4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.2. Kết nối máy hàn, bộ cấp dây và robot [6,8,9]
* Sơ đồ kết nối
Hình 3.15: Sơ đồ kết nối máy hàn, bộ cấp dây và Robot
Kết nối robot hàn AX-V6 với bộ cấp dây và máy hàn TIG ACCUTIG 300P thông qua khối rơ le của robot. Output 1 trên khối rơ le nối với tiếp điểm cò hàn TS của máy hàn ACCUTIG 300P, output 2 nối với mạch điều khiển động cơ cấp dây trên hình 3.15.
Khối Rơle của Robot AX-V6 Máy hàn ACCUTIG 300P B ùi V ăn H ạn h 1: 1 Đ Ồ N G 1 u l ô n g 2 u l ô n g K u l ô n g Khối cấp nguồn
CHƢƠNG IV: CHẾ TẠO VÀ CHẠY THỬ NGHIỆM 4.1. Chế tạo và kết nối
4.1.1. Chế tạo cơ cấu kẹp chặt
Sau khi nghiên cứu bản vẽ, cơ cấu đƣợc chế tạo đúng kích thƣớc nhƣ trên bản vẽ, các cơ cấu đƣợc mài, dũa hết bavia và sơn màu ghi. Sản phẩm sau khi chế tạo có hình dạng nhƣ hình 4.1:
Hình 4.1: Kết cấu kẹp chặt sau khi chế tạo
4.1.2. Chế tạo kết cấu mỏ hàn TIG tự động cấp dây
- Ống trụ: Đƣợc chế tạo từ đồng có chiều dài ống 60mm, đƣờng kính ngoài ống Ф12, đƣờng kính trong ống Ф5. Ở hai đầu ống đƣợc taro ren ngoài, một đầu đƣợc nối với ống mềm bằng mối ghép ren, đầu còn lại nối với ống cong. Trên thân ống đƣợc gia công một phần dạng đai ốc để thuận tiện cho quá trình lắp ráp và kết nối với các cơ cấu khác nhƣ hình 4.2.
Hình 4.2: Ống trụ
- Ống cong: Đƣợc chế tạo từ đồng thau có chiều dài 60mm, đƣờng kính ngoài ống Ф8, đƣờng kính trong ống Ф5, một đầu có hạ bậc để lắp ráp với ống trụ bằng mối ghép ren, đầu còn lại đƣợc taro ren trong M6 để kết nối với pép tiếp xúc mỏ hàn. Phần ống cong đƣợc uốn cong với bán kính phù hợp để dây hàn đƣợc đƣa vào vùng hàn thuận lợi, liên tục mà không bị ngắt quãng. Cấu tạo ống cong trên hình 4.3.
Hình 4.3: Ống cong
- Pép tiếp xúc dây hàn: Đây là cơ cấu tiếp xúc gần nhất với nguồn nhiệt của hồ quang, làm nhiệm vụ dẫn hƣớng cho dây hàn đi vào vũng hàn do đó cũng đƣợc chế tạo từ đồng. Hình dạng và kích thƣớc của pép tiếp xúc nhƣ hình 4.4.
Hình 4.4: Pép tiếp xúc dây hàn
Pép tiếp xúc dây hàn có đƣờng kính ngoài Ф9, chiều dài 45mm, một đầu đƣợc taro ren ngoài M6 để kết nối với ống cong.
Tùy thuộc vào loại đƣờng kính dây hàn để lựa chọn pép tiếp xúc có đƣờng kính trong khác nhau. Cụ thể là khi tiến hành nghiên cứu thiết kế cơ cấu cấp dây tự động cho máy hàn TIG thì tác giả chọn đƣờng kính dây hàn bằng 1,0mm, nên pép tiếp xúc mỏ hàn mà tác giả lựa chọn có đƣờng kính lỗ trong là Ф =1,0mm.
Cơ cấu dẫn hƣớng dây hàn cho mỏ hàn TIG tự động đƣợc luồn hệ thống ruột gà từ cơ cấu cấp dây hàn đến vị trí pép tiếp xúc dây hàn, và đƣợc nối với ống mềm bằng mối ghép ren, bên ngoài ruột gà là ống mềm chịu nhiệt bảo vệ. Toàn bộ cơ cấu sẽ đƣợc kẹp chặt trên cơ cấu kẹp chặt gắn trên mỏ hàn TIG và đƣợc điều chỉnh khoảng cách cũng nhƣ góc độ phù hợp đến vị trí mỏ hàn. Kết cấu mỏ hàn TIG tự động cấp dây nhƣ hình 4.5.
Hình 4.5: Kết cấu mỏ hàn TIG tự động cấp dây
4.1.3. Chế tạo đồ gá mỏ hàn TIG tự động
Sau khi nghiên cứu bản vẽ, đồ gá mỏ hàn TIG đƣợc chế tạo đúng kích thƣớc nhƣ trên bản vẽ, đồ gá đƣợc mài, dũa hết bavia và sơn màu ghi. Sản phẩm sau khi chế tạo có hình dạng nhƣ hình 4.6:
Hình 4.6: Đồ gá mỏ hàn TIG tự động
4.1.4. Kết nối mạch điều khiển tốc độ bộ cấp dây tự động a. Chuẩn bị a. Chuẩn bị
- Nguồn một chiều 24V-2A.
- Động cơ một chiều DC 24V, 7,6A, 110W.
- Bộ cấp dây CMXL-2320 của hãng OTC - DAIHEN. - Bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều DK20, DC9-60V.
b. Kết nối mạch điều khiển
Từ sơ đồ mạch điều khiển điện tổng thể ta tiến hành kết nối dây màu đỏ của bộ điều khiển IN (+) đƣợc nối với dƣơng nguồn 24V (+), dây màu vàng của bộ điều khiển IN (-) đƣợc nối với âm nguồn 24V (-). Dây màu xanh OUT (+) của bộ điều khiển đƣợc nối với dây màu đen của động cơ một chiều, còn dây màu trắng của bộ điều khiển đƣợc nối với dây màu đỏ của động cơ một chiều.
Sơ đồ kết nối nhƣ hình 4.7:
Hình 4.7: Mạch điều khiển tốc độ bộ cấp dây tự động
4.1.5. Kết nối máy hàn, bộ cấp dây và Robot
Từ sơ đồ kết nối máy hàn, bộ cấp dây và Robot trên (hình 3.15) ta tiến hành kết nối chân OUT 1 của khối Rơle của Robot với chân (1) của CON2 máy hàn TIG. Nối chân (2) của CON2 máy hàn TIG với tiếp điểm (1) của khóa K bộ điều khiển cấp dây. Tiếp điểm (2) của khóa K bộ điều khiển cấp dây đƣợc kết nối với OUT 2 khối Rơle của Robot. Để dây hàn đi ra mỏ hàn một cách tự động ta kết nối cổng COM1 của khối Rơle Robot với tiếp điểm (1) của khóa K bộ điều khiển vào chân (2) của CON2 máy hàn ACCUTIG 300P.
Kết cấu mỏ hàn TIG tự động cấp dây sẽ đƣợc kẹp chặt trên đồ gá và đƣợc gá chặt trên tay máy của Robot AX-V6 bằng hệ thống bulông-đai ốc nhƣ hình 4.8:
Hình 4.8: Kết nối máy hàn, bộ cấp dây trên Robot AX-V6
4.2. Chạy thử nghiệm hệ thống mỏ hàn TIG tự động cấp dây trên máy hàn ACCUTIG 300P và Robot AX-V6 ACCUTIG 300P và Robot AX-V6
Quá trình chạy thử nghiệm hệ thống mỏ hàn TIG tự động cấp dây đƣợc thực hiện trên máy hàn ACCUTIG 300P và trên Robot AX-V6, hàn trên các liên kết hàn giáp mối, liên kết hàn chữ T, vật liệu chế tạo liên kết là thép CT3 với các loại chiều dày vật liệu 3mm và 4mm có kích thƣớc 200x40x4 và 200x100x3.
* Đối với mối hàn giáp mối:
Sau khi đặt chế độ hàn, giữ đúng góc độ mỏ hàn, tiến hành gây hồ quang và nung nóng điểm bắt đầu đƣờng hàn đến trạng thái chảy, dẻo. Sau đó điều chỉnh cho dây hàn đi ra mỏ hàn với vận tốc phù hợp và tiến hành dao động mỏ hàn theo hình
răng cƣa và bắt đầu hàn đến hết đƣờng hàn thì thôi. Sản phẩm mối hàn sau khi hàn giáp mối nhƣ hình 4.9.
Hình 4.9: Mối hàn giáp mối sau khi hàn * Đối với mối hàn ghép góc chữ T
Hình 4.10: Mối hàn góc chữ T sau khi hàn
* Đánh giá chất lƣợng mối hàn với tiêu chí ngoại dạng khách quan tác giả nhận thấy:
- Các mối hàn đồng đều về chiều rộng.
- Các mối hàn không bị ngậm xỉ và rỗ khí bề mặt. - Các mối hàn không bị cháy chân.
- Bề mặt mối hàn giáp mối không quá cao. - Các mối hàn góc không bị lồi hoặc lõm quá.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau khi đã hoàn thành luận văn, chế tạo và chạy thành công cơ cấu cấp dây tự động cho mỏ hàn TIG tự động cấp dây và tích hợp hệ thống hàn TIG tự động cấp dây trên Robot hàn hồ quang AX-V6 của hãng OTC - DAIHEN. Qua quá trình thực hiện tác giả rút ra một số kết luận đồng thời cũng xin có một số kiến nghị sau:
1. Kết luận
- Tác giả đã phân tích các phƣơng án từ đó lựa chọn một cách hợp lý để thiết kế bộ cấp dây tự động cho mỏ hàn TIG, bao gồm các cơ cấu kẹp chặt, các cơ cấu dẫn hƣớng dây hàn và hệ thống điều khiển.
- Hệ thống hàn TIG tự động cấp dây do tác giả thiết kế đảm bảo độ cứng vững, độ bền và dễ lắp ráp và vận hành.
- Cơ cấu cấp dây cho mỏ hàn TIG tự động đƣợc thiết kế với hình dáng và kích thƣớc hợp lý, vật liệu chế tạo đơn giản đảm bảo các yêu cầu trong quá trình vận hành, sử dụng.
- Bộ cấp nguồn điện cho động cơ tác giả chọn loại động cơ một chiều liền hộp giảm tốc, đây là giải pháp đơn giản và mang tính kinh tế cao, phù hợp với điều kiện nƣớc ta.
- Bộ điều khiển sử dụng cho phép kết nối hệ thống máy hàn-bộ cấp dây và Robot AX-V6 một cách linh hoạt và chính xác.
- Quá trình chạy thử nghiệm đƣợc thực hiện cùng với máy hàn ACCUTIG 300P thu đƣợc kết quả tốt, đảm bảo tính chích xác trong quá trình thiết kế và chế tạo.
- Kết quả của luận văn này đã đáp ứng đƣợc yêu cầu về tự động hóa hoàn toàn quá trình hàn TIG, điều đang rất cần thiết ở nƣớc ta.
2. Kiến nghị
- Tiếp tục nghiên cứu để tự động hóa hoàn toàn quá trình hàn TIG bằng Robot sử dụng các phần mềm điều khiển.
- Làm thực nghiệm trên robot AX-V6 để hiệu chỉnh các thông số điều khiển và ứng dụng vào thực tế sản xuất hiện nay.
- Cần có thời gian làm thực nghiệm nhiều hơn nữa để hiệu chỉnh các thông số sao cho tối ƣu nhất.
Trong khi thực hiện luận văn mặc dù rất tận tâm, tận chí nhƣng kết quả nghiên cứu của tác giả vẫn còn một số hạn chế sau:
- Khi nghiên cứu tính toán tác giả chƣa có điều kiện nghiên cứu trên nhiều loại thiết bị hàn TIG và trên nhiều hệ thống Robot hàn khác nhau.
- Thiết bị mới đƣợc chạy thử nghiệm trên máy hàn ACCUTIG 300P và tích hợp đƣợc trên hệ thống robot hàn AX - V6 vì thế các thông số kỹ thuật đƣợc hiệu chỉnh chƣa thực sự tối ƣu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ngô Lê Thông, Công nghệ hàn điện nóng chảy - tập 1, NXB KHKT, Hà Nội
2004.
[2]. GS.TSKH. Nguyễn Thiện Phúc (2006) Robot Công Nghiệp, nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật.
[3]. TS. Phạm Đăng Phƣớc (2007) Robot Công Nghiệp, Nhà xuất bản Xây Dựng. [4]. TS. Vũ Huy Lân, TS. Bùi Văn Hạnh; Vật liệu hàn - NXB Bách Khoa
[5]. DAIHEN Corporation Welding Products Division, Manual For Digital Inverter
DT 300P, Japan 2008.
[6]. DAIHEN Corporation Welding Products Division, Manual For Wire feeder CM-7471, Japan 2004.
[7]. Trần Văn Địch, Đồ gá cơ khí và tự động hóa, NXB KHKT, Hà Nội 2005. [8]. Hƣớng dẫn vận hành máy hàn TIG ACCUTIG 300P MODEL: AEP-300.
[9]. OTC - DAIHEN. Welding & Handling Robot.