intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST
Báo xấu
231
lượt xem 63
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ trên tất cả các lĩnh vực thì các sgản phẩm cơ khí ngày c àng phải có yêu cầu c ao hơn về chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hoá quy trình sản xuất và đặc biệt là độ chính xác hình dáng hình học của sản phẩm. Để nâng cao được độ chính xác của các máy CNC nói chung, máy phay CNC nói riêng, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả đã thực hiệ n đề tài:“Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ TRƯƠNG THỊ THU HƯƠNG TH ÁI NGUY ÊN 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THÁI NGUYÊN 2008
  2. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ Học viên: Trƣơng Thị Thu Hƣơng Ngƣời HD Khoa học: PGS.TS Nguyễ n Đăng Hoè THÁI NGUYÊN 2008
  3. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP о0о *** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CHI TIẾT HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG BA TRỤC CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ Học viên: T rƣơng Thị Thu Hƣơng Lớp: CHK8 Chuyên ngành: Chế tạo máy Người HD Khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè Ngày giao đề tài: 01/11/2007 Ngày hoàn thành: 30/4/2008 KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN H ỌC VIÊN
  4. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 1 MỤC LỤ C P H ẦN MỞ Đ ẦU 11 TỔ NG QUAN VỀ B Ù SAI SỐ CHO MÁY CÔNG 14 Chương I CỤ CNC Các phương pháp bù sai s ố cho các máy CNC 1.1 14 1.1.1 Mô hình bù 14 Thêm modul phần mềm 1.1.1.1 15 Biến đ ổi các thô ng số điều khiển 1.1.1.2 16 Biến đ ổi Post Processor (PP) 1.1.1.3 16 Biến đ ổi chương trình NC 1.1.1.4 17 Bù sai số với các bộ điều khiển 1.1.2 17 Thêm modul ph ần mềm mới 1.1.2.1 18 Cài đ ặt bộ điều khiển ph ần cứng đ ộc lập 1.1.2.2 18 Giới thiệu mộ t vài nghiên cứ u bù sai số ở trong n ước và trên 19 1 .2 thế giới Các công trình ở trong nước 1.2.1 19 Công trình củ a c ác tác gi ả nước ngoài 1.2.2 20 Bù sai số hình họ c do lực c ắt cho máy phay 3 tr ục CNC 1.2.2.1 20 Bù sai số hình họ c cho trung tâm gia công đ ứng 1.2.2.2 23 Bù sai số cho trung t âm gia c ông nhiề u trục 1.2.2.3 23 Kết lu ận chương I 1.3 25 P HÂN TÍCH CÁC THÀNH PH ẦN SAI S Ố VÀ CÁC 26 Chương II NGUYÊN NHÂN G ÂY SAI SỐ Độ chính xác gia công 2.1 26 Các nguồ n sai số của máy côn g cụ 2.2 28 Sai số hình học 2.2.1 29 Sai số do vít me 2.2.2 32 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  5. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 2 Sai số do sống trượt 2.2.3 32 Sai số do ổ đ ỡ 2.2.4 33 Sai số do nhiệt 2.2.5 33 Sai số do rung đ ộ ng tự do 2.2.6 35 Sai số do tải tĩnh và đ ộng 2.2.7 35 Sai số do hệ thống điều khiển truyề n động ser vo 2.2.8 36 Kết lu ận chương II 2.3 37 Chương III HỆ TH ỐNG B Ù SAI SỐ G IA CÔNG 39 Hệ thống t hiết bị t hí nghiệm 3.1 39 3.1.1 Trung tâm gia công VMC - 85S 40 Máy đo to ạ đ ộ 3 chiề u CMM - C544 3.1.2. 40 Cấu hình cơ b ản của máy 3.1.2.1 40 Tính năng kỹ thu ật cơ bản 3.1.2.2 43 P hần mềm thiết kế C AD/CAM 3.1.3 44 Thiết kế với sự trợ giúp c ủa máy tính CAD 3.1.3.1 45 Sản xuất với trợ giúp c ủa máy tính CAM 3.1.3.2 47 Th ực nghiệm gia công trên máy VMC-85S 3.2. 50 Thiết kế C AD/CAM 3.2.1 50 Biên dạng và kích thước gia công 3.2.1.1 50 Lập trình nguyên công 3.2.1.2 51 Truyền chương trình sang máy CNC 3.2.2 55 Điều chỉ nh máy 3.2.3 57 Thiết lập gốc to ạ độ phôi 3.2.3.1 57 Thiết lập c ác tham số bù dao 3.2.3.2 57 Gia công c ắt gọt 3.2.3.3 58 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  6. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 3 Đo sai số gia công trên m áy CMM - C544 3.3 59 Gá đặt chi tiết 3.3.1 59 Khởi động và kiểm tra hệ thố ng 3.3.2 59 Hiệu chu ẩn đ ầu đ o 3.3.3 60 Lập hệ to ạ độ của chương trình đ o 3.3.4 61 Scan biên d ạng t hực 3.3.5 62 Cơ sở dữ liệu scan bề m ặt 3.4 63 Mô hì nh m ặt lưới quét hình 3.4.1 63 Mô hình m ặt lưới đ a thức t ham số 3.4.2 66 Mô hình m ặt lưới đ a thức chu ẩn tắc 3.4.2.1 66 Mô hình m ặt lưới Ferguson 3.4.2.2 67 Mô hình m ặt lưới Bezier 3.4.2.3 69 Mô hình m ặt lưới B-spline đ ều 3.4.2.4 70 Xử l ý dữ liệu đo 3.5 70 Xây dự ng lưới tam giác Gergory từ các đ ám m ây điểm 3.5.1 71 Xây dự ng lưới điểm theo m ặt B-spline 3.5.2 73 Đơn gi ản hoá lư ới tam giác 3.5.3 75 Xây dự ng đườ ng tròn t heo biên d ạng đo 3.6 75 To ạ đ ộ tâm và bán kính đ ường tròn qua ba đ iểm đo 3.6.1 75 To ạ đ ộ tâm và bán kính đ ường tròn qua to ạ đ ộ của n điểm đ o 3 .4.5 77 Bù sai số gia công 3.7 79 P hân tích s ai số gia c ông 3.7.1 79 Bù sai số gia công 3.7 .2 82 Bù chương trình NC b ằng ph ần mềm C AD/CAM 3.7.3 82 Sản phẩm ứng d ụng 3.8 85 Chương 4 KẾ T LU ẬN 89 TÀI LIỆ U THAM KH ẢO 91 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  7. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 4 CÁC TỪ V IẾ T TẮ T Máy đo to ạ độ 3 chiề u CMM Coordinate Measuring Machine Hệ toạ độ Co -or. Sys Coordinate System Trung tâm gia công đ ứng VMC Vertical Machining Center Thiết kế với trợ gi úp của máy C AD Computer Aided Design tính Sản xuất có trợ giúp c ủa máy C AM Computer Aided Manufacturing tính Điều khiể n số bằng máy tính CNC Computer Numerical Control 3 chiều 3D 3 Dimension Hậu xử lý PP P ost Processor Đườ ng dụ ng cụ CL Cutting Location P hần mềm SW Software I/O Input/Output Vào / Ra PC P ersonal Computer Máy tính c á nhân Bộ điều khiển P LC P LC P rogrammable Logic Controller P hươ ng ph áp phần tử hữu FEM Finite Element Methods hạn C AP Computer Aided Planning công nghệ Computer Aided Process C APP P lanning C AQ Computers Aided Quality Control Điều khiể n số trực tiếp DNC Direct Numerical Control S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  8. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 5 DANH MỤ C CÁC HÌNH V Ẽ, Đ Ồ T HỊ Hệ thống b ù s ai số của m áy công cụ Hình 1.1 15 Các t hành phần c ủa P ost Processor Hình 1.2 16 Các t hành phần c ủa bộ biến đổi m ã N C Hình 1.3 17 Cấu tr úc 3 -80 -30 c ủa mô hình sai số Hình 1.4 20 Cấu tr úc 4 -20 -3 c ủa mô hình s ai số do lực c ắt Hình 1.5 21 Cấu tr úc 7-110 -3 của mô hình sai số tổ ng hợ p Hình 1.6 21 Hệ thống b ù s ai số cho trung tâm gia c ô ng đứng Hình 1.7 22 Bù sai số bằng ph ần mềm cho m áy công c ụ nhiều trục CNC Hình 1.8 24 Bù sai số bằng ch ươ ng trình N C Hình 1.9 24 Độ chính xác gia cô ng Hình 2.1 27 Sai số tổ ng hợ p c ủa m áy cô ng cụ Hình 2.2 29 Các t hành phần s ai số tổng hợp Hình 2.3 30 Kho ảng c ách tr ục vítme - b àn m áy Hình 2.4 31 Hệ thống phản hồi của m áy công cụ Hình 2.5 36 Sơ đ ồ công nghệ th ực nghiệm Hình 3 .1 39 Cấu t ạo m áy CMM Hình 3.2 41 Các loại đầu đo cho máy CMM Hìn h 3.3 42 Biên dạng gia c ông th ực Hình 3.4 50 Khai báo phôi, vật liệu, hệ đ iều khiể n Hình 3.5 51 Thiết lập c ác thô ng số công nghệ Hình 3.6 52 Mô phỏ ng ch ươ ng trình gia công Hình 3.7 53 Giao diện DNC Hình 3.8 56 Các tham số DNC Hình 3.9 56 Truyền và nh ận c hươ ng trình Hình 3.10 57 P hần mềm Geopak Hình 3.11 59 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  9. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 6 Hiệu chu ẩn đầu đo Hình 3.12 60 Đo sai số th ực nghiệm Hình 3.13 61 Thiết lập c ác thô ng số đ o Hình 3.14 62 Dữ liệu đám m ây đ iểm Hình 3.15 63 Mặt quét hình song song Hình 3.16 64 Mặt quét hình tròn xoay Hình 3.17 65 Mặt cong quét hình phi tham s ố Hình 3.18 65 Mặt lư ới đa thức c hu ẩn bậc ba Hình 3.19 67 Mặt lư ới Ferguson Hình 3.20 68 Mặt lư ới Berier b ậc 3 kép Hình 3.21 69 Mặt lư ới B- Spline đ ều bậc 3 kép Hình 3.22 70 Dữ liệu biên c ủ a mặt cong tam giác Hình 3.23 71 Mặt cong Gregory Hình 3.24 72 Đườ ng cong B-spline đ ều b ậc 3 Hình 3.25 73 Ảnh hưở ng của bước cắt ap Hình 3.26 79 Ảnh hưở ng của vận tốc cắt Hình 3.27 80 Chiến lược bù sai số Hình 3.28 82 Biên dạng gia c ông kiểm nghiệm Hình 3.29 84 Sản phẩm gia c ông Hình 3.3 0 85 Thiết lập c ác tham số b ù Hình 3.31 86 Mô phỏ ng qu á trình gia công Hình 3.32 86 Gia công s ản ph ẩm trên máy VMC 85S Hình 3.33 87 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  10. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 7 DANH MỤ C CÁC BẢ NG Bảng 3.1. Chế độ gia cô ng 58 Bảng 3.2. Kết quả gia công 77 Bảng 3.3. Tính toán b ù sai số 80 Bảng 3.4. Sai số s au b ù 85 Bảng 3.5. Kết quả đo sai s ố gia cô ng 87 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  11. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 8 LỜ I C AM Đ OAN Tôi xin cam đoan nh ững kết quả có được trong Lu ận văn l à do b ản thân tô i th ực hiệ n dưới sự hướ ng d ẫn của thầy gi áo P GS.TS Nguyễn Đ ăng Ho è. Ngo ài ph ần t ài liệu tham khảo đã được liệt kê, các số liệu và kết qu ả thực nghiệm là trung thực và chưa được ai c ông bố trong b ất c ứ cô ng trình nào kh ác. Th ái Nguy ên, tháng 5 nă m 2008 Ng ười th ực hiện Tr ươ ng Thị Thu Hươ ng S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  12. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 9 LỜ I NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng c ủa khoa họ c và công nghệ trên tất c ả các lĩnh vực thì các s gản phẩm cơ khí ngày càng phải có yêu c ầu cao hơn về c hất lượ ng sản ph ẩm, m ức đ ộ tự đ ộng hoá quy trình sản x uất và đ ặc biệt là đ ộ chính xác hình dáng hình họ c của sản phẩm. Để nâng cao được đ ộ chính xác c ủa các máy CNC nói chung, m áy phay CNC nói riêng, dưới sự hướ ng d ẫn c ủa PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác gi ả đã thực hiệ n đ ề tài:“Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công chi tiết hình dáng hình họ c ph ức tạp trên trung tâm gia công 3 tr ục CNC b ằng phương pháp bù sai s ố ”. Trong thời gian thực hiện được đ ề tài, tác gi ả đã nhận được sự quan tâm r ất lớn của nhà trư ờng, các Khoa, các Phòng, Ban ch ức năng, các thầy cô giáo và các đ ồ ng nghiệp. Tác giả xin chân thành c ảm ơn Ban Giám hi ệu, khoa Sau đ ại học, các giáo viên giảng dạy đã tạo điều kiệ n cho người viết hoàn thành lu ận văn này; Tác giả xin bày tỏ lời c ảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, Trườ ng Đ ại họ c K ỹ thuật công nghiệp đã tận tình hướ ng d ẫn trong qu á trình thực hiện Lu ận văn này; Tác giả c hân thành c ảm ơn Trung tâm thí nghi ệm và các giáo viên thuộc Trung tâm đã tạo điều kiện về thiết bị và giúp đ ỡ trong quá trình s ử dụng thiết bị để thực hiện Lu ận văn; Tác gi ả cũng r ất lấy làm c ảm kích trước nhữ ng ý kiến đóng góp c ủa các thầy cô giáo thuộc khoa Cơ khí và các đ ồ ng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đ ỡ tác giả tháo g ỡ nh ững vư ớng mắc trong thời gian thực hiện Luận văn. Mặc dù đã c ố gắng, song do kiến thức và kinh nghiệm còn h ạn chế nên ch ắc chắn Luận văn này không tránh khỏi thiếu sót. Tác gi ả rất mong s ẽ nh ận được nh ững ý S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  13. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 10 kiến đóng góp từ các thầy cô giáo và các đồ ng nghiệp đ ể Lu ận văn được hoàn thiện hơn và có ý nghĩ a trong thực tiễn. Xin chân t hành c ảm ơn! Thái Nguyên, tháng 5 năm 2008 N gư ời th ực hiện Trương Thị Thu Hương S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  14. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 11 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính c ấp thi ết của đề tài Ngày nay, với sự phát triển nhanh chó ng c ủa khoa họ c và công nghệ trên tất c ả các lĩnh vực thì các s ản phẩm cơ khí ngày càng ph ải có yêu c ầu cao hơn về ch ất lượ ng sản ph ẩm, mức đ ộ tự đ ộng hoá sản xu ất và đ ặc biệt là đ ộ chính xác hình dáng hình học của sản phẩm. Vì vậy, các công nghệ gia công truyền thố ng trên các máy vạn năng khó đáp ứ ng tố t được nhu c ầu ngày càng cao này và do đó s ự cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường bị hạn chế. Th ực tế đó đòi hỏi ph ải phát triển và nghiên c ứ u các công nghệ mới nhằm nâng cao đ ộ chính xác hình dáng hình họ c nói riêng, nâng cao ch ất lượ ng sản phẩm chế tạo nói chung. Xuất phát từ t hực tế trư ờng Đ ại họ c K ỹ t hu ật công nghiệ p đã đ ầu tư trung tâm gia công VMC- 85S, máy đo to ạ độ 3 chiều CMM. Để nâng cao hơn nữ a hiệu qu ả sử dụng c ủa các hệ t hống thiết bị kỹ thu ật này vào chương trình đào t ạo đ ại họ c, sau đ ại học, nghiên c ứ u khoa học, chuyển giao công nghệ và khai thác ứng d ụng vào quá trình sản xuất, gia công các s ản ph ẩm có đ ộ ph ức tạp và đ ộ chính xác gia công cao thì vi ệc thực hiện đ ề t ài: “Nghiên c ứ u nâng cao đ ộ chính xác gia công chi ti ết hình dáng hình học phức tạp trên trung tâm gia công 3 tr ục CNC b ằng phương pháp bù sai s ố” là cần t hiết và có ý nghĩa th ực tiễn cao. 2. Ý nghĩa khoa học và th ực ti ễn của đề t ài Việc gia công các chi ti ết hình dáng hình họ c p hức t ạp với đ ộ chính xác cao thườ ng được áp d ụng nhiều trên các trung tâm gia công. Tuy nhiên quá trình gia công luô n luô n không hoàn h ảo và gây sai s ố gia công. Do đó, nâng cao đ ộ chính xác gia công trên các trung tâm gia công là một trong nhữ ng nhiệm vụ quan trọ ng của ngành chế tạo máy. M ặt khác, trong th ực tế sản xuất hiện nay thì vấn đ ề bù sai s ố gia công trên các các trung tâm gia công b ằng phương pháp tác đ ộng vào quá trình đi ều khiển S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  15. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 12 vẫn là vấn đề mới và phức tạp. Do đó, hướ ng nghiên c ứ u xây dự ng chương trình bù sai số gia công trên trung tâm gia công nhằm nâng cao đ ộ chính xác gia công các chi ti ết hình dáng hình học phức tạp là mộ t công việc cần thiết và có ý nghĩa khoa họ c cao. Ngoài ý nghĩa khoa họ c trên, đ ề tài còn mang tính ứ ng dụ ng, phục vụ trực tiếp cho đào tạo, chuyển giao công nghệ của nhà trườ ng và đ ặc biệt là ứng dụ ng vào thực tế sản xu ất gia công các chi ti ết hình dáng hình học ph ức tạp với đ ộ chính xác gia công cao hơn. 3. Mục đích nghiên c ứ u - Khai thác tính năng công nghệ của máy CMM – C544 và trung tâm gia công VMC – 85S; - Ứng dụng công nghệ Scanning đ ể tạo mô hình CAD c ủa sản phẩm và kiểm tra độ chính xác gia công; - Nâng cao đ ộ chính xác hình học của s ản ph ẩm ; - P hục vụ cho đào tạo, nghiên c ứ u khoa họ c và chuyể n giao công nghệ tron g nhà trường; - Ứng d ụng vào th ực tế sản xu ất cô ng nghiệp hiện nay. 4. Phương pháp nghiên c ứu Nghiên c ứ u lý thuyết kết hợ p với thực nghiệm nhưng ch ủ yếu là th ực nghiệm. * Đối tượng nghiên c ứu: S ản ph ẩm có hình dáng hình học ph ức tạp. * Thi ết bị thực nghi ệm: + Máy đo to ạ độ 3 chiề u CMM - C544 - Trường ĐH K ỹ t huật Công nghiệ p; + Trung tâm gia công VMC - 85S - Trườ ng ĐH Kỹ thu ật Cô ng nghiệp ; + C ác ph ần mề m đo, xử lý d ữ liệu, thiết kế C AD/CAM và truyề n t ải d ữ liệu DNC. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  16. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 13 * S ơ đồ nghiên c ứu Biên dạng thiết kế Quy trình công nghệ Tính toán sai s ố biên và b ù s ai số dạng chi tiết Tool path Máy công c ụ CMM CNC Biên dạng thực Hình 1 Phương pháp bù sai s ố 5. Nội dung nghiên c ứu - Nghiên c ứu về c ác phương pháp bù sai s ố trong gia công phay CNC; - Nghiên c ứu tính năng công nghệ của máy đo 3D CMM - C544, Trung tâm gia công VMC - 85S; - Nghiên c ứ u xử l ý d ữ liệu đo Scanning trên máy CMM đ ể thiết kế lại mô hình C AD c ủa sản phẩm - ứng dụng CAD/CAM đ ể gia công trên trung tâm gia công VMC - 85S; nghiên c ứu tính năng truyền d ữ liệu DNC; - Th ực nghiệm chế tạo bề m ặt phức tạp, Scanning chi ti ết trên máy CMM đ ể đán h giá đ ộ chính xác hình dáng hình học; - Đưa ra mô hình tổ ng quát thiết kế chương trình bù sai s ố gia công. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  17. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 14 Chương I: TỔNG QUAN VỀ BÙ SAI SỐ CHO MÁY CÔNG CỤ CNC 1.1 Các phương pháp bù sai s ố cho các máy CNC 1.1.1 Mô hình bù N gày nay, ph ần mềm bù sai số đã được sử dụng cho các máy CMM (Barakat 2000, Kruth 1994, Busch 1985 và Zhang 1985). Ngoài vi ệc bù sai s ố cho máy CMM bù sai s ố c ho các máy công c ụ cũng đang được nghiên c ứ u. Bù sai s ố cho các máy công c ụ đã đư ợc trình bày b ởi Chen 1993, Rahman 1997, 2 000 và Suh 1999. Nhữ ng nghiên c ứ u này dự a trên mô hình ma tr ận để nâng cao đ ộ chính xác chi ti ết gia công và được thực hiện b ằng Post Processor ho ặc bằng cách điều khiển thủ công. Nhiề u máy công c ụ có cơ c ấu hỗ trợ bù sai s ố, nghĩa là b ảng sai s ố được c ập nh ật từ cơ c ấu điều khiể n và bộ điều khiển này có thể bù các sai s ố kể trên. Nhiề u cơ c ấu điều khiển hiện đại đã được xây d ự ng với đ ặc trưng đó, như TNC 530 (Heidenhain 2002). TNC đã l ợi dụng gia tốc rung giới hạn để tối ưu sự điều khiển tool-path nhằm ngăn ch ặn sự dao độ ng cơ tại các góc và các vị trí tiệm cận. Siemens 840D có thể thực hiệ n được bù sai số nhiều hơn tại bộ điều khiển mức với một bộ điều khiển tố c đ ộ ăn tới. Độ chính xác cao hơn có thể đạt được với các tốc đ ộ gia công cao cùng với sự bù nhiệt cho các tr ục riêng lẻ. Những nghiên c ứu này mới chỉ chú trọng đ ến các sai s ố hình họ c ít biế n đ ổi. Tuy nhiên, do mài mòn, sai s ố hình họ c sẽ t hay đ ổ i nhanh theo thời gian. Sự hiệu chỉ nh các máy công c ụ với một chu kì dài cho th ấy rằng chu kì hiệ u chỉ nh mộ t năm là thích hợ p (Jun 1997). Từ đó về sau máy nên được điều chỉ nh đ ể th ực hiện tính toán đ ến các dữ liệu sai s ố mới. Do sai s ố trong các máy công c ụ khác lo ại rất khác nhau, vấn đ ề là làm thế nào để bù các sai s ố một cách linh ho ạt bằng các thuật toán ho ặc kỹ t hu ật lập trình. Các sai số này có thể được bù b ằng bố n cách khác nhau: Thay đ ổi tham s ố điều khiển, nhúng chương trình bù sai, s ử dụng Post processor và đi ều chỉnh chương trình NC (Hình vẽ S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  18. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 15 1.1). Sự hiệ u chỉnh các sai s ố sẽ được thực hiện dự a trên sự thiết lập mố i quan hệ toán học với các nguồn sai số và các phương pháp đo khác nhau. B egin Đo B ù sai số B ù sai số bằng l ập trình B ù sai số bằng ch ươ ng trong bộ đi ều k hi ển trình N C 4 1 2 3 Nh úng c hương Sử d ụng P ost Đi ều chỉ nh Thay đổi tham trình bù sai số chươ ng tr ình số đi ều khi ển P rocessor NC Cắt t hử Ki ểm tra End Hình 1.1. Hệ th ống bù sai số của máy công cụ 1.1.1.1 Thêm modul phần mềm Trong phương pháp này, chúng ta có thể thêm vào ph ần mềm có s ẵn một modul khác đ ể xử l ý t hông tin sai s ố hiện tại c ủa các máy công c ụ. Modul này có thể giữ c ác kết qu ả đo c ủa máy công c ụ và có thể cập nhật các tín hiêu vị trí dự a trên s ự mã hoá liên hệ ngư ợc và gửi thông tin t ới hệ điều khiển (Jun 1997). Thu ật toán trong hình 1.2 có thể được sử dụng đ ể triển khai một modul SW riêng đ ể xét kết quả đo, tối ưu hoá và bù sai s ố chuyển đ ộng trong thời gian thực. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  19. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 16 1.1.1.2 Bi ến đổi các thông s ố đi ều khi ển Nhiều bộ điều khiển cho phép c ập nh ật các thông s ố điều khiển và máy CNC có thể đọ c thông tin trước khi thực hiện các chương trình NC. Có nhi ề u phần mềm h ữu ích có thể thực hiện việc c ập nh ật tới các bộ điều khiển CNC. Ví d ụ như mộ t bảng bù sai số có thể được cập nhật vào bộ điều khiển CNC d ựa trên sự đo bằng giao thoa kế laser sau đó tính toán một b ảng bù sai s ố mới, xu ất ra chương trình NC và gửi data b ởi modul SW tới bộ điều khiể n. Mộ t vài bộ điều khiển như Siemens 840D cho phép bù nhi ệt. Sai s ố độ lõm cũng có thể được bù bởi các bộ điều khiể n khác c ủa Siemens. Mộ t b ảng sai s ố có thể đư ợc cập nhật vào bộ điều khiển và sai s ố có thể được bù trực tiếp (Sinumerik 2002). 1.1.1.3 Bi ến đổi P ost processor (PP) Việc chuẩn bị dữ liệu tới cơ c ấu d ẫn đ ộng máy CNC từ dữ liệu CL data là ch ức năng c ủa bộ P ost processor. Trong giai đo ạn hình thành ch ương trình NC chúng ta có thể gắn thông tin về s ai số hình học, chúng có thể được cấy các thông tin sai s ố trong khi thiết lập chương trình NC (Takeuchi 1992). Hình 1.2: Các thành ph ần của Post Processor S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
  20. Lu ận v ăn th ạc sỹ kỹ thu ật Chuy ên ngành Công ngh ệ ch ế tạ o máy 17 1.1 .1.4 Bi ến đổi chương trình NC Khi chúng ta k hông có bất k ỳ quá trình post proc essor nào đ ể tạo mã NC, chúng ta có thể sử dụng cách biến đ ổ i chương trình NC. Chúng có thể biến đ ổ i chương trình NC gố c đ ể tạo nên mộ t chương trình NC mới. Nó s ẽ cho hiệu qu ả c ao hơn trong một số trường hợ p. Sự biến đ ổi bằng post proc esor và sự biến đ ổi mã NC có nguyên lý như nhau nhưng các bước thực hiện khác nhau. Chương trình NC Thông tin Xử l ý chương trình máy NC (NCPP) (Phân tích/hi ệu chỉ nh Thông tin chương trình NC) sai số Chương trình NC mới Hình 1.3: Các thành ph ầ n củ a b ộ biến đ ổi ch ương tr ình NC 1.1.2 Bù sai s ố với các bộ đi ều khi ển Các máy công c ụ NC đã được trang bị mộ t bộ điều khiển đ ể điều khiển c huyển độ ng của tất c ả các trục dự a trên chương trình NC. Mộ t trong các chức năng c ủa bộ điều khiển là truyền lệnh điều khiển tới nguồ n dẫn đ ộ ng dưới dạng xung vị trí và tốc đ ộ (Weck 1984). Đối với mỗi trục, có mộ t hệ thố ng d ẫn đ ộng. Đối với máy nhiều trục, các trục chuyển đ ộ ng trong mỗi to ạ đ ộ được điều khiển bằng mộ t bộ điều khiể n riêng. Bộ điều khiể n nh ận giá trị đo lường từ hệ thố ng đo và tín hi ệu sai số được tạo ra d ựa trên giá trị thiết kế của bộ điều chỉnh. Thu ật toán điều khiể n được thực hiện trong ph ần mềm gắn trong bộ điều khiể n. Hầu hết các bộ điều khiể n cho phép mộ t số thông số biến đ ổ i được bởi người sử dụng và một số thông số không biến đ ổi được bởi người sử dụng (Hệ thống đóng). Hiệ n nay, công nghệ này đang ph át triển theo hướng k ỹ thu ật điều khiể n hệ t hống mở (Reuven 20000). Máy CNC c ấu trúc mở (hệ thố ng mở) c ho phép cập nhật ph ần mềm điều khiển c ủa máy. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đạ i họ c Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh
81 tài liệu
1643 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2