172 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 173 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 2020 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO M[.]
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA, OXY CNC DẠNG TRUNG BÌNH Chủ nhiệm đề tài: Ths Nguyễn Tấn Tại Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất Năm nghiệm thu: 2018 I ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ CNC giới có phát triển mạnh mẽ, doanh nghiệp Việt Nam bước đầu triển khai sản xuất loại máy cắt kim loại CNC phục vụ cho ngành công nghiệp chế tạo nước nhà Tuy nhiên, sở sản xuất nước chủ yếu mua mơđun có sẵn lắp ráp, sử dụng phần mềm điều khiển nước ngồi, chưa làm chủ cơng nghệ thiết kế chế tạo máy cắt Bên cạnh đó, máy CNC nhập từ nước hầu hết sử dụng ngơn ngữ tiếng Anh nên gây khó khăn cho q trình vận hành cơng nhân phân xưởng Mặc khác, việc không làm chủ công nghệ nên khó khăn cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, gây tốn lớn việc thuê chuyên gia nước ngồi Từ phân tích trên, nhóm nghiên cứu chọn thực đề tài “Thiết kế chế tạo máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình”, tập trung nghiên cứu thiết kế chế tạo điều khiển, viết phần mềm theo hướng mở chế tạo khung máy II MỤC TIÊU Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình (1,5m x 3m) đạt Tiêu chuẩn Việt Nam yêu cầu chung an toàn kết cấu máy (TCVN 4725:2008); Nâng cao lực nghiên cứu đội ngũ giảng viên Trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất III KẾT QUẢ THỰC HIỆN Thiết kế khí Đề tài tiến hành nghiên cứu trình động học động lực học máy cắt làm sở lựa chọn thông số điều khiển máy Từ tính tốn lựa chọn hệ thống dẫn động cho máy Thiết kế kết cấu máy theo môđun: Bàn cắt, phận giữ đầu cắt, xà ngang, xà dọc, hệ thống dẫn động, bàn điều khiển, bánh răng, trục vít me Thiết kế lắp đặt trục dẫn động máy cắt, thiết kế lắp đặt truyền bánh răng, thiết kế lắp đặt băng trượt bi Thiết kế hệ thống mồi lửa tự động tay, nhằm làm đa dạng hóa tính mồi lửa máy phù hợp với đối tượng cụ thể sử dụng máy Thiết kế hệ thống điều khiển Để chọn phương án điều khiển phù hợp cho máy cắt đề tài nghiên cứu môt số phương pháp điều khiển sau: Điều khiển theo vị trí; hệ điều khiển hở; hệ thống điều khiển kín; xây dựng thư viện số hình ảnh thường gia cơng Sau lựa chọn phương án điều 172 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 khiển, xây dựng thuật toán điều khiển, tiến hành nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển cho máy Viết phần mềm điều khiển: Sử dụng phần mềm Matlab để thiết kế giao diện, mơ q trình cắt xuất file cắt NC từ vẽ vẽ sẵn phần mềm Autocad từ thư viện Viết thư viện hình ảnh cắt thơng dụng với thơng số điều chỉnh để làm thư viện riêng cho điều khiển nội máy, giúp giảm thời gian lập trình gia cơng, tăng suất lao động, tạo điều kiện dễ dàng cho người sử dụng có trình độ thấp Gia cơng phần khí Gia công khung máy: Modun trục X bàn gá; Modun trục Y; Modun trục Z; Gia công cấu định vị để ráp băng truợt; Gia công cấu định vị để ráp truyền động; Gia công hệ thống mồi lửa; Gia công cấu dịch chuyển trục toạ độ tay; Gia công cấu lắp van an toàn thiết bị an toàn khác: Đồ gá để lắp van chống cháy ngược Đồ gá dùng để lắp cảm biến hành trình Lắp ráp mạch điều khiển Lắp ráp mạch điều khiển tay khiển: Kết nối Joytic với bo mạch Lắp ráp mạch điều khiển tự động: Lắp ráp main chính, điều khiển trục Z, điều khiển trục Y, điều khiển trục X, 02 AD-DA; Lắp ráp mạch giao tiếp để chuyển liệu từ máy tính qua phần cứng máy cắt; Lắp ráp bảng điều khiển thao tác máy: Lắp ráp tủ điều khiển; Lắp ráp toàn máy Lắp đặt hệ thống bàn máy băng trượt: Lắp bàn máy; lắp cấu định vị; lắp cấu điều chỉnh; lắp băng trượt Lắp đặt hệ thống dẫn động: Lắp cấu điều chỉnh; lắp bánh – Lắp đặt hệ thống dẫn k hí: Lắp co nối nhanh; lắp ống dẫn khí; lắp jack khí; lắp đồng hồ đo áp Lắp đặt hệ thống mồi lửa: Lắp đồ gá thiết bị phóng tia mồi; lắp kích cao áp để tạo tia mồi; ráp van để bậc khí mồi Lắp đặt loại van an toàn: Lắp đồ gá van chống cháy ngược; lắp 02 van chống cháy ngược Lắp mạch điều khiển tạo điều khiển máy Lắp ráp mạch giao tiếp máy tính máy cắt Sản phẩm đề tài bao gồm 01 Máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình: Đảm bảo yêu cầu kết cấu LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 173 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 chất lượng cần đạt so với hợp đồng khoa học công nghệ thuyết minh đăng ký, bao gồm: + Kích thước bàn máy: 1,5m x 3m + Phạm vi cắt: 1,2m x 2,7m + Tốc độ cắt tối đa: 1000mm/p + Chiều dày tối đa cắt: 20mm + Độ xác gia cơng: ±0,5mm + Hiệu điện 220V xoay chiều pha Máy đạt Tiêu chuẩn Việt Nam yêu cầu chung an toàn kết cấu máy - TCVN 4725:2008 Trung tâm kiểm định công nghiệp 1, Bộ Công thương chứng nhận theo Biên xác định tình trạng kỹ thuật an tồn thiết bị số 807/KDDCN1 ngày 15 tháng năm 2018 Máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình sản phẩm cắt 2,5D dùng để cắt thép có khả tự động điều chỉnh chiều cao mỏ cắt để cắt thép bị cong vênh 01 vẽ thiết kế máy: Được thiết kế theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8-2005 01 vẽ sơ đồ điều khiển: thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 1613 – 75 đến 1639 – 75 Phần mềm điều khiển, 01 thư viện hình ảnh: Có độ xác ±0,5mm điều khiển Phần mềm kết nối giải thuật nội suy nhóm tác giả tự viết, phần mềm viết theo hướng tương tác đơn giản cho người vận hành kết nối với phần mềm Autocad đọc chương trình NC từ phần mềm CAM thơng dụng Thư viện hình ảnh gia cơng nhóm tác giả xây dựng dạng mở, có nghĩa hình ảnh đa dạng hóa cập nhật dần qua phiên theo nhu cầu người sử dụng nhằm tiến tới thư viện hồn chỉnh khơng cần kết nối với máy tính Ngơn ngữ sử dụng cuả máy tiếng Việt nên thuận tiện đối tượng sử dụng người Việt Hệ thống tập thực hành máy cắt kim loại CNC cho sinh viên trình độ trung cấp cao đẳng: Hệ thống tập đạt chuẩn đào tạo trình độ trung cấp cao đẳng Trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn sử dụng máy: Tài liệu hướng dẫn sử dụng quy định an toàn sử dụng máy Ưu – nhược điểm 7.1 Ưu điểm Đề tài sở để nâng cao lực nghiên cứu khoa học cho đội ngũ giảng viên trường Cao đẳng Kỹ Nghệ Dung Quất Bên cạnh đó, việc thực đề tài tạo điều kiện cho đội ngũ giảng viên sinh viên Trường nâng cao tay nghề tiến tới làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo máy cắt kim loại điều khiển CNC Một ưu điểm đề tài máy cắt CNC so dao tự động để điều chỉnh chiều cao mỏ cắt theo khoảng cách cài đặt sẵn 174 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Phần mềm thư viện hình ảnh viết theo hướng mở nên dễ dàng nâng cấp cập nhật biên dạng cắt để tiến tới không phụ thuộc vào việc thiết kế phần mềm CAD Ngôn ngữ sử dụng tiếng Việt nên thuận tiện cho việc vận hành máy Chất lượng sản phẩm đề tài tương đương với loại máy cắt CNC sản xuất nước giới Tuy nhiên, sản phẩm đề tài phù hợp với đối tượng sử dụng Máy thiết kế theo dạng mô đun nên dễ dàng cho việc bảo dưỡng sửa chữa 7.2 Nhược điểm Trong trình thực việc thiết kế chế tạo máy, nhóm nghiên cứu gặp phải nhiều khó khăn việc khắc phục cố việc phóng tia Plasma mồi lửa tự động với điện áp cao gây nhiễu làm ảnh hưởng tới trình mồi lửa Những nhược điểm nhóm nghiên cứu khắc phục nhiên chưa thể triệt để, vấn đề mà nhóm tiếp tục khắc phục triệt để thời gian tới IV KẾT LUẬN Qua trình thực hiện, đề tài thiết kế chế tạo thành công máy Plasma, Oxy CNC hồn chỉnh với thơng số kỹ thuật: Kích thước 1,5m x 3m Phạm vi cắt: 1,2m x 2,7m Tốc độ cắt tối đa: 1000mm/p Chiều dày tối đa cắt 20mm Độ xác gia công phục vụ tốt công tác đào tạo nghiên cứu khoa học giảng viên sinh viên Trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất Bên cạnh đó, việc thực đề tài góp phần nâng cao lực nghiên cứu khoa học công nghệ cho đội ngũ giảng viên Trường, qua góp phần nâng cao nguồn nhân lực khoa học công nghệ Tỉnh LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 175 ... mạch điều khiển tạo điều khiển máy Lắp ráp mạch giao tiếp máy tính máy cắt Sản phẩm đề tài bao gồm 01 Máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình: Đảm bảo yêu cầu kết cấu LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ... thuật an tồn thiết bị số 807/KDDCN1 ngày 15 tháng năm 2018 Máy cắt Plasma, Oxy CNC dạng trung bình sản phẩm cắt 2,5D dùng để cắt thép có khả tự động điều chỉnh chiều cao mỏ cắt để cắt thép bị... thực đề tài tạo điều kiện cho đội ngũ giảng viên sinh viên Trường nâng cao tay nghề tiến tới làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo máy cắt kim loại điều khiển CNC Một ưu điểm đề tài máy cắt CNC so dao