9 Nguồn 48VDC MW s800-48 ................................................................... 34 HÌNH 3.10 Nguồn 24VDC MW s250-24 ................................................................. 34 HÌNH 3.11 PLC MITSUBISHI FX3U-64MT ES/A ................................................ 35 HÌNH 3.12 Màn hình cảm ứng Weinview TK6071IP .............................................. 36 HÌNH 3.13 Attomat AT06-2/32 ................................................................................ 37 HÌNH 3.14 Cảm biến quang chữ U EE-SX671 ........................................................ 37 HÌNH 3.15 Công tắc hành trình V-156-1C25 ........................................................... 38 HÌNH 3.16 Relay Omron MY4N-GS ....................................................................... 39 HÌNH 3.17 Nút nhấn dừng khẩn cấp LA38-11ZS .................................................... 39

HÌNH 3.18 Nút nhấn LA38-11BN ............................................................................ 40 HÌNH 3.19 sơ đồ đấu nối driver, động cơ và màn hình ............................................ 41 HÌNH 3.20 sơ đồ mạch điều khiển PLC ................................................................... 42 HÌNH 3.21 đồ thị tính toán góc uốn và chuyển động rulo ........................................ 43 HÌNH 3.22 Cửa sổ Program Linkage Order Setting ................................................. 61 HÌNH 3.23 Màn hình khởi động ............................................................................... 62 HÌNH 3.24 Màn hình điều khiển chính ..................................................................... 63 HÌNH 3.25 Màn hình nhập liệu................................................................................. 65 HÌNH 3.26 Màn hình điều khiển thủ công ................................................................ 66 HÌNH 3.27 Hệ thống nút nhấn cơ ............................................................................. 67 HÌNH 4.1 Kết quả chạy thử nghiệm lần 1 (105; 45; 0) ............................................ 70 HÌNH 4.2 Kết quả chạy với α=0,75 .......................................................................... 70 HÌNH 4.3 Kết quả thử nghiệm lần 2 (105; 180; 0) ................................................... 71 HÌNH 4.4 Hiện tượng đùn phôi ................................................................................ 71 HÌNH 4.5 Thử nghiệm sau khi khắc phục ................................................................ 72 HÌNH 4.6 Sản phẩm thử nghiệm lần 3 ...................................................................... 74 HÌNH 4.7 Bản vẽ ghi đông xe máy ........................................................................... 75 HÌNH 4.8 Sản phẩm uốn ........................................................................................... 76

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1. Thông tin chung:

- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.

- Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Văn Thiện Lương Mã số SV: 16143101

- Lớp: 16143CL4 Khoa: CLC Tiếng Việt

- Thành viên đề tài:

Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa

1 Nguyễn Thanh Hoàng 16143072 16143CL4

CLC Tiếng Việt

2 Nguyễn Bá Phát 16143112 16143CL4

CLC Tiếng Việt

- Người hướng dẫn: ThS. Lê Bá Tân

2. Mục tiêu đề tài:

'Tính toán lập trình hệ thống điều khiển. Hoàn thiện mạch điều khiển

3. Tính mới và sáng tạo:

Uốn ống bằng phương pháp không tâm

4. Kết quả nghiên cứu:

Mạch điều khiển máy uốn ống CNC 03 trục. Báo cáo tổng kết.

5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

Làm mô hình nâng cao khả năng học tập cho sinh viên, làm áy móc giúp giảm thiểu sức lao động, nâng cao năng suất và giảm giá thành

6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài

Ngày 1 tháng 9 năm 2020

SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài

(kí, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài:

Ngày 1 tháng 9 năm 2020

Người hướng dẫn

(kí, họ và tên)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN. Động cơ thúc đẩy:

Nguồn gốc đề tài Ngày xưa, người dân chưa có máy móc đã sử dụng sức người để bẻ và uốn là chính và đó được gọi là phương pháp thủ công, khi nhu cầu con người cao hơn thì cần chế tạo ra những máy móc để thay thế con người. Hiện nay trên thế giới đã có rất là nhiều loại máy uốn ống sử dụng cơ cấu bằng tay, máy uốn bằng điện, máy uốn bằng thủy lực, và máy uốn bằng CNC…

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN.

Việc nghiên cứu thành công máy uốn ống đã giúp cho con người tiết kiệm được thời gian, tiền bạc và sức người trong việc sản xuất những sản phẩm uốn.

Máy uốn ống 3 trục tự động hóa ra đời nhằm thay đổi công việc uốn ống từ thủ công sang quy trình tự động, từ đó nâng cao năng suất công việc, giảm giá thành sản phẩm và giảm nhân công.

1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.

1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu:

Thu thập và nghiên cứu tài liệu là một công việc quan trọng cần thiết cho bất kỳ hoạt động nghiên cứu khoa học nào. Các nhà nghiên cứu khoa học luôn đọc và tra cứu tài liệu có trước để làm nền tảng cho NCKH. Đây là nguồn kiến thức quí giá được tích lũy qua quá trình nghiên cứu mang tính lịch sử lâu dài. Vì vậy, mục đích của việc thu thập và nghiên cứu tài liệu nhằm:

Giúp cho người nghiên cứu nắm được phương pháp của các nghiên cứu đã

Làm rõ hơn đề tài nghiên cứu của mình. Giúp người nghiên cứu có phương pháp luận hay luận cứ chặt chẻ hơn. Có thêm kiến thức rộng, sâu về lĩnh vực đang nghiên cứu. Tránh trùng lập với các nghiên cứu trước đây, vì vậy đở mất thời gian, công

Giúp người nghiên cứu xây dựng luận cứ (bằng chứng) để chứng minh giả  thực hiện trước đây.     sức và tài chánh.  thuyết NCKH.

1.3.2 Xử lý dữ kiện:

Sau khi đã tiếp nhận các dữ kiện, ta bắt đầu chọn lọc ra các dữ kiện cần thiết cho yêu cầu, các dữ kiện phải được tổng hợp 1 cách chính xác, trực quan, đồng thời phải nghiên cứu các thông số và điều chỉnh cho thích hợp với thông số máy

1.3.3 Trình bày đồ án:

Đồ án tốt nghiệp được trình bày theo yêu cầu của nhà trường, phải khái quát được vấn đề 1 cách toàn diện, đi sâu vào những phần chính, nêu rõ yêu cầu và mục đích của đồ án. Đồng thời, các danh mục phải liên kết với nhau 1 cách chặt chẽ, tránh tình trạng rời rạc thành phần không hoàn chỉnh.

1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.

 Thay thế quy trình uốn ống từ thủ công sang tự động hóa.  Tạo tiền đề cho sự hoàn thiện các phương pháp uốn tự động.  Đặt nền móng cho sự phát triển của hệ thống uốn không tâm.

1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI.

1.5.1 Kết quả nghiên cứu:

Tập tài liệu thiết kế, bản vẽ máy uốn ống tự động. Mô hình máy uốn ống tự động.

1.5.2 Giới hạn đề tài:

6 -

Vì đây là mô hình nên chỉ sử dụng được cho các loại ống có kích thước đường kính từ 10. Do thời gian, điều kiện, khả năng nghiên cứu và mặt kinh phí còn hạn chế nên giới hạn của đề tài chỉ: - Tính toán thông số uốn cho phôi inox có đường kính 10 mm. - Xây dựng cơ cấu và điều khiển tự động quá trình uốn. - Gia công lắp ráp mô hình máy uốn kim loại giới hạn dài 1m 1.6 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP.

Máy được xây dựng từ các phương pháp đã được kiểm nghiệm thực tế, được thiết kế và tính toán 1 cách kĩ lưỡng cũng như trải qua nhiều lần thực nghiểm và sửa đổi. Do đó, hoàn toàn có đủ điều kiện và cơ sở tin rằng máy uốn ống 3 trục không tâm sẽ là 1 bước tiến lớn cho nền công nghiệm uốn ống, tạo tiền đề cho sự phát triển các loại hình uốn khác nhau.

1. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu tổng quan về phương pháp uốn:

Những ống rỗng hay ống đặc có thể uốn được trên một hoặc nhiều mặt phẳng bởi ít nhất một trong những phương pháp uốn cơ bản nếu tiết diện của ống có hình dạng đồng đều tại một đoạn có kích thước đủ dài để kẹp ống với một lực thích hợp. Tất cả những phương pháp uốn kim loại sử dụng để uốn cong những ống thẳng đều có một đặc điểm chung là: sau khi uốn cong, độ dài khúc cong lồi luôn dài hơn độ dài khúc lõm vào của chỗ uốn cong. Sự khác nhau ở độ dài biên dạng có thể được nhận thấy rõ rệt bởi hai kiểu:

Uốn: các thớ ngoài của ống bị dãn dài ra, là nơi có sức căng bề mặt lớn trong

Định hình bằng kéo dãn: các thớ ngoài được kéo dãn để đạt được góc độ

- khi các thớ trong của ống được ép lại, làm ngắn lại - cong tốt hơn so với các thớ trong của ống.

Các phương pháp uốn kim loại có thể được chia ra thành như sau:

- - - - Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending) Uốn nén ép (Compression bending) Uốn vòng (Roll bending) Định hình bằng kéo dãn

Từng kiểu uốn trên có đặc điểm riêng rõ rệt và đều có ưu nhược điểm riêng của nó. Những kiểu uốn trong thực tế giúp đạt được yêu cầu được xác định cũng như góc độ lớn nhất mà từng phương pháp có thể đạt được được thể hiện ở bảng 2.1.

Bảng 2.1 Thông số góc uốn của từng phương pháp uốn

Việc lựa chọn quy trình uốn cho ống dựa vào:

Số lượng ống phải uốn và chất lượng đặt ra từ trước. Kích thước đường kính, bề dày thành và bán kính nhỏ nhất khi uốn cần đạt

- - được.

Hai đồ thị giúp tổng quan lại giữa các phương pháp uốn phù hợp với khoảng đường kính ống cùng với độ dày ống ở độ thị 2.1. Cũng như quan hệ giữa độ dày của ống với bán kính uốn nhỏ nhất ở độ thị 2.2.

HÌNH 1-1 Đồ thị tổng quan phương pháp uốn

HÌNH 1-2 Giá trị nhỏ nhất của cắc thông số uốn

1.2 Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending): 1.2.6 Cấu tạo, tổng quan hệ thống uốn dạng xoay-kéo:

Uốn kéo ra là phương pháp chính sử dung trên máy uốn dạng xoay, máy uốn này có công suất lớn, đa dạng (thủy lực, khí nén, điện/cơ khí), điều khiển bằng tay hoặc cũng có thể điều khiển số. Những loại máy này đóng góp ở khoảng 95% quá trình uốn ống. Những công cụ cần thiết cho việc uốn kéo bao gồm phần biên dạng uốn có thể xoay (rotating bending form), khối kẹp (clamping die), và khối đẩy (pressure die) được thể hiện ở hình 2.3.

HÌNH 1-3 Uốn dạng xoay kéo

Tại phương pháp này, phôi ống sẽ đi theo phần biên dạng uốn và đuọc kẹp chắc chắn bởi khối kẹp. Khi khối biên dạng xoay, nó sẽ kéo phôi theo tạo thành một lực lên khối đẩy điều này giúp cho ống sẽ không gãy xuyên suốt trục gá bên trong. Khối đẩy co thể là cố định hoặc di động với phôi để giúp giảm/ loại bỏ ma sát trượt khi tác động. Phương pháp uốn kéo là phương pháp rất linh hoạt, có thể thay đổi sao cho phù hợp. Có thể uốn đến 180 độ với trong một lần uốn cũng như nhiều lần uốn hoặc uốn hỗn hợp bằng cách sử dụng những công cụ đặc biệt (ví dụ như một trục đỡ chỗ uốn). Phương pháp này có thể đảm bảo thớ bên trong kim loại khi uốn ở mức phù hợp với bán kính nhỏ và khi uốn rỗng bề dày nhỏ. Giới hạn của phương pháp này là cần nhiều công cụ phức tạp cho các chỗ uốn phức tạp cũng với việc phải làm cứng lại những điểm tiếp tuyến trong khoảng uốn. Phương pháp uốn này có thể chia thành 5 phương pháp nhỏ A B C D E ứng với độ phức tạp của máy uốn giảm dần giúp phân loại từng dạng uốn, PHƯƠNG PHÁP A Phương pháp A sử dụng đầy đủ các công cụ ở hình 2.4. Khối biên dạng xoay là khối chính giúp định hình đường kính của phôi tại chỗ uốn. Hệ thống bao gồm những phần định hình ống có kích thước đúng với biên dạng ngoài của ống cũng như phần uốn và cũng hỗ trợ xuyên suốt phần bao ngoài cũng như bên trong khi khối biên dạng xoay xoay. Một khối ngay phía phải khối xoay hỗ trợ thêm bên ngoài ngay tại điểm tiếp tuyến uốn. Trục đỡ với những con bi lăn hỗ trợ bên trong ống cũng như phía đầu và phía cuối của chỗ uốn, con lắn sẽ nằm bên trong ống hỗ trợ bên trong giúp khi uốn tránh được việc gãy ống hoặc không đạt yêu cầu. Số bi lắn cần có phụ thuộc vào độ uốn của ống rỗng, bán kính uốn,.. Thêm vào đó còn có khối đẩy giúp giữ ống, cung cấp thêm lực giữ giúp ống không bị trượt.

HÌNH 1-4 Cơ cấu uốn kéo

PHƯƠNG PHÁP B Phương pháp B không sử dụng nút kép như trên, một kẹp tiêu chuẩn giúp phụ cho phần đỡ (cleat). Do đó, phương pháp này sử dụng với máy uốn có công suất để uốn những ống có thành dày hơn PHƯƠNG PHÁP C Phương pháp C sử dụng khối biên dạng xoay, khối kẹp, khối đẩy, trục đỡ có bi lăn và kẹp tiêu chuẩn giúp uốn được bán kính uốn lớn hơn và tránh nhăn chỗ uốn PHƯƠNG PHÁP D Phương pháp D sử dụng gần như giống với phương pháp C ngoại trừ trục đỡ lúc này không có dùng bi lăn mà là dạng nút hoặc dạng bao phía trong khúc uốn. Phương pháp có thể uốn được ống bề dày mỏng với bán kính lớn (R/D=5). PHƯƠNG PHÁP E Phương pháp E bỏ đi phần trục đỡ phù hợp với những dạng ống có bán kính uốn lớn, đường kính ống lớn, bề dày ống dày khi độ cong hay độ nhăn chỗ uốn là không quan trọng

1.2.7 Công cụ uốn:

Khối định hình uốn. Khối định hình uốn hay khối uốn là một bộ phận quan trọng nhất được sử dụng trong phương pháp uốn kéo bởi vì nó định hình nên bán kính uốn củaống. Ngoài ra khối uốn còn hỗ trợ mặt ngoài mặt ngoài phía trong khi khối uốn xoay. Độ dài cong của khối uốn đúng bằng độ dài cong của đoạn uốn trên phôi Độ dài kẹp dựa vào độ dày ống rỗng, đường kính ống, bán kính uốn, độ bền uốn của ống,… Cần đủ độ dài để cho phần bi lăn hay nút kẹp.

Vật liệu để uốn thường là thép cacbon thấp hay thép công cụ với sản lượng khoảng vài ngàn lần uốn/ tháng. Khối uốn bằng thép dụng cụ được tôi đến 58-62 HRC dựa vào mục đích sử dụng. Nếu sử dụng thép cacbon cao thì tôi khoảng 50-55 HRC. Bề mặt khi ống tựa vào cũng rất quan trọng, cần phải mài tinh ngoài ra có thể dùng lớp thép không gỉ bên ngoài hoặc là lớp nhôm cho độ bóng cao. Khối uốn có kích thước độ chính xác rất cao về đường kính cũng như độ dài. Hình 2.5 thể hiện lên những mẫu thiết kế khối uốn thường dùng. Được thiết kế tiêu chuẩn

cho máy cũng như các tính toán, lắp ghép cùng với các rãnh sao cho linh hoạt nhất.

HÌNH 1-5 Mẫu thiết kế khối uốn

Khối kẹp

Khối kẹp là khối thẳng được cắt một lòng hình trụ lõm tại 1 mặt, hình dáng đúng với đường kính ngoài của phôi. Khối kẹp được lắp có chức năng khi kẹp với khối uốn tạo thành đường kính ngoài phôi và tạo nên lực kẹp giữ trong quá trình uốn. Việc di chuyển của khối khi kẹp và khi không kẹp là một quy trình tự động.

Chiều dài khối kẹp là có kích thước được giới hạn bới tính toán. Nó phải đủ độ dài để giữ chắc phôi tránh phôi trượt. Kích thước độ dài bằng 3 lần đường kính ngoài phôi, bề rộng của khối nhỏ hơn 2 lần đường kính ngoài của phôi. Với máy uốn nhiều đoạn có thể ghép các khối kẹp lại với nhau

HÌNH 1-6 Khối kẹp

Khi uốn những ống rỗng có bề dày rất nhỏ nhưng có đường kính lớn, khối kẹp không có khả năng giữ do không được kẹp quá lớn nên dễ gây ra việc phôi trượt và nhăn tại chỗ uốn. Nếu tăng lực uốn sẽ làm móp ống đồng thời có thể làm hư trục đỡ bi lăn (nếu có). Vì thế, nên sử dụng nút kẹp hoặc kết hợp nút kẹp và khối chèn thêm. Còn với ống có thành dày hoặc ống đặc có thể dùng lực kẹp lớn ôm sát đường kính ngoài ống giúp định hình uốn dễ dàng.

Vật liệu chế tạo khối kẹp từ thép cacbon thấp được tôi cải thiện. Phần tiếp

xúc với ống có độ bóng cao.

Khối đẩy Khối đẩy định vị phôi tại vị trí cần thiết, là khối chịu lực kéo tạo nên biên dạng khi khối uốn xoay. Áp lực đặt vào khối được điều chỉnh để cân bằng sức kéo và ứng suất nén khi uốn. Thiết kế khối đẩy gồm ba dạng cơ bản:

- Khối đẩy di động, thiết kế thông dụng nhất, di chuyển tịnh tiến cùng phôi khi uốn. Cấu tạo dạng khối hình hộp chữ nhật với một mặt lõm theo đường kính ống cần uốn.

- Khối đẩy cố định: cấu tạo giống với khối di động nhưng không di chuyển trong quá

trình uốn.

- Loại khối xoay sử dụng một khối xoay với mặt lõm giống như rãnh puli.

1.2.8 Những công cụ phụ:

HÌNH 1-7 Các công cụ phụ

Trục đỡ Là một công cụ hỗ trợ dành cho ống rỗng có bề dày từ rất mỏng đến mỏng, được luồn vào bên trong ống tại những đoạn uốn giúp ống không bị móp, gãy trong quá trình uốn. Có nhiều loại trục đỡ với thiết kế khác nhau Ở hầu hết các máy uốn, trục đỡ được gắn vào một trục phần phía sau máy có độ dài có khả năng điểu chỉnh với tính toán liên hệ với bán kính uốn và điểm tiếp tuyến, Độ dài của trục thường dựa vào bán kính uốn. Các dạng cơ bản bao gồm: Dạng nút: dạng đơn giản nhất dùng cho các ống khi uốn có giới hạn uốn thấp. Cấu tạo từ một khối trụ với một đầu tiện có bán kính cong, trên trục có khoan một lỗ để

gắn với phần trục đỡ gắn ở phía sau. Trục đỡ dạng này hỗ trợ tại điểm độ bền uốn với quá giới hạn. Dạng định hình: là dạng cải tiến từ dạng nút với một mặt có kích thước giống với bán kính uốn phần bị kéo ra. Độ dài của trục dạng định hình không với quá ½ đường kính ống bên ngoài. Dạng vừa nút và định hình: cấu tạo từ thép cacbon thấp được tôi thể tích cũng như mặt ngoài. Mặt ngoài được có độ bóng cao giúp giảm lực ma sát với ống phôi khi làm việc. Thường được sử dụng uốn cho thép không gỉ với độ chống mài mòn dưới khả năng chịu lực tốt. Dạng bi lăn: cấu tạo từ dạng định hình gắn thêm một bi lăn, có thể đỡ tốt cho cả trước và sau của chỗ uốn. Dạng trục đỡ này giúp ngăn chặn việc kéo căng hay phá hủy đoạn đã uốn của phôi. Cần có thêm một cơ cấu truyền động giúp kéo trục đỡ sau mỗi lần uốn. Phần bi lăn được làm từ thép cacbon cao trong khi phần thân làm từ thép thông dụng hoặc kim loại màu, sau khi gia công và tôi cả hai phần đều có kích thước cần thiết và độ bóng bề mặt Dạng nhiều bi lăn: cải tiến từ một bi lăn lên thành nhiều hơn để có thể đỡ nhiều đoạn cong bên trong ống chỗ uốn hơn

HÌNH 1-8 Trục đỡ

Việc lựa chọn các dạng trục đỡ với từng loại ống cũng rất quan trọng, có thể tổng quát bằng hình 2.9. (với P: dùng nút hoặc không cần, CP: dạng bi với bước nhỏ; RP: dạng bi với bước bình thường; UCP: dạng bi với bước rất nhỏ)

HÌNH 1-9 Thông số chọn trục đỡ

1.2.9 Uốn các biên dạng khác:

Uốn ống vuông Ống vuông được sử dụng rộng rãi những sản phẩm bàn ghế văn phòng cũng như các sản phẩm sử dụng ngoài trời, so với ống tròn thì ống vuông sẽ khó uốn hơn. Tuy

nhiên, khi uốn thì kim loại sẽ được kéo ra với tất cả hướng nên ống vuông vẫn được sử dụng rộng rãi.

Bốn góc vuông của ống phôi thường có bo nhẹ. Trong quá trình uốn, một mặt sẽ bị nén lại lúc này kim loại sẽ dày theo phương vuông góc cũng như dãn theo phương song song so với bề mặt ống. Nếu không có kiểm soát, sẽ gây nên vết nhăn tại phần ép do bị nén lại

Ba yếu tố chính cần quan tâm khi uốn ống vuông là vật liệu của phội, máy móc

và bôi trơn trong việc uốn

 Vật liệu: với kích thước thì các rãnh của khối xoay, khối đẩy hay trục đỡ bên trong phải có kích thước bền trong của như bên ngoài ống chính xác nhất có thể. Nguyên tắc khi uốn ống thứ nhất là đoạn cần uốn tại bốn góc ống phải cùng bán kính uốn; thứ hai là khoảng và lượng của đường hàn nối bên trong ống; thứ ba là nên phải vệ sinh ống sạch bên ngoài khi trước khi uốn.  Công cụ: nên đặt khối xoay song song với mặt đất; có thêm các truyền động thủy lực giúp hỗ trợ quá trình uôn;

Yêu cầu với máy móc uốn ống vuông là: việc dẫn phôi vào máy phải dễ dàng; cung cấp đủ áp lực; sau khi uốn việc đổi vị trí cũng như thoát phôi cũng dễ dàng. Trục đỡ của máy dùng dạng 2-3 bi, ống vuông với kích thước 20x20 và dày 1,25mm thường dùng loại 1 bi không có thêm khối đỡ.

 Bôi trơn và làm sạch: bôi trơn đúng giúp giảm đi ma sát, gãy móp ống xuống tối thiểu. Lau sạch phôi trước khi uốn chống hư hại bề mặt làm việc cho khối đỡ cũng như các khôi kẹp, xoay.

1.2.10 Một số dụng cụ mở rộng của máy:

Trục đẩy phôi

Trục đẩy phôi tác dụng lực vào đầu cuối phôi để đẩy hoặc tăng thêm chuyển động tiến của phôi khi nó được kéo qua khối xoay. Điều này giúp máy có thể kéo được phôi ống bề dày mỏng hơn, giảm được độ dài khối kẹp cũng như lực kẹp, giúp những đoạn uốn cuối dễ uốn, giúp các chỗ uốn không quá nhăn. Lực đẩy có thể đến từ động cơ điện, thủy lực điều khiển với van.

Bộ trợ lực cho khối đẩy (pressure die assist) Dựa vào nguyên lí, tác dụng của trục đẩy phôi. Thay vì kẹp cũng như đẩy vào ống, khối đẩy được đẩy qua cơ cấu cơ khí, xi lanh thủy lực, khí nén hoặc động cơ servo. Giúp giảm được độ dài khối kẹp, các vết khi kẹp ống.

HÌNH 1-10 Bộ trợ lực khối đẩy

Điều khiển góc uốn bằng lập trình Sử dụng bộ PLC để điều khiển góc uốn. Chúng ta đưa nhưng yếu tố input ban đầu vào và lập trình, lúc này đầu ra (output) sẽ xuất ra được tín hiệu xung để điều chỉnh các cơ cấu tạo góc uốn cho lại góc uốn mong muốn

Khối đẩy tác động trực tiếp Khối này trực tiếp thay thế bộ trợ lực cũng như khối đẩy thông thường. Lúc này ta dùng một xi lanh thủy lực mới tác động trực tiếp, áp lực chính xác được ghi lại và tinh chỉnh lại máy sao cho có lực tác động là cần thiết. Chúng ta sử dụng trong trường hợp cần tinh chỉnh chính xác về lực ví dụ như các chi tiết uốn trong lĩnh vực hàng không

Tự động bôi trơn cho trục đỡ Tự động hóa việc bôi trơn, giảm thời gian bôi trơn so với bôi trơn bằng tay. Hệ thống bao gồm một máy bơm với lực đẩy đến phần đầu của trục đỡ; giúp đỡ tốt cho trường hợp ống quá dài và phải uốn nhiểu chỗ như uốn lò xo,…

1.2.11 Các lỗi thường gặp khi uốn ống tròn:

Các lỗi trên khi sửa chữa đều qua kinh nghiệm uốn từ trước. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình uốn ống bao gồm rất nhiều yếu tố cũng như là việc chọn phương pháp uốn.

HÌNH 1-11 Các dạng lỗi thường gặp khi uốn ống tròn

1.3 Tổng quan về PLC: 1.3.1 Hệ thống MELSECNET:

Hệ thống mạng MELSECNET / H có nhiều chức năng hơn, tốc độ xử lý cao hơn và nhiều dung lượng hơn hệ thống mạng cũ, hệ thống mạng MELSECNET / 10. Ngoài ra, để theo đuổi sự dễ sử dụng tối đa của mạng MELSECNET / 10 hệ thống, hệ thống FA có thể được nối mạng dễ dàng bằng cách kết hợp với GX Developer. Hệ thống mạng MELSECNET / H hỗ trợ chế độ MELSECNET / H (cao chức năng và chế độ tốc độ cao) và chế độ MELSECNET / 10 (chức năng tương thích và chế độ tương thích hiệu suất) để cải thiện hiệu suất của Hệ thống mạng MELSECNET / 10 và cung cấp khả năng tương thích giữa hai hệ thống này các hệ thống. Sách giáo khoa này được viết với giả định rằng hệ thống mạng MELSECNET / H được sử

dụng trong chế độ MELSECNET / H. Sau đây, hệ thống mạng MELSECNET / H tương ứng Q được viết tắt là "MELSECNET / H", và MELSECNET / 10 tương ứng AnU và QnA / Q4AR là "MELSECNET / 10". Ngoài ra, CPU Qn (H) được viết tắt là QCPU

HÌNH 1-12 Sơ đồ hệ thống MELSECNET

1.3.2 Đặc trưng:

Mạng PLC đến PLC của MELSECNET / H được thiết kế để cung cấp khả năng xử lý cao hơn tốc độ, nhiều dung lượng hơn và nhiều chức năng hơn trong khi duy trì kết nối với MELSECNET / 10; nó dễ sử dụng hơn bao giờ hết khi kết hợp với GX Developer. Hơn nữa, mạng PLC đến PLC của MELSECNET / H có các tính năng sau không khả dụng với MELSECNET (II) và MELSECNET / B hệ thống liên kết dữ liệu. (Đối với mạng I / O từ xa) Đạt được hệ thống thông tin liên lạc tốc độ cao

 MELSECNET / H cho phép truyền thông tốc độ cao với 25Mbps và

tốc độ truyền thông 10Mbps. (25Mbps chỉ dành cho hệ thống vòng quang)  Thời gian quét liên kết thậm chí còn nhanh hơn thông qua việc sử dụng bộ

xử lý được thiết kế đặc biệt để liên kết.

 Bằng cách chia nhỏ các phạm vi với các tham số làm mới (chia thành 64 trên một Mo-đun (không bao gồm SB và SW), làm mới các khu vực không được

sử dụng chochương trình tuần tự có thể được loại bỏ và thời gian làm mới có thể được giảm xuống chỉ làm mới những thứ được yêu cầu.

 Ngoài ra, vì tốc độ bus giữa QCPU và mô-đun mạng có đã được cải thiện,

thời gian làm mới đã được giảm xuống.

1.3.2 Hệ thống PLC:

Để chạy MELSECNET / H, các tham số cho mô-đun mạng được tải vào PLC CPU phải được đặt bằng GX Developer. Trong cài đặt tham số, cài đặt từ việc chọn MELSECNET / H cho đến khi cài đặt chi tiết chức năng ứng dụng có thể được thực hiện. Sau đây là màn hình cài đặt của từng tham số. (Cài đặt mô tả là ví dụ.)

a. Đặt số lượng thẻ mô-đun (Loại mạng)

Đặt loại mạng và loại trạm cho mỗi mô-đun. Đối với MELSECNET / H, bạn có thể đặt tổng cộng tám thẻ, tối đa bốn thẻ trên MELSECNET / H và tối đa bốn trên Ethernet. Đối với hệ thống mạng MELSECNET / H, hãy chọn xem loại trạm có phải là trạm điều khiển, trạm bình thường, trạm dự phòng hoặc trạm điều khiển từ xa của mạng I / O từ xa.

HÌNH 1-13 HÌnh minh họa thẻ mô-đun

b. Thiết lạp mạng lưới

Đặt số I / O bắt đầu, số mạng, tổng số trạm (phụ), số nhóm và chế độ cho từng mô hình mô-đun được đặt trong cài đặt số lượng thẻ mô-đun.

c. Các tham số chung (Chỉ định phạm vi mạng)

Đặt phạm vi truyền theo chu kỳ của LB, LW, LX và LY có thể được gửi theo từng trạm trong một mạng duy nhất. Cài đặt thông số chung chỉ được yêu cầu cho trạm điều khiển và trạm chủ từ xa. Dữ liệu của chung các tham số được gửi từ trạm điều khiển đến các trạm bình thường khi mạng khởi động.

HÌNH 1-14 Các tham số chung

d. Thông số làm mới mạng

Đặt phạm vi để chuyển các thiết bị liên kết (LB, LW, LX, LY) của liên kết mạng mô-đun cho các thiết bị (X, Y, M, L, T, B, C, ST, D, W, R, ZR) của mô-đun CPU để sử dụng chúng trong các chương trình tuần tự.

HÌNH 1-15 Thông số làm mới mạng

e. Các thông số vốn có của trạm

Các tham số này được đặt để thay đổi vị trí lưu trữ của các thiết bị liên kết (LB, LW) trong mô-đun mạng. Các thiết bị liên kết được chỉ định cho mỗi trạm với các thông số chung.

2. CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN

3. VÀ LẬP TRÌNH

3.1 TỔNG QUAN CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY:

-Hình ảnh mô hình toàn máy:

HÌNH 3-1 Mô hình toàn máy

-Bộ kéo phôi:

HÌNH 3-2 Bộ kéo phôi

-Động cơ step s86 truyền chuyển động giữa 2 bánh đai thông qua dây curoa, động cơ s57 truyền động qua bộ bánh răng tỉ số truyền 1:3 giúp ống đồng quay .

-Bộ uốn phôi:

HÌNH 3-3 Bộ uốn phôi

- Động cơ bước s86 truyền chuyển động lên vít me bi, đẩy phôi lên. Động cơ bước s57 xoay phôi - Trên bề mặt của bàn máy có trục rulo giúp uốn phôi

3.2 CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG.

a) Động cơ và driver: -Động cơ step 86BYG250H + driver DMA860H:

HÌNH 3-4 Động cơ step 86BYG250H + driver DMA860H

-Thông số kĩ thuật: Động cơ step: U= 48 VDC Imax = 6.4 A Moment xoắn cực đại: 12 Nmm. Đường kính trục: D=14 mm. Số vòng quay trục chính: n=500-600 rpm. Pha: 4 dây 4 pha A+, A-, B+, B-.

Driver: Uinput=18-80 VAC/24-110VDC Utín hiệu=3.3/5/24 VDC Iout=2-7.2 A Micro step: 400-25600.

-Động cơ step 57HSZ2N + driver HBS57:

HÌNH 3-5 Động cơ step 57HSZ2N + driver HBS57

-Thông số kĩ thuật: Động cơ step: U= 24 VDC

Imax = 4 A Moment xoắn cực đại: 2.2 Nmm. Đường kính trục: D=8 mm. Số vòng quay trục chính: n=1000-2000 rpm. Pha: 4 dây 4 pha A+, A-, B+, B-.

Driver: Uinput=16-70 VDC

Utín hiệu=3.3/5/24 VDC Iout=4 A Micro step: 800-51200.

 Các dạng điều khiển động cơ bước:

-Điều khiển cơ bước: Là phương pháp điều khiển mà mỗi lần cấp xung, động cơ quay được một góc nhỏ nhất đúng bằng bước góc ghi trên nhãn động cơ. Điều khiển cả bước có hai dạng sơ đồ cấp xung như dưới đây. Dạng cấp xung lần lượt cho từng

cuộn pha, tại mỗi thời điểm chỉ có một cuộn dây dẫn điện, kết quả moment xoắn thu được nhỏ hơn so với thông số kỹ thuật. Dạng cấp xung thứ hai là tại mỗi thời điểm luôn có hai cuộn dây có dòng điện chạy qua, loại này tạo ra moment xoắn lớn, tận dụng tối đa moment xoắn của động cơ.

HÌNH 3-6 Điều khiển cả bước

-Điều khiển nửa bước: Là kiểu điều khiển kết hợp hai dạng cấp xung của điều khiển đủ bước, cấp điện lần lượt cho một cuộn dây và hai cuộn dây xen kẽ nhau hình 3.1c. Kết quả là bước góc bằng một nửa so với điều khiển cả bước, đồng thời moment xoắn cũng giảm đi khi chỉ có một cuộn dây được cấp điện. Tuy nhiên có thể tăng cường độ dòng điện đi qua cuộn dây để bù lại sự giảm moment.

-Điều khiển vi bước: Cho phép các bước quay của động cơ nhỏ hơn bằng việc dùng

HÌNH 3-7 Điều khiển nửa bước

các dòng khác nhau qua hai đầu dây động cơ tại mỗi thời điểm.

HÌNH 3-8 Điều khiển vi bước

d) Nguồn DC:

-Nguồn một chiều là một phần không thể thiếu khi thiết kế mạch điện tử, sửa chữa mạch điện tử, nghiên cứu mạch, vi mạch…ngoài ra nguồn một chiều còn dùng để thay thế tạm thời battery ( pin) cho các thiết bị cầm tay, thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính xách tay, máy chụp hình và rất rất nhiều các thiết bị cầm tay khác trong quá trình bảo hành, sửa chữa.

-Nguồn 48VDC MW s800-48:

HÌNH 3-9 Nguồn 48VDC MW s800-48

-Thông số kĩ thuật:

Uin=175-260 VAC Uout=48 VDC Iout=16.6 A P= 800W H%=85%

-Nguồn 24VDC MW s250-24:

HÌNH 3-10 Nguồn 24VDC MW s250-24

Thông số kĩ thuật:

Uin=100-260 VAC Uout=24 VDC Iout=10 A P= 250W H%=85%

c) PLC (cấp điều khiển cục bộ): -PLC MITSUBISHI FX3U-64MT ES/A:

HÌNH 3-11 PLC MITSUBISHI FX3U-64MT ES/A

-Thông số kĩ thuật:

Uin=220VAC/24VDC Ngõ vào: 32 (VDC +/-). Ngõ ra: 32 transitor. Cáp lập trình: Misubishi SC-09.

-Nguyên lý hoạt động: Khi thiết bị được kích hoạt (trạng thái ON hoặc OFF do thiết bị điều khiển vật lý bên ngoài). Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp chương trình (vòng lặp) do người dùng cài đặt sẵn và chờ các tín hiệu xuất hiện ở ngõ vào và xuất ra các tín hiệu ở ngõ ra. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Lập trình dể dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học.  Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa.  Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.  Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.  Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các môi Modul mở rộng.

d) Màn hình nhập dữ liệu (cấp điều khiển giám sát):

HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành và máy móc thiết bị. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc qua 1 màn hình giao diện thì đó là một HMI. -Màn hình cảm ứng Weinview TK6071IP:

HÌNH 3-12 Màn hình cảm ứng Weinview TK6071IP

-Thông số kĩ thuật:

Độ phân giải (WxH dots): 800x400. Màu: 16 triệu màu. Độ sáng (brightness): 350. Độ tương phản (contrast): 500:1. Ánh sáng nền: LED. Bộ nhớ lưu trữ: Flash RAM (MB): 128; DRAM: 64. Bộ xử lý: ARM RISC 528MHz. U=10.5~28VDC I=300mA Cấp độ bảo vệ: IP65 (mặt trước màn hình).

-Nguyên lý hoạt động:

HMI là giao diện vận hành giữa người và máy thông qua PLC, chúng được kết nối với nhau bằng cáp tín hiệu. Khi người vận hành tác động nhấn nút trên màn hình hoặc cài đặt thông số, yêu cầu sẽ được gửi đến PLC, PLC điều khiển máy móc dây chuyền hoạt động.

Ngược lại, hệ thống máy móc dây chuyền có thể gửi trạng thái hoạt động hoặc thông số hiện tại lên màn hình HMI thông qua PLC giúp cho con người thực hiện quá trình giám sát và điều khiển. e) Thiết bị đóng cắt tự động:

Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át. - Attomat AT06-2/32:

HÌNH 3-13 Attomat AT06-2/32

-Thông số kĩ thuật:

Phân loại: MCB. Pha: 2. Dòng đóng ngắt: 32A

f) Cảm biến: -Cảm biến quang chữ U EE-SX671:

HÌNH 3-14 Cảm biến quang chữ U EE-SX671

-Thông số kĩ thuật:

Khoảng cách dò: 5mm. Ngõ ra: NPN. Umax=24 VDC Imax=100 mA IP=50 Nguồn ánh sáng: hồng ngoại IR. Nhiệt độ min/max: -25/55 oC. -Công tắc hành trình V-156-1C25:

HÌNH 3-15 Công tắc hành trình V-156-1C25

-Thông số kĩ thuật:

Loại truyền động: con lăn dài. Định mức: 15A, 1/2HP, 125/250VAC

0.6A,125VDC; 0.3A, 250VDC

g) Relay:

Rơle được sử dụng để truyền điện năng đến nhiều đèn tín hiệu rẽ trên xe và khiến những đèn đó BẬT hoặc TẮT để cảnh báo cho những người lái xe khác. Nó cung cấp kết nối điện giữa hai hoặc nhiều điểm, khi áp dụng tín hiệu điều khiển với cuộn điện từ của rơle. Rơle chuyển trường từ của cuộn dây thành lực cơ học để mở hoặc đóng cơ khí một hoặc nhiều tiếp điểm điện. Nói theo cách khác, rơle là một công tắc vận hành bằng điện. Điện áp và dòng điện được rơle chuyển mạch có thể rất khác so với tín hiệu được sử dụng để kích hoạt hoặc cấp điện cho rơle. Dạng cách điện này và khả năng chuyển mạch nhiều nhóm tiếp điểm bằng một tín hiệu điều khiển của rơle, là những chức năng vô cùng hữu ích trong tự động hóa nhà máy. Rơle thông dụng, với rất nhiều dạng, là một thiết bị độc lập có giá thành nói chung thấp, thực hiện nhiều chức năng hữu ích trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta cũng như trong nhà máy.

-Relay Omron MY4N-GS:

HÌNH 3-16 Relay Omron MY4N-GS

-Thông số kĩ thuật:

Idm=5 A Udm= 220 VAC Relay trung gian 14 chân, 4 cặp tiếp điểm 5A, có đèn hiển thị

h) Các nút nhấn: - Nút nhấn dừng khẩn cấp LA38-11ZS:

HÌNH 3-17 Nút nhấn dừng khẩn cấp LA38-11ZS

-Thông số kĩ thuật:

I=10 A U= 440 V 1NO, 1NC. - Nút nhấn LA38-11BN:

HÌNH 3-18 Nút nhấn LA38-11BN

-Thông số kĩ thuật:

I=10 A U= 440 V

3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN. 3.4.1 Sơ đồ hệ thống điện:

HÌNH 3-19 sơ đồ đấu nối driver, động cơ và màn hình

HÌNH 3-20 sơ đồ mạch điều khiển PLC

3.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. 3.4.1 Thuật toán. -Ta giả định hệ quy chiếu cho máy như sau: Ox: phương của động cơ M1. Oy: phương của động cơ M2.

-Để uốn được 1 bán kính bất kì, chúng ta cần các thông số đầu vào: bán kính, góc cần uốn. Do đó ta có thể quy về đồ thị như sau:

HÌNH 3-21 đồ thị tính toán góc uốn và chuyển động rulo

-r là bán kính rulo uốn của bộ uốn phôi.

- R là bán kính uốn mà ta mong muốn.

-β là góc uốn để suy ra chiều dài cần uốn Ya.

-h là khoảng cách tính từ tâm rulo uốn đến tâm của bán kính cần uốn.

-Yb chính là quãng đường di chuyển của M2 được suy ra từ r, R, và h.

-Yc là góc quay phôi quay quanh Ox của động cơ M3.

-Theo đồ thị, tâm của rulo và bán kính uốn luôn nằm trên một đường thẳng vuông góc với tiếp tuyến của đường tròn và cung tròn.

𝑌𝑏 = (𝑅 + 𝑟 − √(𝑅 + 𝑟)2 − ℎ2) (mm)

-Để tính Yb, ta thấy tâm của rulo uốn cách tâm của bán kính cần uốn một khoảng bằng cạnh của tam giác vuông, do đó khoảng dịch chuyển Yb được tính như sau:

𝑌𝑎 = 𝛽𝑅 (mm)

-Đối với Ya, ta suy ra từ công thức tính chiều dài cung tròn khi biết R và góc β:

-Yc bằng góc quay phôi mà mà ta cần quay.

(pulse)

[𝑌𝑎] = 𝑌𝑎

𝐹.𝑃𝑟 𝑃𝑉

[𝑌𝑏] tương tự [𝑌𝑎]

[𝑌𝑐] = 𝐴. 𝑃𝑑 (pulse)

-Do mỗi động cơ đi kèm với bộ truyền động và để biểu thị trên PLC ta cần quy đổi về xung cho mỗi phương trình.

Trong đó:

F: tỉ số truyền pulley: 3,5.

Pr: số xung/vòng (thông số được cài trên driver).

Pv: Bước vitme: 5.

Pd: số xung khi quay được 1o.

với Fbr = 3 là tỉ số truyền bánh răng.

A: góc xoay ống.

𝐹𝑏𝑟.𝑃𝑟 360

-Pd được tính bằng công thức: 𝑃𝑑 =

3.4.2 Lập trình trên GX Works 2.

-Cài đặt Parameter cho PLC:

Sym. Dig. Points Start End End

M 10 7680 0 7679 Latch Start 500 1023 Latch Setting Range 0 - 1023

S T C C D R 4096 10 512 10 200 10 56 10 8000 10 10 32768 0 0 0 200 0 0 4095 511 199 255 7999 32767 500 100 220 0 999 199 255 511 0 - 999 0 - 199 200 - 255 0 - 511 Supplemental Relay State Timer Counter(16bit) Counter(32bit) Data Register Extended Register

Y0 0 Y1 0 Y2 0 Y3 0

100000 100000 100000 100000 1000 50000 1000 50000 1000 50000 1000 50000 Setting Range 1/10 or Less of Max. Speed 10-200,000 10-32,767 10-200,000

100 100 100 100 50-5,000

M8460 M8461 M8462 M8463 X0-X7,Special M Bias Speed[Hz] Max. Speed[Hz] Creep Speed[Hz] Zero Return Speed[Hz] Acceleration Time[ms] Deceleration Time[ms] Interruption Input of DVIT Instruction

-Tạo comment cho các kênh relay:

Start Stop Right switch Left switch Sensor U2 Sensor U1 S1 S2 EMR X001 X002 X003 X004 X006 X007 X013 X014 X020

-Tạo comment cho các kênh transzitor:

Y000 Y001 Y002 Y004 Y005 Y006 Y014 Y015 Y016 Y020 Y021 Y022 Y023 Y024 Y025 P1 (vitme) P2 P3 (rotation) D1 (vitme) D2 D3 (rotation) E1 (vitme) E2 E3 (rotation) Red Break M1 Yellow Break M2 Green Break M3

-Tạo comment cho biến nhớ:

M0 M1 M4 M6 M7 M9 M11 M12 M13 M14 M20 M21 M22 M23 M24 M25 M30 M31 M32 M33 M34 M35 M36 M37 run MODE 1 end mode 1 PAUSE MODE 2 end mode 2 MODE 3 Set F3 mode 1 Set F1 mode 2 Set F1 mode 3 Home 1 Home 2 Condition 1 Condition 2 Home 3 Condition 3 HMI Start HMI mode 1 HMI mode 2 HMI mode 3 HMI cricle HMI Input HMI Stop HMI ZRN

HMI HANLDE HMI LAMP HMI Enable HMI SETTING HMI M1 HMI M2 LED mode1 LED mode 2 LED mode 3 LED error LED handle LED ready LED EMR LED LW LED Enable LED RW HMI Set up Set run Set mode 1 Set mode 2 Set mode 3 Set enable set lamp

M38 M39 M40 M41 M42 M43 M50 M51 M52 M53 M54 M55 M56 M57 M58 M59 M70 M71 M72 M73 M74 M75 M76 M77

Set handle

M78 M79 M90 M91 M100 Set m1 Handle Set m2 Handle led pluse EMR 1s Set T20 handle Zerpo m2

-Tạo comment cho các bộ nhớ trong:

D0 D2 D6 D10 D12 D16 D20 D24 D28 D30 D34 D36 D38 D40 D48 D50 D52 D54 D56 D58 D60 D62 D66 D68 D70 D74 D78 D82 D86 D90 D100 D102 D104 D120 D122 L h R M2 Pluse M2 M2 (Int) Pluse M1 M1 (int) M1 (Reload) Int A M3 Pluse M3 M3 (Int) Ptich HMI N HMI L HMI h HMI R HMI A HMI Pitch N (number) N (radian) Pluse M1 radian M1 (Int) Radian M1_1_S1 M1_1_S2 M1_2_S1 M3_1_S1 M1 Set up M1 set up(int) h2 trừ căn bậc 2 D8340 Flt move d8340

D124 D126 D130 D132 D140 D143 D8350 Flt move d8350 R Menu L menu Memory Pluse 8340 when off Memory Pluse 8350 when off

Sau đây là một số đoạn chương trình được lập trình trên phần mềm GX Works 2.

-Một đọan chương trình chính:

-Các tiếp điểm X là các tiếp điểm của thiết bị ngoại vi như nút nhấn, cần gạt...

-Các tiếp điểm M là vùng nhớ trong của PLC (M0-M7999) chia ra 2 loại: vùng nhớ tạm và vùng nhớ lưu trữ (khi PLC mất điện, các giá trị của vùng nhớ này không mất). Những vùng nhớ từ M8000 trở đi là các vùng nhớ đặc biệt.

-Các tiếp điểm T là bộ đếm thời gian (timer).

-Câu lệnh SET: kích lên mức 1 và lưu vào vùng nhớ tạm.

-Câu lệnh RESET: kích lên mức 0.

-Khi X4, X3 OFF, nhấn nút Stop hoặc EMR hoặc Stop trên HMI, M6 được kích lên mức 1. Khi đó toàn bộ các nhánh có thường đóng M6 ON, mạch hở, ngõ ra PLC sẽ dừng hoạt động.

-Ở nhánh (7), khi M6 ON, X3 X4 OFF, nhấn Start, M91 được kích lên mức 1, thường hở M91 ON sẽ kích timer T20 đếm đến giá trị 10.

-Ở nhánh (21), khi timer T20 đếm đến giá trị 10, thường hở T20 ON, M6 và M91 reset về mức 0.

-Nhánh (25) có chức năng khởi động chương trình, nhấn Start hoặc Start trên HMI, M0 kích lên mức 1, khởi động timer T0.

-Một đoạn chương trình thuật toán:

-M8000 là vùng nhớ đặc biệt, khi PLC run, M8000 luôn ở mức 1.

-Ở đây thuật toán sử dụng dữ liệu 32-bit, và PLC thuộc dòng FX3U do đó mỗi câu lệnh sẽ có địnnh dạng DExxx.

-Ở phân nhánh đầu tiên, câu lệnh -[ DEADD D6 E18.85 D4 ]- có chức năng cộng phần tử D6 với phần tử E15.85 và lưu kết quả ở bộ nhớ D4.

-Tương tự với các câu lệnh tiếp theo:

DEMUL: phép nhân.

DESUB: phép trừ.

DESQR: căn bậc 2.

DRAD: quy đổi rad về deg.

-Ở câu lệnh cuối cùng: -[ DINT D12 D16 ]- có chức năng đổi kiểu dữ liểu của D12 (kiểu số thực) sang kiểu số nguyên và lưu ở D16.

-Phải chuyển đổi kiểu dữ liệu từ số thực sang số nguyên vì xung điều khiển động cơ là các số nguyên, các thông số đầu vào và các kết quả phép tính là số thực. Do đó phải chuyển đổi kiểu dữ liệu nếu không sẽ gặp lỗi khi động cơ hoạt động.

-đối với các bộ nhớ D, nên sử dụng cách nhau từ 2-3 bộ nhớ, tránh trường hợp tràn bộ nhớ do giá trị lưu vào vượt giới hạn.

-Đoạn chương trình set home cho máy:

-Hệ thống sử dụng PLC FX3U-48MT nên chỉ có 4 kênh output xuất xung bao gồm: Y0, Y1, Y2, Y3.

-D8340, D8350 là bộ nhớ lưu trữ số xung đã xuất tương ứng của kênh Y0, Y1.

-Ở nhánh (14), -[ D<= D8340 K0 ]- là câu lệnh so sánh giá trị của D8340 và 0:

D8340 ≤ 0: Mức 1.

D8340 > 0: mức 0.

-Khi trường hợp ≤ xảy ra, M22 ON, M20 kích lên mức 0. M22 ở nhánh (0) ON thì tất cả phần tử phía sau nó không hoạt động.

-Tương tự như ở nhánh (25).

-Câu lệnh so sánh mục đích để kiểm tra số xung hiện tại nếu có giá trị 0 thì 2 câu lệnh -[ SET M20 ]- và -[ SET M21 ]- không được phép hoạt động. Nghĩa là động cơ đang ở vị trí gốc thì không thể lùi về gốc được nữa.

-Ở nhánh (36), câu lệnh –[ DZRN K150000 K10000 X006 Y000 ]- có chức năng cấp xung ở kênh Y0 cho động cơ lùi về vị trí gốc với tốc độ 150000Hz, khi gặp cảm biến X6 lập tức giảm tốc độ xuống 10000Hz cho đến khi D8340= 0.

-Tương tự câu lệnh ở nhánh (55).

-Đoạn chương trình điều khiển động cơ:

-Thường hở M11 ON khi chọn chế độ mode3 trên HMI.

-Điều khiển động cơ hoạt động theo vị trí tuyệt đối (gốc tọa độ cố định). Do đó sau mỗi lần cấp xung cho động cơ, phải tiến hành cộng số xung đã cấp trước đó với số xung lần cấp xung tiếp theo. Ta lập trình như ở nhánh (0).

-[ RST M11 ]- kích M11 lên mức 0, mục đích để dừng phép cộng số sung hiện tại.

-[ SET M14 ]- mục đích để nhánh (17) hoạt động sau khi phép cộng thực hiện xong.

-[ DDRVA D78 K100000 Y000 Y004 ]- là câu lệnh cấp xung theo vị trí tuyệt đối cho động cơ ở kênh Y0, qui định chiều ở kênh Y4, số xung cấp cho động cơ là giá trị lưu ở D78 đã thực hiện ở phép tính cộng ở nhánh (0) và tốc độ cấp cho động cơ là 100000Hz.

-Thường đóng M8340 dùng để đảm bảo các tiếp điểm trong cùng phân nhánh phía sau nó không hoạt động khi câu lệnh cấp xung DDRVA đang hoạt động.

-M8029 là vùng nhớ đặc biệt, tất cả các phần tử trước nó khi chưa hoàn thành trong 1 vòng quét của PLC thì M8029 luôn ở mức 0. Mục đích để đảm bảo chương trình thực hiện các bước theo đúng thứ tự lập trình trong 1 vòng quét của chương trình.

-Vòng quét của chương trình được PLC thực hiện theo quy luật từ trên xuống, từ trái qua phải.

-Timer T11 mục đích để tạo độ trễ cho –[ RST M14 ]-, tránh trường hợp thường hở M14 mất trạng thái mức 1 ở nhánh (42) dẫn đến việc câu lệnh RST phía sau không được thực hiện.

-Chương trình biểu thị vị trí động cơ trên HMI:

-[ DMOV D8340 D140 ]- dùng để chuyển dữ liệu từ D8340 sang D140.

-Hai câu lệnh ở nhánh (45) dùng để lưu số xung hiện tại của động cơ sau khi tắt máy.

-Nhánh (45) được đặt ở nhánh cuối cùng của vòng quét (xem ở mục Progarm linkage Order Setting), vì được đặt ở cuối vòng quét nên số xung được lưu ở D140 và D143 là số xung cấp cho động cơ lần cuối cùng, nhằm đảm bảo độ chính xác về số xung lưu trữ sau khi tắt máy.

-Ở đây nhánh (45) được đặt ở cuối chương trình MODE 3, vị trí số 10.

HÌNH 3-22 Cửa sổ Program Linkage Order Setting

-Ở nhánh (0) sử dụng M8000 xung cạnh lên để đảm bảo khi mở máy 2 câu lệnh phía sau thự hiện 1 lần duy nhất.

-Nhánh (21) là các phép tính để quy đổi xung thành quãng đường di chuyển của M1 và M2 theo đơn vị mm.

-Lệnh FLT dùng để đổi kiểu số nguyên sang kiểu số thực.

-Mục đích của việc lập trình trên nguyên nhân do việc truy xuất dữ liệu từ PLC đến phần hiển thị trên HMI. Vì D8340 và D8350 là 2 bộ nhớ đặc biệt không thể thay đổi kiểu dữ liệu, do đó không thể trực tiếp thự hiện tính toán mà phải thông qua các bộ nhớ trung gian. Việc lưu và di chuyển số xung từ các bộ nhớ trung gian sang D8340 và D8350 sau mỗi lần tắt mở máy do D8340 và D850 sẽ nhận giá trị hiện tại của màn hình hiển thị có giá trị 0 (trạng thái mất điện, bộ nhớ màn hình reset về 0) được liên kết với bộ nhớ của PLC.

3.5 HỆ THỐNG HIỂN THỊ.

HÌNH 3-23 Màn hình khởi động

ACCES: đăng nhập vào màn hình điều khiển chính.

HÌNH 3-24 Màn hình điều khiển chính

Chú thích:

1: status system

2: switch mode

3: turn on/off handle mode

4: turn on/off enable mode

5: turn on/off lamp

6: zero return

7: single step start

8: value input

9: real time position

MODE 1: chế độ uốn cung tròn.

MODE 2: chế độ mở rộng, uốn hình xoắn ốc (tạm khóa vì trong quá trình nghiên cứu).

MODE 3: chế độ đẩy ống thằng về phí trước

Nhân xét:

 Trên màn hình hiển thị, mode 1, mode 2, mode 3 lần lượt là các chế độ chạy uốn, chạy xoắn ốc, chạy thẳng, việc chia các chế độ chạy khác nhau giúp việc kiểm soát hình dáng và độ chính xác của các thông số uốn dễ dàng hơn, kết hợp với nút CRICLE-STR sẽ tăng độ chính xác của máy, giảm thiểu rủi ro, đồng thời giúp máy vận hành 1 cách hiệu quả, tránh tình trạng lỗi ko nên có.

 Ngoài ra, cũng tương tự như những máy CNC khác, máy cũng có chế độ HANDLE và ZRN để người dung có thể kiểm tra và hiệu chỉnh thông số máy 1 cách nhanh chóng và thuận tiện hơn.

 Máy còn được trang bị thêm hệ thống đèn báo hiệu và dừng hoạt động khẩn cấp, giảm thiểu được tình trạng rủi ro dẫn đến hư hỏng, động thời kiểm tra được tình trạng hoạt động của máy để kịp thời khắc phục lỗi.

 Việc hiển thị vị trí của X và Y của hệ thống uốn trên màn hình giúp người sửa dụng có thể theo dõi được vị trí điểm uốn, đồng thời có thể kiểm tra các thông số đã nhập qua màn hình hiển thị nhập liệu (value input).

HÌNH 3-25 Màn hình nhập liệu

Chú thích:

10: value input area

Nhận xét:

 Máy được trang bị màn hình cảm ứng với thao tác nhập số liệu được đơn giản hóa, người sử dụng có thể dễ dàng sử dụng máy 1 cách nhanh chóng và thuận tiện, tiết kiệm được thời gian và công sức so với các loại máy nhập bằng máy tính hay bàn phím.

HÌNH 3-26 Màn hình điều khiển thủ công

Chú thích:

11: switch to M1

12: switch to M2

Nhận xét:

 Trong màn hình điều khiển thủ công, hình ảnh máy và hệ thống tọa độ được thể hiện 1 cách trực quan, tránh tình trạng sai sót về nhập liệu, đồng thời thao tác nhập thông số và kiểm tra cũng được đơn giản hóa, giúp người sử dụng có thể nhanh chóng thao tác trong 1 khoảng thời gian ngắn mà không gặp vấn đề gì.

HÌNH 3-27 Hệ thống nút nhấn cơ

Chú thích:

13: HMI touch screen

14: switch: middle: mode 1

Left: mode 2

Right: mode 3

15: emercency stop

16: Mode 1: stop

Mode 2: handle - jog

17: Mode 1: start

Mode 2: handle - jog

Mode 3: ZRN

Nhận xét:

 Máy được trang bị nút dừng khẩn cấp, ngay lập tức sẽ ngắt mọi hoạt động vần hành của máy, tránh đc tình trạng máy bị hư hỏng do các sai sót trong tính toán và thiết kế

 Thiết kế núm vặn với 3 chế độ riêng biệt giúp người dùng có thể dễ dàng thao tác, đồng thời giảm thiểu được số lượng các nút nhấn để thuận tiện hơn trong việc ghi nhớ và thao tác

4. CHƯƠNG 4 : GIA CÔNG THỬ NGHIỆM

Để đánh giá được sự ổn định của máy ta cần tiến hành gia công uốn phôi ở nhiều hình dạng khác nhau, từ đó ta mới có thể đánh giá được một cách khách quan khả năng hoạt động của máy .

Để kiểm tra độ chính xác của máy ta thực hiện gia công phôi inox ∅ 9,6 mm dài 1m .Từ đó kiểm tra kích thước cung tròn vừa gia công để kiểm tra độ chính xác của máy.

Mục đích dùng phôi inox ống do inox là vật liệu phổ biến, dễ dàng tìm mua và inox là hợp kim có cơ tính tương đối phù hợp với công nghệ uốn. Máy chạy thử nghiệm phôi inxox có mac inox 304.

Giới hạn chảy Độ dãn dài tương đối Mác inox

304 N/mm2 80 (%) 25

Độ bền kéo đứt N/mm2 1150 Bảng 4.1 Bảng cơ tính của inox 304

Thử nghiệm lần 1:

-Thử nghiệm máy với h=30 (theo kích thước bản vẽ cơ khí).

-Các thông số uốn:

TT 1 2 3 R 60 mm 105 mm 105 mm β 90o 90o 45o A 0o 0o 0o

-Ở cặp thông số đầu tiên (R; β; A)= (60; 90; 0), khi uốn có hiện tượng bị bóp méo ở phần phôi được miết với rulo uốn => Lần thử đầu tiên không thành công.

-Khắc phục: do có thể giới hạn bán kính uốn quá nhỏ so với bạc uốn nên tăng giá trị R hoặc giảm β ở lần thử tiếp theo, A là góc quay )x nên không ảnh hưởng.

-Ở cặp thông số thứ 2 (105; 90; 0), hiện tượng bóp méo vẫn xảy ra => Nguyên nhân gây bóp méo ống không phải do sự thay đổi giá tri của R.

-Ở cặp thông số thứ 2 (105; 45; 0), hiện tượng bóp méo vẫn xảy ra => Nguyên nhân gây bóp méo ống không phải do sự thay đổi giá tri của R.

HÌNH 4-1 Kết quả chạy thử nghiệm lần 1 (105; 45; 0)

-Tìm hiểu nguyên nhân:

Sau khi giám sát quá trình uốn thông qua phần mềm GX Works 2, nhận thấy thời gian động cơ M2 dừng quá ngắn so với M1 kể từ khi bắt đầu rulo chạm vào bề mặt phôi. Nghĩa là tốc độ của M1 quá nhanh so với tốc độ phôi được đẩy tới

= 𝛼, vấn đề đăt ra ở đây: tìm tỉ số α.

𝑣2 𝑣1

Suy ra

Do không có đủ dữ kiện suy ra α do đó nhóm quyết định tìm nghiệm α bằng

phương pháp thử lần lượt với α={ni+1 = ni + 0,05 / 0 < ni < 1; ni ϵ R; i ϵ N*}.

Đặt v1 = 40000 là hằng số, thay lần lượt các giá trị α vào ta tìm được vM2.

Sau quá trình thử thông số (105; 45; 0) lần lượt với các nghiệm α, nhận thấy α =

0.75 cho ra bán kính uốn gần đúng nhất.

HÌNH 4-2 Kết quả chạy với α=0,75

Vậy ta có được tốc độ thực tế của 2 động cơ: v1=40000; v2=30000.

Thử nghiệm lần 2:

-Tiếp tục thử nghiệm với các thông số uốn sau:

TT 1 2 3 4 5 6 R (mm) 55 65 75 85 105 130 Βo 60 60 30 30 180 180 Ao 0 0 0 0 0 0

-Kết quả: Không còn hiện tượng bóp méo ống.

HÌNH 4-3 Kết quả thử nghiệm lần 2 (105; 180; 0)

Tuy nhiên, khi bắt đầu uốn, trong quá trình rulo bắt đầu chạm vào phôi có hiện tượng bị đùn phôi, dẫn đến sai lệch bán kính ở phần đầu phôi.

HÌNH 4-4 Hiện tượng đùn phôi

-Nguyên nhân:

 Do góc thoát của bạc uốn có bán kính nhỏ và do.  Vật liệu là nhựa nên sau một thời gian hoạt động sẽ bị hao mòn dẫn đến bề mặt

phía trong bạc không đảm bảo độ nhám theo thiết kế.

-Giải pháp:

 Thay thế bạc uốn bằng chất liệu chống mài mòn cao và thay đổi góc thoát

phôi.

 Thay đổi khoảng h=30 thành h=45.

HÌNH 4-5 Thử nghiệm sau khi khắc phục

Thử nghiệm lần 3:

-Tiếp tục thử nghiệm với các thông số uốn sau khi hiệu chỉnh:

R (mm) 60 60 80 80 80 80 100 100 135 135 135 150 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Βo 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Ao 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

HÌNH 4-6 Sản phẩm thử nghiệm lần 3

-Kết quả: các bán kính và góc uốn thực tế không quá sai lệch (3-8%). Ống sau khi uốn không bị biến dạng bề mặt.

Tạo hình sản phẩm:

-Nhóm chọn sản phẩm là ghi-đông xe máy có bản vẽ thiết kế như sau:

HÌNH 4-7 Bản vẽ ghi đông xe máy

Để tạo ra sản phẩm đã chọn, ta lập bảng các thông số uốn như sau:

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 R (mm) 0 55 0 55 0 55 0 55 Βo 0 60 0 60 0 60 0 60 Ao 0 0 0 150 0 0 0 330 L (mm) 120 0 20 0 80 0 20 0

HÌNH 4-8 Sản phẩm uốn

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT

1.1 Kết quả:

1.1.1 Đạt được:

Sản phẩm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và các kết quả của đề tài gồm:

 Máy uốn kim loại 3 trục bán tự động được điều khiển bằng PLC và sự hỗ trợ của phần mềm Solidwork và Ansys. Máy có thể gia công uốn với kích thước nhỏ với độ thẩm mỹ cao .

 Phần giải thuật lập trình làm việc rất tốt không có trục trặc gì cho ra sản phẩm

có độ chính xác cao (92% - 98%).

 Máy chạy ổn định, giảm thiểu được tiếng ồn .  Kích thước máy nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển . 1.1.2 Chưa đạt được - Chưa uốn được phôi có kích thước lớn từ trở lên do thiết kế còn hạn chế .

- Việc lập trình thủ công - Phôi đưa vào phải là phôi đã được nắn thẳng. - Chưa có hệ thống cắt phôi tự động.

5.2 Đề xuất phương án khắc phục của đề tài

- Thiết kế thêm các phần chi tiết bổ trợ cho từng loại ống kích thước khác nhau - Chế tác bộ phận nắn thẳng trước khi đưa vào gia công . - Cải tiến thêm nhiều chế độ uốn ở phần điều khiển .

5. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. ThS Nguyễn Văn Thành - ThS Nguyễn Trường Giang - Nhà Xuất Bản Lao

Động Xã Hội - Giáo Trình Công Nghệ Uốn NC

2. Nhà Xuất Bản Xây Dựng - Giáo Trình Kỹ Thuật Cốt Thép Biết Hàn Theo

Phương Pháp Mô Đun

3. Đinh Bá Trụ - Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự - Cơ Sở Lý Thuyết Biến Dạng

Dẻo Kim Loại

4. Đào Minh Ngừng - Nguyễn Trọng Giáng - Nhà Xuất Bản Giáo Dục - Lý

Thuyết Cán

5. Nguyễn Ngọc Đào - Phan Minh Thanh - Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy 6. Đỗ Hữu Nhơn - Đỗ Thành Dũng - Phan Văn Hạ - Nhà Xuất Bản Khoa Học

và Giáo Dục - Công Nghệ Cán Kim Loại

7. Đỗ Hữu Nhơn - Phan Văn Hạ - Công Nghệ Cán Kim Loại Và Hợp Kim

Thông Dụng

8. Đặng Việt Cương - Lê Quang Minh - Lý Thuyết Dẻo Ứng Dụng 9. Ngô Diên Tập - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2002 - Đo

Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính

10. https://plcmitsubishi.com - Sổ tay lập trình - tài liệu hướng dẫn & ứng

dụng bộ điều khiển lập trình fx3u/fx3uc

11. Nguyễn Đức Thành, 2009, NXB ĐHQG - Giáo trình PLC 12. Tăng Văn Mùi – Nguyễn Tiến Dũng – Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kĩ Thuật

– Điều Khiển Logic Lập Trình PLC

13. TS Lê Ngọc Bích – KS Phạm Quang Huy – Nhà Xuất Bản Thanh Niên - Điều Khiển Lập Trình Và Tạo Giao Diện HMI Với WINCC FLEXIBLE 14. An engineer’s guide, E.A. Parr, Newnes, 2003 - Programmable controllers 15. Naijian Ma, “Mathematical Model for Prediction of Depth of cut in the

Course of AWJ Machining ”, 1993