0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Vâ n t ốc ph un ( m m /s ) Thời gian (s)
Ảnh hưởng của hệ số ma sát tĩnh đến tốc độ phun
µk = 0 µk = 0.34 µk = 0.08 µk(Fanuc)
Trên hình 6.17, nhận thấy rằng hệ số ma sát càng lớn thì vận tốc phun càng tiệm cận với vận tốc phun của máy đúc ép Fanuc. Điều đĩ nĩi lên rằng hệ số ma sát của nhựa nĩng chảy ảnh hưởng trực tiếp lên vận tốc phun của máy đúc ép.
6.3. Thảo luận
6.3.1. Thảo luận về cụm kẹp
Nghiên cứu này đã trình bày thiết kế tối ưu của cơ cấu kẹp khuơn kép năm điểm trong máy ép phun nhờ phân tích lý thuyết và mơ phỏng số. Ảnh hưởng của các gĩc tới hạn của cơ cấu kẹp chuyển đổi kép, tỷ lệ khuếch đại lực và hành trình của khuơn di động đã được giới thiệu trong nghiên cứu này. Ngồi ra, các thơng số thiết kế, bao gồm chiều dày tấm cố định, di động, đường kính thanh dẫn hướng và tiết diện liên kết trung bình phụ thuộc vào các lực kẹp khác nhau cũng được tính đến. Tính tốn lý thuyết đã được tìm thấy là phù hợp tốt với các kết quả mơ phỏng. Trong khi đĩ, cĩ một số phát hiện khác từ nghiên cứu này. Thứ nhất, ảnh hưởng của α1 và α2 đến tỷ lệ khuếch đại lực và hành trình của khuơn chuyển động lớn hơn nhiều so với β khi gĩc cĩ xu hướng bằng khơng. Thứ hai, kích thước mặt cắt của liên kết tỷ lệ với lực kẹp. Hơn nữa, cĩ nhiều kết quả mơ phỏng cho thấy ứng suất lớn nhất xảy ra tại tấm cố định, di động, thanh dẫn hướng và các liên kết.
6.3.2. Thảo luận về cụm phun
Nghiên cứu đã trình bày thiết kế và mơ phỏng được cụm phun của máy đúc ép nhựa thơng qua phần mềm Matlab và kết quả thực nghiệm. Cĩ thể thấy rằng cĩ sự chênh lệch về vị trí gĩc quay của động cơ thường và động cơ servo khi chúng cùng mang tải như nhau, cùng cơng suất, cùng số vịng quay. Động cơ thường cĩ sai số gĩc quay lớn hơn so với động cơ servo. Mặt khác vận tốc phun của máy đúc ép nhựa cịn phụ thuộc vào hệ số cản của vật liệu, tùy loại vật liệu khác nhau sẽ cĩ hệ số cản khác nhau [42].
Đối với mơ hình thực nghiệm trong nghiên cứu này, vận tốc phun của máy đúc ép nhựa được tính tốn gián tiếp thơng qua vận tốc di chuyển của vít me bi – đai ốc nhờ định luật bảo tồn khối lượng, chưa xét đến ảnh hưởng của ma sát trong quá trình phun, chưa xét đến ảnh hưởng của sai số bộ truyền vít me bi – đai ốc, và các hệ số khác. Kết quả vận tốc phun của máy thiết kế và thực nghiệm cĩ sự chênh lệch so với máy chuẩn Fanuc.
Chương 7. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1. Kết luận 7.1. Kết luận
Đề tài đã đạt được những kết quả theo dự kiến ban đầu như sau:
- Tính tốn, thiết kế tối ưu được cơ cấu kẹp 5 điểm kép. Tỉ lệ khuếch đại lực tăng lên 4 lần sau khi tối ưu.
- Tính tốn, mơ phỏng, so sánh được quá trình hoạt động cụm phun so với máy chuẩn Fanuc, sai lệch giữa máy chuẩn Fanuc và tính tốn thiết kế là 6%. - Xác định được sai lệch vị trí và vận tốc của tốc của động cơ thường và động cơ servo. Độ lệch chuẩn về vị trí của động cơ thường (0,032) lớn hơn động cơ servo (0,019).
- Định hướng ứng dụng phần mềm Matlab Simulink trong mơ phỏng động lực học cụm phun của máy đúc ép.
- Định hướng ứng dụng phần mềm HyperWorks với các mơ-đun MotionView và HyperStudy được sử dụng đồng thời để mơ phỏng cơ chế kẹp và thực hiện tối ưu hĩa cụm kẹp trong điều kiện động lực học nhiều khâu.
7.2. Những vấn đề tồn tại
Bên cạnh những kết quả đạt được, đề tài thiết kế máy đúc ép nhựa cĩ độ chính xác điều khiển cao của tác giả cịn cĩ những hạn chế sau:
- Đề tài chỉ mới mơ phỏng ở dạng lý thuyết, chưa ứng dụng vào thực tế sản xuất nên chưa biết rõ tính chính xác khi áp dụng vào trong sản xuất.
- Việc xác định vận tốc phun của máy mới chỉ dựa vào vận tốc của vít me bi – đai ốc thơng qua định luật bảo tồn khối lượng, chưa cĩ nịng và trục vít phun. - Chưa thiết kế được giao diện điều khiển cho máy đúc ép nhựa.
7.3. Hướng phát triển đề tài
- Chế tạo cụm phun cĩ nhựa để xem xét quá trình phun. - Chế tạo cụm kẹp thực tế để đo lực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Hồ Lê Viên. Các máy gia cơng vật liệu rắn và dẻo – Tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[2] Nhữ Hồng Giang – Đinh Bá Trụ - Lê Thụy Anh, Cơng nghệ và thiết bị gia cơng
vật liệu polyme, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2008.
[3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn hệ dẫn động cơ khí – tập 1,2, Nhà xuất bản giáo dục.
[4] Trần Thế San – Tăng Văn Mùi, Sổ tay chuyên ngành cơ khí, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
[5] Đinh Gia Tường – Tạ Khánh Lâm, Nguyên lý máy – tập 1, Nhà xuất bản giáo dục. [6] TS. Trần Đình Sơn – TS. Hồng Văn Thạnh. Nghiên cứu cơng nghệ chế tạo chi
tiết quang học bằng quá trình đúc ép phun. Tạp chí khoa học và cơng nghệ, Đại học
Đà Nẵng. Số: 12(61), quyển 2. Trang: 108 - 113. Năm 2012.
[7] TS. Trần Đình Sơn – TS. Hồng Văn Thạnh. Nghiên cứu độ cong vênh của lớp
nền đĩa CD & DVD cho quá trình đúc ép phun. Tạp chí khoa học và cơng nghệ, Đại
học Đà Nẵng. Số: 12(85) - 2014 Volume 1. Trang: 78 - 80. Năm 2014.
[8] TS. Trần Đình Sơn và TS. Hồng Văn Thạnh. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm bằng quá trình đúc ép phun. Kỷ yếu hội nghị khoa học và
cơng nghệ tồn quốc về cơ khí lần thứ 3 - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Số: ISBN: 978-604-67-0061-6. Trang: 590 - 596. Năm 2013.
[9] TS. Trần Đình An – Đại Học Nguyễn Tất Thành. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm ép phun nhựa nhiệt dẻo.
[10] PGS. TS Đặng Xuân Phương – Đại Học Nha Trang. General frameworks for optimization of plastic injection molding process parameters.
[11] Nguyễn Dỗn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2009.
[12] Nguyễn Quang Hồng, MATLAB và SIMULINK cho kỹ sư, Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội, 2021.
[13] Choubey, M., & Rao, A. C. (1982). Synthesizing linkages with minimal structural and mechanical error based upon tolerance allocation. Mech Mach Theory 17(2): 91- 97. https://doi.org/10.1016/0094-114X(82)90039-8
[14] Rao, B., Zhou, H., Ouyang, H., Wan, Y., Zhang, Y., & Wu, J. (2017). Study on the clamping force measurement and partial load regulation technology of injection molding machine. CIRP J Manuf Sci Technol 19: 19-24.
https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2017.03.001
[15] Huang, M. S., & Lin, C. Y. (2017). A novel clamping force searching method based on sensing tie-bar elongation for injection molding. Int J Heat Mass Tran 109: 223-230. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.02.004
[16] Huang, M. S., Nian, S. C., Chen, J. Y., & Lin, C. Y. (2018). Influence of clamping force on tie-bar elongation, mold separation, and part dimensions in injection molding. Precis Eng 51: 647-658. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.11.007
[17] Chang, P. C., Hwang, S. J., Lee, H. H., & Huang, D. Y. (2006). Design and verification of a clamping system for micro-injection molding machine. Trans Can Soc Mech Eng 30(3): 413-428. https://doi.org/10.1139/tcsme-2006-0026
[18] Zhao, Y., Zhao, P., Zhang, J., Huang, J., Xia, N., & Fu, J. (2019). On-line measurement of clamping force for injection molding machine using ultrasonic technology. Ultrasonics 91: 170-179. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2018.08.013 [19] Chang, W. T., Lee, W. I., & Hsu, K. L. (2021). Analysis and Experimental Verification of Mechanical Errors in Nine-Link Type Double-Toggle Mold/Die Clamping Mechanisms. Appl Sci 11(2): 832. https://doi.org/10.3390/app11020832 [20] Lin, W. Y., & Hsiao, K. M. (2003). Investigation of the friction effect at pin joints for the five-point double-toggle clamping mechanisms of injection molding machines. Int J Mech 45(11): 1913-192. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2003.10.010
[21] Lin, W. Y., & Hsiao, K. M. (2004). Study on improvements of the five-point double-toggle mould clamping mechanism. Proc Inst Mech Eng C- J Mech 218(7): 761-774. https://doi.org/10.1243/0954406041319482
[22] Lin, W. Y., Shen, C. L., & Hsiao, K. M. (2006). A case study of the five-point double-toggle mould clamping mechanism. Proc Inst Mech Eng C- J Mech 220(4): 527-535. https://doi.org/10.1243/09544062JMES216
[23] Zhang, Y., Wang, X., Williams, J., Huang, Z., Falkner, D., Zhou, G., Yang, Y., Dong, L., Jin, Z., Zhuang, J., Wang, Z., & Liu, Z. (2017). Micro Structure of Injection Molding Machine Mold Clamping Mechanism: Design and Motion Simulation. CAAI
[24] Huang, M. S., Lin, T. Y., & Fung, R. F. (2011). Key design parameters and optimal design of a five-point double-toggle clamping mechanism. Appl Math Model 35(9): 4304-4320. https://doi.org/10.1016/j.apm.2011.03.001
[25] Fung, R. F., Hwang, C. C., & Huang, C. S. (1997). Kinematic and sensitivity analyses of a new type toggle mechanism. Jpn Soc Mech Eng Ser C 40(2): 360-365.
https://doi.org/10.1299/jsmec.40.360
[26] Li, X., Jin, Z., Zhang, Y., Zhuang, J., Zhou, G., & Wang, L. (2012). Kinematic calculation analysis of micro injection molding machine with double-toggle clamping mechanism based on MATLAB. EMEIT 2012: 1746-1750.
https://doi.org/10.2991/emeit.2012.387
[27] Jiao, Z., Liu, H., Xie, P., & Yang, W. (2015). Clamping characteristics study on different types of clamping unit. AIP Conf Proc 1664(1): 110009.
https://doi.org/10.1063/1.4918484
[28] Chou, B. G., Cai, H. Z., Zhou, G., Zhang, Y. J., & Zhuang, J. (2014). Design and motion simulation of the clamping mechanism of micro-structure injection molding machine.
[29] Altair HyperWorks Student Edition License
[30] Chun-Ying Lin, Fang-Cheng Shen, Huo-Tsai Wu và Huei-Huang Lee. No.1, University Road, Taiwan 70101, Taiwan , Injection Molding Process Control of Servo- Hydraulic System. https://doi.org/10.1109/ECICE47484.2019.8942784
[31] An Yang, Weigang Guo, Tianlong Han, Congrong Zhao, Hongwei Zhou and Jianping Cai. Hangzhou Vocational and Technical College, Hangzhou 310018, China .Feedback Control of Injection Rate of the Injection Molding Machine Based on PID Improved by Unsaturated Intelgral. http://dx.doi.org/10.1155/2021/9960021
[32] Shengrui Yu, Lanyu Zeng. Jingdezhen Ceramic Institute, Jingdezhen, China .Control Strategy of Screw Motion During Plasticizing Phase for All-Electric Injection Molding Machine. http://dx.doi.org/10.20965/ijat.2018.p0215
[33] Wujun Lai, Branch of Mechanical and Electronic engineering Jiangxi Environmental Engineering Vocational college Ganzhou, Jiangxi, P.R. China, 341000. Control system software design of injection molding machine based on neural network.
http://dx.doi.org/10.1109/MACE.2011.5987132
[34] Emlyn Garvey, Moldflow Pty. Ltd. Australia, David Kazmer, University of Massachusetts Amherst, United States of America. Application of Matlab to Injection Molding Quality Control.
[35] Tao Liu, Ke Yao và Furong Gao, IEEE transaction on control system technology,Vol 17, No 06, November 2009. Identification and Autotuning of Temperature - Control system with application to injection molding.
http://dx.doi.org/10.1109/TCST.2008.2006746
[36] Benigno Munoz-Barron, Luis Morales-Velazquez, Rene J. Romero-Troncoso, Carlos Rodriguez-Donate, Miguel Trejo-Hernandez, Juan P. Benitez-Rangel and Roque A. Osornio-Rios, HSPdigital-CA Mecatronica, Facultad de Ingenieria, Universidad Autonoma de Queretaro, Campus San Juan del Rio, Rio Moctezuma 249, Col. San Cayetano, 76807 San Juan del Rio, Qro. FPGA-Based Multiprocessor System for Injection Molding Control. https://doi.org/10.3390/s121014068
[37] Olga Ogorodnyk, Mats Larsen, Kristian Martinsen, Ole Vidar Lyngstad, Norwegian University of Science and Technology, Dep. Manufacturing and Civil Engineering, Teknologivegen 22, 2015 Gjovik, Norway. Development of Application Programming Interface Prototype for Injection Molding Machines.
https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.07.005
[38] Jain A R Tony B, S Karthikeyen, B Jeslin A R Alex1 and Z Jahid Ali Hasan, College of Engineering, Kalavakkam, Chennai-603110, India. Injection Molding Parameters Calculations by Using Visual Basic (VB) Programming.
[39] Dipl.-Ing. C. Hostert, Prof. Dr.-Ing. S. Maas, Prof.Dr.-Ing. A. Zürbes,Université du Luxembourg; Prof. Dr.-Ing. R.Nordmann, TU-Darmstadt . Dynamic Simulation of an Injection Molding Machine.
[40] Noriyuki Akasaka, Department of Control and Information Engineering Kurume National College of Technology 1-1-1 Komorino, Kurume-City, Fukuoka 830-8555, Japan. Synchronous Positioning Control in Pressure Control Among Multi-AC
Servomotors in Injection Molding
Machine.http://dx.doi.org/10.20965/jrm.2004.p0348
[41] Nwadinobi, C.P, Ezeaku, I.I and Ugwu, Department of Mechanical Engineering, Abia State University, Uturu, Abia State, Nigeria. Design and Fabrication of Mini- Injection Moulding Machine for Small-to Medium Scale Plastic Processing.
[42] Katsuhiko Ogata - Modern Control Engineering-Prentice Hal (2010).
[43] A.S. Pouzada, E.C. Ferreira, A.J. Pontes. Department of Polymer Engineering, IPC/Institute for Polymers and Composites, University of Minho, 4800-058 Guimara˜es, Portugal. Received 11 April 2006; accepted 28 June 2006. Friction properties of moulding thermoplastics.
[44] A.J. Pontes, A.M. Pinho, A.S. Miranda, A.S. Pouzada, Effect of processing conditions on ejection forces in injection moulds, O Molde 34 (1997) 25.
[45] P. Collins, E.M.A. Harkin-Jones, P.J. Martin, The role of tool/sheet contact in plug-assisted thermoforming, Intern.Polym. Process. 17 (2002) 361.
[46] M. Vaziri, F.H. Stott, R.T. Spurr, Studies of the friction of polymeric materials, Wear 122 (1988) 313.
Các trang web tham khảo
[47] https://www.hindawi.com/journals/apt/2019/2604878/ [48] http://smartpm.com.vn/tin-tuc/ap-luc-kep-khuon-kien-thuc-co-ban-ve-ap-luc- kep-trong-ep-phun-nhua.html [49] https://www.fanuc.com/fvl/vn/product/robomachine/roboshot.html [50] https://4ctech.vn/may-ep-phun-nhua-injection-machine [51] https://copphaviet.com/may-ep-nhua-mini/ [52] http://thietkekhuon.com/tim-hieu-he-thong-kep-trong-may-ep-phun [53] http://100.edu.vn/hoc-chi-tiet-may-bai-113phan-loai-bo-truyen-vit-dai-oc [54] https://www.youtube.com/watch?v=MYdsFhzkhmk&ab_channel=CorySimon [55] https://congnghedoluong.com/2020/05/27/encoder-la-gi [56] https://beecost.vn/truc-vit-me-dai-oc.html?page=2 [57]https://www.sieuthithietbi.com/1000mm-thuoc-do-quang-hoc-mitutoyo-539-817- 16037.sttb [58] https://codienhaiau.com/product/bo-dieu-khien-lap-trinh-plc-mitsubishi-fx1n- 60mt-001/ [59] https://www.sunhotsell.com/?product_id=21876824_31 [60] https://www.technicalvnplus.com/article/gioi-thieu-bo-truyen-vit-me-dai-oc [61]https://webbuilder3.asiannet.com/ftp/2410/FANUC%2030A.50A.100A%20spec. pdf