zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu thiết kế máy đột dập CNC

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Nghiên cứu thiết kế máy đột dập CNC" là nghiên cứu thiết kế máy đột dập CNC gồm các phần cơ cấu cấp phôi, cơ cấu thay chày cối và hệ thống điều khiển PLC. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu thiết kế máy đột dập CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------- NguyÔn H÷U §ÞNH NGHI£N CøU ThiÕt kÕ m¸y ®ét dËp cnc LUËN V¡N TH¹C Sü khoa häc ngµnh: c«ng nghÖ c¬ khÝ HÀ NéI - 2010
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Danh môc c¸c kÝ hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t KÝ hiÖu, Gi¶i thÝch tiÕng Anh TiÕng ViÖt viÕt t¾t Computeriezed §iÒu khiÓn sè kÕt nèi víi m¸y tÝnh (hay CNC Numerical Control ®îc cµi ®Æt c¸c côm vi sö lý µp) §iÒu khiÓn sè (§iÒu khiÓn theo ch¬ng NC Numerical Control tr×nh sè) C¸c kÝ tù nhÞ ph©n, nhËn c¸c gi¸ trÞ 0 hay 1 Bit BInary digiT (O/L) DNC Direct Numerical Conrtol Flexible Manufacturing FMS HÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng hãa System Bé nhí chØ ®äc : Bé nhí ®iÖn tö mµ néi ROM Read Only Memory dung cña nã cho phÐp ngêi sö dông ®äc thêng xuyªn nhng kh«ng thay ®æi ®îc Bé nhí ®äc – viÕt : Bé nhí ®iÖn tö mµ RAM Random Access Memory ngêi sö dông cã thÓ thêng xuyªn ®a vµo hay gäi ra c¸c th«ng tin bÊt kú µp Microprocessor Bé vi sö lý MCU Micro control unit Bé vi ®iÒu khiÓn Sensor PhÇn tö c¶m biÕn VB Visual Basic Ch¬ng tr×nh lËp tr×nh visual basic §¬n vÞ trong m¸y tÝnh gåm 8 bit ®Ó tr×nh Byte bµy c¸c kÝ tù sè vµ ch÷ c¸i USB universal serial bus Cæng nèi tiÕp ®a n¨ng Vi m¹ch tÝch hîp : m¹ch ®iÖn tö mang tªn IC Integrated Circuit mét tinh thÓ b¸n dÉn ®¬n chø (chip) LuËn v¨n th¹c sü 12 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC TTL M¹ch logic transistor transistor Metal Ocid MOSFET Semiconductor Field Tranzito trêng silic oxit kim lo¹i Efect Transitor Analog-to digital ADC Bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè Converter PSEN Program store enable Lµ kiÓu bé nhí ROM (chØ ®äc) cã thÓ ®îc erasable programmable EPROM ghi l¹i ch¬ng tr×nh b»ng c¸ch chiÕu nã read-only memory b»ng tia cùc tÝm sau khi ®· th¸o vá b¶o vÖ CPU Central processing unit Bé sö lý trung t©m LuËn v¨n th¹c sü 13 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Danh môc c¸c b¶ng, c¸c h×nh vÏ ®å thÞ Sè b¶ng, h×nh Tªn m« t¶ vÏ, ®å thÞ S¬ ®å xö lý th«ng tin trong m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. H×nh 1.1 a- §êng t¸c dông kÝn; b- §êng t¸c dông hë H×nh 2.1 M« pháng kÕt cÊu m¸y ®ét dËp CNC H×nh 2.2 Côm truyÒn ®éng vÝt me ®ai èc bi H×nh 2.3 CÊu t¹o vÝt me ®ai èc bi H×nh 2.4 Th«ng sè ®éng c¬ bíc H×nh 2.5 KÝch thíc l¾p ®Æt ®éng c¬ bíc H×nh 2.6 §êng ®Æc tÝnh ®éng c¬ bíc H×nh 2.7 Vßng lÆp ph¶n håi vÞ trÝ H×nh 2.8 ThiÕt bÞ thu tÝn hiÖu ph¶n håi H×nh 2.9 KÕt cÊu tæng thÓ bµn m¸y sau khi c¶i tiÕn m¸y MD160 H×nh 2.10 Bi cÇu ®ì ph«i H×nh 2.10 Tæng thÓ hÖ thèng cÊp ph«i H×nh 2.11 Hµnh tr×nh lªn xuèng bµn ch¶i ®ì ph«i H×nh 2.12 Bè trÝ bµn ch¶i trªn bµn ®ì ph«i H×nh 3.1 C¸c bíc thay chµy, cèi trªn m©m. H×nh3.2 VÞ trÝ c¸c sensor trªn m©m g¸ trªn H×nh3.3 VÞ trÝ c¸c sensor trªn m©m g¸ díi H×nh 3.4 VÞ trÝ ®Þnh vÞ chµy H×nh 3.5 L¾p chµy vµ cèi H×nh 3.6 C¨n chØnh m©m chµy vµ cèi H×nh 3.7 C¨n chØnh vÞ trÝ 2”, 3-1/2” vµ 4-1/2” H×nh 3.8 Khe hë gi÷a chµy vµ cèi H×nh 3.9 M« pháng hµnh tr×nh cña chµy LuËn v¨n th¹c sü 14 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC H×nh 3.10 æ quay chµy cèi tù ®éng H×nh 3.11 HÖ thèng ®iÒu khiÓn trôc chÝnh H×nh 3.12 M« pháng côm ®Çu bóa H×nh 3.13 S¬ ®å qu¸ tr×nh ®ét H×nh 3.14 S¬ ®å qu¸ tr×nh Ðp H×nh 3.15 S¬ ®å sö dông n¨ng lîng cña côm ®Çu bóa H×nh 3.16 §å thÞ biÓu diÔn n¨ng lîng tiªu hao §å thÞ biÓu diÔn n¨ng lîng tiªu hao gi÷a chÕ ®é chê vµ trong H×nh 3.17 khi vËn hµnh H×nh 3.18 VÞ trÝ ®iÒu khiÓn trôc chÝnh H×nh 3.19 VÞ trÝ trôc chÝnh thø nhÊt H×nh 3.20 VÞ trÝ trôc chÝnh thø hai H×nh 3.21 VÞ trÝ trôc chÝnh thø ba H×nh 3.22 VÞ trÝ trôc chÝnh thø t H×nh 4.1 S¬ ®å hÖ thèng ®iÒu khiÓn H×nh 4.2 S¬ ®å triÓn khai thiÕt bÞ ®iªï khiÓn 2 trôc X vµ Y H×nh 4.3 §éng c¬ bíc H×nh 4.4 KÝch thíc l¾p ®Æt ®éng c¬ H×nh 4.5 §êng ®Æc tÝnh momen cña ®éng c¬ H×nh 4.6 Bé xö lý tÝn hiÖu CPU224 H×nh 4.7 Modul ®iÒu khiÓn vÞ trÝ EM253 H×nh 4.8 Modul FM Stepdriver H×nh 4.9 S¬ ®å nèi nguån cho CPU H×nh 4.10 S¬ ®å kÕt nèi CPU víÝ modul ®iÒu khiÓn SM253 H×nh 4.11 S¬ ®å kÕt nèi CPU víÝ m¸y tÝnh H×nh 4.12 S¬ ®å CPU víi modul EM253 vµ bé FM Stepdriver H×nh 4.13 S¬ ®å kÕt nèi FM Stepdriver víi ®éng c¬ bíc H×nh 4.14 S¬ ®å kÕt nèi EM253 víi c«ng t¸c hµnh tr×nh giíi h¹n vÞ trÝ LuËn v¨n th¹c sü 15 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Lêi c¶m ¬n Tríc tiªn t«i xin ®îc bµy tá lßng c¶m ¬n s©u s¾c tíi PGS.TS PH¹M V¡N NGHÖ ngêi híng dÉn khoa häc ®· tËn t×nh chØ b¶o t«i trong suèt qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n ban l·nh ®¹o ViÖn C¬ khÝ, Trung t©m ViÖt – NhËt Trêng §¹i häc C«ng nghiÖp Hµ Néi, C«ng ty cæ phÇn c¬ khÝ chÝnh x¸c vinashin cïng c¸c b¹n bÌ ®ång nghiÖp ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn gióp ®ì t«i trong qóa tr×nh nghiªn cøu. Hµ néi, ngµy 20 th¸ng 10 n¨m 2010 Häc viªn NguyÔn H÷u §Þnh LuËn v¨n th¹c sü 1 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan r»ng nh÷ng néi dung trong luËn v¨n nµy lµ trung thùc vµ lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña t«i. Hµ néi, ngµy 20 th¸ng 10 n¨m 2010 Häc viªn NguyÔn H÷u §Þnh LuËn v¨n th¹c sü 2 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Lêi nãi ®Çu Ngµy nay kü thuËt tù ®éng ho¸ x©m nhËp vµ ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµo nhiÒu lÜnh vùc ho¹t ®éng cña ®êi sèng x· héi. Tù ®éng ho¸ ®em l¹i nh÷ng hiÖu qña râ rÖt trong s¶n xuÊt nh: t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng, n©ng cao tÝnh ®ång ®Òu cña chÊt lîng s¶n phÈm, tiÕt kiÖm vËt liÖu, c¶i tiÕn ®iÒu kiÖn lao ®éng nhÊt lµ trong m«i trêng ®éc h¹i, thay thÕ c¸c ®éng t¸c ®¬n thuÇn, lÆp l¹i cña con ngêi... øng dông tù ®éng ho¸ trong ngµnh nghÒ chÕ t¹o m¸y víi kü thuËt ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè ®· cho ra ®êi c¸c hÖ thèng m¸y c«ng cô CNC më ra bíc ph¸t triÓn míi cho gia c«ng c¬ khÝ, c¸c hÖ thèng CAD/CAM cho phÐp thiÕt kÕ kÕt cÊu lËp tr×nh vµ tù ®éng gia c«ng víi sù trî gióp cña m¸y vi tÝnh. Nhê sù ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÖn tö, c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh PLC ®· xuÊt hiÖn vµo n¨m 1969 thay thÕ c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn r¬ le. Cµng ngµy PLC cµng trë nªn hoµn thiÖn vµ ®a n¨ng. C¸c PLC ngµy nay kh«ng nh÷ng cã kh¶ n¨ng thay thÕ hoµn toµn c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic cæ ®iÓn, mµ cßn cã kh¶ n¨ng thay thÕ c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn t¬ng tù. C¸c PLC ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp do mét sè lý do sau: - Tèn Ýt kh«ng gian: Mét PLC cÇn Ýt kh«ng gian h¬n mét m¸y tÝnh tiªu chuÈn hay tñ ®iÒu khiÓn r¬ le ®Ó thùc hiÖn cïng mét chøc n¨ng. - TiÕt kiÖm n¨ng lîng: PLC tiªu thô n¨ng lîng ë møc rÊt thÊp, Ýt h¬n tÊt c¶ c¸c m¸y tÝnh th«ng thêng. - Gi¸ thµnh thÊp: Mét PLC gi¸ t¬ng ®¬ng cì 5 ®Õn 10 r¬ le, nhng nã cã kh¶ n¨ng thay thÕ hµng tr¨m r¬ le. - Kh¶ n¨ng thÝch øng víi m«i trêng c«ng nghiÖp: C¸c vá cña PLC ®îc lµm tõ c¸c vËt liÖu cøng, cã kh¶ n¨ng chèng chÞu ®îc bôi bÈn, dÇu mì, LuËn v¨n th¹c sü 3 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC ®é Èm, rung ®éng vµ nhiÔu nhê CPU cña PCL ®îc c¸ch ly víi hÖ thèng bªn ngoµi. - Giao diÖn trùc tiÕp: C¸c m¸y tÝnh tiªu chuÈn cÇn cã mét hÖ thèng phøc t¹p ®Ó cã thÓ giao tiÕp víi m«i trêng c«ng nghiÖp. Trong khi ®ã c¸c PLC cã thÓ giao diÖn trùc tiÕp nhê c¸c m« ®un vµo ra I/O. - LËp tr×nh dÔ dµng: PhÇn lín c¸c PLC sö dông ng«n ng÷ lËp tr×nh lµ s¬ ®å thang, t¬ng tù nh s¬ ®å ®Êu d©y cña c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn r¬ le th«ng thêng. - TÝnh linh ho¹t cao: Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cña PLC cã thÓ thay ®æi nhanh chãng vµ dÔ dµng b»ng c¸ch n¹p l¹i ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn míi vµo PLC b»ng bé lËp tr×nh trùc tiÕp, b»ng thÎ nhí, truyÒn qua m¹ng. VËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· häc ë trêng §HBK - HN vµ c«ng t¸c thùc tÕ cïng víi sù híng dÉn nhiÖt t×nh cña PGS.TS Ph¹m V¨n NghÖ. T«i ®· tæng hîp ®îc mét khèi lîng kiÕn thøc nhÊt ®Þnh. Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC phôc vô thiÕt thùc cho s¶n xuÊt thùc tÕ vµ trong c«ng t¸c thiÕt kÕ c¬ khÝ trong nghµnh c«ng nghiÖp ®ãng tµu t¹i ViÖt Nam. V× ®iÒu kiÖn nghiªn cøu vµ kinh nghiÖm thùc tÕ cßn h¹n chÕ nªn ®Ò tµi nµy kh«ng thÓ tr¸nh khái thiÕu sãt. RÊt mong ®îc sù gãp ý cña thÇy, c« vµ c¸c b¹n! T«i xin tr©n thµnh c¶m ¬n ! Häc viªn NguyÔn H÷u §Þnh LuËn v¨n th¹c sü 4 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC phÇn më ®Çu I. lý do chän ®Ò tµi HiÖn nay, ë ViÖt Nam m¸y c«ng cô CNC ®· ®îc trang bÞ nhiÒu t¹i c¸c c¬ së s¶n xuÊt. MÆc dï hiÖu qu¶ trong gia c«ng nhng gi¸ trÞ kinh tÕ l¹i rÊt ®¾t tiÒn do ®ã kh«ng ph¶i doanh nghiÖp s¶n xuÊt c¬ khÝ nµo còng cã thÓ ®Çu t ®îc. C¸c m¸y c«ng cô truyÒn thèng th× l¹i kh«ng ®¸p øng ®îc nhu cÇu s¶n xuÊt thùc tÕ ®Æt ra. øng dông tù ®éng ho¸ trong ngµnh nghÒ chÕ t¹o m¸y víi kü thuËt ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè ®· cho ra ®êi c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn NC, CNC, PLC cho phÐp c¶i tiÕn, n©ng cÊp c¸c m¸y c«ng cô më ra bíc ph¸t triÓn míi cho ngµnh gia c«ng c¬ khÝ. Gi¶i quyÕt bµi to¸n tèi u cho c¸c doanh nghiÖp theo híng tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Do ®ã viÖc øng dông kü thuËt ®iÒu khiÓn PLC trong viÖc c¶i tiÕn hÖ thèng cÊp ph«i cho m¸y ®ét dËp truyÒn thèng lµ mét yªu cÇu thiÕt thùc vµ cÇn thiÕt ®èi víi ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ë ViÖt Nam hiÖn nay. Trong rÊt nhiÒu c¸c lo¹i m¸y CNC ®Ó phôc vô cho ngµnh c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y th× t«i quyÕt ®Þnh chän ®Ò tµi “ Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC“ ii. môc tiªu nghiªn cøu Môc tiªu chÝnh cña luËn v¨n lµ nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC gåm c¸c phÇn c¬ cÊu cÊp ph«i, c¬ cÊu thay chµy cèi vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC. LuËn v¨n th¹c sü 10 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC iii. ®èi tîng vµ ph¹m vi nghiªn cøu - §èi tîng nghiªn cøu: Nghiªn cøu s¶n phÈm, c¸c côm chi tiÕt cña m¸y, vËn hµnh vµ th¸o l¾p. - Ph¹m vi nghiªn cøu: Do ®iÒu kiÖn thêi gian nªn luËn v¨n chØ dõng l¹i ë nghiªn cøu vµ chuÈn bÞ hå s¬ kü thuËt lµm c¬ së cho qu¸ tr×nh ¸p dông thùc tÕ vÒ sau. iv. ý nghÜa khoa häc vµ ý nghÜa thùc tiÔn ý nghÜa khoa häc B»ng c¸ch nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt kÕt hîp víi thùc nghiÖm, luËn v¨n ®· ®a ra ®îc mèi quan hÖ c¬ b¶n gi÷a hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC S7 -200 ¨n khíp víi c¸c m«dul truyÒn ®éng c¬ khÝ lµm c¬ së cho hÖ thèng cÊp ph«i, hÖ thèng ®ét dËp ho¹t ®éng theo c¸c tr×nh ®· lËp s½n. ý nghÜa thùc tiÔn KÕt qu¶ nghiªn cøu cã ý nghÜa thùc tiÔn nh sau: - Gióp cho viÖc lùa chän hÖ thèng ®iÒu khiÓn phï hîp víi môc tiªu s¶n xuÊt ®Æt ra. - Cung cÊp gi¶i ph¸p truyÒn ®éng, ®o lêng vµ hÖ thèng bµn ®ì ph«i hiÖu qu¶ nhÊt. - Lµm c¬ së cho viÖc nghiªn cøu øng dông c¸c khÝa c¹nh kh¸c tiÕn tíi tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. - Gi¶m ®îc chi phÝ ®Çu t cho doanh nghiÖp mµ vÉn ®¶m b¶o ®îc n¨ng suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm. LuËn v¨n th¹c sü 11 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Ch¬ng 1: Nghiªn cøu nh÷ng lý thuyÕt c¬ b¶n vÒ m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè 1. 1 tæng quan vÒ m¸y CNC 1.1. 1 Nghiªn cøu tæng quan vÒ c¸c thÕ hÖ m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè. M¸y ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè gåm hai khèi chÝnh lµ m¸y c«ng cô thùc hiÖn chøc n¨ng gia c«ng c¬ vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña bé phËn ®iÒu khiÓn sè ®· t¹o ra nh÷ng thÕ hÖ m¸y c«ng cô ngµy cµng ph¸t triÓn. • NC (Numerical Control). §iÒu khiÓn m¸y c«ng cô theo ch¬ng tr×nh sè, th«ng tin ®îc ghi l¹i trong ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng ký tù lµ con sè, ch÷ c¸i hay c¸c ký tù ®Æc trng kh¸c. VËt mang tin ®ãng vai trß rÊt quan träng trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè, nã chøa ®ùng nh÷ng th«ng tin h×nh häc vµ c«ng nghÖ cña qu¸ tr×nh gia c«ng ë d¹ng m· ho¸. VËt mang tin truyÒn th«ng tin ®iÒu khiÓn cña ch¬ng tr×nh lµm viÖc, bëi vËy cÇn cã mËt ®é th«ng tin lín ®¶m b¶o mang ®îc lîng th«ng tin cùc ®¹i mµ tèn Ýt n¨ng lîng nhÊt. §Çu tiªn m¸y NC dïng b¨ng ®ôc lç cã dung lîng 15 bit/cm 2. Víi dung lîng nµy lîng th«ng tin cha ®¸p øng ®îc, ngoµi ra cßn cã mét sè ®iÓm yÕu nh ®é bÒn kÐm, dÔ h háng, h¹n chÕ vÒ ®é tin cËy, khi cÇn söa ch÷a hay thay ®æi ph¶i lµm l¹i tõ ®Çu rÊt tèn thêi gian. Kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ trªn vËt mang tin ®îc thay thÕ b»ng b¨ng tõ víi dung lîng1250 bit/cm 2. B¨ng tõ cã dung lîng kh¸ lín nhng l¹i dÔ nhiÔm bÈn vµ dÔ bÞ xo¸. Nh×n chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¸c khèi chøc n¨ng vÉn dïng c¸c m¹ch logic nèi cøng trong tõng block. Chóng ph¶i liªn hÖ trùc tiÕp víi c¸c kÕt cÊu ®iÒu khiÓn t¬ng tù nh van tõ, role, c«ng t¾c ng¾t... PhÇn ®iÒu khiÓn cßn t¸ch rêi víi xö lý do ®ã kÝch thíc m¸y cång kÒnh, ®é tin cËy thÊp do cßn ¶nh hëng cña m«i trêng (nhiÖt ®é, ®é Èm, rung ®éng c¬ häc...). DÇn dÇn hÖ thèng ®iÒu khiÓn NC ®îc thay thÕ b»ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn CNC. LuËn v¨n th¹c sü 16 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC • CNC (Computerize Numerical Control). HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè víi sù cµi ®Æt néi t¹i côm vi xö lý (µp) trùc tiÕp vËn hµnh xö lý sè vµ ®iÒu khiÓn. Víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ c«ng nghÖ th«ng tin vµ m¸y tÝnh, hÖ thèng m¸y CNC ra ®êi trªn c¬ së m¸y NC. Sù tiÕn bé cña CNC lµ cã sù can thiÖp trùc tiÕp cña côm vi xö lý mµ kh«ng dïng liªn hÖ logic ghÐp cøng nh NC. C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn vµ qu¸ tr×nh xö lý tÝnh to¸n ®îc c¸c côm vi tÝnh to¸n ®¶m nhiÖm tõng phÇn hoÆc toµn bé. Mét ch¬ng tr×nh hÖ thèng CNC ®îc cµi ®Æt s½n trong m¸y tÝnh, th«ng qua c¸c phÇn mÒm hÖ thèng nh ch¬ng tr×nh gi¶i m· hÖ ®iÒu hµnh. Ch¬ng tr×nh mµ c¸c chøc n¨ng CNC riªng lÎ sÏ ®îc thùc hiÖn. VËt mang tin trong thÕ hÖ m¸y CNC cã thÓ lµ ®Üa tõ, ®Üa compact hay sö dông c¸c bé nhí cña m¸y vi tÝnh ngo¹i vi. • DNC (Direct Numerical Conrtol). HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè ph©n phèi tõ mét m¸y tÝnh duy tr× d÷ liÖu c¸c ch¬ng tr×nh NC vµ ph©n phèi chóng tíi tõng m¸y c«ng cô riªng lÎ trong nhãm m¸y CNC ®Ó ®¸p øng nhu cÇu cña c¸c ®¬n vÞ ®iÒu khiÓn m¸y th«ng qua mét m¹ng liªn kÕt giao tiÕp côc bé. HÖ thèng ®iÒu khiÓn DNC lµ mét m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn lu tr÷ vµ lËp c¸c ch¬ng tr×nh ho¹t ®éng, nã nh th viÖn ch¬ng tr×nh cung cÊp th«ng tin cho nhiÒu m¸y CNC riªng biÖt. HÖ thèng nµy cã u ®iÓm lµ truyÒn d÷ liÖu nhanh, tin cËy, ph¸t huy tèt kh¶ n¨ng cña m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. Nhîc ®iÓm lµ toµn bé ho¹t ®éng cña hÖ thèng phô thuéc vµo t×nh tr¹ng lµm viÖc cña trung t©m ®iÒu khiÓn. Mäi trôc trÆc cña m¸y tÝnh chñ ®Òu kÐo theo sù ngng trÖ cña c¶ hÖ thèng. • FMS (Flexible Manufacturing System). HÖ thèng gia c«ng linh ho¹t, cã kh¶ n¨ng gia c«ng c¸c chi tiÕt kh¸c nhau trong mét hä chi tiÕt víi sè lîng vµ thø tù gia c«ng tuú ý, dï trong ®iÒu khiÓn gia c«ng nhá vÉn ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ. Mäi hÖ thèng gia c«ng linh ho¹t gåm cã mét hoÆc nhiÒu trung t©m gia c«ng CNC, c¸c hÖ thèng vËn chuyÓn chi tiÕt vµ dông cô, m¸y tÝnh cña hÖ ®iÒu khiÓn trung t©m lµ thiÕt bÞ chØ huy. §èi víi hÖ thèng gia c«ng linh ho¹t lµm viÖc tù ®éng kh«ng cÇn ngêi vËn hµnh cÇn ph¶i thªm c¸c thiÕt bÞ theo dâi vµ ®o lêng tù ®éng trªn m¸y. LuËn v¨n th¹c sü 17 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Trong ph¹m vi ®Ò ¸n díi ®©y chØ xin tr×nh bµy nh÷ng vÊn ®Ò ®i s©u nghiªn cøu vÒ m¸y c«ng cô CNC. HÖ m¸y b©y giê cã mµn h×nh hiÓn thÞ cã ®é ph©n gi¶i cao, cã kh¶ n¨ng m« pháng vµ ®å ho¹ ®éng (Graphic) cho phÐp ngêi dïng m¸y quan s¸t vµ thay ®æi ch¬ng tr×nh dÔ h¬n. §iÒu ®ã lµm thay ®æi lín tíi kÕt cÊu cña m¸y c«ng cô, nh÷ng thiÕt bÞ cång kÒnh ®îc thay thÕ bëi nh÷ng m¹ch vi ®iÖn tö cã kÝch thíc nhá gän vµ c«ng n¨ng t¸c dông lín g¾n liÒn trong cÊu tróc cña m¸y. 1.2. S¬ ®å nguyªn t¾c cÊu tróc cña m¸y CNC. §iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè lµ ph¬ng ph¸p tù ®éng ®iÒu hµnh m¸y c«ng cô th«ng qua c¸c d÷ liÖu ë d¹ng m· “Ch÷ c¸i + con sè vµ c¸c ký tù ®Æc trng”. §ã lµ con ®êng can thiÖp s©u vµ trùc tiÕp cña c¸c qu¸ tr×nh xö lý th«ng tin trong ho¹t ®éng s¶n xuÊt trªn c¬ së øng dông tin häc. §©y lµ ph¬ng ph¸p tù ®éng ho¸ c¸c chøc n¨ng cña m¸y víi tÝnh linh ho¹t cao thÓ hiÖn ë sù thÝch øng dÔ dµng víi c¸c viÖc gia c«ng kh¸c nhau. Tõ b¶n vÏ chÕ t¹o chi tiÕt vµ nh÷ng sè liÖu kü thuËt, sè liÖu c«ng nghÖ yªu cÇu, ch¬ng tr×nh gia c«ng ®îc thiÕt lËp gåm tõng bíc ch¬ng tr×nh kÕ tiÕp nhau. Ch¬ng tr×nh ®îc sè ho¸ vµ ghi vµo vËt mang tin bëi mét “Cèt m·” t¬ng thÝch, qu¸ tr×nh trªn ®îc gäi lµ xö lý sè ngoµi m¸y tiÕp theo lµ qu¸ tr×nh sè bªn trong. C¸c d÷ liÖu ghi trªn vËt mang tin ®îc bé ®äc tiÕp nhËn ph©n phèi c¸c hÖ lÖnh (t¹o h×nh vµ c«ng nghÖ) ®Õn c¸c bé xö lý t¬ng øng sau qu¸ tr×nh néi suy th«ng tin ®îc chuyÓn ®æi sang tÝn hiÖu t¬ng tù, ®ãng vai trß lµ gi¸ trÞ cÇn cña vÞ trÝ bµn m¸y (trong hÖ lÖnh vÒ híng chuyÓn dÞch). KÕt qu¶ so s¸nh gi¸ trÞ “CÇn- Thùc” ®a ra lîng sai kh¸ccC∆vµ trë thµnh tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cung cÊp cho hÖ thèng truyÒn ®éng, qu¸ tr×nh cø tiÕp diÔn cho ®Õn khi chªnh lÖch gÆp gi¸ trÞ “CÇn- Thùc” b»ng 0, lóc ®ã vÞ trÝ c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh cña m¸y ®¹t ®îc gi¸ trÞ mong muèn. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn kh«ng cßn n÷a, hÖ truyÒn ®éng ngõng l¹i. LuËn v¨n th¹c sü 18 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC B¶n vÏ Xö lý sè bªn LËp tr×nh ngoµi VËt mang tin VËt mang tin Xö lý sè bªn trong §äc HÖ lÖnh ®ãng ng¾t Nhí Néi suy HÖ lÖnh ®êng ® §iÒu khiÓn GT cÇn GT So s¸nh §éng c¬ Bµn m¸y bíc TruyÒn Bµn m¸y ®éng HT ®o H×nh1.1 : S¬ ®å xö lý th«ng tin trong m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè Qu¸ tr×nh trªn thùc hiÖn theo nguyªn t¾c ®êng t¸c dông kÝn (thÓ hiÖn trªn h×nh 1.2.a). HÖ ®iÒu khiÓn sè cßn ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c ®êng t¸c dông hë, trong ®ã nguån truyÒn ®éng chñ yÕu dïng ®éng c¬ bíc ë ®©y th«ng tin ®îc chuyÓn th¼ng ®Õn hÖ tuyÒn ®éng th«ng qua côm ®iÒu khiÓn, ®ãng vai trß lµ gi¸ trÞ cÇn khi kÕt thóc chuyÓn ®éng ®îc ngay kÕt qu¶ kh«ng cÇn so s¸nh víi gi¸ trÞ thùc. LuËn v¨n th¹c sü 19 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC §èi víi hÖ lÖnh ®ãng ng¾t qu¸ tr×nh còng diÔn ra t¬ng tù, chóng ®îc ghi nhí vµ truyÒn ®¹t ®Õn c¸c kh©u ®iÒu chØnh víi chu kú lµm viÖc thÝch hîp. 1.3. KÕt luËn vµ yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi m¸y c«ng cô CNC. M¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè lµ bíc ph¸t triÓn lín trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ ngµnh chÕ t¹o m¸y, nã t¹o ra nh÷ng kh¶ n¨ng ®Æc biÖt vµ cã nh÷ng u ®iÓm vît tréi so víi m¸y c«ng cô v¹n n¨ng th«ng thêng. M¸y cho phÐp c¾t víi tèc ®é lín, gi¶m thêi gian phô tíi møc tèi ®a do tÝnh n¨ng tù ®éng nªn n¨ng suÊt rÊt cao. TÝnh linh ho¹t cña m¸y thÓ hiÖn râ trªn c¬ së viÖc thay ®åi ®¬n gi¶n vµ cã thÓ thùc hiÖn ë m¸y. M¸y gia c«ng víi ®é chÝnh x¸c cao do nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c lÆp l¹i, ®Æc biÖt m¸y cã kh¶ n¨ng khai th¸c tèi ®a c¸c chÕ ®é c¾t tèi u còng nh c¸c øng dông tiªn tiÕn cña kü thuËt kiÓm tra tÝch cùc. Víi nh÷ng trung t©m gia c«ng CNC tÝnh tËp trung nguyªn c«ng rÊt cao, cã thÓ gia c«ng mét sè lîng lín c¸c bÒ mÆt chi tiÕt mµ kh«ng ph¶i thay ®æi vÞ trÝ hoÆc g¸ ®Æt. §Ó ®¶m b¶o ph¸t huy c¸c u ®iÓm trªn, m¸y c«ng cô CNC ph¶i cã ®é cøng v÷ng cao vµ ®é tin cËy cao, truyÒn ®îc m« men c¾t vµ c¸c vÞ trÝ sè ®iÒu khiÓn tíi c¬ cÊu c«ng t¸c mét c¸ch nhanh chãng chÝnh x¸c v¬Ý n¨ng lîng tiªu hao Ýt nhÊt. Do vËy kÕt cÊu cña m¸y ph¶i cã nh÷ng yªu cÇu sau: • HÖ thèng truyÒn ®éng ch¹y dao ph¶i cã nh÷ng khe hë nhá nhÊt tíi møc cã thÓ. Muèn vËy xÝch ch¹y dao ph¶i cµng ng¾n cµng tèt. Dïng nh÷ng c¬ cÊu truyÒn ®éng cã hiÖu suÊt cao vµ kh«ng cã khe hë nh vÝt ve ®ai èc, c¬ cÊu tù ®éng khö khe hë trong bé truyÒn. • HÖ truyÒn ®éng ph¶i cã gia tèc lín, t¸c ®éng nhanh, cã ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é réng, truyÒn ®îc t¶i tréng lín vµ gi¶m m« men qu¸n tÝnh chi tiÕt chuyÓn ®éng. LuËn v¨n th¹c sü 20 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC 1.2 nghiªn cøu hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y ®ét dËp cnc M¸y tÝnh S¬ ®å hÖ thèng ®iÒu khiÓn RS232 C¸c MCU Sensor M¹ch sè & 2 §éng c¬ Bíc C«ng suÊt (X , Y) §ãng më van thñy lùc (®Çu bóa) H×nh1.2 : S¬ ®å hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y ®ét dËp CNC 1.2.1. Ph©n tÝch hÖ ®iÒu khiÓn : HÖ ®iÒu khiÓn kÝn bao gåm c¸c bé phËn sau: 1.2.1.1 Khèi m¸y tÝnh NhiÖm vô: * Thu thËp d÷ liÖu gia c«ng tõ ngêi vËn hµnh . * Lu tr÷, xö lÝ d÷ liÖu vµ néi suy. * TruyÒn d÷ liÖu ra giao tiÕp nèi tiÕp RS 232 * M« pháng chuyÓn ®éng cña bµn m¸y vµ ®Çu bóa. * Thu d÷ liÖu ph¶n håi tõ MCU truyÒn qua giao tiÕp RS 232 ®Ó kiÓm tra. 1.2.1.2 Khèi giao tiÕp RS 232: NhiÖm vô: Khèi giao tiÕp dïng ®Ó truyÒn d÷ liÖu. ChuyÓn ®æi møc logic cña m¸y tÝnh thµnh møc logic cña MCU. Møc logic 1 Møc logic 0 M¸y tÝnh -5V -> -15V 5V -> 15V MCU 2,5V -> 5V 0V LuËn v¨n th¹c sü 21 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC 1.2.1.3 Khèi MCU: MCU : Micro Controller Unit. Khèi ®iÒu khiÓn chÝnh NhiÖm vô: * Thu thËp d÷ liÖu gia c«ng ®· ®îc tÝnh to¸n truyÒn ra ®îc m¸y tÝnh. * Tïy theo d÷ liÖu gia c«ng MCU ®iÒu khiÓn khèi m¹ch logic vµ m¹ch c«ng suÊt thùc thi ®óng theo d÷ liÖu gia c«ng. * §äc d÷ liÖu sè tõ sensor trong qu¸ tr×nh gia c«ng th× ®äc d÷ liÖu tõ c¸c sensor ®Ó biÕt vÞ trÝ cña bµn m¸y cña ®Çu bóa vµ tõ ®ã ®iÒu khiÓn ®Çu bóa, bµn m¸y ch¹y, nh¶ hay phanh. *TruyÒn d÷ liÖu ph¶n håi vÒ m¸y tÝnh ®Ó kiÓm tra, xö lÝ ®Ó phèi hîp nhÞp nhµng c¸c chuyÓn ®éng cña m¸y. 1.2.1.4 Khèi m¹ch logic vµ m¹ch c«ng suÊt: NhiÖm vô: * ChÞu ®iÒu khiÓn cña khèi MCU. * §iÒu khiÓn 2 ®éng c¬ bíc quay sè bíc gãc x¸c ®Þnh. 1.2.1.5 Khèi c¶m biÕn: * Sensor: X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña trôc X, trôc Y, hµnh tr×nh cña ®Çu bóa. TruyÒn vµo MCU, MCU truyÒn vµo m¸y tÝnh ®Ó xö lÝ. 1.2.2 Khèi m¸y tÝnh: 1.2.21 Giíi thiÖu: Khèi m¸y tÝnh ®¬c lËp tr×nh b»ng Visual Basic 6.0 trong bé Visual Studio 6.0 cña Microsoft. VB lµ mét ng«n ng÷ bËc cao, m¹nh, ®a ph¬ng diÖn, ®îc sö dông rÊt réng d·i tõ hÖ qu¶n trÞ c¬ sá d÷ liÖu, c¸c øng dông cña Internet, c¸c hÖ nhóng hay ngay c¶ trong ®iÒu khiÓn nã còng tá ra cã thÕ m¹nh. 1.2.2.2 ¦u ®iÓm cña VB : - Cã thÓ t¹o ®îc giao diÖn window mét c¸ch ®¬n gi¶n, nhanh chãng. - §Æc biÖt lµ cÊu tróc c©u lÖnh cña VB rÊt gÇn víi ng«n ng÷ con ngêi nªn khi lËp tr×nh c¸c thuËt to¸n ®îc gi¶i quyÕt kh¸ dÔ dµng. LuËn v¨n th¹c sü 22 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC Do ng«n ng÷ nµy kh¸ phæ biÕn,cÊu tróc lÖnh ®¬n gi¶n, thñ thuËt lËp tr×nh cã thÓ tham kh¶o ë rÊt nhiÒu tµi liÖu vµ giíi h¹n vÒ thêi gian cña ®Ò tµi cho nªn xin kh«ng giíi thiÖu vÒ Visual Basic mµ xin ®a ra c¸c thuËt to¸n cña khèi m¸y tÝnh. 1.2.2.3 C¸c kÝ hiÖu trong s¬ ®å thuËt to¸n: - dX lµ kho¶ng c¸ch theo trôc X gi÷a c¸c ®iÓm cÇn gia c«ng trªn ®êng th¼ng. dX ®îc nhËp vµo tõ giao diÖn. - α lµ gãc gi÷a ®êng th¼ng chøa c¸c ®iÓm cÇn gia c«ng víi trôc X- ®îc nhËp t giao diÖn. - Data (n) lµ mét m¶ng ®Ó lu chiÒu, byte cao, byte thÊp cña sè xung cÇn cho ®éng c¬ bíc trôc x vµ trôc y ch¹y. Gia c«ng 1 ®iÓm cÇn 6 phÇn tö cña Data(n) ®Ó lu tr÷. Data(n) … Data(n+5). - C¸c biÕn DeltaX vµ DeltaY lu gi¸ trÞ lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm cÇn gia c«ng theo ph¬ng X vµ Y. - Do ®éng c¬ bíc mçi bíc lµ 0,90 nªn quay 1 vßng 360 ®é mÊt 400 bíc. - T lµ bíc vÝt (mm) víi ®êng kÝnh vÝt me lµ 12 mm theo tiªu chuÈn T = 4 mm - Mét sè nguyªn Integer ®îc lu tr÷ b»ng 16 byte. D÷ liÖu truyÒn chØ ®îc 8 byte mét lÇn. Sè xung ®îc lu trong Data(n) ph¶i ®îc chia ®«i ra lµm byte thÊp vµ byte cao ®Ó truyÒn xang MCU sau ®ã MCU l¹i tÝnh l¹i. LÊy byte cao b»ng c¸ch chia Data(n) cho 256 = 28 (1 byte= 8 bit) lÊy phÇn nguyªn bá phÇn d. LÊy byte thÊp b»ng c¸ch. LÊy sè xung trõ ®i byte cao x 255 ®Ó ra sè d cßn l¹i. LuËn v¨n th¹c sü 23 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh
Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y ®ét dËp CNC 1.2.2.4 S¬ ®å thuËt to¸n khèi m¸y tÝnh: §äc d÷ liÖu tõ giao diÖn Néi suy ®iÓm: §Õm=1 DeltaX=X®iÓmkÕ –Xbµnm¸y DeltaY=Y®iÓmkÕ –Ybµnm¸y LÊy chiÒu §óng Data(n)=1 Data(n)=0 DeltaX >0 LÊy byte cao Data(n+1) =| DeltaX|*400\(T*28) LÊy byte thÊp Data(n+2)= Int(| DeltaX|*400 /(T) –Data(n+1)*2 8) LÊy chiÒu §óng Data(n+3)=1 Data(n+3)=0 DeltaY >0 LÊy byte cao Data(n+4) =| DeltaY|*400\(T*255) LÊy byte thÊp Data(n+5)= Int(| DeltaY|*400 /(T) –Data(n+4)*2 8) T¨ng ®Õm lªn 1 §óng TruyÒn Data(0) ..Data(n) ra COM1 H×nh1.3 : S¬ ®å thuËt to¸n néi suy ®iÓm LuËn v¨n th¹c sü 24 Häc viªn : NguyÔn H÷u §Þnh

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

828 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.