Nghiên cứu tích hợp hệ thống cơ khí thủy lực và điều khiển CNC trong máy uốn ống

1 Lời mở đầu Các sản phẩm ống uốn đ-ợc ứng dụng đa dạng nh- : ống dẫn dầu, èng dÉn n-íc, èng dÉn khÝ, vµ èng lµm trang trÝ ë n-íc ta, viƯc nghiªn cøu thiÕt kÕ, chế tạo máy uốn ống CNC ch-a đ-ợc thực cách khoa học có tính hệ thống, sở lý thuyết ch-a đầy đủ Đối với xà hội nhu cầu ống uốn lớn Các nhà máy cần máy uốn ống với ống có đ-ờng kính khác có khả tự động hoá cao Hiện nay, thiết bị uốn ống sử dụng nhà máy chủ yếu máy uốn ống điều khiển PLC Trung Quốc Nga chế tạo Một vài nhà máy đóng tàu đà bắt đầu nhập máy uốn ống CNC Đức, nh-ng với giá thành nhập cao (khoảng 15 20 tỷ thiết bị) Các máy uốn èng ®iỊu khiĨn PLC cã hiƯu st thÊp, tÝnh linh hoạt độ tin cậy không cao, tiêu độ xác ống uốn khó đảm bảo, Song thời điểm này, ch-a có sở chế tạo máy uốn ống CNC để thay cho máy kiểu cũ nhập ngoại Đề tàiNghiên cứu, tích hợp hệ thống khí, thủy lực, điều khiển CNC máy uốn ống Mặc dù thời gian, kiến thức hạn chế, nội dung thực Đề tài rộng, đòi hỏi tích hợp nhiều lĩnh vực khác nhau, song với giúp đỡ thầy cô, quan công tác, đơn vị sản xuất nỗ lực thân nhóm thực Đề tài với tâm cao đà thực thành công Đề tài nêu Với khả điều kiện công nghệ có, kết đề tài tồn số thiếu sót hạn chế Chúng mong ý kiến đóng góp nhà khoa học, thầy cô giáo, nhà sản xuất lĩnh vực để sản phẩm Đề tài sớm đ-ợc đ-a vào øng dơng réng r·i phơc vơ s¶n xt Mục Lục Lời nói đầu Nội dung báo cáo Ch-ơng 1: Tổng quan máy uốn ống 1.1.Tình hình nghiên cứu máy uốn ống giới n-ớc 1.1.1 Tình hình nghiên cøu trªn thÕ giíi 1.1.2 Tình hình nghiên cứu n-ớc 1.2 Các ph-ơng pháp số thiết bị uốn èng 1.2.1 Các ph-ơng pháp uốn ống 1.2.2 Mét sè lo¹i thiÕt bÞ uèn èng 1.3 Lùa chän kiĨu m¸y uốn ống Nguyên lý hoạt động, đặc điểm kết cấu máy uốn ống kiểu trục tâm 10 1.4 Mục đích, ý nghĩa luận văn 10 1.5 Các sản phẩm ống uốn ứng dụng 11 Ch-¬ng 2: Cơ sở KHOA HC công nghệ trình uốn ống 2.1 Sự phân bố ứng suất biến dạng theo chiỊu dµy cđa èng n 13 2.2 KÝch th-íc cđa èng n n 16 2.3 Lùc uốn mômen uốn 19 2.4 Biến dạng đàn håi uèn 21 2.5 Các ph-ơng pháp giảm biến dạng đàn hồi uốn 27 2.6 Xác định bán kính uốn nhỏ cho phÐp 27 2.7 Các dạng công nghệ uốn ống 32 2.7.1 Uèn tù 32 2.7.2 Uèn cã kÐo däc trôc 32 2.7.3 Uèn cã nÐn däc trôc 33 2.7.4 n kiĨu trơc t©m 34 2.7.5 Uèn cã nung nãng côc bé 37 2.8 Bảng tiêu chuẩn loại ống dùng ngành công nghiệp39 Ch-ơng 3: kết cấu khí, mô hình hoá Mô 3D máy uốn ống 3.1 Xác định thông số máy uốn ống 41 3.2 Sơ đồ động máy uốn èng 41 3.2.1 Sơ đồ động 41 3.2.2 Giải thích nguyên lý hoạt độn 42 3.3 KÕt cÊu côm trun ®éng chÝnh 43 3.3.1 KÕt cÊu c¬ khÝ 43 3.3.2 Giải thích nguyên lý hoạt động 44 3.4 KÕt cÊu côm xe cÊp èng 47 3.4.1 KÕt cÊu c¬ khÝ 47 3.4.2 Giải thích nguyên lý hoạt động 47 3.5 KÕt cÊu côm ô sau 48 3.5.1 KÕt cÊu c¬ khÝ 48 3.5.2 Giải thích nguyên lý hoạt động 48 3.6 ThiÕt kÕ kÕt cÊu m¸y uèn èng 49 3.7 Mục đích mô 3D khảo nghiệm mô hình 51 3.7.1 Mục đích mô 3D máy uốn ống 51 3.7.2 Mơc ®Ých cđa mô mô hình 51 3.8 Mô 3D máy uốn èng 51 3.8.1 Lùa chän c«ng m« pháng 51 3.8.2 Nguồn liệu quy trình mô 52 Ch-¬ng 4: hƯ thèng thuỷ lực điện điều khiển máy uốn ống 4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thuỷ lực 57 4.1.1 S¬ ®å nguyªn lý 57 4.1.2 Giải thích nguyên lý hoạt động 58 4.2 Các thông số hệ thống thuû lùc 58 4.3 Một số thiết bị điều khiển thuỷ lực điển hình 59 4.4 Sơ đồ điều khiển mạch trung tâm CNC 61 4.5 Gi¶i thÝch sơ đồ điều khiển mạch trung tâm CNC 61 4.6 Một số yêu cầu mạch điều khiển trung tâm CNC 63 4.7 Mét sè hƯ thèng ®iƯn ®iỊu khiển điển hình 65 4.7.1 Khèi ®iƯn ®éng lùc 65 4.7.2 Khèi ®iƯn ®iỊu khiĨn 68 4.7.3 Khối thiết bị điện b¶o vƯ 70 4.7.4 Khối đo l-ờng tín hiệu 71 Ch-ơng 5: Chạy thử, khảo nghiệm kết 5.1 Chạy thư thiÕt bÞ 72 5.1.1 Quy tr×nh chạy thử phần 72 5.1.2 Quy trình chạy thử toàn bé 73 5.2 KÕt qu¶ kh¶o nghiƯm 73 5.2.1 Về khối l-ợng công việc 73 5.2.2 VỊ chÊt l-ỵng c«ng viƯc 74 Kết luận kiến nghị Các kết đạt đ-ợc Đề tài 75 Mét sè kiÕn nghÞ 75 KÕt luËn 76 tài liệu tham khảo Lời cảm ¬n Ch-¬ng Tỉng quan vỊ m¸y n èng 1.1.Tình hình nghiên cứu máy uốn ống giới n-ớc 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Vào cuối kỷ 20, kết nghiên cứu máy uốn ống đà đ-ợc ứng dụng nhiều vào sản xuất với nhiều loại máy uốn ống, uốn đ-ợc nhiều kích cỡ ống khác Có số hÃng giới chuyên chế tạo chủng loại máy uốn ống nhử : - HÃng FABRICOM-piping Bỉ (chuyên chế tạo thiết bị uốn ống cỡ lớn) - Tập đoàn SHAW GROUP INC Mỹ - HÃng BAILEIGH Đức - Công ty SHANGHAI GUOQING MACHINERY Co., Ltd Trung Quốc Các loại máy uốn ống hÃng đ-ợc thiết kế, chế tạo hàng loạt thành sản phẩm công nghiệp đ-ợc bán rộng rÃi toàn giới Một số n-ớc có hÃng, nhà máy lớn chuyên sản xuất máy uốn ống Đức, Nga, Trung Quốc, Đài Loan Ban đầu máy điều khiển tay, sau đ-ợc tích hợp thêm điều khiển PLC để điều khiển góc uốn, thông số uốn cách bán tự động Cho đến hệ máy đà ®-ỵc nhiỊu h·ng tÝch hỵp bé ®iỊu khiĨn CNC cã thể lập trình máy tính máy tự động uốn đ-ợc biên dạng ống phức tạp Ngoài ra, hệ điều khiển cho phép tự động ®iỊu chØnh chÕ ®é n cịng nh- cã thĨ cho phép ng-ời dùng xây dựng th- viện ch-ơng trình chuẩn để tự động uốn ống điển hình cho ngành công nghiệp Hiện giới với ống có đ-ờng kính lớn dùng công nghiệp đóng tàu công nghiệp dầu khí, hoá chất v.v ng-ời ta th-ờng sử dụng máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển CNC Đây loại máy uốn ống đại chuyên dùng ủeồ uốn loại ống có đ-ờng kính lớn dày Thiết bị uốn ống đa dạng chủng loại kích cỡ Việc lựa chọn thiết bị phụ thuộc chủ yếu vào yêu cầu công nghệ, độ xác ống uốn Tuỳ theo công nghệ uốn, kết cấu máy, kiểu dẫn động mức độ tự động hoá, máy uốn ống đ-ợc chia thành loại nh- sau:  Theo kÕt cÊu m¸y: + M¸y uèn theo kiĨu cn kÐo (Rotary Draw Bender) + M¸y n theo kiểu trục lăn ép (Roll Bender) + Máy uốn theo kiểu trục tâm (Mandrel Bender) Theo ph-ơng thức điều khiển: + Máy uốn ống điều khiển tay + Máy uốn ống điều khiển PLC (điều khiển lôgíc khả trình) + Máy uốn ống điều khiển CNC (điều khiển theo ch-ơng trình máy tính) Ưu điểm nh-ợc điểm loại máy uốn ống: Máy uốn theo kiểu kéo, máy uốn theo kiểu trục lăn có nh-ợc điểm lớn: - Máy uốn đ-ợc ống có đ-ờng kính nhỏ - Chủ yếu đ-ợc điều khiển tay lên uốn đ-ợc đ-ờng uốn đơn giản, suất thấp - Khó khắc phục đ-ợc vết nhăn trục tâm định h-ớng Máy uốn ống kiểu trục tâm thuỷ lực điều khiển CNC khắc phục đ-ợc phần lớn nh-ợc điểm loại máy uốn có số -u điểm trội sau: + Máy có khả uốn đ-ợc ống có đ-ờng kính chiều dầy lớn phù hợp với ngành công nghiệp đóng tàu đặc biệt với tàu dầu cỡ lớn Với máy uốn ống uốn đ-ợc ống có bán kính tới 300mm chiều dày lên tới 10-12mm + Máy dùng hệ dẫn động thuỷ lực nên trình uốn êm đạt đ-ợc lực uốn lớn (có thể đạt tới 30MPa) Dễ điều khiển tự động, kết cấu t-ơng đối gọn + Máy dùng điều khiển CNC (Computer Numerical Control) nên trình uốn đ-ợc tự động hoàn toàn uốn đ-ợc biên dạng phức tạp, tăng suất uốn, độ xác uốn tăng lên gấp nhiều lần so với máy uốn ống không dùng CNC Nhờ có trợ giúp máy tính mà giá trị bù góc uốn đàn hồi trở lại đ-ợc máy tính tính toán bù tự động cách xác theo vật liệu, kích th-ớc ống uốn, điều kiện công nghệ uốn Nh-ợc điểm máy uốn ống kiểu trục tâm kích th-ớc máy t-ơng đối lớn phải gá trục tâm, sử dụng nhiều chuyển động phụ nên hệ thống thuỷ lực phức tạp Với -u điểm trên, đặc biệt -u điểm có khả uốn đ-ợc ống có kích cỡ lớn đ-ờng ống phức tạp, máy uốn ống điều khiến CNC phù hợp với quy mô công nghiệp Hiện giới có xu h-ớng sử dụng loại máy uốn ống kiểu trục tâm thay dần cho loại máy uốn ống khác đà đ-ợc ứng dụng cho số ngành công nghiệp nh-: Công nghiệp đóng tàu, công nghiệp dầu khí, công nghiệp hoá chất, công nghiệp lạnh điều hoà không khí 1.1.2 Tình hình nghiªn cøu n-íc HiƯn nay, ë n-íc ch-a có công trình nghiên cứu công nghệ uốn ống máy uốn ống chuyên dụng cách khoa học, có sở lý thuyết t-ơng đối đầy đủ, đặc biệt công nghệ uốn máy chuyên dụng uốn ống có đ-ờng kính chiều dày thành ống lớn Từ khoảng năm 2002 trở tr-ớc, nhà máy khí ta việc uốn ống th-ờng đ-ợc thực ph-ơng pháp thủ công với công cụ gá lắp thô sơ; số nhà máy đ-ợc trang bị máy uốn ống cong chiều nhập từ Liên Xô (cũ), Trung Quốc thuộc hệ máy thập niên 80, uốn đ-ợc ống có đ-ờng kính nhỏ (100mm) Gần yêu cầu phát triển ngành công nghiệp Việt Nam, số nhà máy lớn có điều kiện nhập máy uốn ống lớn Tuy nhiên, máy nhập giá đắt, lại phải trả ngọai tệ mạnh, nh-ng ch-a đáp ứng hết yêu cầu công nghệ Xuất phát từ việc phân tích -u nh-ợc điểm lọai máy uốn ống thực tế ứng dụng lọai ống uốn ngành công nghiệp nh- hạn chế hàng lọat máy uốn ống PLC nhập ngọai nhà máy nay, lựa chọn nghiên cứu, tích hợp hệ thống khí, thủy lực điều khiển CNC có khả uốn đ-ợc loại ống có đ-ờng kính chiều dày khác nhau, chế tạo hàng loạt máy uốn ống kiểu trang bị cho ngành công nghiệp khác nh- dầu khí, hoá chất, cấp thoát n-ớc Hiện nay, ngành chế tạo máy đà có tiến thiết kế, chế tạo nên mục tiêu đà nêu khả thi nên tiến hành sớm để đáp ứng nhu cầu thiết yếu công nghiệp, đại hoá công nghệ, nâng cao tỷ lệ nội địa hoá, nâng cao chất l-ợng sản phẩm, giảm nhập thiết bị mà n-ớc có khả chế tạo 1.2 Các ph-ơng pháp số thiết bị uốn ống 1.2.1 Các ph-ơng pháp uốn ống + Hiện công nghệ uốn ống chủ yếu đ-ợc tiến hành theo ph-ơng pháp sau: a) Ph-ơng pháp kéo (Rotary Draw): Đây ph-ơng pháp uốn ống đơn giản sử dụng kết hợp chuyển động quay khuôn uốn với chuyển động kẹp má kẹp ống trình uốn ống Ph-ơng pháp sử dụng uốn ống có đ-ờng kính nhỏ, chiều dày ống lớn với biên dạng uốn đơn giản b) Ph-ơng pháp lăn ép (Roll): Đây ph-ơng pháp uốn ống sử dụng lăn uốn để tạo hình cho ống uốn Ph-ơng pháp chủ yếu sử dụng cho nguyên công uốn thủ công với loại ống nhỏ sản xuất với số l-ợng c) Ph-ơng pháp uốn kiểu trục tâm (Mandrel): Đây ph-ơng pháp đ-ợc sử dơng rÊt phỉ biÕn hiƯn bëi tÝnh -u viƯt công nghệ ph-ơng pháp Ph-ơng pháp có số -u điểm sau: + Máy có khả uốn đ-ợc ống có đ-ờng kính chiều dầy lớn, phù hợp với ngành công nghiệp + Máy dùng hệ dẫn động thuỷ lực nên trình uốn êm đạt đ-ợc lực uốn lớn, dễ điều khiển tự động, kết cấu t-ơng đối gọn Nh-ợc điểm máy uốn ống kiểu trục tâm kích th-ớc máy t-ơng đối lớn phải gá trục tâm, sử dụng nhiều chuyển động phụ nên hệ thống thuỷ lực phức tạp Với -u điểm trên, đặc biệt -u điểm khả uốn đ-ợc ống có kích cỡ lớn đ-ờng ống phức tạp Hiện giới có xu h-ớng sử dụng loại máy uốn ống kiểu trục tâm thay dần cho loại máy uốn ống khác đà đ-ợc ứng dụng cho số ngành công nghiệp nh-: Công nghiệp đóng tàu, công nghiệp dầu khí, công nghiệp hoá chất, công nghiệp lạnh điều hoà không khí 1.2.2 Một số loại thiết bị uốn ống Hình 1.1: Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển NC (do Trung Quốc chế tạo) 10 Hình 1.2: Máy uốn ống điều khiển tay Liên Xô (cũ) chế tạo 1.3 Lựa chọn kiểu máy uốn ống, Nguyên lý hoạt động, đặc điểm kết cấu máy uốn ống kiểu trục tâm Xuất phát từ phân tích -u nh-ợc điểm, phạm vi ứng dụng lọai máy uốn ống, Đề tài chọn lọai máy uốn ống kiểu trục tâm,làm đối t-ợng nghiên cứu, tích hợp 1.4 Mục đích, ý nghĩa luận văn Đối với xà hội nhu cầu ống uốn lớn Các nhà máy cần máy uốn ống với ống có đ-ờng kính khác có độ xác cao có khả tự động hoá cao Hiện nay, thiết bị uốn ống sử dụng nhà máy chủ yếu máy uốn ống điều khiển PLC Trung Quốc Nga chế tạo Một vài nhà máy đóng tàu đà bắt đầu nhập máy uốn ống CNC Đức, nh-ng với giá thành nhập cao (khoảng 15 20 tỷ thiết bị) Các máy uốn èng ®iỊu khiĨn PLC cã hiƯu st thÊp, tÝnh linh hoạt độ tin cậy không cao, tiêu độ xác ống 65 độ tự động, ch-ơng trình uốn ống đ-ợc lập sẵn máy tính PC, sau ®ã bé ®iỊu khiĨn CNC sÏ nhËn tÝn hiƯu từ máy tính chuyển qua điều khiển trung tâm để điều khiển động cơ, xi lanh thuỷ lực theo trình tự đà lập sẵn ch-ơng trình máy tính Các thao tác đ-ợc tự động nh- sau: B-ớc 1: Sau ống uốn đà đ-ợc gá lắp máy, xi lanh kẹp đầu ống (xi lanh3) kẹp chặt đầu ống vào khuôn uốn B-ớc 2: Xi lanh kÑp sau (xi lanh 4) sÏ kÑp đuôi ống cho tâm ống thẳng với tâm máy giữ nguyên vị trí suốt trình uốn ống B-ớc 3: Xi lanh đẩy trục tâm (Xilanh 6) đẩy trục tâm vào vị trí ngang tâm khuôn uốn giữ nguyên vị trí B-ớc 4: Động AC Servo (động 1) tịnh tiÕn cơm xe cÊp èng dÞch chun xe cÊp èng đến vị trí đuôi ống sẵn sàng chờ kẹp chỈt èng B-íc 5: Xi lanh (xi lanh kĐp chặt ống) kẹp chặt đầu ống B-ớc 6: Xi lanh 1(xi lanh truyền động chính) thực trình uốn ống B-ớc 7: Khi trình uốn kết thúc, Xi lanh nhả kẹp đầu ống B-ớc 8: Xi lanh nhả kẹp đuôi ống B-ớc 9: Xi lanh kéo đầu ty tụt phía sau B-íc 10: Xi lanh sÏ kÐo cơm tay n đầu kẹp vị trí ban đầu B-ớc 11: Động đ-a khuôn uốn vị trí ban đầu, tiếp tục nguyên công uốn B-ớc 12: Động dịch chuyển xe cấp ống tới vị trí đà đ-ợc lập trình B-ớc 13: Động quay ống góc theo giá trị đà đ-ợc lập trình B-ớc 14: Xi lanh đẩy trục tâm vào vị trí uốn B-ớc 15: Xi lanh xi lanh tiếp tục kẹp chặt trình uốn lại tiếp tục lặp lại nh- 66 4.7 Một số hệ thống điện điều khiển điển hình 4.7.1 Khối điện động lực Phần điện động lực bao gồm động sau : - Động truyền động để dẫn động cho bơm dầu cấp dầu thuỷ lực cho xi lanh; Động có công suất P1 = 45 kW, tốc độ n = 1450 vòng/phút Công ty điện Việt- Hung chế tạo Hình 4.8: Hệ thống điện động lực máy uốn ống Giải thích sơ đồ: Nguồn điện pha đ-ợc cấp vào cầu đấu thông qua dây dẫn thiết bị đo dòng đến Aptomat dẫn đến khởi động từ vào cầu đấu dẫn đến động bơm dàu máy uốn ống 67 Hình 4.9: Động AC Servo điều khiển số dùng ®Ĩ di chun xe cÊp èng H×nh 6.6: HƯ thèng điện động lực nguồn cho động AC Servo Giải thích sơ đồ: Động dùng để di chun cơm xe cÊp èng, v× vËn tèc cđa xe cấp ống phải đồng tốc với tốc độ uốn ống nên ta phải chọn động AC Servo thiết kế động đ-ợc nối với hộp giảm tốc qua truyền bánh răng, 68 để làm tịnh tiến cụm xe cấp ống Công suất động P2 = kW, tốc độ n = 2900 vòng/phút Động đ-ợc điều khiển điều khiển riêng (Driver) - Động dùng để quay ống trình uốn ống góc quay phải xác thay đổi đ-ợc cách dễ dàng nhanh chóng nên ta chon động AC Servo đáp ứng đ-ợc yêu cầu đó, thiết kế động đ-ợc nối với hộp giảm tốc qua truyền trục vít bánh vít để làm quay cụm kẹp ống lắp cụm xe cấp ống Công suất động P2 = kW, tốc độ n = 2900 vòng/phút Động đ-ợc điều khiển điều khiển riêng (Driver) Hình 4.10: Hệ biến áp cách ly bảo vệ động AC Servo mạch điều khiển Giải thích sơ đồ: Mỗi động AC Servo đầu đ-ợc đấu nối với máy biến áp cách ly nhằm đảm bảo cho động điều khiển động làm việc an toàn tin cậy điều kiện điện áp nguồn không ổn định - Động dẫn động khuôn uốn dùng để quay khuôn uốn vị trí ban đầu sau khuôn uốn thực xong góc uốn Động có công suất P = 0.75 kW, tốc độ n = 1450 vòng/ phút Động đ-ợc nối với hộp giảm tốc đ-ợc truyền qua mét bé trun xÝch tíi khu«n n 69 4.7.2 Khối điện điều khiển Điều khiển máy uốn ống trình t-ơng đối phức tạp Ngoài việc điều khiển phối hợp động thiết bị kể làm việc với theo yêu cầu công nghệ, phải điều khiển đóng mở van thủy lực điện từ để xi lanh thuỷ lực làm việc với chế độ khác theo giai đoạn công nghệ máy Hình 4.11: Sơ đồ khối tủ điều khiển trung tâm máy uốn ống Vì cấu chấp hành làm việc liên động với nên chế độ chạy tự động, mạch điều khiển có chế độ kiểm tra, chạy tay để chạy thiết bị kiểm tra sửa chữa Trong trình thiết kế mạch điều khiển 70 máy, đà khảo sát, tìm hiểu hoạt động máy uốn ống Trung Quốc CHLB Đức chế tạo só nhà máy đóng tàu Mạch điều khiển đà đáp ứng hoạt động theo máy mà đà khảo sát Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển động AC Servo 71 Hình 4.13: Sơ đồ khối hệ thống kết nối động AC Servo với điều khiển Giải thích sơ đồ: Nguồn điện pha đ-ợc cấp vào Aptomat thông qua dây dẫn đến khởi động từ dẫn đến Servo Drive đến động AC Servo động có tín hiệu Encoder connection phản hồi Servo Drive máy tính để điều khiển tốc độ động AC Servo để đảm bảo tốc độ cấp phôi với tốc độ uốn Từ yêu cầu 4.7.3 Khối thiết bị điện bảo vệ Nhiệm vụ khối đảm bảo cho máy làm việc chế độ định mức đà đặt tr-ớc, máy làm việc chế độ tải hay cố máy tự động dừng chạy tiếp cố ch-a bị loại trừ 72 Các loại bảo vệ sau đ-ợc sử dụng cho máy uốn ống : bảo vệ pha điện áp l-ới, bảo vệ tải rơ le nhiệt, cắt nhanh bảo vệ áp suất hệ thống thủy lực 4.7.4 Khối đo l-ờng tín hiệu Khối có nhiệm vụ đo giá trị (dòng điện, áp lực) cách liên tục gửi giá trị đo điều khiển trung tâm để xử lý trì hoạt động máy Khối gồm có biến dòng điện, đồng hồ đo dòng, đồng hồ đo áp lực vừa thị vừa khống chế gửi tín hiệu với trị số áp lực đặt thay đổi đ-ợc Tất tín hiệu đo l-ờng đ-ợc đ-a đầu vào điều khiển trung tâm để xử lý, giá trị áp lực đặt (Pset), việc đọc đồng hồ, đ-ợc hiển thị đèn bàn điều khiển Trong trình lắp đặt phần điện chạy thử máy tr-ờng, thấy phần thiết kế đà l-ờng tr-ớc đ-ợc khả xảy nên ch-ơng trình đà lập cho CNC phải chỉnh sửa phần nhỏ, trình chạy máy chế độ lâu dài (trong trình sản xuất) hệ thống điện đảm bảo làm việc ổn định tin cậy 73 Ch-ơng Chạy thử, khảo nghiệm, kết 5.1 Chạy thử thiết bị: 5.1.1 Quy trình chạy thử phần Đây quy trình bắt buộc thiết bị đơn lẻ cụm thiết bị độc lập tr-ớc đấu nối liên động học liên động điện, điều khiển với cụm hay phận khác toàn thiết bị hệ thống thiết bị Nói cách khác, giai đoạn chạy không tải thiết bị độc lập - Các yêu cầu chạy thử phần: + Lắp đặt vào vị trí thiết bị dự kiến chạy thử độc lập + Đổ dầu bôi trơn cho hộp giảm tốc + Đấu nối nguồn điện động lực cho động thông qua thiết bị đóng ngắt an toàn phù hợp với thông số động + Đầu nối hệ thống điều khiển cho thiết bị + Kiểm tra thông số nguồn điện + Xác định thời điểm chạy thử: đảm bảo không gây cháy nổ, mặt thông thoáng, không cã tiÕng ån lín ®Ĩ dƠ theo dâi + Chn bị nhân lực phục vụ điện + Chuẩn bị dụng cụ đo điện - Các thiết bị đ-ợc xác định chạy thử độc lập: + Động bơm dầu + Xi lanh truyền động + Xi lanh kẹp đầu ống + Xi lanh đỡ sau ống + Xi lanh đẩy trục tâm + Các động AC Servo (bắt buộc chạy riêng động tr-ớc để kiểm tra chiều quay) + Hệ thống phần tử thủy lực: thử điều khiển đóng ngắt theo logic + Thử không tải toàn hệ thống thủy lực, bao gồm xylanh thủy lực 74 hệ thống đ-ờng ống, thiết bị đo thủy lực + Hệ thống tín hiệu phản hồi thuộc hệ thống điều khiển + Cụm điều khiển theo ch-ơng trình CNC + Các phần tử điều khiển Đánh giá chung: Giai đoạn chạy vận hành thiết bị cụm thiết bị độc lập có ý nghĩa không công tác kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu ban đầu động học mà khẳng định đ-ợc khả đ-a thiết bị vào vận hành Các khuyết tật động học lỗi lập trình đ-ợc phát khắc phục, đặc biệt dạng hỏng hóc nhà chế tạo khác kiểm soát hết (động cơ, bơm dầu, phần tử thủy lực, linh kiện điện, ) 5.1.2 Quy trình chạy thử toàn Giai đoạn vận hành thử nghiệm phần độc lập thiết bị đà đ-ợc kết luận Sau trình hiệu chỉnh khắc phục khuyết tật phát đ-ợc, nhóm đề tài chuyển sang giai đoạn vận hành thử nghiệm toàn thiết bị - Trình tự chạy thử: Vận hành máy chế độ Manual: Khi công tắc chọn chế độ làm việc đặt chế độ Manual ta chạy thử cụm thiết bị cách độc lập, nh-ng phải đảm bảo an toàn: chạy thử xi lanh truyền động chính, xi lanh kẹp đầu ống, xi lanh kẹp ống, động AC Servo cách độc lập Chế độ chạy tay dùng cho việc hiệu chỉnh uốn ống đơn giản Vận hành máy chế độ tự động: Khi chuyển công tắc sang Auto máy hoạt động tự động theo chương trình đà định sẵn, bước làm việc giống chế độ Manual 5.2 Kết khảo nghiệm 5.2.1 Về khối l-ợng công việc: Đề tài đà hoàn thành khối l-ợng công việc đề Triển khai b-ớc vận hành thử máy không tải, chạy rà toàn thiết bị hệ thống liên quan theo lập trình đà định 75 Chạy thử máy có tải, kiểm nghiệm đ-ợc khả làm việc, yếu tố động học, động lực học, khả tích hợp hệ thống trình chạy thử Kiểm nghiệm đ-ợc khả làm việc công suất thiết bị đà lắp đặt: động loại, xi lanh thuỷ lực kết tích hợp, Kiểm nghiệm hiệu chỉnh hệ thống điều khiển theo ch-ơng trình máy tính, hệ thống thủy lực, áp lực làm việc hệ thống Đánh giá đ-ợc ảnh h-ởng yếu tố liên quan đến trình uốn ống cách rõ ràng hơn, đối chiếu với toán tích hợp, lập trình Đánh giá đ-ợc biên dạng chất l-ợng sản phẩm sau uốn so với yêu càu ban đầu sản phẩm Tiên l-ợng đ-ợc tình hỏng hóc, cố xảy trình hoạt động máy uốn ống 5.2.2 Về chất l-ợng công việc: An toàn tuyệt đối Tính chuẩn xác độ tin cậy cao: Các công đoạn đ-ợc thử nghiệm phạm vi thiết bị, công tác kiểm nghiệm đ-ợc tiến hành phận độc lập với đội ngũ thực Đề tài 76 Kết luận kiến nghị Các kết đạt đ-ợc Đề tài Đề tài đà hoàn thành toàn khối l-ợng công việc nội dung đăng ký, bao gồm: 1.1 Các kết nghiên cứu, tích hợp lập trình + Trên sở kết khảo sát thực tế, nghiên cứu công nghệ uốn ống, đà tính toán tích hợp hệ thống khí, hệ thống điều khiển, hệ thống thuỷ lực + Tích hợp thành công máy uốn ống đạt yêu cầu kỹ thuật vận hành uốn ống thử nghiệm theo ch-ơng trình đà lập, kết uốn ống m bo yờu cu Kết Đề tài khẳng định tính khả thi việc tích hợp hệ thống khí, thủy lực điều khiển CNC thiết bị t-ơng tự đ-ợc chế tạo n-ớc nâng cao khả nâng tự động hóa thiết bị chÕ t¹o n-íc Tồn hệ thống tích hợp lắp đặt theo yêu cầu hồ sơ thiết kế máy Hệ thống thuỷ lực làm việc êm dịu tin cậy Hệ thống điều khiển CNC làm việc ổn định đảm bảo độ xác cao + øng dơng kü tht ph©n tÝch 3D mô động học động lực học cụm công tác máy uốn ống có tính đến biến dạng đàn hồi kết cấu +Nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển CNC cho máy uốn ống 1.2 Kết khoa học Sản phẩm Đề tài thiết bị hoàn toàn mới, tích hợp hoàn toàn dựa sở máy móc n-ớc Đề tài đà đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn cho đội ngũ cán kỹ thuật, kỹ thuật viên, lập trình viên Một số kiến nghị : Để phát huy kết đà đạt đ-ợc, xin kiến nghị : Tiếp tục thực nhiệm vụ sau Đề tài để chế tạo hoàn chỉnh thiết bị mức độ cao hơn, mở rộng khả công nghệ máy (nh- uốn đ-ợc ống mỏng có đ-ờng kính lớn uốn đ-ợc bán kính uốn nhỏ) để đáp ứng đ-ợc nhu cầu đa dạng thị tr-ờng 77 Tạo điều kiện để sở sản xuất, doanh nghiệp có điều kiện ứng dụng sản phẩm tiến này, góp phần giảm chi phí cho doanh nghiệp, nâng cao khả tự động hóa Kết luận : Kết nghiên cứu Đề tài khẳng định tính khả thi việc tích hợp thiết bị t-ơng tự nguồn lực khí chế tạo máy n-ớc Tính tự chủ sáng tạo, đáp ứng nhu cầu thị tr-ờng đ-ợc thể thông qua tính sản phẩm, -u việt sản phẩm đáp ứng xúc l-ợng, hiệu máy uốn ống công nghiệp: Tăng chất l-ợng sản phẩm, tiết kiệm l-ợng, hạ giá thành sản phẩm, cải thiện môi tr-ờng sản xuất Đề tài đà chứng minh đ-ợc lực ph-ơng pháp nghiên cứu thiết kế tích hợp sản phẩm khí phức tạp, phát triển sản phẩm ứng dụng thực tế sản xuất Đề tài đà nghiên cứu, tích hợp thành công dạng sản phẩm ứng dụng đ-ợc công nghệ tiên tiến vào sản xuất; Đây kết lớn, phục vụ trực tiếp cho ngành công nghiệp n-ớc Từng b-ớc khẳng định lực khí chế tạo điều khiển tự động Việt nam với bạn bè khu vực giới 78 Tài liệu tham khảo [1] - Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy Tập Tập Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 2003 [2] - Hà Văn Vui cộng Sổ tay thiết kế khí Tập Tập Nhà xuất KHKT, Hà Nội 2006 [3] - Đinh Gia T-ờng, Tạ Khánh Lâm Nguyên lý máy Nhà xuất KHKT, Hà Nội 1995 [4] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Nhà xuất Giáo dục 1999 [5] - Ninh Đức Tốn Dung sai lắp ghép Nhà xuất Giáo dơc 2004 [6] - Ngun Th V©n “Kü tht sè” Nhµ xuÊt KHKT 2004 [7] - Nguyễn Tất Tiến “Lý thuyt bin dng kim loi Nhà xuất giáo dôc 2004 [8] - Nguyễn Tất Tiến, Nguyễn Đắc Trung, Nguyễn Minh Vũ “Lý thuyết dập tạo hình” Nhµ xt Bách khoa Hà Nội 2009 [9] - Phm Vn Nghệ, Đỗ Văn Phúc “Máy ép khí” Nhµ xt b¶n Khoa häc kü thuËt 2005 [10] - Lê Trung Kiên, Lê Gia Bảo “Tự động hóa q trình tạo hỡnh Nhà xuất giáo dục 2006 [11] - Phm Vn Ngh Cụng ngh dp thy tnh Nhà xuất Bách khoa Hà Nội 2006 [12] - Nguyn c Trung, Lê Thái Hùng,Nguyễn Như Huynh, Nguyễn Trung Kiên “Mô s quỏ trỡnh bin dng Nhà xuất Bách khoa Hµ Néi 2011 [13] - Bangalore “Machine Tool Design Hanbook” McGraw-Hill Publishing Company Limited 1997 [14] - Bryan “Programmable Controllers: Theory and Implementations Chicago Industrial Text 1988 [15] - Chang “NC Machine programming and software Design” Prentice Hall 1989 79 Lời cám ơn Các thành đạt đ-ợc Đề tài kết trình học tập, nghiên cứu thân d-ới h-ớng dẫn bảo tận tình thầy h-ớng dẫn PGS.TS Nguyễn Đắc Trung phối hợp nghiên cứu triển khai nhiều quan, t- vấn chuyên gia đặc biệt giúp đỡ tạo điều kiện quan chủ trì nhóm thực Đề tài Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô giáo Viện sau đại học tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội Tôi xin chân thành cám ơn Nhà máy, Công ty, Viện nghiên cứu, đà hỗ trợ, tạo điều kiện trình nghiên cứu triển khai đề tài Xin chân thành cám ơn đóng góp quý báu Giáo s-, Tiến sỹ, nhà khoa häc ®· trùc tiÕp cè vÊn, tham gia thùc Đề tài Cám ơn đội ngũ cán kỹ thuật, công nhân đà có nhiều đóng góp tích cực sáng tạo trình nghiên cứu thử nghiệm hòan thiện máy uốn ống Đề tµi ... máy uốn ống thực tế ứng dụng lọai ống uốn ngành công nghiệp nh- hạn chế hàng lọat máy uốn ống PLC nhập ngọai nhà máy nay, lựa chọn nghiên cứu, tích hợp hệ thống khí, thủy lực điều khiển CNC có... quan máy uốn ống 1.1.Tình hình nghiên cứu máy uốn ống giới n-ớc 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Vào cuối kỷ 20, kết nghiên cứu máy uốn ống đà đ-ợc ứng dụng nhiều vào sản xuất với nhiều loại máy uốn. .. cong Nguyên công uốn đ-ợc thực máy uốn ống dạng lăn, dạng trục tâm, máy uốn ống vạn hay máy uốn ống tự động điều khiển từ máy tính Biên dạng ống uốn đ-ợc tạo biên dạng khuôn uốn máy uốn èng Lùc n