Nghiên cứu, nâng cao chất lượng truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU, NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC NGUYỄN THỊ MAI THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU, NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC Ngành: TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: Học viên: NGUYỄN THỊ MAI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ QUANG LẠP THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC Học viên: Nguyễn Thị Mai Lớp: TĐH – K11 Chuyên ngành: Tự động hóa Người HD khoa học: PGS.TS Võ Quang Lạp Ngày giao đề tài: 01/01/2010 Này hoàn thành: 30/07/2010 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VÕ QUANG LẠP DUYỆT BGH Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên HỌC VIÊN NGUYỄN THỊ MAI KHOA SAU ĐẠI HỌC http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Tác giả luận văn Nguyễn Thị Mai Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Nội dung Trang Trang phụ bì a Lời cam đoan Mục lục Danh mục hì nh vẽ và đồ thị Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Mở đầu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC 1.1 Lý thuyết gia công tia lửa điện CNC 1.1.1 Lịch sử phát triển máy gia công tia lửa điện CNC 1.1.2 Nguyên lý gia công tia lửa điện 1.1.3 Các tiêu đánh giá 1.2 Giới thiệu tổng quan máy EDM 1.2.1 Giới thiệu sơ đồ 1.2.2 Các khâu quan trọng sơ đồ 1.3 Hệ thống đo lường máy EDM 14 1.3.1 Cảm biến vị trí, tốc độ 14 1.3.2 Các phương pháp đo vị trí 19 1.3.3 Hệ điều khiển chuyển động 26 CHƢƠNG PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG BÀN 2.1 Các yêu cầu truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC 31 2.1.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ 31 2.1.2 Độ trơn điều chỉnh tốc độ 32 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.3.Độ ổn định tốc độ 32 2.1.4 Đặc tính phụ tải 32 2.1.5 Độ xác vị trí 33 2.2 Các hệ truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC 34 2.2.1 Truyền động thuỷ lực 34 2.2.2 Hệ truyền động dùng động bước 37 2.2.3 Hệ truyền động dùng động tuyến tính 40 2.2.4 Hệ truyền động dùng động AC servo(AC servo motor) 41 2.2.5 Hệ truyền động dùng động servo chiều(DC servo motor) 42 2.2.6 Hệ truyền động Thyristor - động (T- Đ) 44 2.2.7 Hệ truyền động xung điện áp động điện chiều 45 CHƢƠNG PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÀN 3.1 Sơ đồ khối 54 3.1.1 Giới thiệu sơ đồ 54 3.1.2 Thiết kế mạch tạo xung điều khiển đảo chiều 57 3.2 Tổng hợp hệ thống 62 3.2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 62 3.2.2 Hàm số truyền khâu sơ đồ 63 3.2.3 Tổng hợp hệ điều khiển 65 3.3 Mô hệ truyền động bàn máy EDM sử dụng điều khiển PD 71 3.3.1 Tính toán thông số hệ truyền động 71 3.3.2 Xây dựng sơ đồ mô hệ điều khiển bàn máy gia công tia lửa điện sử 71 dụng điều khiển PD CHƢƠNG NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC 4.1 Tính phi tuyến điều khiển vị trí Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.2 Ứng dụng điều khiển mờ mạch vòng vị trí 76 4.2.1 Đặt vấn đề 76 4.2.2 Tổng hợp điều chỉnh mờ PD 4.2.3 Sơ đồ mô 77 4.3 Mô hệ thống 4.3.1 Mô hệ thống truyền động với tín hiệu đặt hàm step 1(t) 83 4.3.2 Mô hệ thống truyền động với tín hiệu đặt hàm hình sin 85 4.3.3 Nhận xét, so sánh kết mô Kết luận kiến nghị 86 82 83 88 Tài liệu tham khảo Phụ lục Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT NC Numberical Control CNC Computer Numberical Control CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing AC Altemating Current DC Direct Current EDM Electrocdischarge machining MCU Machine Control Unit CPU DAC PM Central processing Unit Digital Analog Convert Permanent Motor VR Variable – Reluctance steper motor PWM Pulse Width Modulation PID Proportional Intergal Derivative Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Sự phát triển khoa học công nghệ đem đến tăng trưởng bền vững cho nước công nghiệp, đặc biệt nhờ giá trị gia tăng “ chất xám’’ áp dụng vào sản phẩm công nghệ cao Các sản phẩm có mặt hầu hết ngành kinh tế quốc dân sinh học, y học, hàng không vũ trụ, công nghiệp… Nước ta trình CNH – HĐH hội nhập kinh tế quốc tế nên sản phẩm phải chịu áp lực cạnh tranh lớn với sản phẩm nước công nghiệp phát triển với đặc điểm mẫu mã đẹp, chất lượng tốt, giá thành hạ Ngày sản xuất đời sống xuất ngày nhiều sản phẩm chi tiết có hình dáng phức tạp làm từ vật liệu cứng khó gia công cắt gọt Thực tế đòi hỏi phải phát triển phương pháp công nghệ mới, có gia công tia lửa điện Phương pháp gọi gia công EDM ( Electrical Discharge Machining ) Máy gia công tia lửa điện máy gia công xuất nhiều nước ta, nhiên việc đào tạo công nghệ chưa quan tâm trường Đại học kỹ thuật Viện nghiên cứu Trong việc tự động hoá dây chuyền sản xuất, điều chỉnh tự động truyền động điện giữ vai trò vị trí quan trọng đặc biệt đòi hỏi máy sản xuất phải lớn, tính làm việc cao Trong máy gia công tia lửa điện CNC phần công nghệ hệ truyền động cần nghiên cứu, khảo sát hoàn thiện dần, phần để phục vụ công tác nghiên cứu, phần để ứng dụng vào sản xuất Vì việc nghiên cứu hệ truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC cần thiết Trong các nhà máy xí nghiệp công nghiệp ở nước ta hiện máy công cụ điều khiển số CNC ngày càng được sử dụng rộng rãi Việc phát huy hiệu quả sử dụng, bảo dưỡng vận hành máy vấ n đề đặc biệt quan tâm của chúng ta Muốn phát huy hiệu tối đa khả thiết bị việc cải tiến cho phù hợp với điều kiện môi trường và người Việt Nam đòi hỏi phải có sự hiểu biết sâu sắc về má y công cụ CNC có máy gia công tia lửa điện CNC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Việc “ Nghiên cứu, nâng cao chất lƣợng truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC” có một ý nghĩ a rất lớn ngành tự động hóa Đó nội dung đề tài luận văn tốt nghiệp cao học Luận văn chia thành chương sau: Chương - Tổng quan máy gia công tia lửa điện CNC Chương - Phân tích chọn phương án truyền động bàn Chương - Phân tích tổng hợp hệ truyền động bàn Chương - Nâng cao chất lượng hệ thống truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS TS Võ Quang Lạp đã hướng dẫn tận tì nh, bảo cặn kẽ để hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới th ầy cô Khoa sau đại học , Khoa điện Khoa điện tử viễn thông Trường ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên Thái nguyên Ngày 30 tháng 07 năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Mai Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN CNC 1.1 Lý thuyết gia công tia lửa điện CNC 1.1.1 Lịch sử phát triển máy gia công tia lửa điện CNC 1.1.2 Nguyên lý gia công tia lửa điện 1.1.3 Các tiêu... hệ truyền động bàn máy gia công tia lửa điện CNC 34 2.2.1 Truyền động thuỷ lực 34 2.2.2 Hệ truyền động dùng động bước 37 2.2.3 Hệ truyền động dùng động tuyến tính 40 2.2.4 Hệ truyền động dùng động. .. công cụ CNC có máy gia công tia lửa điện CNC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Việc “ Nghiên cứu, nâng cao chất lƣợng truyền động bàn máy gia công tia