(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm

(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm(Luận văn thạc sĩ) Lựa chọn dụng cụ tự động cho nguyên công uốn kim loại tấm

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Anh Trí ii CẢM TẠ Em xin chân thành cám ơn hướng dẫn tận tình Cơ Nguyễn Thị Hồng Minh, Viện phó Viện khí, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, dù Cô bận rộn xa cách mặt địa lý Cô tạo điều kiện tốt để em hồn thành luận văn Em xin kính gởi lời cảm ơn đến thầy Lê Hiếu Giang, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM tạo điều kiện cho em tiếp cận hướng nghiên cứu Con xin gửi lòng biết ơn chân thành đến bố mẹ, chị, em gái gia đình ln bên cạnh, động viên suốt thời gian Cuối em xin cám ơn tất người bạn giúp đỡ em suốt trình thực luận văn iii TÓM TẮT Ngày sản phẩm kim loại sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp Trong đó, chi tiết tạo thành cách uốn theo đường uốn thẳng kim loại phẳng trải mẫu theo vẽ thiết kế tương ứng Thiết kế quy trình cơng nghệ cho chi tiết uốn bao gồm nhiệm vụ có mối quan hệ mật thiết với nhau, trải mẫu, tính tốn thơng số gia cơng lựa chọn dụng cụ, lập thứ tự uốn xác định dung sai Trong luận văn này, vấn đề lựa chọn dụng cụ đề cập đến Với phát triển nhanh chóng ngành cơng nghiệp, độ phức tạp chi tiết đa dạng dụng cụ uốn gia tăng đáng kể Thực tế gây khó khăn việc lựa chọn dụng cụ thích hợp khơng gây va đập cho đường uốn dựa q trình mơ tả chi tiết Trong đó, mối quan hệ qua lại lựa chọn dụng cụ thứ tự uốn làm cho việc lựa chọn dụng cụ tự động trở thành tốn khơng dễ dàng Luận văn đưa hướng giải nhằm làm giảm phức tạp vấn đề sau : lựa chọn dụng cụ tiến hành theo hai bước, tiền lựa chọn lựa chọn tinh Trong bước tiền lựa chọn, dụng cụ lựa chọn trước dựa việc phân tích hình dáng chi tiết hình dáng dụng cụ Bằng cách phát đặc trưng hình học địa phương tồn chi tiết uốn, lượng hóa đặc trưng hình học địa phương để tìm dụng cụ thích hợp, loại bỏ dụng cụ gây va đập gia cơng đặc trưng hình học địa phương Mặc dù dụng cụ lựa chọn trước theo cho phép tránh hầu hết va đập, va đập phụ xuất dụng cụ lựa chọn dựa đặc trưng hình học địa phương chưa lường trước va đập gây dựa hình dạng tổng thể chi tiết cách tức thời suốt trình uốn Vì bước lựa chọn tinh lọc lại dụng cụ lựa chọn trước cách xem xét thông tin phản hồi từ bước thứ tự uốn Trong suốt giai đoạn này, liệu va đập dụng cụ chi tiết ghi nhận iv lại xử lý để đưa thêm yêu cầu bổ sung thông số dụng cụ cho trình lựa chọn Vì sau bước này, dụng cụ lựa chọn tương thích với hình dạng tổng thể chi tiết tồn q trình uốn Trong luận văn, thuật toán đề xuất nhằm giúp phát nhanh đặc trưng hình học địa phương cách thức lượng hóa chúng Đồng thời luận văn sử dụng phần mềm MATLAB làm cơng cụ cho q trình lựa chọn dụng cụ tự động Chương trình MATLAB thực qua bốn bước : bước tìm đặc trưng hình học địa phương tồn chi tiết; bước thứ hai lượng hóa đặc trưng hình học địa phương tìm bước thứ nhất, kết đưa dụng cụ thỏa mãn với loại đặc trưng hình học địa phương, giúp loại bỏ dụng cụ không phù hợp, bước tiền lựa chọn; bước thứ ba tìm tọa độ điểm dễ xảy va đập với thứ tự uốn định lựa chọn trước; bước thứ tư lấy kết từ bước thứ hai bước thứ ba để tiến hành lựa chọn tinh lần cuối, kết đưa dụng cụ thỏa mãn với tất đường uốn phù hợp với trình uốn lựa chọn v ABSTRACT Sheet metal products are widely used in various industries nowadays Among those, bent parts are made by performing linear bends on the sheet metal blanks prepared arccording to the unfolding of the corresponding designs Process planning for bent parts consists of closely related tasks, such as unfolding generation, operation parameters and tool selection, bend sequencing and tolerance verification Aiming at an automated process planning (CAPP) for bent parts, the aspects of tool selection has been tackled in this study Regarding the aspect of tool selection, due to the requirements in the industry, both part complexity and tool variety for bending have increased This fact hinders a simple mapping between compatible and collision-free tools to bend lines merely based on part descriptions Meanwhile, the interrelation between tool selection and bend sequencing makes automated tool selection a combinatorial problem This research will give a strategy to downscale the problem complexity : tool selection will be executed by two steps : preselection and refined selection In the first step, tools will be selected based on analyzing the part geometry and tool geometry By detecting local details, and evaluating them to find the suitable tools, eliminate the tools can make collision Even though the preselected tools allow avoiding most collisions, additional collisions often happen since the tools selected based on the local details cannot take into account the global geometry of the intermediate part during processing The second step thus refines the preselected set by the data feedback from the bend sequencing module During this procedure, the collision data between the tool and the part are recorded and processed to derive additional requirements for the tools The tools used are therefore adjusted based on the global geometry of the part during bending In this research, algorithms will be presented to help finding the local details quickly and evaluating them In addition, this research uses MATLAB software for automated tool seletion The MATLAB programs have four steps : in step one, local vi details residing in the part will be detected; in step two, these local details are evaluated to find the suitable tools with each local detail; in step three, the coordinate of collision points between part and tool will be calculated based on a certain bending sequence; step four is the refined selection step and the selected tool will adjust with global geometry of the part vii MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv ABSTRACT vi MỤC LỤC viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH SÁCH CÁC HÌNH xii DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc công bố 1.1.1 Nguyên công uốn kim loại 1.1.2 Lập kế hoạch sản xuất với trợ giúp máy tính ngun cơng uốn kim loại 1.2 Mục tiêu luận văn 15 1.3 Giới hạn luận văn 16 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 1.5 Kết cấu luận văn 17 1.6 Tiểu kết chƣơng 18 CHƢƠNG 19 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 2.1 Điều kiện cứng việc lựa chọn dụng cụ 19 2.1.1 Điều kiện công nghệ 19 2.1.2 Điều kiện hình học 25 2.2 Điều kiện mềm lựa chọn dụng cụ 26 2.3 Vấn đề va đập nguyên công uốn kim loại 27 2.4 Các bƣớc chiến lƣợc việc lựa chọn dụng cụ 28 2.5 Tiểu kết chƣơng 29 CHƢƠNG 31 viii KHẢ NĂNG TRÁNH VA ĐẬP CỦA DỤNG CỤ TRONG NGUYÊN CÔNG UỐN KIM LOẠI TẤM 31 3.1 Các phƣơng thức xác định dụng cụ khả thi 31 3.2 Không gian tiếp cận dụng cụ 36 3.3 Biên dạng dụng cụ tổng quát 38 3.4 Các thông số biên dạng C 39 3.5 Tiểu kết chƣơng 40 CHƢƠNG 41 ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC ĐỊA PHƢƠNG VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC ĐỊA PHƢƠNG 41 4.1 Định nghĩa đặc trƣng hình học địa phƣơng 41 4.2 Mô tả phân loại đặc trƣng hình học địa phƣơng 42 4.3 Các va đập tiềm tàng 43 4.4 Xác định đặc trƣng hình học địa phƣơng 44 4.4.1 Xác định đặc trưng hình học địa phương U Z 44 4.4.2 Xác định đặc trưng hình học địa phương Ω 48 4.5 Tiểu kết chƣơng 49 CHƢƠNG 50 LỰA CHỌN DỤNG CỤ DỰA TRÊN VIỆC ĐÁNH GIÁ CÁC GIÁ TRỊ CỦA CÁC ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC ĐỊA PHƢƠNG 50 5.1 Các kiểu va đập 50 5.1.1 Định nghĩa 50 5.1.2 Cơ sở cho việc nhận dạng kiểu va đập giai đoạn khác việc lựa chọn dụng cụ 51 5.1.3 Xác định hướng va đập 51 5.1.4 Các kiểu va đập cho đặc trưng hình học địa phương 54 5.2 Quá trình đánh giá 55 5.2.1 Các yếu tố đầu vào cho trình đánh giá 55 5.2.2 Quy trình đánh giá 57 5.2.3 Lưu đồ biểu diễn trình lựa chọn dụng cụ tổng quát 64 5.3 Tiểu kết chƣơng 65 CHƢƠNG 66 TRIỂN KHAI THUẬT TOÁN 66 ix 6.1 Mơ hình hóa bƣớc chƣơng trình MATLAB 66 6.1.1 Xác định đặc trưng hình học địa phương 66 6.1.2 Lượng hóa đặc trưng hình học địa phương 70 6.1.3 Lựa chọn dụng cụ dựa vào thứ tự uốn lựa chọn trước 75 6.2 Áp dụng phần mềm MATLAB giải toán cụ thể 76 CHƢƠNG 127 KẾT LUẬN 128 7.1 Kết luận 128 7.2 Đề xuất 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 131 PHỤ LỤC 138 Phụ lục : Xác định đặc trưng hình học địa phương U, Z, Ω 138 Phụ lục : Lượng hóa đặc trưng hình học địa phương tồn chi tiết 140 Phụ lục : Xác định tọa độ điểm va đập thực tế theo thứ tự uốn chọn 184 Phụ lục : Lựa chọn dụng cụ theo thứ tự uốn chọn 191 Phụ lục : Hình dạng thơng số loại chày 281 Phụ lục 289 x DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Định nghĩa 2D Hai chiều 3D Ba chiều CAPP Lập kế hoạch sản xuất với trợ giúp máy tính CAD Thiết kế với trợ giúp máy tính CAM Gia cơng với trợ giúp máy tính CNC Điều khiển theo chương trình số xi if matrixseqXbneg(i,1)-15 && matrixseqYbneg(i,1)-2.62 && matrixseqYbneg(i,1)8.0966 && matriseqYbpos(i,1)-2.62 && matrixseqYbneg(i,1)