thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi, chương 11

Chia sẻ: Dang Cay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

163
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong các hệ thống điều khiển theo cam vật chứa chương trình là cam có prôfin tương ứng đặt trên trục phân phối . Profin của cam xác định theo chu trình làm việc của máy và cho phép hoàn thành trình tự gia công đã cho . Hệ thống điều khiển theo cam là hệ thống điều khiển không phù thuộc và được sử dụng rộng rãi trong các máy tự động . Bộ phận đọc chương trình của hệ thống là càng gạt hoặc thanh đẩy mà thường dịch chuyển theo profin của cam. Khi thiết kế và...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi, chương 11

Chương 11: Heä thoáng ñieàu khieån theo cam Trong caùc heä thoáng ñieàu khieån theo cam vaät chöùa chöông trình laø cam coù proâfin töông öùng ñaët treân truïc phaân phoái . Profin cuûa cam xaùc ñònh theo chu trình laøm vieäc cuûa maùy vaø cho pheùp hoaøn thaønh trình töï gia coâng ñaõ cho . Heä thoáng ñieàu khieån theo cam laø heä thoáng ñieàu khieån khoâng phuø thuoäc vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc maùy töï ñoäng . Boä phaän ñoïc chöông trình cuûa heä thoáng laø caøng gaït hoaëc thanh ñaåy maø thöôøng dòch chuyeån theo profin cuûa cam. Khi thieát keá vaø cheá taïo cam caàn phaûi tính kích thöôùc vaø hình daïng cho töøng phaàn rieâng bieät sao cho coù theå ñaûm baûo chuyeån ñoäng ñaõ cho vaø thôøi gian haønh trình chaïy khoâng giaûm xuoáng möùc toái thieåu. - Heä thoáng ñieàu khieån theo maãu cheùp hình Heä thoáng ñieàu khieån theo maãu cheùp hình ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå ñieàu khieån vieäc gia coâng caùc chi tieát coù profin tuyeán tính vaø coù maët cong trong khoâng gian. Chöông trình gia coâng ñöôïc theå hieän döôùi daïng maãu cheùp hình. Heä thoáng ñieàu khieån theo nguyeân taéc sao cheùp coù tính oån ñònh cao nhôø khaû naêng thay vaät chöùa chöông trình nhanh. Vì vaäy
noù ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå töï ñoäng hoùa trong saûn xuaát haøng loaït lôùn vaø haøng khoái. Heä thoáng sao cheùp coù theå chia ra laøm hai nhoùm: + Heä thoáng maø trong ñoù maãu cheùp hình thöïc hieän caû hai chöùc naêng ñieàu khieån söï dòch chuyeån cuûa duïng cuï caét vaø chöùc naêng cô caáu aên dao cuûa duïng cuï caét ñoù + Heä thoáng maø trong ñoù maãu cheùp hình chæ thöïc hieän moãi chöùc naêng ñieàu khieån. Trong heä thoáng ñieàu khieån nhoùm 1 giöõa maãu cheùpl hình vaø duïng cuï caét coù lieân heä cöùng vì vaäy maãu cheùp hình phaûi chòu löïc tröïc tieáp do ñoù noù moøn raát nhanh vaø laøm giaûm ñoä chính xaùc gia coâng. Cuõng chính vì leõ ñoù maø maãu cheùp hình phaûi laø töø vaät lieäu coù ñoä beàn cao vaø phaûi gia coâng nhieät luyeän ñeå taêng ñoä cöùng. Heä thoáng ñieàu khieån nhoùm hai ñöôïc söû duïng raát roâng raõi. Thaønh phaàn chuû yeáu cuûa noù laø muõi doø tröôït theo maãu cheùp hình vaø thöïc hieän chöùc naêng ñoïc chöông trình. Loaïi heä thoáng naøy ñöôïc goïi laø heä thoáng ñieàu khieån cheùp hình theo veát. Vì noù chæ coù nhieäm vuï ñieàu khieån cho neân chòu löïc raát nhoû vaø cho pheùp söû duïng maãu cheùp hình maãu cheùp hình reû tieàn maø vaãn ñaûm baûo ñoä chính xaùc gia coâng raát cao. - Heä thoáng ñieàu khieån theo chöông trình soá.
Heä thoáng ñieàu khieån theo chöông trình soá söû duïng ñeå töï ñoäng hoùa ñieàu khieån nhöõng dòch chuyeån cuûa cô caáu chaáp haønh vaø ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ñöa vaøo heä thoáng moät caùch trình töï caùc soá, xaùc ñònh hình daùng kích thöôùc vaø ñoä nhaùm cuûa chi tieát gia coâng. Ñaëc ñieåm noåi baät cuûa heä thoáng ñieàu khieån naøy laø söû duïng tin töùc döôùi daïng soá, nhaän ñöôïc töø baûn veõ chi tieát gia coâng. Theo baûn veõ chi tieát, ñoái vôùi moãi daïng gia coâng, moãi loaïi maùy seõ thieát laäp chöông trình döôùi daïng baûng trong ñoù coù chæ daãn giaù trò vaø höôùng chuyeån ñoäng cuûa caùc cô caáu chaáp haønh cuûa maùy khi gia coâng chi tieát. Chöông trình naøy ñöôïc maõ hoùa vaø ñöôïc ghi laïi treân baêng ñuïc loã hoaëc phieáu ñuïc loã. Theo chöùc naêng coâng ngheä, heä thoáng ñieàu khieån theo chöông trình soá coù theå chia laøm 3 loaïi: ñieàu khieån theo ñieåm(vò trí), ñieàu khieån theo ñoaïn thaúng vaø ñieàu khieån theo ñöôøng cong (ñöôøng vieàn). - Heä thoáng ñieàu khieån theo ñieåm. Caùc heä thoáng ñieàu khieån naøy ñaûm baûo nhöõng dòch chuyeån cuûa cô caáu chaáp haønh theo vò trí ñaõ cho. Ví duï dòch chuyeån cuûa baøn maùy khoan ñöùng so vôùi chi tieát gia coâng vaøo nhöõng vò trí cho tröôùc ñeå khoan loã vaøo chi tieát. - Heä thoáng ñieàu khieån theo ñoaïn thaúng.
Ôû ñaây thöïc hieän ñieàu khieån caùc cô caáu chaáp haønh dòch chuyeån song song vôùi truïc toïa ñoä. Maët khaùc noù coù cô caáu phuï ñeå ñieàu khieån toác ñoä dòch chuyeån cuûa duïng cuï caét. Ví duï khi tieän truïc baät, quyõ ñaïo cuûa duïng cuï caét laø phoái hôùp thöù töï giöõa caùc dòch chuyeån ngang vaø dòch chuyeån doïc. - Heä thoáng ñieàu khieån theo ñöôøng vieàn. Khi gia coâng caùc chi tieát coù hình daïng phöùc taïp ñoøi hoûi phaûi phoái hôïp thaät chính xaùc chuyeån ñoäng cuûa cô caáu chaáp haønh theo hai hoaëc nhieàu toïa ñoä khaùc nhau. Ví duï gia coâng caùc beà maët ñònh hình treân maùy phay ñieàu khieån theo chöông trình soá. Keát luaän: Ñeå deã daøng ñieàu khieån ta choïn kieåu ñieàu khieån theo cam. Sau ñaây ta ñi tìm hieåu veà qui luaät chuyeån ñoäng cuûa heä thoáng cam töø caùc qui luaät naøy ta baét ñaàu ñi thieát keá boä cam cho caû heä thoáng daây chuyeàn.  Qui luaät chuyeån ñoäng cuûa khaâu daãn Qui luaät chuyeån ñoäng cuûa khaâu ñöôïc daãn Qui luaät chuyeån ñoäng parabol (hình a).Trong pha naâng öùng vôùigoùc pha 1 ta phaân bieät ñöôïc caùc goùc  1 vaø goùc 1 ,trong giôùi haïn cuûa töøng goùc naøy gia toác coù giaù trò döông hay aâm khoâng ñoåi 1  k1 .Kyù hieäu soá 1 ,ta coù: k1  1  1  1  k1 ; (3.3)
1  1   1   1  k1 . Heä thöùc giöõa chuyeån vò ,vaän toác vaø gia toác cuûa caàn ñaåy coù theå xaùc ñònh ñöôïc deã daøng ds  b1   d ; (3.4)   2 S  b1  2 ( 0    ) ds     b1  ( 1  b1 )  (   1 ) Vaø d (3.5)    1   (   1 ) S  b1   b1. 1 .(   1 )  b1 . 2 2  ( 1     1 )    1   1   1 , ds  0 Khi d b1  1 1    b1  1 K 1  Neân (3.6) Vaø S  S1  S1  h S1  1   K1 Neân ta cuõng coù S1  1  (3.7) k1  h S  Vaø 1  K1
h S1  1  K1 (3.8) Trong tröôøng hôïp bieát tröôùc chuyeån vò h cuûa caàn ñaåy vaø choïn tröôùc heä soá k1, töø nhöõng heä thöùc suy ra giaù trò cuûa b’1vaø b”1 : 2 S1 2h.(1  K 1 ) b1  2  1 k1   2 1 (3.9) 2 S1 2h.(1  k1) b1     2 1  21 Vaø giaù trò cuûa vaän toác cöïc ñaïi cuûa caàn ñaåy v1 max 2h    b1  1  1 1 (3.10) nghóa laø vaän toác cöïc ñaïi cuûa caàn khoâng phuï thuoäc vaøo heä soá k1. Baây giôø ta coù theå phaân tích aûnh höôûng cuûa heä soá k1 ñeán qui luaät chuyeån ñoäng cuûa caàn.Khi k1 giaûm, gia toác döông cuûa caàn ñaåy a=b1’   1 seõ taêng .Khi k1=0 thì a   coøn gia toác aâm trong luùc 2 naøy seõ giaûm xuoánggiaù trò 2h/    21 .Thôøi ñieåm baét ñaàu naâng seõ 2 1 coù va ñaäp .Khi k1=  seõ coù va ñaäp cöùng ôû cuoái pha naâng .Tuy nhieân taùc duïng cuûa caùc pha ñaäp cöùng naøyleân caùc khaâu cuûa cô caáu coù khaùc nhau .Khi k1=0 gia toác döông ôû ñaàu phan naâng lôùn voâ haïn , veà lyù thuyeát maø noùi öùng suaát taêng leân voä haïn , thöïc teá chuùng seõ ñaït ñeán giaù trò höõu haïn do tính chaát ñaøn hoài cuûa caùc khaâu .Khi k1=  ,gia toác aâm ôû cuoái pha naâng seõ lôùn voâ haïn ,trong
cô caáu seõ coù lieân keát moät chieàu seõ coù söï thaùo khôùp taïm thôøi ,gia toác thöïc teá seõ coù giaù trò höõu haïn,phuï thuoäc löïc ñaøn hoài loø xo . Cuoái cuøng caên cöù vaøo heä thöùc (3.9) choïn tröôùc giaù trò lôùn nhaát cuûa gia toác a1’=b1’.   1 , öùng vôùi khi ñoù löïc quaùn tính khoâng 2 lôùn , ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc k1: 2h. 1 2 2h k1   b1. 1  2h a1 1  2h 21 2  2 (3.11) ñoái vôùi ñoäng cô nhieät :0< k1
Qui luaät chuyeån ñoäng ñöôøng sin .Gia toác khaâu ñöôïc daãn bieán ñoåi theo qui luaät ñöôøng sin (hình d) vôùi chu kyø T baèng thôøi gian öùng vôùi pha haï coù bieåu thöùc 2 a  A. sin .t T (3.12) Trong tröôøng hôïp gia toác,vaän toác vaø chuyeån vò cuûa khaâu ñöôïc daãn ñöôïc coi laø haøm soá cuûa goùc quay cuûa cam , taseõ coù nhöõng heä thöùc : d 2 S 2h 2  2 . sin  d   2 1 dS h  2   .1  cos   d  1  1    (3.13)  1 2  S  h   sin   1 2 1   0    1  dS v  Theo caùc bieåu thöùc (3.13) ,vaän toác d vaø gia toác d 2S a 2 d 2 khoâng nhöõng phuï thuoäc vaøo chuyeån vòcuûa khaâu ñöôïc daãn maø coøn phuï thuoäc goùc pha 1 ( gia toác tæ leä vôùi bình phöông  1 ,vaän toác tæ leä nghòch vôù  1 ).Caàn chuù yù ñeán nhaän xeùt naøy khi choïn goùc caùc pha . Qui luaät chuyeån ñoäng naøy laø coù öu ñieåm laø khoâng coù va ñaäp cöùng hay meàm ,song so vôùi qui luaät parabol thì gia toác cöïc ñaïi ( khi cuøng giaù trò goùc 1 vaø chuyeån vò h cuûa caàn ñaåy )laïi lôùn hôn .
2  1.57 4 laàn Qui luaät chuyeån ñoäng ñöôøng cosin .Khi ñoù gia toác khaâu ñöôïc daãn bieán ñoåi theo qui luaät (hình e). 2 a  A. cos t T (3.14) Sau khi tích phaân hai laàn vaø tính caùc haèng soá tích phaân ,ta tìm ñöôïc heä thöùc giöõa chuyeån vò ,vaän toác vaø gia toác cuûa caàn ñaåy theo goùc quay cuûa cam : h   S .1  cos    2 1   dS h   . sin  (3.15) d 21 1 d 2S h  2   . 2 . cos  d 2 2  1 so vôùi tröôøng hôïp quy luaät chuyeån ñoäng parabol ,khi coù cuøng goùc pha  1 vaø chuyeån vò h cuûa caàn ñaåy gia toác cöïc ñaïi seõ 2  1.23 lôùn hôn 8 laàn .Ngoaøi ra ôû ñaàu vaø cuoái pha naâng coù va ñaäp meàm. Quy luaät chuyeån ñoäng hình thang. Gia toác seõ bieán ñoåi theo quy luaät hình thang(hình f) ,ñoà thò vaän toác seõ goàm caùc ñoaïn parabol vaø ñoaïn thaúng noái tieáp nhau.Ñoà thò chuyeån vò seõ goàm caùc ñoaïn parabol baäc ba vaø baäc hai.Trong tröôøng hôïp naøy seõ khoâng coù va ñaäp vaø coù theå laøm cho gia toác cöïc ñaïi nhoû hôn tröôøng hôïp chuyeån ñoäng cuûa quy luaät ñöôøng sin.
Sau khi tham khaûo caùc quy luaät chuyeån ñoäng cuûa cô caáu vaø nhöõng phaân tích treân, ta choïn quy luaät chuyeån ñoäng cosin vì noù phuø hôïp vôùi cô caáu cuûa heä thoáng. Heä thoáng ñieàu khieån cuûa ta laø duøng moät boä cam ñeå chöùa chöông trình ñieàu khieån, moãi cam seõ ñieàu khieån moät van phaân phoái thoâng qua moät coâng taét Basic Switch kieåu con laên. Hoaït ñoäng: Khi truïc cam quay, cam taùc duïng leân con laên cuûa coâng taét, kích hoaït solenoid cuûa van phaân phoái, töø ñoù ñieàu khieån xylanh khöù hoài. Treân truïc cam ta boá trí caùc cam coù goùc leäch töông ñoái vôùi nhau, caùc goùc leäch naøy quyeát ñònh söï phoái hôïp chuyeån ñoäng cuûa caùc cô caáu. Ta choïn qui luaät chuyeån ñoäng ñöôøng Cosin. Boä phaän coâng taùc  Ñoäng cô : Trong daây chuyeàn söû duïng taát caû 4 ñoäng cô.Tuy nhieân chæ chuù yù ñeán 2 maø thoâi,ñoù laø doäng cô chính ñeå laøm cho cô caáu cam ,cô caáu di chuyeån hoaït ñoäng, vaø ñoäng cô ñeå vaën taûm. Coøn 2 cô caáu kia duøng ñeå troän phoâi coâng suaát raát nhoû chæ coù nhieäm vuï kích hoaït cho phoâi lieäu deã daøng di chuyeån xuoáng giaù ñôõ.  Rôle: Rôle laø moät trong soá caùc thieát bò ñôn giaûn nhaát,ñöôïc söû duïng thoâng thöôøng nhaát trong caùc maïch baûo veä ñieän töû. Kích côõ nhoû
vaø giaù tieàn thaáp thì ngöôïc vôùi ñoä beàn vaø tính söû duïng linh hoaït cuûa noù trong nhieàu loaïi coâng vieäc khaùc nhau maø noù thöïc hieän. Rôle coù theå ñònh nghóa ñôn giaûn laø moät coâng taéc ñieàu khieån ñieän vôùi moät hoaëc nhieàu tieáp ñieåm. Söï hoaït ñoäng cuûa rôle Rôle thaät söï khoâng khaùc gì nhieàu so vôùi coâng taéc ñöôïc hoaït ñoäng bôûi ñieän coù phaàn hôi khaùc do moät ai ñoù ñaày leân moät nuùt baám baät taéc moät chöùc naêng hoaëc xoay moät nuùm vaën. Hình 8-1 cho thaáy moät söï minh hoaï ñôn giaûn cuûa moät rôle ñieän töû hoaït ñoäng nhö theá naøo. Cuoän daây rôle chæ ñôn giaûn laø cuoän daây nhoû vôùi moät loõi kim loaïi coá ñònh khi coâng taéc ñieàu khieån ñöôïc ñoùng. Doøng ñieän ñi qua rôle taïo neân moät töø tröôøng. Loõi kim loaïi ñöôïc töø hoaù huùt moät ñaàu cuûa phaàn aán kim loaïi khi ñaàu phaán öùng cuûa kim loaïi ñöôïc keùo xuoáng loõi thì ñaàu kia seõ quay höôùng leân, gioáng nhö moät chieác vaùn baäp beânh. Ñaàu cuoái ñoù ñöôïc noái ñoäng cô khí vôùi caàn laéc cuûa boä tieáp ñieåm rôle, ñöôïc goïi laø boä noái chung cuûa boä tieáp. Khi ñaàu noái chung ñöôïc keùo leân thì tieáp ñieåm thöôøng ñoùng môû vaø tieáp ñieåm thöôøng môû ñoùng. Cuõng hoaøn toaøn gioáng nhö moät coâng taéc ñöôïc kích ñoäng ,moät boä caùc tieáp ñieåm bò taùc ñoäng ñeå thay ñoåi traïng thaùi.
1.Loõi cuûa daây rôle; 2.Khôùp quay kim loaïi; 3.Coâng taéc ñieàu khieån ;4.Tieáp ñieåm thöôøng môû ;5.Tieáp ñieåm chung ;6.Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng; 7.Caùc tieáp ñieåm cuûa rôle; 8.Cuoän daây rôle; 9.Nguoàn caáp . Hình 1: Sô ñoà veà moät söï hoaït ñoäng cuûa rôle ñieän töø.  Xylanh: Duøng 6 xylanh (caáp caùn, caáp ruoät, caáp taûm, vaën taûm,phieán keïp,choát tyø.)