Hình 3.9. Sơ đồ thuật toán cho chương trình hàn hồ quang ảo
Từ sơ đồ thuật toán ta thấy người học muốn thực hành trên hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo cần tuân theo các bước công việc như sau:
Bắt đầu vào thực hành người học sẽ lựa chọn Menu (bài thực hành) cửa sổ sẽ hiện ra trên màn hình ba menu để lựa chọn các phương pháp hàn (Hàn SMAW, Hàn MIG/MAG, Hàn TIG)
61
Giả sử chọn phương pháp hàn MIG/MAG khi đó màn sẽ xuất hiện hai menu lựa chon(Mối hàn giáp mối, Mối hàn góc). Ở đây ta lựa chọn Mối hàn giáp mối hoặc Mối hàn góc thì cửa sổ đều xuất hiện các lựa chọn vị trí hàn (Hàn sấp, Hàn ngang, Hàn đứng từ dưới lên hoặc từ trên xuống)
Sau khi lựa chọn vi trí hàn nhất định thì ta chọn chế độ hàn rồi tiến hành hàn cho đến khi kết thúc đường hàn. Sau đó kiểm tra các lỗi xảy ra trong quá trình hàn trên các hình ảnh được mô phỏng và chấm điểm dựa trên các tiêu chí đánh giá theo mẫu chuẩn. Qua đó học viên sẽ biết được các lỗi xảy ra trong quá trình hàn để từ đó rút kinh nghiệm cho quá trình thực hành hàn tiếp theo. Nếu học viện tiệp tục thực hành hàn thì lựa chọn menu bài thực hành hàn. Nếu học viên không tiếp tục thì chọn menu kết thúc.
3.4.2. Các chƣơng trình con
Chương trình máy tính gồm các chương trình con sau:
1 - Chương trình 1: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn hồ quang tay.
2 - Chương trình 2: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn hồ quang tay. Bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học.
3 - Chương trình 3: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn MIG/MAG.
4 - Chương trình 4: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn MIG/MAG. Bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học.
5 - Chương trình 5: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn TIG.
6 - Chương trình 6: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn TIG. Bao gồm:
62
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học mắc phải.
Sáu chương trình trên có thể nhóm vào 2 nhóm:
a - Nhóm chương trình 1 – Hiển thị và lựa chọn: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện.
b - Nhóm chương trình 2– Đánh giá: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học thực hành hàn, bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học mắc phải.
3.5. Thiết kế các cửa sổ menu
Các cửa sổ hiển thị trên màn hình cho phép người học thực hiện: - Lựa chọn thông số sau
+ Lựa chọn phương pháp hàn + Lựa chọn loại liên kết hàn + Lựa chọn tư thế hàn + Lựa chọn vận tốc hàn
- Hiển thị kết quả của quá trình thực hành: Thông báo các lỗi trong quá trình thực hành hàn như
+ Lỗi mồi hồ quang + Lỗi mồi lại hồ quang + Lỗi bám đường hàn + Lỗi chiều dài hồ quang
+ Lỗi góc nghiêng của que hàn / mỏ hàn + Lỗi tốc độ hàn.
Các cửa sổ hiển thị được mô tả như sau:
1) Khởi động
Khi khởi động chương trình “Thực hành hàn hồ quang ảo” sẽ xuất hiện cửa sổ sau (Hình 3.10)
63
Hình 3.10. Cửa sổ số 1
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn sau: - Chọn bài thực hành: Cho phép người học lựa chọn các thông số tiếp theo cho bài thực hành sẽ thực hiện.
- Xem hướng dẫn: Cho phép người học đọc hướng dẫn về “Thực hành hàn hồ quang ảo”.
2) Chọn bài thực hành
Khi thực hiện lựa chọn “Chọn bài thực hành” thì cửa sổ màn hình sau sẽ xuất hiện(Hình 3.11)
64
Hình 3.11. Cửa sổ số 2
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn sau: - Hàn SMAW: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang tay để thực hiện. - Hàn MIG/MAG: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy để thực hiện.
- Hàn TIG: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực không nóng chảy để thực hiện.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện lựa chọn phụ “Trở về đầu”, tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
3) Chọn phƣơng pháp hàn
Sau khi lựa chọn một phương pháp hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo cho phép người học lựa chọn loại mối hàn sẽ thực hiện(Hình 3.12)
65
Hình 3.12. Cửa sổ số 3
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn sau: - Mối hàn giáp mối: Lựa chọn loại mối hàn là mối hàn giáp mối để thực hiện.
- Mối hàn góc: Lựa chọn loại mối hàn là mối hàn góc để thực hiện.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 2” (Hình 3.11).
4) Chọn liên kết hàn giáp mối
66
Hình 3.13. Cửa sổ số 4
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 4 lựa chọn sau tương ứng với 4 tư thế hàn của mối hàn giáp mối:
- Hán sấp: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn sấp. Đây là tư thế dễ hàn nhất nên rất phù hợp cho những người mới bắt đầu thực hành hàn.
- Hàn ngang: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn ngang.
- Hàn đứng dưới lên: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ dưới lên.
- Hàn đứng trên xuống: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ trên xuống. Nói chung hàn đứng dưới lên dễ thực hiện hơn là hàn đứng từ trên xuống. Vì vậy khi học thực hành hàn nên thực hành hàn đứng dưới lên rồi sau đó mới thực hành hàn đứng từ trên xuống.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
67
5) Chọn liên kết hàn góc
Nếu lựa chọn “Mối hàn góc” thì sẽ xuất hiện cửa sổ sau (Hình 3.14)
Hình 3.14. Cửa sổ số 5
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 4 lựa chọn sau tương ứng với 4 tư thế hàn của mối hàn góc:
- Hán sấp: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn sấp. Đây là tư thế dễ hàn nhất trong 4 tư thế của mối hàn góc.
- Hàn ngang: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn ngang.
- Hàn đứng dưới lên: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ dưới lên.
- Hàn đứng trên xuống: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ trên xuống. Giống như mối hàn giáp mối, khi hàn góc, hàn đứng dưới lên dễ thực hiện hơn là hàn đứng từ trên xuống. Vì vậy khi học thực hành hàn nên thực hành hàn đứng dưới lên rồi sau đó mới thực hành hàn đứng từ trên xuống. Nói chung mối hàn góc khó thực hiện hơn mối hàn giáp mối. Nên với người mới học thực hành hàn nên thực hành mối hàn giáp mối
68
trước sau đó mới nên chuyển sang thực hành mối hàn góc. Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 3” (Hình 3.12).
6) Chọn vận tốc hàn
Sau khi lựa chọn một tư thế hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo cho phép người học lựa chọn vận tốc hàn sẽ thực hiện(Hình 3.15)
Hình 3.15. Cửa sổ số 6
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn sau ứng với 3 chế độ hàn với mức độ vận tốc hàn tăng dần:
- Cấp độ 1: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn thấp nhất 09 [cm/phút].
- Cấp độ 2: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn trung bình 18 [cm/phút].
- Cấp độ 3: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn cao nhất 33 [cm/phút].
69
Khi hàn ở vận tốc hàn lớn mà vẫn đảm bảo mối hàn đẹp thì đòi hỏi người thợ hàn phải có trình độ cao hơn. Vì vậy với người mới học thì nên bắt đầu từ vận tốc hàn thấp sau đó tăng dần.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 4” (Hình 3.13) hoặc “Cửa sổ số 5”
(Hình 3.14) tùy theo trước đó ta chọn là mối hàn giáp mối hay mối hàn góc tương ứng.
7) Xác nhận các thông số đã chọn
Sau khi lựa chọn một chế độ hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo(Hình 3.16)
Hình 3.16. Cửa sổ số 7
Cửa sổ này hiển thị các thông số mà người học đã lựa chọn. Cho phép người học kiểm tra lại các thông số mình đã lựa chọn có đúng với bài thực hành mình mong muốn thực hiện không.
70
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn phụ sau: - Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
- Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 6” (Hình 3.15).
- Bắt đầu hàn: Bắt đầu thực hành hàn với bài thực hành và các thông số đã lựa chọn.
8) Bắt đầu hàn
Nếu lựa chọn “Bắt đầu hàn” thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo hiển thị bài thực hành mà người học đang thực hiện cùng với các thông báo lỗi (Ví dụ minh họa được thể hiện trên Hình 3.17 và Hình 3.18) để người học thực hành có thể phát hiện ra các lỗi mình mắc phải ngay khi mình đang thực hành khi đó giúp người thực hành nhanh chóng điều chỉnh các thao tác của mình để hạn chế lỗi từ đó người học sẽ quen dần.
Hình 3.17. Cửa sổ hiển thị khi thực hành hàn hồ quang tay mối hàn giáp mối ở tư thế hàn sấp
71
Hình 3.18. Cửa sổ hiển thị khi thực hành hàn hồ quang tay mối hàn góc ở tư thế hàn ngang
9) Kết thúc bài thực hành
Khi muốn kết thức thực hành hàn thì lựa chọn “Kết thúc bài thực hành” thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo hiển thị “Kết quả bài thực hành” mà người học vừa thực hiện trong đó có các thông báo lỗi(Hình 3.19).
72
Hình 3.19. Cửa sổ hiển thị kết quả bài thực hành
Trong cửa sổ này cho phép người học biết được các lỗi và số lỗi mình đã mắc phải, đồng thời nó cũng cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn phụ sau:
- Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
- Tiếp tục bài thực hành: Tức là cho phép người học tiếp tục thực hành với bài thực hành đã lựa chọn. Khi đó màn hình sẽ trở về “Cửa sổ số 7” (Hình 3.16)
- In kết quả: Cho phép xuất bảng thông báo kết quả bài thực hành ra máy in. - Kết thúc: Kết thúc việc thực hành với Hàn hồ quang ảo. Khi đó sẽ xuất hiện cửa sổ thông báo “Cám ơn bạn đã thực hành với hàn hồ quang ảo” (Hình 3.20)
73
Hình 3.20. Cửa sổ kết thúc
Trong cửa sổ này cho phép người học lựa chọn “Thoát” để đóng chương trình Thực hành hàn hồ quang ảo.
3.6. Kết luận chƣơng 3
Trong chương 3 tác giả đã thực hiện được các nội dung sau: - Các thông số điều khiển liên quan đến chế độ hàn - Các thông số điều khiển liên quan đến kỹ thuật hàn
- Tổng hợp bộ thông số điều khiển quá trình hàn MIG/MAG ảo - Sơ đồ thuật toán và các chương trình con
- Thiết kế các cửa sổ menu
Đây là sự nổi bật nhất của nghiên cứu đề tài luận văn. Đó là nền tảng cơ bản để tính toán và thiết kế mỏ cụm hàn MIG/MAG ảo.
74
CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM MỎ HÀN MIG/MAG CHO HỆ THỐNG THIẾT
BỊ HÀN HỒ QUANG ẢO
4.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo
Hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo thiết kế cho các phương pháp hàn hồ quang tay, hàn MIG/MAG và hàn TIG gồm các cụm thiết bị chính sau đây: Máy chủ, cụm mô đun cho người học và cụm mô đun cho người dạy (hình 4.1).
Các cụm mô đun cho người học có thể kết nối với nhau và nối với mạng máy tính thành một phòng thực hành hàn ảo. Giảng viên có thể giám sát việc thực hành của học viên thông qua mạng máy tính.
75
4.1.1. Máy chủ
Là nơi lưu giữ phần mềm điều khiển, xử lý và truyền dẫn các thông tin sau khi thu nhận và xử lý để gửi đến cho cả người học và người dạy. Trong trường hợp có nhiều cụm mô đun cho người học và người dạy thì máy chủ còn đóng vai trò kết nối các cụm mô đun cho người học với các cụm mô đun của người dạy. Ưu điểm của hệ thống này có thể kết nối nhiều bàn thực hành thông qua một server. Nhờ vào đặc tính này mà các bàn thực hành hàn có thể tự động cập nhật khi quá trình dạy thay đổi. Cũng bằng cách này, các bàn thực hành hàn sẽ gửi những thông tin liên quan đến kết quả thực hành và sự tiến bộ của học viên đến máy chủ.
Trường hợp chỉ có một mô đun cho người học thì máy chủ lúc này có vai trò là một CPU để xử lý và truyền dẫn thông tin. Đồng thời khi đó người dạy sẽ sử dụng chung cụm mô đun với người học. Hệ thống lúc này chỉ gồm một mô đun cho người học và một CPU. Khi người học thực hiện các thao tác thực hành, mọi thông tin sẽ được lưu vào máy sau đó người học và người dạy cùng có thể mở ra để kiểm tra kết quả thực hành.
4.1.2. Cụm mô đun cho ngƣời dạy
Đây là cụm mô đun cho phép giảng viên kiểm tra, giám sát và phân tích sự tiến bộ tay nghề của học viên. Hệ thống điều khiển cho phép quan sát toàn bộ việc sử dụng bàn thực hành. Vì vậy, giảng viên có thể kiểm soát được ai đang làm việc và họ đang làm gì, đảm bảo rằng các học viên đang thực hành những bài tập theo yêu cầu. Giảng viên có thể kiểm tra sự tiến bộ của học viên tại một thời