CHƯƠNG 2. CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ HÀN MAG TỰ ĐỘNG
2.1. Nguyên lý hoạt động của thiết bị hàn MAG tự động
Trong sản xuất cơ khí hiện nay, hàn MAG bán tự động được sử dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành công nghiệp. Quá trình hàn MAG người thợ hàn phải thực hiện đồng thời ba chuyển động (hình 2.1).
Hình 2.1. Thao tác hàn đƣợc thực hiện bằng tay - Chuyển động dao động ngang để tạo bề rộng mối hàn
- Chuyển động dọc trục của điện cực (dây hàn) duy trì khoảng cách không đổi theo yêu cầu giữa đầu mỏ hàn với bề mặt vật hàn.
- Chuyển động dọc theo trục của mối hàn để tạo thành đường hàn.
Trên cơ sở các chuyển động người thợ thao tác hàn, tác giả đã xây dựng thành chuyển động cơ bản theo các trục của hệ tọa độ như: X (chuyển động ngang), Y (chuyển động dọc), Z (chuyển động cao). Nghiên cứu và tự động hóa các chuyển động này thông qua phần mềm điều khiển truyền động biến chuyển động quay của động cơ thành các chuyển động hàn.
Để thuận lợi cho nghiên cứu tác giả chia thiết bị hàn MAG tự động làm 2 phần cơ bản. Theo sơ đồ (hình 2.2)
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý họat động của thiết bị hàn MAG tự động để hàn các đường hàn phức tạp
Thiết bị tự động hàn (tự động hóa phần thao tác bằng tay): Có chức năng thao tác hàn duy trì khoảng cách không đổi theo yêu cầu giữa đầu mỏ hàn với bề mặt vật hàn; di chuyển mỏ hàn với vận tốc đã chọn (Vh) và theo hình dáng đường hàn yêu cầu; dao động mỏ hàn bảo đảm chiều rộng mối hàn. Quá trình hoạt động thông qua sơ đồ điều khiển (hình 2.3)
Thiết bị tự động hàn
Bộ điều khiển
Lập trình để điều khiển hành trình chuyển động mỏ hàn (Theo hình dáng đường hàn, kiểu dao động mỏ hàn, Vh)
Drive
Động cơ
Cơ cấu truyền động Chuyển động góc bước Khớp nối
Phát xung điều khiển động cơ Phát tín hiệu điều khiển Drive Chương trình điều khiển
Thiết bị hàn MAG
Điều chỉnh thông số hàn (Ih , Uh, Pkh, Vd)
Súng hàn (mỏ hàn)
Hình 2.3. Sơ đồ điều khiển thiết bị tự động hàn
Thiết bị hàn MAG (có sẵn trên máy hàn MAG): Có chức năng cấp dây hàn và khí bảo vệ được đặt trước giá trị yêu cầu (tốc độ cấp dây, lưu lượng và áp suất khí bảo vệ), khi hàn chúng được cấp tự động. Điện áp và dòng hàn cũng được đặt trước và được điều chỉnh tự động dao động quanh giá trị yêu cầu khi tải ngoài thay đổi trong quá trình hàn. (hình 2.4)
Hình 2.4. Thiết bị hàn MAG 2.1.1. Lập trình để hàn
Từ chi tiết hàn cụ thể (vật liệu hàn, chiều dầy vật hàn) ta sẽ xác định các thông số của chế độ hàn chi tiết đó. Các thông số của quá trình hàn sau khi tính toán và lựa chọn sẽ được thiết lập trên 2 phần của thiết bị hàn MAG tự động.
- Thiết bị hàn MAG: Thiết lập trực tiếp trên thiết bị các thông số như tốc độ cấp dây (Vd), lưu lượng, áp suất khí bảo vệ(Pkh), điện áp (Uh) và dòng hàn (Ih).
-Thiết bị tự động hàn: Thiết lập gián tiếp các thông số duy trì khoảng cách không đổi theo yêu cầu giữa đầu mỏ hàn với bề mặt vật hàn (A); di chuyển mỏ hàn với vận tốc đã chọn (Vh) và theo hình dáng đường hàn yêu cầu; dao động mỏ hàn bảo đảm chiều rộng mối hàn (b) bằng cách xây dựng nên các lệnh G-code.
2.1.2. Chương trình điều khiển kết nối máy tính
Sau khi xây dựng được lệnh G-code. Người lập trình tiến hành nạp dữ liệu vào máy tính đã được kết nối với hệ điều khiển. Lúc này card điều khiển sẽ nhận biết và điều khiển hoạt động của thiết bị tự động hàn theo các thông số hàn đã được xây dựng.
2.1.3. Bộ điều khiển
Bộ phận này của máy có nhiệm vụ nhận dữ liệu từ máy tính, xuất ra tín hiệu điều khiển drive. Dữ liệu được truyền từ máy tính vào bộ điều khiển máy qua cổng kết nối chuẩn.
2.1.4. Drive
Drive là mạch điều khiển phát ra các xung. Tần số phát xung càng lớn thì động cơ quay càng nhanh. Cứ mỗi xung được phát ra thì động cơ quay được 1 góc bước.
Sơ đồ ghép nối mạch điều khiển:
Hình 2.5. Sơ đồ ghép nối mạch điều khiển - Khối tín hiệu điều khiển gồm 6 chân:
+ EN-, EN+: Tín hiệu cho phép hoặc không cho phép modul hoạt động.
+ CW-, CW+: Tín hiệu điều khiển chiều quay động cơ.
+ CLK-, CLK+: Tín hiệu xung điều khiển bước quay động cơ.
- Khối động cơ gồm 4 chân: A+, A-, B+, B-: cho phép kết nối với 4 đầu dây của động cơ.
2.1.5. Động cơ
Các tín hiệu từ chương trình sẽ điều khiển các động cơ trên khối tự động hàn.
Các động cơ được dùng có thể là động cơ bước, động cơ servo…Trục ra của động cơ chuyển động theo từng góc xoay nên đảm bảo độ chính xác cao. Động cơ truyền chuyển động sang trục vít me nhờ khớp nối mềm.
2.1.6. Bộ truyền vít me đai ốc
Biến chuyển động xoay tròn của trục vít thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc.
Đai ốc được ghép với các chi tiết khác để đảm bảo máy có thể di chuyển theo 3