Trước tiên ta phải kiểm tra tra bộ phận cơ khí, các trục dẫn động và các bộ truyền.
Bước 1: Kiểm tra tính an toàn của máy(chế độ không tải).
Để máy làm việc an toàn - không phá hỏng phần cơ khí, không vượt quá giới hạn hành trình của bàn máy (Giới hạn của các trục Xmin= 0, Xmax= 1000 mm; Ymin= 0, Ymax= 900 mm). Ta phải thiết kế hệ thống hạn vị cho máy, hệ thống này phải đáp ứng được yêu cầu sau:
Khi chuyển động theo trục X, đầu mang dao có khả năng di chuyển từ trái qua phải (đối với vị trí điều khiển) và không được vượt quá Xmax, lúc này hệ thống chỉ cho chuyển động theo chiều ngược lại tức là từ phải qua trái. Tương tự như vậy, khi đầu mang dao di chuyển từ phải qua trái
(đối với vị trí điều khiển) thì hệ thống phải dừng chuyển động khi X= Xmin và nếu chiều X được kích hoạt chuyển động thì đầu mang dao chỉ có thể di chuyển theo chiều ngược lại là từ trái qua phải.
Khi chuyển động theo trục Y, đầu mang dao có khả năng di chuyển từ trong ra ngoài (đối với vị trí điều khiển) và không được vượt quá Ymax,
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
lúc này hệ thống chỉ cho chuyển động theo chiều ngược lại tức là từ ngoài vào trong. Tương tự như vậy, khi đầu mang dao di chuyển từ ngoài vào trong (đối với vị trí điều khiển) thì hệ thống phải dừng chuyển động khi Y= Ymin và nếu chiều Y được kích hoạt chuyển động thì đầu mang dao chỉ có thể di chuyển theo chiều ngược lại là từ trong ra ngoài.
Bước 2: Kiểm tra khả năng chuyển động của bộ truyền theo từng dải tốc độ(chế độ không tải).
Trong bước này, ta phải thực hiện truyền hiệu điện thế theo những dải khác nhau để kiểm tra tốc độ của từng trục. Khi mạch thử nghiệm tốc độ được liên kết với phần cơ khí và kết nối với PC, ta kích hoạt hệ thống mạch và thay đổi hiệu điện thế từ đó ta dễ dàng đo được tốc độ của từng trục.
Do hệ số cản trên các trục khác nhau thì khác nhau nên hiệu điện thế để điều khiển cho chúng cùng tốc độ cũng phải khác nhau. Cụ thể là trục X có hệ số cản và khối lượng lớn hơn, nên hiệu điện thế để điều khiển tốc độ chuẩn cũng lớn hơn. Sau khi đo đạc ta có bảng kết quả sau:
Thử nghiệm trên trục X ở hiệu điện thế không đổi 20V
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9 Lần 10
S (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
T (s) 0.63 1.25 1.85 2.43 3 3.57 4.12 4.76 5.37 6
Thử nghiệm trên trục Y ở hiệu điện thế không đổi 20V
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9
S (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900
T (s) 0.48 0.96 1.42 1.87 2.31 2.75 3.2 3.66 4.13
Bảng 6.1: Thử nghiệm không tải với U= 20V
Từ bảng trên ta thấy vân tốc trung bình trên trục X với hiệu điệu thế truyền vào U= 20 V là 165,3 mm/s, vận tốc trung bình trên trục Y với hiệu điệu thế truyền vào U= 20 V là 214,6 mm/s. So sánh kết quả tính toán ta nhận thấy vận tốc trên 2 trục X, Y khi
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
được cấp cùng hiệu điện thế là khác nhau. Do đó muốn hai trục này có cùng vân tốc ta phải cấp hiệu điện thế đầu vào cho động cơ truyền động của trục X lớn hơn hiệu điện thế đầu vào của động cơ truyền động trục Y là 1,3 lần.
Bước 3: Giới hạn dải tốc độ của từng bộ truyền theo lực cản thực tế(chế độ không tải).
Khi đã tính toán được tỷ lệ chuẩn cho hai trục dẫn ta tiếp tục tính toán hiệu điện thế nhỏ nhất có thể dẫn động được từng trục. Điều này là vô cùng quan trọng, bởi khi tạo đường cong ta phải tính toán phối hợp được chuyển động của trục X và trục Y sao cho biên dạng đường cong tạo thành là trơn nhất. Ta tăng dần hiệu điện thế của trục X. Với số xuất phát từ 4V ta thấy khi U= 6,3V thì trục X bắt đầu chuyển động. Giữ nguyên hiệu điện thế này và cho trục X chạy hết hành trình 1000 mm mất 30,25s tức là đạt vận tốc 30,1 mm/s.
Làm tương tự với trục Y ta thấy trục Y bắt đầu khởi động ở hiệu điện thế UminY= 4,2V. Ở hiệu điện thế này đầu gá dao đi hết 900 mm trong vòng 29,7 s. Như vậy vận tốc nhỏ nhất trên trục Y là VminY= 30,2 mm/s.
So sánh hai tốc độ nhỏ nhất với ta thấy chúng khá tương đồng. Tuy nhiên hiệu điện thế cấp cho hai động cơ thì phải thay đổi. Điều này là do phần cơ khí chưa đạt được độ chính xác theo yêu cầu.
Bước 4: Đo tốc độ cắt thực tế theo đường thẳng(chế độ không tải).
Với chế độ làm việc thông thường cắt đường thẳng phải đạt được yêu cầu về chất lượng và tính mỹ thuật cao. Bên cạnh đó những sản phẩm có dạng hình chữ nhật đang được sử dụng nhiều nhất, chủ yếu là phục vụ cho ngành công nghiệp xây dựng. Do đó việc thử nghiệm cắt kính theo đường thẳng là vô cùng quan trọng. Tốc độ cắt kính theo đường thẳng phải đạt được là Vmax.
Ta trực tiếp thử với tốc độ Vmax tương ứng với áp vào là 24 V (255 xung/ giây). Ta có kết quả sau:
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn Thử nghiệm trên trục X Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9 Lần 10 S (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 T (s) 0.54 1.07 1.58 2.08 2.57 3.05 3.52 4.07 4.59 5.13 Thử nghiệm trên trục Y Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9 S (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 T (s) 0.41 0.83 1.23 1.61 1.99 2.37 2.75 3.16 3.56 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 6.2: Thử nghiệm không tải với U= 24V
Tốc độ lớn nhât đạt được của cơ cấu trên trục X là 293 mm/s, trên trục Y là 249 mm/s.
Do tốc độ của quá trình cắt kính cao nên quán tính cũng rất lớn, để đảm bảo độ an toàn cho thiết bị ta dùng thêm cơ cấu phanh điện. Với đặc điểm của động cơ điện một chiều là khi xảy ra ngắn mạch ở hai đầu động cơ, động cơ lập tức dừng nên ta tạo thêm cơ cấu ngắn mạch khi đầu dao đến vị trí cần thiết. Lúc này ta thấy quán tính được giảm thiểu tối đa.
Thử nghiệm trên trục X Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9 Lần 10 Sd (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 St (mm) 102 203 302 402 504 604 705 804 903 1000 Thử nghiệm trên trục Y Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Lần 8 Lần 9 Sd (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 St (mm) 103 204 304 405 505 604 703 803 900
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
Cụ thể là đầu dao chạy quá vị trí cần dừng theo trục X từ 3- 5 mm, theo trục Y từ 3- 5 mm. Đây là điểm lưu ý khi ta thực hiện cắt thật.
Bước 5: Đo tốc độ cắt thực tế theo đường cong(đại diện là đường tròn) ở chế độ không tải.
Cắt kính theo đường cong (với đại diện là đường tròn) là bước khá khó khăn bởi quá trình tạo đường tròn máy phải thực hiện đồng thời ba chuyển động. Phối hợp chuyển động của trục X và trục Y để tạo thành đường tròn, và chuyển động quay của dao để đường sinh của dao luôn tiếp tuyến với đường tròn cần vẽ. Theo nguyên lý tạo hình đường tròn được tạo thành bởi nhiều phương pháp, để cho quá trình điều khiển dễ dàng ta chọn phương án truyền số liệu theo đường gần đúng (đa giác). Như vậy góc quay của dao trùng với cạnh của đa giác. Quá trình thử nghiệm tốc độ này được chia ra làm nhiều giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thử nghiệm với phối hợp chuyển động trục X và Y để tạo thành đa giác 12 cạnh đều.
Ta tháo đầu mang dao và thay và đó bằng viên phấn, thực hiện truyền chuyển động cho hệ máy. Lúc này máy sẽ vẽ lên trên mặt bàn một hình đa giác 12 cạnh và không đều. Bằng phương pháp tính toán hình học ta nhận thấy đoạn giữa của cả 2 trục hình đều tăng thêm (tạo độ méo hình hoa cúc). Ta hiệu chỉnh giảm hiệu điện thế đầu vào tại khu giữa trục. Cứ tiếp tục hiệu chỉnh cho đến khi hình đa giác tạo thành tương đối đều.
Giai đoạn 2: Thử nghiệm với phối hợp của 3 chuyển động để góc nghiêng của dao trùng với cạnh của đa giác.
Khi đã tạo ra được hình đa giác tương đối như trên ta tiếp tục thực hiện tính toán hình học cho góc nghiêng của dao tương ứng với từng cạnh của đa giác. Sau khi dữ liệu được nạp ta cho chạy thử chương trình. Lúc này ta thấy động cơ bước cũng có
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
quán tính. Ta tiếp tục phải thực hiện phanh động cơ bước, việc này được thực hiện tương tự như phanh động cơ 1 chiều. Khi động cơ bước đã thực hiện theo mong muốn ta thực hiện lại việc chạy thử với nhiều đường tròn có bán kính khác nhau để tìm ra sự ổn định.
6.1.2. Thực hiện cắt kính.
Chương trình được chia ra làm 2 chế độ điều khiển riêng biệt: Cắt kính bằng tay, cắt kính tự động.
Cắt kính bằng tay: Trình tự của phương pháp này phải được thực hiện như sau:
Thực hiện chạy về vị trí ban đầu cho cả 3 trục bằng cách ấn nút SET0.
Di chuyển đầu dao đến vị trí chờ cắt
Hạ đầu dao xuống nhờ xi lanh thủy lực
Truyền chuyển động theo hình đã được vạch sẵn.
Kết thúc chương trình ta kiểm nghiệm lại chất lượng của sản phẩm về hình dáng hình học và chất lượng vết cắt.
Cắt kính tự động: Trình tự của phương pháp này phải được thực hiện như sau:
Thực hiện chạy về vị trí ban đầu cho cả 3 trục bằng cách ấn nút SET0.
Di chuyển đầu dao đến vị trí chờ cắt.
Cho chạy thử khi đầu dao chưa được hạ xuống
Thực hiện lệnh hạ đầu dao xuống tạo áp lực cho tấm kính
Thực hiện quá trình cắt kính.
Với chú ý là khi cắt bằng tay chỉ cắt được với hình vuông.
6.1.3.Thực hiện quá trình soát lỗi và khởi động lại khi không thực hiện đƣợc việc cắt kính. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi kích hoạt lệnh cắt kính bất kỳ (bằng tay hay tự động) ta đều phải kích hoạt lệnh SET0, nếu lệnh này không có hiệu lực ta phải thực hiện việc khởi động lại hệ thống bằng các cách sau:
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn Cách 1: Kích vào nút Khởi động lại trên phần mềm
Cách 2: Kích vào nút RESET cứng trong mạch điều khiển.
Cách 3: Khởi động lại máy tính, rút dây kết nối và cắm lại (cách này chỉ dùng khi 2 cách trên đã dduocj thực hiện mà không có hiệu quả).
6.2. Hƣớng dẫn sử dụng máy.
Máy cắt kính gồm 2 phần chính: Phần cứng và phần mềm.
Phần cứng gồm 2 phần: Phần cơ khí, phần mạch điều khiển.
Sau khi máy được kê vào xưởng và đảm bảo độ an toàn với máy (độ cân bằng của máy, đảm bảo khoảng không gian làm việc của máy) ta bắt đầu thực hiện các thao tác chạy thử. Truyền chuyển động cho trục X và trục Y để đảm bảo hai bộ truyền này làm việc an toàn. Tiếp theo ta thực hiện truyền chuyển động cho trục C để đảm bảo việc quay đầu dao ổn định, êm. Nếu một trong các trục trên bị kẹt, quay nặng ta cần phải tiến hành tra dầu mỡ vào các vị trí cơ khí có tạo ma sát khi chuyển động.
Mạch điều khiển là mạch vi điện tử đã được phân tích kỹ ở chương trước có kích thước nhỏ gọn tuy nhiên khi làm việc thì chúng lại chịu rung do chuyển động cơ khí truyền sang, chịu nhiệt do phải truyền điện cho động cơ 1 chiều. Do đó mạch phải được bảo quản tại vị trí thoáng mát, không ẩm và phải có hệ thống chống rung. Hệ thống chống rung là các ốc dầu, có tác dụng giảm rung động cưỡng bức.
Phần mềm:
Phần mềm được khởi động và giao tiếp thông qua máy tính. Trên máy tính có xuất hiện giao diện tương đối đơn giản và được hiển thị đầy đủ bằng tiếng Việt. Do đó, các công tác điều hành sẽ trở nên dễ dàng cho tất cả mọi người. Ta nhập các thông số tọa độ vào các ô nhớ và kích hoạt nút CẮT. Máy sẽ chạy theo quy trình lập sẵn.
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
Thực hiện quá trình cắt kính
Sau khi tấm kính được gá đặt chắc chắn trên máy cắt kính, chúng ta cho máy chạy không bằng cách kích hoạt động cơ chạy tay y trong, chạy tay y ngoài, chạy tay x trái, chạy tay x phải nhằm kiểm nghiệm lại quá trình gá đặt kính trước khi gia công sao cho hình dạng cần cắt phải nằm trong không gian làm việc của máy. Cúng cần thực hiện chạy không tự động trước theo biên dạng cần cắt xem còn sai xót nào không. Nếu hình tấm kính không đáp ứng được các yêu cầu trên ta cần phải thực hiện lại quá trình gá đặt.
Khi các yêu cầu trên hoàn thành lúc này ta kích hoạt lệnh CẮT, khi đó hệ thống sẽ thực hiện việc cắt kính.
Trong trường hợp máy đang chạy và có sự cố, chúng ta nhanh chóng kích nút NGỪNG KHẨN CẤP, hoặc có thể tắt trực tiếp nguồn điện. Sau khi thực hiện phương án tắt trực tiếp nguồn điện, hệ thống sẽ báo lỗi. Do đó muốn thực hiện cắt kính được tiếp ta cần phải khởi động lại mạch, khởi động lại máy tính và phần mềm.
6.3. Kiểm tra, bảo dƣỡng và bảo trì.
Phần cơ khí được thiết kế và chế tạo như đã phân tích ở các chương trước. Đây là phần xương của máy cắt kính- phần khung dưới có nhiệm vụ nâng đỡ toàn bộ hệ thống nên cần phải được kê cân bằng trên nền xưởng và phải được thường xuyên kiểm tra các mối lắp ráp để tránh tình trạng rung động gây sai hỏng sản phẩm hoặc phá hỏng kết cấu của máy.
Phần trên gồm phần truyền chuyển động cho các trục, chúng là phần quan trọng bậc nhất của máy trong quá trình làm việc. Bởi vậy, trong quá trình sử dụng máy phải thường xuyên tra dầu vào những bộ phận có sinh ra ma sát.
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
Sau một thời gian làm việc cơ cấu đai sẽ bị giãn nên cần kiểm tra độ căng của đai và thực hiện căng lại đai nếu thấy đai không đủ độ căng theo yêu cầu.
Dụng cụ cắt kính là bánh xe bằng kim cương nhân tạo, do đó nó sẽ bị mòn trong quá trình cắt kính. Việc kiểm tra đầu dao trước và sau khi thực hiện hoạt động cắt nhằm đảm bảo duy trì năng suất của máy. Thay lưỡi dao khi thấy lưỡi cắt không đạt yêu cầu.
Máy cắt kính thực hiện cắt kính được là nhờ máy khí nén truyền lực qua hệ thống khí nén tới cơ cấu chấp hành (xi lanh khí nén). Do đó cần phải thường xuyên kiểm tra hệ thống khí nén bao gồm: máy nén khí, bộ lọc khí nén, van an toàn, hệ thống ống dẫn khí, bình tích áp, van 5/3 điều khiển bằng điện từ, cơ cấu chấp hành (xi lanh khí nén điều khiển 2 chiều) và hệ thống giảm thanh do khí nén làm việc sẽ gây ồn.
Sau khi thực hiện cắt kính xong ta cần phải vệ sinh máy để đảm bảo máy được