1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP pot

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TỐI ƢU HĨA CHẾ ĐỘ CƠNG NGHỆ HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG CHO ROBOT HÀN AX-C Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số:23.04.3898 Học viên: LA NGỌC TUẤN Ngƣời HD khoa học : PGS.TS NGUYỄN PHÚ HOA TS NGUYỄN VĂN PHÁT THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI GIỚI THIỆU CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ PHƢƠNG PHÁPXÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG 1.1.Tổng quan hàn hồ quang tự động 1.1.1 Khái quát hàn hồ quang tự động 1.1.2 – Các phƣơng pháp hàn hồ quang tự động 1.2 Phƣơng pháp xác định chế độ hàn hồ quang tự động 14 1.3 Sự cần thiết việc tối ƣu hóa chế độ hàn hồ quang tự động 19 CHƢƠNG II: ROBOT HÀN AX-C VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN 2.1 Giới thiệu Robot hàn AX-C 20 2.1.1 Thân ROBOT 21 2.1.2 Bộ điều khiển 25 2.1.3 Bảng dạy 25 2.1.4 Hộp thao tác 35 2.1.5 Các từ kỹ thuật thƣờng dùng 38 2.1.6 Cấu hình hình hiển thị 41 2.2 Qui trình vận hành, thao tác ROBOT hàn AX-C 46 2.2.1 Lập trình cho ROBOT 47 2.2.2 Vận hành chạy tự động 53 2.3 Phƣơng pháp tính tốn chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C 54 CHƢƠNG III TỐI ƢU CHẾ ĐỘ HÀN CHO ROBOT HÀN AX-C 3.1 Cơ sở lý thuyết tối ƣu hóa chế độ hàn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.1.1 Sự tạo thành mối hàn nhân tố ảnh hƣởng đến tạo thành mối hàn 55 3.1.2 Chế độ hàn ảnh hƣởng chế độ hàn đến hình dạng chất lƣợng mối hàn 68 3.1.3 Phƣơng pháp xác định chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C 3.2 Xây dựng mơ hình tốn học toán tối ƣu chế độ hàn 76 81 3.2.1 Xác định tiêu tối ƣu hàm mục tiêu tối ƣu chế độ hàn 82 3.2.2 Các điều kiện ràng buộc 83 3.2.3 Bài toán tối ƣu chế độ hàn 84 3.3 Xác định phƣơng pháp giải tốn tối ƣu hóa chế độ hàn 84 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT TÍNH TỐN TỐI ƢU CHẾ ĐỘ HÀN 4.1 Xây dựng toán thực nghiệm: 90 4.2 Kết đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật: 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 Kết luận: Kiến nghị: Tài liệu tham khảo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 104 http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tự làm nghiên cứu, dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Phú Hoa - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên TS Nguyễn Văn Phát - Trƣờng Đại học Hồng Đức Tôi xin cam đoan không chép sử dụng kết nghiên cứu ngƣời khác Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Ngƣời cam đoan Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI GIỚI THIỆU Hàn phƣơng pháp lắp ghép khơng thể thiếu, có phạm vi ứng dụng hầu hết ngành công nghiệp, từ khí, lƣợng, dầu mỏ, giao thơng vận tải, xây dựng, hàng khơng, hóa chất Do tính phổ quát tầm quan trọng kinh tế, hàn phát triển nhanh, từ kỹ thuật, công nghệ, đến trang thiết bị nhằm đáp ứng yêu cầu suất, chất lƣợng ngày cao thực tiễn Hàn cơng nghệ phức tạp địi hỏi kiến thức lý thuyết vật lý, hóa học, khí, luyện kim, điện, điện tử, tự động hóa nhƣng yêu cầu tính sáng tạo kỹ năng, kỹ xảo Trong năm gần đây, trang thiết bị công nghệ hàn phát triển Xuất nhiều thiết bị hàn đại: hàn công nghệ cao, ROBOT hàn làm suất hàn tăng lên gấp nhiều lần, song bên cạnh việc tính tốn chế độ hàn cũng gặp nhiều bất cập phải tính tốn chế độ hàn theo kinh nghiệm, tra bảng sổ tay cẩm nang hàn Chính đề tài em đƣợc lấy tên là: Tối ưu hóa chế độ cơng nghệ hàn hồ quang tự động cho Robot hàn AX-C Luận văn hoàn thành tiến độ đạt đƣợc yêu cầu đặt thiết lập giải đƣợc toán tối ƣu chế độ công nghệ hàn cho ROBOT hàn AX-C Em xin trân thành cảm ơn thầy, cô giáo trƣờng ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt PGS.TS Nguyễn Phú Hoa Trƣờng ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên TS Nguyễn Văn Phát Trƣờng Đại học Hồng Đức tận tình bảo em hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng, nhƣng lực, kinh nghiệm thời gian có hạn nên luận văn em không tránh khỏi sơ xuất Em xin trân trọng cảm ơn ý kiến đóng góp Thầy bạn đồng nghiệp để luận văn em đƣợc hoàn thiện Xin trân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng năm 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG 1.1.Tổng quan hàn hồ quang tự động: 1.1.1 Khái quát hàn hồ quang tự động: Hàn hồ quang tự động phƣơng pháp hàn hồ quang mà thao tác hàn đƣợc thực tự động (nếu số thao tác thực tự động đƣợc gọi hàn hồ quang bán tự động) Vấn đề khí hố tự động hố q trình hàn điện hồ quang cần thiết Nó khơng nâng cao suất hàn mà cịn tăng chất lƣợng mối hàn, cải thiện điều kiện làm việc cơng nhân Để tự động hố q trình hàn hồ quang phải tự động gây hồ quang, tự động đẩy dây hàn vào vùng hàn dịch chuyển tƣơng đối dây hàn theo chiều dài mối hàn để hàn hết đƣờng hàn Hàn hồ quang tự động đƣợc chia ra: - Hàn hồ quang hở: Tức q trình hàn, hồ quang mối hàn hồn tồn tiếp xúc với khơng khí, suất cao hàn hồ quang tay nhƣng chất lƣợng mối hàn - Hàn hồ quang ngầm dƣới lớp thuốc hàn hay mơi trƣờng khí bảo vệ Loại có nhiều ƣu điểm nên đƣợc dùng rộng rãi công nghiệp Để hàn tự động bán tự động ngƣời ta sử dụng dây hàn dạng cuộn dây trần có đƣờng kính xác đƣợc làm cẩn thận Phổ biến loại dây có đƣờng kính 1; 2; 3; 4; 5; mm Khi hàn tự động bán tự động, thuốc hàn đƣợc chế tạo riêng cấp vào vùng hàn nhằm bảo vệ mối hàn khỏi bị tác hại khơng khí, đồng thời cải thiện thành phần hoá học kim loại mối hàn, giúp cho hồ quang cháy ổn định Ngồi cịn sử dụng chất khí nhƣ argon, C0 làm khí bảo vệ mối hàn Hàn hồ quang tự động có số đặc điểm sau: - Năng suất tăng từ (5  20) lần: Vì tốc độ hàn cao nên cho phép dùng dịng điện lớn để hàn Ví dụ: Dùng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn que hàn đƣờng kính dq = mm hàn tay cƣờng độ dòng điện hàn cho phép Ih = 250A, hàn tự động dùng dây hàn đƣờng kính nhƣ vậy, dịng điện hàn dùng đến (800  1000)A - Chất lượng mối hàn cao: Có lớp thuốc bảo vệ tốt, nhiệt độ cao, hàn thấu, hợp kim hoá tốt Tốc độ nguội mối hàn chậm, tổ chức mối hàn đƣợc cải thiện Những tạp chất xỉ có thời gian thoát khỏi mối hàn Tốc độ hàn đều, hình dạng mối hàn nhẵn đẹp - Tiết kiệm kim loại: So với hàn tay hàn tự động tiết kiệm đƣợc đầu thừa que hàn, kim loại tổn hao phun bắn Tấm hàn tƣơng đối dày khơng cần cắt mép, mép cắt với góc nhỏ, nên tiết kiệm kim loại kim loại bổ sung - Tiết kiệm điện năng: Hồ quang cháy dƣới lớp thuốc nên khơng có tƣợng xạ, nhiệt tập trung, hệ số lợi dụng nhiệt đến 90% hàn hồ quang tay đến 40% -Giảm nhẹ sức lao động công nhân: Q trình hàn đƣợc tự động hố hồn tồn, cơng nhân việc ấn nút điện quan sát, hồ quang kín khơng gây chói mắt, khơng cần đeo mặt nạ bảo hiểm Tuy nhiên hàn tự động số tồn tại: thiết bị đắt tiền, cần bảo quản cẩn thận Khơng quan sát đƣợc tình trạng nóng chảy kim loại nên khó điều chỉnh hàn, lắp ráp trƣớc hàn cần cẩn thận; hàn mối hàn trần kết cấu hàn phức tạp Với ƣu điểm nên hàn hồ quang tự động đƣợc sử dụng rộng rãi ngành nhƣ chế tạo nồi hơi, đóng tàu, chế tạo máy v.v 1.1.2 – Các phương pháp hàn hồ quang tự động: Trong hàn hồ quang tự động ngƣời ta thƣờng vào môi trƣờng bảo vệ kim loại để phân loại phƣơng pháp hàn, có phƣơng pháp hàn hàn hồ quang tự động có khí bảo vệ hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc Hàn hồ quang tự động lớp thuốc bảo vệ: phƣơng pháp hàn sử dụng lớp thuốc để bảo vệ mối hàn, sơ đồ nguyên lý nhƣ hình 1.1: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ phƣơng pháp hàn hồ quang chìm, trình hàn nóng chảy hồ quang cháy dây hàn vật hàn dƣới lớp thuốc bảo vệ Dƣới tác dụng nhiệt hồ quang, mép hàn, dây hàn phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vũng hàn Dây hàn đƣợc đẩy vào vũng hàn cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ cháy Hàn hồ quang dƣới lớp thuốc bảo vệ tự động đƣợc hai khâu cấp dây vào vùng hồ quang chuyển động hồ quang theo trục mối hàn, nên đƣợc gọi hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ Thiết bị hàn hồ quang dƣới lớp thuốc bảo vệ đa dạng, song hầu hết giống nguyên lý cấu tạo số phận nhƣ hình 1.2: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 1.2 Thiết bị hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ Công nghệ hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc có tính chất định đến chất lƣợng mối hàn Trƣớc tiên, chế độ hàn ảnh hƣởng đến hình dạng mối hàn Hình dạng mối hàn đƣợc đặc trƣng số thơng số sau (hình 1.3): c Hình 1.3 Các thơng số đặc trƣng mối Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 h - chiều sâu nóng chảy kim loại - chiều cao thêm mối hàn c - chiều rộng mối hàn b Ngồi cịn đánh giá hệ số sau: Hệ số hình dạng nóng chảy: Hệ số hình dạng thêm: b h (1.1) t = b ht (1.2) Fo Fo  Fht (1.3)  = Và Trong đó: nc =  - mức độ kim loại tham gia mối hàn; Fo - diện tích kim loại nóng chảy; Fht - diện tích kim loại hoà tan Sau ta xét ảnh hưởng yếu tố chế độ hàn đến hình dạng mối hàn Cƣờng độ dịng điện lớn tăng nóng chảy kim loại điện cực bản, tăng áp lực hồ quang lên bề mặt kim loại nóng chảy, gạt mạnh kim loại khỏi chân điện cực làm chiều sâu nóng chảy (h ) tăng lên Chiều rộng mối hàn gần nhƣ không đổi, lúc chiều dài hồ quang ngắn, độ linh động Chiều cao thêm (h t ) tăng lên Nhƣ nc giảm xuống làm cho khử khí mối hàn kém, khuynh hƣớng tạo nứt nóng tăng, hệ số t = b h giảm, chuyển tiếp t kim loại mối hàn tăng, giảm khả làm việc mối hàn chịu tải trọng động Điện áp hồ quang tăng hồ quang dài ra, độ linh động tăng, làm cho chiều rộng mối hàn tăng, độ hàn thấu mối hàn giảm xuống, chiều cao thêm giảm Ngoài tăng điện áp tăng lƣợng tiêu tốn thuốc hàn Tăng tốc độ hàn làm nghiêng cột hồ quang phía ngƣợc với hƣớng dịch chuyển, tăng thành phần áp lực ngang lên vùng hàn, kim loại lỏng dƣới hồ quang bị đẩy làm cho chiều dày lớp kim loại lỏng bị giảm xuống chiều sâu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 91 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT TÍNH TỐN TỐI ƢU CHẾ ĐỘ HÀN Để đánh giá, kiểm nghiệm kết nghiên cứu ta thực hàn chi tiết ống xả xe SUZUKI với chế độ hàn tra bảng, tính tốn theo cơng thức chế độ hàn tối ƣu, từ so sánh hiệu kinh tế kỹ thuật 4.1 Xây dựng toán thực nghiệm: Chi tiết cổ ống xả xe SUZUKI nhƣ hình 4.1: Các thông số kỹ thuật: Vật liệu thép hợp kim thấp, chiều dày 3mm, hàn giáp mối lƣợt khơng vát mép, chiều sâu ngấu 2,5mm Hình 4.1: Chi tiết ống xả xe máy SUZUKI Sơ đồ đƣờng hàn nhƣ hình 4.2: Mỏ hàn dịch chuyển theo đƣờng từ điểm gốc đến 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, quay trùng điểm gốc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 92 9 4 7 Hình 4.2: Sơ đồ hàn chi tiết cổ ống xả xe SUZUKI Hình 4.3: Quá trình chuẩn bị phơi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 93 Bài toán đƣợc giải ba cách: - Xác định chế độ hàn theo bảng tài liệu hƣớng dẫn sử dụng ROBOT AX -C lập chƣơng trình cài đặt cho ROBOT hàn AX-C chạy tự động theo kết xác định chế độ hàn - Xác định chế độ hàn theo công thức kinh nghiệm lập chƣơng trình cài đặt cho ROBOT hàn AX-C chạy tự động theo kết vừa xác định - Tính toán chế độ hàn theo kết toán tối ƣu lập chƣơng trình cài đặt cho ROBOT hàn AX-C chạy tự động theo chế độ hàn đƣợc tối ƣu Cài đặt chương trình hàn cho đường hàn qua điểm từ 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, hình 4.2: Từ vị trí bắt đầu thực cài đặt, sử dụng phím vận hành trục để di chuyển ROBOT đến bƣớc 1(Nội suy điểm JOINT đƣợc sử dụng phƣơng pháp chuyển động bƣớc với tốc độ 80% tốc độ an toàn < 250cm/s) Bƣớc 1: Tại bƣớc ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD (có thể ấn liên tục ) để đặt kiểu nội suy trạng thái JOINT Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 80 ấn ENTER: 80% đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1(mỗi lần ấn ACC mức xác lại thay đổi lần từ A1 đến A8) Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (Hình 4.4) Hình 4.4: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 94 Bƣớc 2: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái về LIN Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 250 ấn ENTER: tốc độ 250cm/m đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.5) Hình 4.5: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Bƣớc 3: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái về CIR1 Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 200 ấn ENTER:tốc độ 200cm/m hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.6) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 95 Hình 4.6: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Bƣớc 4: Nhấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái về CIR2 Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 200 ấn ENTER: tốc độ 200cm/m hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.7) Hình 4.7: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Bƣớc 5: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 96 trạng thái về LIN Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 250 ấn ENTER: tốc độ 250cm/m đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.8) Hình 4.8: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Bƣớc 6: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái CIR1 Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 200 ấn ENTER: tốc độ 200cm/m đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.9) Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 97 Hình 4.9: Lập trình chạy bƣớc Bƣớc 7: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái CIR2 Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 200 ấn ENTER: tốc độ 200cm/m đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.10) Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc Hình 4.10: Lập trình chạy bƣớc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 98 Bƣớc 8: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái LIN Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 250 ấn ENTER: tốc độ 250cm/m đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.11) Hình 4.11: Lập trình chạy bƣớc Sử dụng phím vận hành di chuyển ROBOT đến bƣớc tức bƣớc Bƣớc 9: ấn đồng thời ENABLE INTERP/COORD để đặt kiểu nội suy trạng thái JOINT Nhấn SPD, xuất hình Modify speed, nhập 100 ấn ENTER: 100% tốc độ đƣợc hiển thị trạng thái ghi Nhấn ACC để chọn mức xác A1 Nhấn O.WRITE/REC, bƣớc đƣợc ghi lại (hình 4.12) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 99 Hình 4.12: Lập trình chạy bƣớc Nhấn Playback để ROBOT di chuyển vị trí xuất phát (bƣớc 0) Bƣớc 10: Nhấn END (hoặc FN92) để kết thúc chƣơng trình Lúc hình Bảng dạy lên nhƣ hình 4.13: Hình 4.13: Chƣơng trình chạy đƣờng hàn cổ ống xả SUZUKI Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 100 Hình 4.14: Hàn đính, gá lắp ROBOT: Hình 4.15: Q trình hàn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 101 Bài toán: Xác định chế độ hàn cho mối hàn ống xả xe máy SUZUKI: Có thơng số kích thước mối hàn là: chiều sâu nóng chảy h=2,5mm, chiều rộng mối hàn b=3,5 mm, hệ số nóng chảy n =b/h=3,5/2,5=1,4; chiều dài đường hàn: L = 100+ .d + .D + 80+100 = 3,14.(40 + 82) + 280 = 663mm, hàn lớp Ta xác định chế độ hàn theo tài liệu hướng dẫn [9]: - Đường kính dây hàn: Với thép 3mm ta chọn đường kính dây hàn d = 1mm - Cường độ dòng điện: chọn I khoảng cho phép = 250A - Điện áp hồ quang: U = 15 + 0,04.I = 15+ 0,04.250 = 25V - Tính vận tốc điện cực: Vđc = I2  n h k.d2 = 250 2.1,4.2,5 = 99 [m/h] 0,22 10 4.12 - Tốc độ hàn: V = Vđc.Fđc / Fnc = Vđc d2 / n.h2 = 99/1,4.2,52= 11,3 m/h - Tính thời gian hàn: Th = L/p.V = 0,663/0,7.11,3 = 0,083 h = Xác định chế độ hàn theo công thức kinh nghiệm bảng tra: -Cường độ dòng điện: I = hnc /k = 2,5 = 217 A 1,15 / 100 với n =1,4 chọn U =24V - Vận tốc điện cực: Vđc = 217 2.1,4.2,5 = 75 [m/h] 0,22 10 4.12 - Tốc độ hàn: V = 75 / 1,4.2,52 = 8,6 m/h - Thời gian hàn: Th = 0,663/0,7.8,6 = 0,1h = Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 102 Bảng 4.1: So sánh kết tính tốn chế độ hàn theo phương pháp Thông số chế độ hàn Đƣờng kính dây hàn (mm) I (A) U (V) Vđc (m/h) V (m/h) Th (min) 1,0 250 25 99 11,3 1,0 217 24 75 8,6 1,0 267 25 113 13 4,5 Kết theo tra bảng tài liệu [9] Kết theo công thức kinh nghiệm tra bảng Kết theo tối ƣu So sánh kết tính tốn thời gian hàn với kết tính toán tối ƣu: Kết theo tra bảng tài liệu [9]: (5 - 4,5)/ 4,5 = 11% Kết theo công thức kinh nghiệm tra bảng:( - 4,5)/4,5 = 33% 4.2 Kết đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật: Qua so sánh kết tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C, kết tính tốn chế độ hàn theo bảng hƣớng dẫn sử dụng ROBOT hàn AX-C kết tính tốn chế độ hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ theo công thức kinh nghiệm cho ta thấy ý nghĩa lớn phƣơng pháp tính tốn tối ƣu chế độ hàn Phƣơng pháp tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C giảm đƣợc thời gian gia cơng: 11% so với kết tính tốn tra bảng theo tài liêu [9] 33% so với kết tính tốn theo cơng thức kinh nghiệm Từ giảm chi phí gia cơng so với phƣơng pháp tính tốn chế độ hàn theo bảng hƣớng dẫn sử dụng ROBOT hàn AX-C phƣơng pháp tính tốn chế độ hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 103 Sở dĩ phƣơng pháp tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C đem lại kết tốt cho toán kinh tế so với hai phƣơng pháp tính tốn chế độ hàn theo bảng hƣớng dẫn sử dụng ROBOT hàn AX-C phƣơng pháp tính tốn chế độ hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ phƣơng pháp cho phép ta tận dụng hết khả cho phép ROBOT hàn AX-C, tận dụng hết công suất ROBOT hệ thống công nghệ để tăng tối đa vận tốc hàn nâng cao suất hàn Chính phƣơng pháp tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C đặc biệt mang lại hiệu cao công nghệ hàn ROBOT hàn AX-C Những kết nghiên cứu luận văn cho ta thấy phƣơng pháp giải thuật tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho phép hồn tồn tự động xác định thơng số chế độ hàn cách nhanh chóng, hiệu từ phát huy tính hiệu kinh tế loại máy hàn có cơng nghệ cao chi phí vốn đầu tƣ lớn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua kết nghiên cứu đạt đƣợc trình bày luận văn,có thể đánh giá kết nghiên cứu nhƣ sau: * Về mặt lý thuyết: Đã nghiên cứu, xây dựng đƣợc sở lý thuyết cho toán tối ƣu chế độ hàn cho Robot AX-C Kết nghiên cứu lý thuyết quan trọng xây dựng mơ hình tốn học tốn tối ƣu chế độ hàn, thiết lập đƣợc giải thuật tính tốn tối ƣu chế độ hàn cho ROBOT hàn AX-C xác định phƣơng pháp giải tốn tối ƣu hóa chế độ hàn * Về mặt thực tiễn: Giải đƣợc toán kinh tế cho robot hàn AX - C thông qua lựa chọn thông số tối ƣu chế độ công nghệ hàn cho ROBOT hàn đƣợc nghiên cứu Mở rộng đƣợc khả làm việc ROBOT hàn AX - C Việc nghiên cứu tối ƣu hóa chế độ cơng nghệ hàn cho ROBOT hàn AX-C có ý nghĩa lớn cho công tác đào tạo tay nghề thợ hàn trình độ cao Đồng thời có ý nghĩa lớn cho nhà máy, xí nghiệp, tạo điều kiện cho công tác thiết kế, công tác chuẩn bị sản xuất thực cách nhanh chóng, đem lại hiệu kinh tế cao Kiến nghị: Với thời gian kiến thức có hạn, luận văn cịn nhiều hạn chế: Việc tối ƣu hóa thơng số chế độ hàn cần phải nghiên cứu sâu quan tâm đến vấn đề cần phải tối ƣu hóa nhƣ: Các phƣơng pháp hàn, vị trí mối hàn, cách lập phƣơng pháp giải tốn tối ƣu hóa Sau tổng hợp lại theo hệ thống, viết thành phần mềm, có kết nối lập trình máy tính để thuận lợi cho việc điều khiển Kết cho phép tiếp tục nghiên cứu phát triển thành hệ tự động hóa thiết kế tối ƣu chế độ cơng nghệ hàn ROBOT hàn.Muốn vậy, cần phải có thêm thời gian đầu tƣ nghiên cứu mức độ cao Rất mong đƣợc đóng góp ý kiến xây dựng Thầy bạn đồng nghiệp để đề tài đƣợc hồn thiện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Trần Văn Địch (2001), Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS sản xuất tích hợp CIM Nguyễn Đăng Bình, Vũ Đình Trung- Kỹ thuật hàn cắt kim loại Trần Văn Niên, Trần Thế San (2007),Thực hành hàn - Nhà xuất Đà Nẵng Nguyễn Bá An (2003), Sổ tay thợ hàn - Nhà xuất xây dựng Nguyễn Tiến Đào, Công nghệ chế tạo phôi - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Ngô Lê Thơng (2007), Cơng nghệ hàn điện nóng chảy tâp 1+ 2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Guided User Panaonic industrial ROBOT VR 006 CII GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc-Ngƣời máy công nghiệp sản xuất tự động linh hoạt DAIHEN Corporation ( 2007), Vận hành ROBOT Almega AX-C 10 Tạ Duy Liêm (1999)-Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ 11 Nguyễn Văn Thông (1998),Vật liệu công nghệ hàn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 104 http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tự làm nghiên cứu, dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Phú Hoa - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp. .. tối ƣu chế độ công nghệ hàn cho ROBOT hàn AX-C Em xin trân thành cảm ơn thầy, cô giáo trƣờng ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt PGS.TS Nguyễn Phú Hoa Trƣờng ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên TS Nguyễn... tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 25 Trƣờng hợp hàn điểm, hình 2.4: Hình 2.4: Các chuyển động ROBOT hệ tọa độ máy trƣờng hợp hàn điểm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học