Bài giảng Truyền động và điều khiển máy CNC: Chương 4.1 - TS. Đường Công Truyền

Bài giảng Truyền động và điều khiển máy CNC: Chương 4.1 Truyền động trong máy công cụ CNC cung cấp cho người học những kiến thức như: Truyền động trục chính; Nhiệm vụ của truyền động chạy dao; Tính chất của truyền động chạy dao; Cấu trúc hệ truyền động chạy dao; Tính toán truyền động chạy dao; Tính toán tải trọng tĩnh – Static load.

3/21/2021 Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC Đường Công Truyền Chương TRUYỀN ĐỘNG TRONG MÁY CÔNG CỤ CNC 3/21/2021 TRUYỀN ĐỘNG TRỤC CHÍNH Truyền động trục • Tạo chuyển động • Gồm: – Động servo – Thiết bị truyền động • Chuyển động quay động truyền đến trục qua truyền đai 3/21/2021 Truyền động trục • Truyền động bánh răng: khơng thích hợp cho gia cơng tốc độ cao • Gần đây, truyền động trực tiếp (không qua truyền đai) sử dụng cho số vòng quay cao (> 10000 vg/ph) 1000V n= ( vg / ph )  d Truyền động trục 3/21/2021 Truyền động trục Bài tập nhà • Tính số vòng quay (vòng/phút) tốc độ chạy dao (inch/phút) cho dao phay ngón (vật liệu HSS, , đường kính inch) gia cơng phơi hợp kim nhôm 3/21/2021 TRUYỀN ĐỘNG CHẠY DAO Nhiệm vụ truyền động chạy dao • Tạo chuyển động chạy dao • Chuyển đổi lệnh điều chỉnh điều khiển thành chuyển động tịnh tiến (hay quay tròn) bàn máy mang dao (hay phôi) máy công cụ 3/21/2021 Tính chất truyền động chạy dao • Có tính động học cao: bàn máy phải theo kịp biến đổi thời gian ngắn đại lượng dẫn biến đổi • Có độ vững số vòng quay cao: cần giảm đến mức thấp ảnh hưởng lực cản chạy dao đến tốc độ chạy dao • Phạm vi điều chỉnh số vịng quay cao: từ 1:10000 đến 1:30000 • Đáp ứng lượng gia tăng dịch chuyển nhỏ (≤ m) Cấu trúc hệ truyền động chạy dao • Gồm: – Động servo – Thiết bị truyền động • Chuyển động quay động truyền đến trục qua truyền trục vít-đai ốc bi 3/21/2021 Cấu trúc hệ truyền động chạy dao • Truyền động chạy dao kiểm sốt vận tốc mơmen xoắn bàn máy thông qua thiết bị truyền động trục dựa lệnh vận tốc từ hệ điều khiển CNC TÍNH TỐN TRUYỀN ĐỘNG CHẠY DAO 3/21/2021 Tính tốn truyền động chạy dao • Các động truyền động chạy dao cần phải vượt qua tải trọng tĩnh (static load) tải trọng động (dynamic load) máy CNC • Static load để vượt qua: – Ma sát dẫn hướng – Ma sát ổ bi – Lực chạy dao tác động lên bàn máy • Dynamic load để làm chuyển động: – Bàn máy, chi tiết – Trục vít truyền động Tính tốn tải trọng tĩnh – Static load • Do ma sát bàn máy dẫn hướng (guideway): – Mômen xoắn tác động lên motor ma sát: – – – – – – gf: hệ số ma sát dẫn hướng mt: khối lượng bàn máy mw: khối lượng chi tiết hp: bước vít g: gia tốc trọng trường Fz: lực cắt theo phương z 3/21/2021 Tính tốn tải trọng tĩnh – Static load • Do ma sát bi trục vít – Mômen xoắn ma sát ổ bi: – – – – p: hệ số ma sát ổ bi db: đường kính ổ bi Ff: lực cắt chạy dao max Fp: tải trọng trước làm việc (preload) Tính tốn tải trọng tĩnh – Static load • Lực chạy dao tác động lên bàn máy – Mômen xoắn tác động lên trục vít lực chạy dao – Ff: lực cắt chạy dao max (theo phương x) – hp: bước vít 3/21/2021 Tính tốn tải trọng tĩnh – Static load • Tổng mơmen xoắn tải trọng tĩnh • Trường hợp có sử dụng hộp giảm tốc với tỉ số truyền rg, tổng tải trọng tĩnh tác động lên motor giảm: Tính tốn tải trọng động – Dynamic load • Mơmen qn tính bàn máy chi tiết tác động lên trục vít • Mơmen qn tính trục vít có khối lượng ml đường kính dp 10 3/21/2021 Tính tốn tải trọng động – Dynamic load • Tổng mơmen qn tính tác động lên trục động • Jm : mơ men qn tính trục động (tra bảng từ loại động cơ) • rg : tỉ số truyền hộp giảm tốc Tính tốn tải trọng động – Dynamic load • Mơmen qn xoắn tải động tĩnh •  : vận tốc góc động • B : hệ số giảm chấn • Je : tổng mơmen qn tính tác động lên trục động Động chọn từ Td 11 3/21/2021 Ví dụ • Tính tốn lựa chọn động DC servo cho truyền động chạy dao máy phay CNC trục với thơng số sau: Ví dụ • Mơmen xoắn tác động lên motor ma sát bàn máy dẫn hướng 12 3/21/2021 Ví dụ • Mơmen xoắn ma sát ổ bi: Ví dụ • Mơmen xoắn tác động lên trục vít lực chạy dao • Tổng mơmen qn tính tải trọng tĩnh 13 3/21/2021 Ví dụ • Mơmen qn tính bàn máy chi tiết tác động lên trục vít Ví dụ • Mơmen qn tính trục vít 14 3/21/2021 Ví dụ • Tổng mơmen qn tính tác động lên trục động Tính tốn tải trọng động – Dynamic load • Gia tốc góc trục động 15 3/21/2021 Ví dụ • Mơmen qn xoắn tải động tĩnh Ví dụ • Chọn động DC servo Động DC servo chọn phải đạt mômen xoắn Td = 18.90 N.m khoảng thời gian tăng tốc 0.1 s 16 ...3/21/2021 TRUYỀN ĐỘNG TRỤC CHÍNH Truyền động trục • Tạo chuyển động • Gồm: – Động servo – Thiết bị truyền động • Chuyển động quay động truyền đến trục qua truyền đai 3/21/2021 Truyền động trục • Truyền. .. quay động truyền đến trục qua truyền trục vít-đai ốc bi 3/21/2021 Cấu trúc hệ truyền động chạy dao • Truyền động chạy dao kiểm soát vận tốc mômen xoắn bàn máy thông qua thiết bị truyền động trục... tốc từ hệ điều khiển CNC TÍNH TỐN TRUYỀN ĐỘNG CHẠY DAO 3/21/2021 Tính tốn truyền động chạy dao • Các động truyền động chạy dao cần phải vượt qua tải trọng tĩnh (static load) tải trọng động (dynamic