thiết kế dây chuyền tự đông lắp ráp bút bi ( TL 034 ), chương 10 doc

chương 10: Cơ cấu điều khiển  Hệ thống điều khiển tự động: Như chúng ta điều biết mỗi một hệ thống điều khiển tự động ( HTĐKTĐ) đều gồm có hai bộ phận: bộ phận chấp hành và bộ phận điều khiển . Bộ phận điều khiển là phương tiện của tự động hoá để xử lý tín hiệu điều khiển quá trình và những tín hiệu nhìn thấy được tuỳ thuộc vào tín hiệu của liên hệ phản hồi từ quá trình và nhiệm vụ điều khiển . Các hệ thống điều khiển tự động có thể khác nhau bởi trung tâm hoá điều khiển, phương pháp tác đông hiệu lệnh, dạng của vật chứa chương trình, chức năng công nghệ, số dòng và số dạng tín hiệu nhưng điều có một số đặc điểm chung là có những bộ phận chủ yếu như cảm biến cơ cấu phân phối và cơ cấu chấp hành . - Cảm biến: Một trong những bộ phận chủ yếu của bộ phận điểu khiển tự động là đatric mà người ta thường gọi là cảm biến hay chuyển đổi . Nhiệm vụ của cảm biến là biến đổi tín hiệu từ dạng này sang dạng khác . Cảm biến bao gồm các thành phần như tiếp nhận, đã cho so sánh và biến đổi . Khi tiếp nhận một tín hiệu nào đó từ bên ngoài, cảm biến sẽ biến đổi nó thành tín hiệu ( thường là tín hiệu điện ) thuận tiện cho việc tiếp tục truyền đi, tiếp tục biến đổi, hoặc khuyếch đại lên . Cảm biến có thể là những nút ấn công tắc hành trình, tay gạt, tế bào quang điện hoặc cặp nhiệt điện v.v … Người ta phân loại cảm biến ra loại tiếp xúc, không tiếp xúc cảm ứng điện dung, quang điện v.v… - Cơ cấu cấp phôi Cơ cấu cấp phôi còn có tên gọi là cơ cấu trung gian . Nó có nhiệm vụ truyền đi, phân phối, tổ hợp, làm tăng lên hoặc giảm đi những tín hiệu do cảm biến phát ra . Cơ cấu phân phối có thể là rơ le trung gian, rơ le thời gian, cơ cấu khuyếch đại tinh thể bán dẫn, cơ cấu khuyếch đại thuỷ động và khí động … - Cơ cấu chấp hành Bộ phận chủ yếu thứ ba trong điều khiễn tự động là cơ cấu chấp hành . Chức năng của nó là đảm bảo thực hiện một tác động điều khiển nào đó . Cơ cấu chấp hành có thể là động cơ điện, bộ ly hợp điện tử, nam châm điện … Ví dụ nam châm điện biến điện năng thành cơ năng để mở nắp chắn của cơ cấu phân loại chi tiết .  Phân loại các hệ thống điều khiển tự động: - Hệ thống điều khiển tập trung - Hệ thống điều khiển phụ thuộc - Hệ thống điểu khiển hỗn hợp  Những hệ thống điều khiển điển hình: - Hệ thống điều khiển theo cữ ty Để thực hiện được chức năng điều khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương trỉnh . Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống rất khác nhau và phụ thuộc vào yêu cầu đã cho . Trong các hệ thống điều khiển hiện đại, thường dùng các bộ phận đọc kiểu cơ, điện cơ, điện thuỷ lực . Ngoài ra cần phải có bộ phận dẫn chương trình cho máy móc Tuỳ theo kết cấu và khối lượng gia công trong quá trình công nghệ mà vật chất chương trình có thể là tuyến tính hoặc không gian Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ là hệ thống điều khiển phụ thuộc mà trong đó việc điều khiển được thực hiện nhờ các cữ tỳ cố đònh tác động vào các cảm biến Tất cả các cơ cấu chấp hành của thiết bò được điều khiển bằng các cữ tỳ và được thực hiện sao cho mỗi một chuyển động tiếp theo đều phải diễn ra sau khi chuyển động trước nó đã hoàn thành . Chương trình gia công có thể đặt ra bằng cách xếp đặt các cữ tỳ trên thước chuyên dùng mà được kẹp ở trên bàn máy . Trên các thiết bò tự động hệ thống cữ tỳ được sử dụng để điểu khiển hành trình làm việc của các bộ phận bằng cách truyền hiệu lệnh từ bộ phận này đến các bộ phận khác ví dụ như điều khiển chu kỳ làm việc của đầu lực, bàn máy và hệ thống liên động . Cữ tỳ có thể thực hiện hai chức năng: khống chế giới hạn dòch chuyển và điều khiển những dòch chuyển đó thực hiện một cách thứ tự . Để thực hiện chức năng đầu tiên thường sử dụng các cữ tỳ cứng mà nó sẽ tác động vào hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành ở vò trí cuối cùng . Trong trường hợp thứ hai để điều khiển những dòch chuyển người ta có thể dùng các chốt đóng mở hành trình. Hệ thống điều khiển này chỉ kiểm tra vò trí đẩu và cuối của cuối của cơ cấu chấp hành vì vậy mà đối với các cơ cấu chấp hành làm việc trên vò trí, việc điều khiển sẽ không đồng bộ. Việc thay đổi và chuẩn bò chương trỉnh gia công không mất nhiều thời gian, tính ồn đònh và linh loạt cao. Loại hệ thống điều khiển theo cữ tỳ được thực hiện bẳng cơ cấu chấp hành chỉ theo ví dụ, ví dụ tiện các trục bậc, phay các mặt bậc . Việc điểu khiển hệ thống các cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo một toạ độ vì vậy không thể sử dụng khi gia công những bề mặt có prôfin cong phức tạp . Khi sử dụng hệ thống điều khiển này chúng ta nhận thấy chúng có nhược điểm là những công tắc, chốt hành trình thường hư hỏng vì phoi, bụi bẩn, , dầu mở bám vào làm cho độ tin cậy của hệ thống không cao . Nhưng mặt khác chúng ta có kết cấu đơn giản giá rẻ tính vạn năng cao. - Hệ thống điều khiển theo cam . 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 đònh 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 dòch chuyển theo profin của cam. Khi thiết kế và chế tạo cam cần phải tính kích thước và hình dạng cho từng phần riêng biệt sao cho có thể đảm bảo chuyển động đã cho và thời gian hành trình chạy không giảm xuống mức tối thiểu. - Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình được sử dụng rộng rãi để điều khiển việc gia công các chi tiết có profin tuyến tính và có mặt cong trong không gian. Chương trình gia công được thể hiện dưới dạng mẫu chép hình. Hệ thống điều khiển theo nguyên tắc sao chép có tính ổn đònh cao nhờ khả năng thay vật chứa chương trình nhanh. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để tự động hóa trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Hệ thống sao chép có thể chia ra làm hai nhóm: + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình thực hiện cả hai chức năng điều khiển sự dòch chuyển của dụng cụ cắt và chức năng cơ cấu ăn dao của dụng cụ cắt đó + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình chỉ thực hiện mỗi chức năng điều khiển. Trong hệ thống điều khiển nhóm 1 giữa mẫu chépl hình và dụng cụ cắt có liên hệ cứng vì vậy mẫu chép hình phải chòu lực trực tiếp do đó nó mòn rất nhanh và làm giảm độ chính xác gia công. Cũng chính vì lẽ đó mà mẫu chép hình phải là từ vật liệu có độ bền cao và phải gia công nhiệt luyện để tăng độ cứng. Hệ thống điều khiển nhóm hai được sử dụng rất rông rãi. Thành phần chủ yếu của nó là mũi dò trượt theo mẫu chép hình và thực hiện chức năng đọc chương trình. Loại hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển chép hình theo vết. Vì nó chỉ có nhiệm vụ điều khiển cho nên chòu lực rất nhỏ và cho phép sử dụng mẫu chép hình mẫu chép hình rẻ tiền mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công rất cao. - Hệ thống điều khiển theo chương trình số. Hệ thống điều khiển theo chương trình số sử dụng để tự động hóa điều khiển những dòch chuyển của cơ cấu chấp hành và được thực hiện bằng cách đưa vào hệ thống một cách trình tự các số, xác đònh hình dáng kích thước và độ nhám của chi tiết gia công. Đặc điểm nổi bật của hệ thống điều khiển này là sử dụng tin tức dưới dạng số, nhận được từ bản vẽ chi tiết gia công. Theo bản vẽ chi tiết, đối với mỗi dạng gia công, mỗi loại máy sẽ thiết lập chương trình dưới dạng bảng trong đó có chỉ dẫn giá trò và hướng chuyển động của các cơ cấu chấp hành của máy khi gia công chi tiết. Chương trình này được mã hóa và được ghi lại trên băng đục lỗ hoặc phiếu đục lỗ. Theo chức năng công nghệ, hệ thống điều khiển theo chương trình số có thể chia làm 3 loại: điều khiển theo điểm(vò trí), điều khiển theo đoạn thẳng và điều khiển theo đường cong (đường viền). - Hệ thống điều khiển theo điểm. Các hệ thống điều khiển này đảm bảo những dòch chuyển của cơ cấu chấp hành theo vò trí đã cho. Ví dụ dòch chuyển của bàn máy khoan đứng so với chi tiết gia công vào những vò trí cho trước để khoan lỗ vào chi tiết. - Hệ thống điều khiển theo đoạn thẳng. đây thực hiện điều khiển các cơ cấu chấp hành dòch chuyển song song với trục tọa độ. Mặt khác nó có cơ cấu phụ để điều khiển tốc độ dòch chuyển của dụng cụ cắt. Ví dụ khi tiện trục bật, quỹ đạo của dụng cụ cắt là phối hớp thứ tự giữa các dòch chuyển ngang và dòch chuyển dọc. - Hệ thống điều khiển theo đường viền. Khi gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp đòi hỏi phải phối hợp thật chính xác chuyển động của cơ cấu chấp hành theo hai hoặc nhiều tọa độ khác nhau. Ví dụ gia công các bề mặt đònh hình trên máy phay điều khiển theo chương trình số. Kết luận: Để dễ dàng điều khiển ta chọn kiểu điều khiển theo cam. Sau đây ta đi tìm hiểu về qui luật chuyển động của hệ thống cam từ các qui luật này ta bắt đầu đi thiết kế bộ cam cho cả hệ thống dây chuyền. . chương 10: Cơ cấu điều khiển  Hệ thống điều khiển tự động: Như chúng ta điều bi t mỗi một hệ thống điều khiển tự động ( HTĐKTĐ) đều gồm có hai bộ phận: bộ. cảm bi n là bi n đổi tín hiệu từ dạng này sang dạng khác . Cảm bi n bao gồm các thành phần như tiếp nhận, đã cho so sánh và bi n đổi . Khi tiếp nhận một tín hiệu nào đó từ bên ngoài, cảm bi n. khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương trỉnh . Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống