5. Phƣơng pháp nghiên cứu
1.2.7 Máy phay động học song song 5 trục
Nhiều khái niệm máy dựa trên động học song song đã đƣợc thực hiện cho 5 trục. Trong khi đó trong quá khứ là khái niệm chi phối hoàn toàn song song, gần đây chúng tôi có thể quan sát xu hƣớng cấu trúc lai. Trong phần sau đây sẽ trình một máy công cụ động học song song cho gia công 5 trục.
+ COSMO CENTAR OKUMA PM600 Okuma's Cosmo Center PM‐600 (hình 1.9 và hình 1.10) là cơ cấu máy công cụ song song hoàn toàn phát triển để sản xuất đạt đƣợc hiệu quả cao của bộ phận bằng nhôm và khuôn mẫu yêu cầu công việc đánh bóng ít hơn và tích hợp các hoạt động để cắt hình dạng phức tạp. Theo Okuma, cung cấp cho tốc độ gia công cao, gia công bề mặt phức tạp và hoạt động liên tục.
HVTH: Vũ Văn Cường GVHG: TS. Nguyễn Hồng Thái 25
Hình 1.10 Trung tâm gia công cấu trúc song song Trung tâm PM-600 - máy PKM 6-DOF
Máy có khả năng đạt tốc độ gia công 100 m/phút và gia tốc 1.5 G. Góc nghiêng trục chính tối đa ± 30 °. Mỗi chân của máy đƣợc tích hợp với một động cơ servo rỗng và một bộ mã hóa (encoder) quay rỗng. Khớp nối vạn năng sử dụng một sự kết hợp của sức căng vòng bi lăn. Tính năng khác bao gồm: Bảng 750 x 750mm, không gian làm việc: 420 × 420 × 400 mm (hành trình tịnh tiến mỗi chân 400 mm), di chuyển X-Y × Z / trục chính nghiêng 800 × 400/0 ° mm, tốc độ trục chính 50 - 12.000 / 30.000 min-1, động cơ 9/ 6 kW, không gian máy 2405 × 2830 mm. Bộ thay dao tự động lên đến 20 dụng cụ.
Nó thực sự là một máy 6 trục, dựa trên chuẩn Gough-Stewart làm nền tảng cấu trúc, nhƣng nó đƣợc sử dụng cho máy gia công năm trục. Điều đó cũng có thể đƣợc lập trình cho phay ba trục giữ phần đầu đứng trục chính luôn theo phƣơng z .
+ MÁY TRUNG TÂM DÒNG ECOSPEED VÀ ECOLINER trung tâm 5 trục dòng ECOSPEED và ECOLINER từ DörriesScharmann Technologie GmbH là những cấu trúc lai trang bị Sprint Z3 đầu trục chính. Trung tâm gia công dòng ECOSPEED và ECOLINER đƣợc thiết kế cho gia công tốc độ cao của thành phần cấu trúc nhôm lớn (ECOSPEED, ECOSPEED F và ECOLINER) cho các thành
HVTH: Vũ Văn Cường GVHG: TS. Nguyễn Hồng Thái 26 phần sản phẩm vừa và nhỏ, tập trung vào các ứng dụng : Ngành công nghiệp ô tô, ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ngành công nghiệp dụng cụ và khuôn (ECOSPEED F HT) (hình 1.11). Các trung tâm gia công đƣợc thực hiện nhƣ là một hệ thống lai với Sprint Z3, 3 đầu trục chính động học song song hoàn toàn (hình 1.12) có thể di chuyển trong Z và độ nghiêng theo mọi hƣớng, và đƣợc thực hiện bởi trục X và Y nối tiếp nhƣ băng bàn trƣợt.
Hình 1.11 ECOSPEED F HT trung tâm gia công 5 trục với đầu gia công động học song song Sprint Z3
Đầu Sprint Z3, đó là một chân máy ngang kết nối song song sử dụng ba phƣơng pháp đƣờng thẳng song song và ốc vít trụ kèm theo liên kết với một gối đỡ trục chính. Các phần tử là đƣợc thiết kế để đạt đƣợc hầu nhƣ bất kỳ kết hợp của chuyển động tuyến tính và quay trong vùng làm việc chính. Ba chân song song ngang (hình 1.12), tất cả các đƣợc đính kèm ở một đầu vào một vỏ trục chính. Mỗi chân gắn với vỏ tròn ở 120 độ xung quanh ngoại vi bằng một khớp tròn để vỏ có thể xoay quanh trục. Kết thúc khác của chân đính kèm thông qua khớp tới một khối di chuyển theo hƣớng trục Z cộng và trừ đi, tiến hành một tập cố định các cách dẫn hƣớng tuyến tính song song. Theo khối là một đai ốc tròn đƣợc đính kèm thông qua đó một nhóm quả cầu xoay tròn. Mỗi một ốc vít cầu đƣợc trang bị riêng động cơ servo.Vì mỗi trong ba ốc vít cầu xoay tròn, khối lƣợng tƣơng ứng của nó chuyển động trong vỏ
HVTH: Vũ Văn Cường GVHG: TS. Nguyễn Hồng Thái 27 trục chính. Khi tất cả nhóm ba quả cầu có thể khởi động cùng một lúc, di chuyển vỏ trục chính theo một hƣớng thẳng, cộng hoặc trừ trục Z. Chƣơng trình ốc vít cầu để di chuyển độc lập và gối đỡ với trục chính của nó, có thể tạo nên những trục A và B của chuyển động. Phạm vi cho các chuyển động là cộng hoặc trừ 40 độ về các trục A hoặc B. Các thiết lập tam giác bằng cách sử dụng các liên kết song song làm cho đặc tính độ cứng trục chính cao trong cả hai cách thức động và tĩnh. Do giảm khối lƣợng của thiết kế, tăng tốc và giảm tốc độ dọc trục cho đầu Z3 là 1G. Tốc độ chạy dao nhanh lên đến 50 m/phút. Tối đa đầu Z3 hành trình trục Z đã đƣợc giới hạn đến 670 mm. Điều này hạn chế mang đến cho độ cứng đầu tới bộ phận vách ngăn máy mỏng tốt hơn trong thành phần cấu trúc nhôm hàng không vũ trụ.
Đầu Z3 mới có thể chứa một trục chính động cơ với các phạm vi tốc độ 7.500 đến 40.000 có sẵn. Trục quay lên tới 80 KW có thể đƣợc cung cấp bằng cách thiết kế đầu Z3. Ba thƣơng hiệu trục chính khác nhau đang đƣợc cung cấp để sử dụng, trong các Z3 cung cấp cho ngƣời dùng một sự lựa chọn kết hợp tốc độ và mômen xoắn cho các ứng dụng gia công khác nhau. Những đặc tính khác của đầu Z3 là: Tăng tốc quay - 685 ° /s2, vận tốc quay định vị - 80 °/s. Hơn 20 trung tâm gia công của ECOSPEED đã đƣợc sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay.
HVTH: Vũ Văn Cường GVHG: TS. Nguyễn Hồng Thái 28
Hình 1.12 Sprint Z3 đầu công cụ động học song song