Nên bảo dƣỡng thƣờng ngày, bao gồm những việc nhƣ giữ sạch, cho dầu và sử dụng đúng theo quy định của thuyết minh máy.
Kiểm tra máy hàng ngày nhằm phát hiện, khắc phục những thiếu sót nhỏ, bất thƣờng xảy ra trong quá trình sản xuất, nhằm ngăn ngừa sự gãy vỡ các chi tiết và giảm chi phí sửa chữa.
Kiểm tra kết cấu nhằm xác định các trạng thái và khả năng làm việc của những chi tiết và bộ phận máy dễ dàng sờ đến mà không cần phải tháo máy hoặc chỉ tháo từng bộ phận chính.
Ở những bộ phận và chi tiết có thể sờ đến, phải xác định độ rơ, độ mòn cũng nhƣ khả năng làm việc của chúng. Những hƣ hỏng, thiếu sót của các chi tiết đƣợc kiểm tra, cần ghi đầy đủ vào phiếu kiểm tra. Những hƣ hỏng nhỏ, nếu có thể thì sửa ngay tại chỗ. Khi kiểm tra phải tiến hành lau, rữa hệ thống dầu, hệ thống làm nguội, kiểm soát hệ thống điện và v sơ đồ những chi tiết cần thay thế sau này.
Kiểm tra độ chính xác định kỳ nhằm xác định dung sai về kích thƣớc và chuyển động của các chi tiết máy có chuyển động tƣơng đối với nhau bằng các dụng cụ đo cần thiết, trên cơ sở các tiêu chuẩn về kiểm nghiệm độ chính xác. Công nhân kiểm tra cũng tiến hành sửa chữa các hƣ hỏng nhỏ, liên quan đến độ chính xác, với mức độ có thể thực hiện bằng những dụng cụ đơn giản (điều chỉnh trục chính, điều chỉnh các bộ phận máy...).
Kết quả kiểm tra cần ghi vào phiếu kiểm tra độ chính xác, và trên cơ sở đó xác định khả năng làm việc của máy.
97 6.2.3. Bôi trơn máy
Bôi trơn các bề mặt làm việc nhằm bảo đảm cho các chi tiết máy làm việc ở trạng thái ma sát ƣớt. Nó làm giảm ma sát do đó giảm đƣợc tổn thất năng lƣợng, giảm độ mòn bề mặt, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thƣờng của máy. Đảm bảo cho truyền động đƣợc êm, không ồn. Nâng cao hiệu suất của máy và đảm bảo độ chính xác khi gia công. Các bộ phận chính yếu trong máy cần phải bôi trơn là: các ổ trục, sống trƣợt, các chi tiết thực hiện truyền động nhƣ bánh răng, xích, vít me, các bạc, các khớp nối. Các bộ phận này đƣợc cung cấp dầu bôi trơn ở hệ thống dầu trung tâm . Nó đƣợc phân phối đều ở nhƣng điểm cần bôi dầu. Ngay khi bộ phận trƣợt đi qua, hệ thống s tự động bơm dầu thông qua rãnh dẫn để cung cấp dầu bôi trơn.
Ngoài ra còn một số bộ phận không đƣợc cung cấp dầu bôi trơn bởi hệ thống dầu trung tâm nhƣ: ổ chứa dụng cụ, ê-tô máy do đó ta phải thƣờng xuyên bôi trơn chúng.
Đối với ổ chứa dụng cụ phải thƣờng xuyên bôi trơn và chú ý đến các sống trƣợt. Trong khi thay đổi dụng cụ, sự kẹp chặt và tháo lỏng giữa trục chính và bộ gá dụng cụ đƣợc điều khiển bởi dầu ép ở trên đầu trục chính. Bộ phận này cũng không đƣợc bôi trơn bằng hệ thống dầu trung tâm. Do đó ta cũng phải bôi trơn thƣờng xuyên.
Đối với ê-tô phải lau chùi hàng ngày để tránh các bụi phoi, và các loại bụi bẩn khác làm hƣ hỏng hàm ê-tô và đảm bảo kẹp an toàn. Hàm ê-tô đƣợc lau chùi hàng
98
Thực nghiệm. Chương 7.
Do không thực hiện mô phỏng trên các phần mềm nên việc thực nghiệm có mục tiêu chính là kiểm tra tính đúng đắn của các giải thuật tính toán biên dạng cam, xuất biên dạng cam và giải thuật điều khiển Break-Out Board. Tuy nhiên, để đáp ứng đƣợc yêu cầu này thì cần giải quyết các vấn đề liên quan. Chính vì vậy, có thể xác định mục tiêu thực nghiệm nhƣ sau:
Kiểm tra cách thiết kế và lắp ráp các chi tiết cơ khí.
Kiểm tra sự hoạt động của mạch điện
Kiểm tra kết quả xuất biên dạng cam.
Kiểm tra khả năng thu nhận G-code từ máy tính của Break-Out Board.
Đánh giá sơ bộ độ chính xác.
Để thực hiện đƣợc các mục tiêu trên, chúng ta thực hiện các thực nghiệm nhƣ dƣới đây. Trong đó, mỗi thực nghiệm s có một vai trò riêng trong việc đánh giá hệ thống điều khiển số đã thiết kế.
99 7.1. Giao diện điều khiển.
Giao diện điều khiển là phƣơng tiện giao tiếp, giúp máy hiểu con ngƣời và ngƣợc lại. Để đáp ứng đƣợc mục đích của đề tài là máy điều khiển số gia công cam phẳng, thì giao diện của chúng ta nhất quyết phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Có Textbox cho phép ngƣời dùng nhập thông số cam.
Có ComboBox cho phép ngƣời dùng chọn quy luật chuyển động.
Có PictureBox cho ngƣời dùng xem trƣớc miền tâm cam, biên dạng cam và đồ thị hành trình.
Cuối cùng là giao diện điều khiển số, cho phép ngƣời dùng cài đặt gốc tọa độ, cài đặt thông số phôi, xem vị trí hiện tại của dao và màn hình thể hiện quá trình cắt gọt.
Do nếu để trên một giao diện thì s khó nhìn, dễ gây lẫn lộn, đồng thời làm chậm quá trình làm việc của giao diện, ta s chia giao diện điều khiển ra làm hai. Một giao diện quản lí về biên dạng cam và một giao diện quản lí về phần CNC điều khiển số. Hình 7.1 và 7.2 thể hiện hai giao diện đó.
100
Hình 7.2 Giao diện gia công CNC. 7.2. Thực nghiệm.
7.2.1. Thực nghiệm xuất biên dạng cam. 7.2.1.1. Mục tiêu. 7.2.1.1. Mục tiêu.
Kiểm tra hoạt động của giao diện điều khiển.
Kiểm tra giải thuật tìm miền tâm cam.
Kiểm tra giải thuật xuất biên dạng cam, đồ thị hành trình.
Kiểm tra sơ bộ sự đúng đắn của G-code. 7.2.1.2. Tiến hành.
Để thực nghiệm, ta s tiến hành v miền tâm cam, v biên dạng cam, rồi cuối cùng là v đồ thị hành trình. Qua từng bƣớc, chúng ta s dùng mắt và một số kiến thức để xác định đúng sai của các kết quả từ hoạt động của giao diện.
101
Hình 7.3 Thực nghiệm v miền tâm cam.
102
Hình 7.5 Giao diện v đồ thị hành trình.
103
Hình 7.7 Giao diện v đồ thị gia tốc.
Hình 7.8 Giao diện xuất G-code. 7.2.2. Thực nghiệm gia công một biên dạng cam.
7.2.2.1. Mục tiêu.
Kiểm tra hoạt động của các mạch điều khiển.
104
Kiểm tra độ chính xác của cam sau khi gia công.
Kiểm tra độ cứng vững của mô hình máy khi gia công gỗ.
Kiểm tra khả năng giao tiếp qua USB của máy tính và mạch Break-Out Board. 7.2.2.2. Tiến hành.
Để thực nghiệm, ta s tiến hành các thao tác gia công một biên dạng cam nhƣ thực tế. Nó s sau tất cả các bƣớc đã đƣợc thực nghiệm ở trên nhƣ tìm miền tâm cam, xuất biên dạng cam,... Quá trình thực nghiệm s bao gồm cài đặt gốc tọa độ, chạy thử và gia công thật.
Hình 7.9 Cài đặt gốc tọa độ.
105
Hình 7.6 Hoàn thành quá trình cắt. 7.2.2.3. Kiểm tra kết quả.
Do không có các máy chuyên dùng, để kiểm tra độ chính xác của cam sau khi gia công, nên ta s dùng phƣơng pháp thủ công. Đó là in biên dạng ra giấy, sau đó áp kết quả vào (hình 7.11 và 7.12)
106
Hình 7.8 Kết quả áp biên dạng cam sau khi cắt vào biên dạng mong muốn. 7.3. Nhận xét.
Sau khi áp biên dạng vào biên dạng mong muốn, ta có thể thấy hai biên dạng hoàn toàn trùng khớp nhau. Từ đó, ta có thể kết luận, kết quả gia công đã cho thấy :
Mạch điện đã hoạt động tốt.
Giải thuật tính toán, điều khiển và giải thuật truyền nhận dữ liệu là đúng đắn.
107
Kết luận. Chương 8.
8.1. Đánh giá.
Luận văn đã hoàn thành đƣợc các nhiệm vụ :
Tìm hiểu về máy điều khiển số và các biên dạng cam phẳng.
Thiết kế nguyên lí máy và lựa chọn phƣơng án.
Thiết kế kết cấu máy và các bộ truyền động.
Thiết kế bộ điều khiển.
Lập trình thiết kế cam phẳng cần lắc và cần đẩy đáy nhọn.
Thiết kế, chế tạo và lập trình điều khiển mô hình máy cắt hoàn chỉnh một biên dạng cam cụ thể với độ ổn định cao.
Tuy nhiên vẫn còn một vài hạn chế nhƣ :
Chƣa có giải thuật nội suy thật sự tối ƣu.
Mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu gia công biên dạng cam phẳng, chƣa gia công đƣợc cả trục cam đi kèm do giới hạn về số trục.
Tủ điện và mạch điều khiển cho mô hình vẫn chƣa hoàn chỉnh, chƣa thể áp dụng vào thực tế trong xƣởng do có thể bị nhiễu.
8.2. Hƣớng phát triển.
Nghiên cứu gia công cam không gian.
Nghiên cứu, mở rộng thiết kế cam cần lắc đáy bằng, cam không gian.
Nghiên cứu thiết kế chƣơng trình điều khiển có thể dùng chung với nhiều loại máy CNC khác.
108
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Harold A.Rothbart. Cam Design Handbook, The McGraw-Hill
companies.
[2] Suk-Hwan Suh, Seong-Kyoon Kang, Dae-Hyuk Chung, Ian Stroud.
Theory and Design of CNC Systems, Springer.
[3] TS. Bùi Quý Lực. Hệ thống điều khiển số trong công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[4] Precision Machine Components – E3162b, Motion & Control NSK.
[5] LM Guide – THK General Catalog – 504-1E, THK.
[6] Trịnh Hùng, (2011). Nghiên cứu khả năng công nghệ của gia công cam
thùng trên máy CNC. Luận văn thạc sĩ, Đại Học Đà Nẵng.
[7] Bùi Quốc Khánh, (2011). Nghiên cứu chế tạo cam mẫu trên máy CNC. Luận văn thạc sĩ, Đại Học Đà Nẵng.
[8] Ngô Ngọc Vũ. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cam của trục cam DS60 động cơ Diesel bằng phương pháp bao hình và các giải pháp công nghệ bề mặt nâng cao chất lượng của cam. Luận văn thạc sĩ, Đại Học Thái Nguyên.
[9] Y. Koren and C. C. Lo, (1993). Cnc Interpolators: Algorithms and Analysis. Manufacturing Science and Engineering, 83-92.
[10] Z. Gal-Tzur, M. Shpitalni and S. Malkin, (1986). Integrated CAD/CAM System for Cams. Annals of the CIRP, 99-102.
[11] S. H. Masood and A. Lau, (1997). A CAD/CAM System for the Machining of Precision Cams Using a Half Angle Search Algorithm . The
International Journal of Advanced manufacturingTechnology, 180-184.
[12] Alberto Cardona, Michel Geradin, (1993). Kinematic and dynamic analysis of mechanisms with cams. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 103, 115-134.
[13] Nguyễn Hữu Lộc. Cơ sở Thiết kế máy, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP HCM.
[14] Nguyễn Ngọc Anh - Phan Đình Thuyên – Nguyễn Ngọc Thƣ - Hà Văn Vui. Sổ tay CN Chế tạo máy Tập I-IV. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
109
[15] Tô Xuân Giáp - Vũ Hào – Nguyễn Đắc Tam - Vũ Công Tuấn - Hà Văn Vui. Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập I-IV. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội - 1979
[16] Nghiêm Hùng. Sách tra cứu Thép - Gang thông dụng. Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1997
[17]
[18] Đặng Lê Toàn - Tạ Anh Tuấn – Nguyễn Du - Lê Ngọc Thức - Hà Kim Thành. Sổ tay nhiệt luyện. NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội - 1979
[19] Trần Hữu Quế. Vẽ kỹ thuật cơ khí - Tập I-II. NXB Đại Học và Giáo dục chuyên nghiệp Hà Nội - 1992
[20] Trần Hữu Quế - Nguyễn Văn Tuấn. Bản vẽ kỹ thuật - Tiêu chuẩn Quốc
tế. NXB Giáo dục - 1998
[21] Tập bản v Chi tiết Máy tập I-II (ghi bằng tiếng Nga) [22] SKF - General Catalogue - Printed in Germany – 1994
[23] Атлас конструкций. Детали машин. Часть 1,2
PHỤ LỤC A
110
Start
End V miền tâm cam
Vị trí tâm cam thuộc Miền tâm cam?
Tính biên dạng Cam
N
Y
Nội suy G-code
Gửi G-code xuống mạch đệm V Cam
Tính quy luật đi và về
Nhập kích thƣớc và hình dạng phôi, lƣợng dƣ và chế độ cắt Nhập các thông
số cam, cần
Kiểm tra điều kiện biên dạng Cam và phôi
Y
N
Mạch đệm chuyển đổi tín hiệu và điều khiển động cơ DC servo
Hết lệnh cần gửi ?
Y
N Set gốc tọa độ
111 Start Nhập dạng chuyển động của cẩn Tính chuyển động đi xa Tính chuyển động về gần RETURN Xuất psi1 nếu là cần lắc
Xuất s1 nếu là cần đẩy
Xuất psi3 nếu là cần lắc Xuất s3 nếu là cần đẩy
112 Phụ lục A3: V miền tâm cam.
Start
Dạng chuyển động của cần, CenterDistance, LenFlw, Psi hoặc s1
Cần lắc?
LBE(i) = dpsi(i)/omega*LenFlw Xe(i) = LBE*Cos(psi(i)) Ye(i) = LBE * Sin(psi(i)) Y i=0 i<beta1+beta3? Y LBE(i) = ds(i)/omega Xe(i) = LBE*Cos(psi(i)) Ye(i) = LBE * Sin(psi(i))
i=0 i<beta1+beta3? Y Delta(i) = (x-xe(i))*tan(90- alpha)+ye(i) Delta’(i) = -(x-xe(i))*tan(90- alpha)+ye(i) i=i+1 N RETURN N N
113 Phụ lục A4: Tính biên dạng cam.
Dạng chuyển động của cần, OffsetCenter, beta1,beta2,beta3,beta4 mảng s1(beta1), psi1(beta1), START RETURN Cần lắc? i=0 Y i<=Beta1? i=i+1 Rcam(i) = sqrt(s1^2+OffsetCenter^2) Xcam(i) = Rcam(i) * Cos(i) Ycam(i) = Rcam(i) * Sin(i)
Y i<=beta1+beta2? N i = i +1 Rcam(i) = Rcam(beta1) Y i=0 i<=Beta1? i=i+1 yb(i) = Sin(psi1(i)) * Lbc xb(i) = Cos(psi1(i)) * Lbc Rcam(i) = Sqrt((ya - yb(i)) ^ 2 + (xb(i) - xa) ^ 2) phiCam(i) = startAngleCam + 2 * pi * (i - 1) / na Y i<=beta1+beta2? N yb(i) = yb(n1) xb(i) = xb(n1)
Rcam(i) = Sqrt((ya - yb(i)) ^ 2 + (xb(i) - xa) ^ 2) phiCam(i) = startAngleCam + 2 * pi * (i - 1) / na Y N N i<=beta1+beta2+beta3? i=i+1 Rcam(i) = sqrt(s1^2+OffsetCenter^2) Xcam(i) = Rcam(i) * Cos(i)
Ycam(i) = Rcam(i) * Sin(i)
Y N i<=360? i = i +1 Rcam(i) = R_base Y i<=beta1+beta2+beta3? i=i+1 yb(i) = Sin(psi3(i)) * Lbc xb(i) = Cos(psi3(i)) * Lbc Rcam(i) = Sqrt((ya - yb(i)) ^ 2 + (xb(i) - xa) ^ 2) phiCam(i) = startAngleCam + 2 * pi * (i - 1) / na Y N i<=360? yb(i) = yb(n3) xb(i) = xb(n3)
Rcam(i) = Sqrt((ya - yb(i)) ^ 2 + (xb(i) - xa) ^ 2) phiCam(i) = startAngleCam + 2 * pi * (i - 1) / na
Y N
Xuất: Rcam, Xcam, Ycam
N Điều chỉnh vị trí N rãnh then
114 Phụ lục A5 : Kiểm tra điều kiện cam và phôi.
Dstock/2 + DeepCutFinish > RcamMax & Dtool/2 x 0.7 > RcamMin ?
Tính Rcam lớn nhất & nhỏ nhất Dstock, DeepCutFinish, Dtool START N Xuất: Thỏa Y RETURN
115 PHỤ LỤC B Ghi chú Gia t ốc 0 ( ) ( ) ̈ ( ) ( ) ( ) V ận t ốc ( ) ̇ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Kho ảng d ịch chuy ển c ủa c ần ( ) [( ) ( )] ( ) ( ) ( ) [ ( ) ] ( ) D ạng đƣ ờng cong V ận t ốc không đ ổi D ạng đƣ ờng cong đi ều hòa đơn gi ản Đƣ ờng cong đi ều hòa kép Đƣ ờng cong xycloit Đƣ ờng cong parabol Đƣ
ờng cong Cubic no.1
Đƣ