Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay

Ngành Khoa học - Kỹ thuật,Cơ khí - Chế tạo máy
  Đánh giá    Viết đánh giá
 6      302      0
Phí: Tải Miễn phí
Mã tài liệu
astntq
Danh mục
Ngành Khoa học - Kỹ thuật,Cơ khí - Chế tạo máy
Thể loại
máy phay CNC
Ngày đăng
9/12/2013
Loại file
pdf
Số trang
4
Dung lượng
0.15 M
Lần xem
302
Lần tải
6
  DOWNLOAD
File đã kiểm duyệt an toàn

Tài liệu trình bày hệ thống đo lực cắt trên máy phay CNC . Đây là một phần của hệ thống đo lường và điều khiển bằng máy tính

HƯỚNG DẪN DOWNLOAD TÀI LIỆU

Bước 1:Tại trang tài liệu thuvienmienphi bạn muốn tải, click vào nút Download màu xanh lá cây ở phía trên.
Bước 2: Tại liên kết tải về, bạn chọn liên kết để tải File về máy tính. Tại đây sẽ có lựa chọn tải File được lưu trên thuvienmienphi
Bước 3: Một thông báo xuất hiện ở phía cuối trình duyệt, hỏi bạn muốn lưu . - Nếu click vào Save, file sẽ được lưu về máy (Quá trình tải file nhanh hay chậm phụ thuộc vào đường truyền internet, dung lượng file bạn muốn tải)
Có nhiều phần mềm hỗ trợ việc download file về máy tính với tốc độ tải file nhanh như: Internet Download Manager (IDM), Free Download Manager, ... Tùy vào sở thích của từng người mà người dùng chọn lựa phần mềm hỗ trợ download cho máy tính của mình  

NỘI DUNG TÀI LIỆU

Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay

 

HÌNH ẢNH DEMO
Tài liệu Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay slide 1

Tài liệu Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay slide 2

Tài liệu Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay slide 3

Tài liệu Thiết kế hệ thống đo lực cắt quá trình phay slide 4


Chỉ xem 5 trang đầu, hãy download Miễn Phí về để xem toàn bộ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LỰC CẮT QUÁ TRÌNH PHAY
TS.Thái Thị Thu Hà
Th.s Hồ Minh Đạo
Khoa Cơ Khí - Trường Đại học bách Khoa - Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tóm tắt : Bài báo trình bày hệ thống đo lực cắt
sử dụng để phát hiện lưỡi cắt bị mòn hay gãy , hoặc để
trên máy phay CNC . Đây là một phần của hệ thống đo
phát hiện va đập . Thêm vào đó , bộ điều khiển thích
lường và điều khiển bằng máy tính .
Tín hiệu lực cắt
nghi với thông số điều khiển là lực cắt dùng thêm một
thu được từ lực kế được truyền về máy tính , máy tính
vòng điều khiển nữa bên cạnh các vòng hồi tiếp thông
sẽ phân tích , xử lý để phục vụ cho mục đích điều khiển
thường trong điều khiển vị trí để hiệu chỉnh một cách
.Lực kế được thiết kế và chế tạo dựa trên nguyên tắc
linh hoạt các thông số công nghệ trong quá trình gia
đo lực bằng cảm biến biến dạng .Cũng trong bài báo
công .
này , các kết quả thực nghiệm đo lực cắt với nhiều chế
Có nhiều phương pháp đo lực cắt trên máy CNC ,
độ cắt khác nhau sẽ được trình bày .Gíá trị lực cắt đo
phương pháp được sử dụng nhiều nhất là lực kế bàn
được gần đúng với giá trị tính toán lý thuyết , điều này
dạng áp điện ( như của hãng Kistler ) . Tuy nhiên , giá
cho thấy hệ thống đo lực cắt hoạt động ổn định , chính
thành của nó rất cao không phù hợp với điều kiện kinh
xác .
tế của nước ta . Với mục đích xây dựng bộ điều khiển
Abtract
:
This
pape
presents
a
PC-based
thích nghi quá trình phay trên máy CNC , trong đó
monitoring method of cutting forces by a 3-component
thông số điều khiển là lực cắt , chúng tôi đã thiết kế và
strain gage based milling dynamometer designed and
chế tạo thành công lực kế đo ba thành phần lực dựa
manufactured . Experiments are ca
ied out under end
trên nguyên tắc đo lực bằng cảm biến biến dạng .
milling
operations
fo
aluminum
with
different
Trong phần còn lại của bài báo này chúng tôi sẽ trình
combinations of cutting
condition . The results was
ày về lực kế được thiết kế và một số kết quả thực
compared with theorical calculation of cutting force .
nghiệm thu được .
Its is shown that the monitoring system is reliable ,
accurate and possible .
2.
LỰC KẾ BA THÀNH PHẦN
1.
GIỚI THIỆU:
Điều khiển giám sát quá trình gia công trên máy
CNC đã và đang là trọng tâm nghiên cứu trong định
hướng phát triển máy CNC . Giám sát quá trình gia
công và tự động điều chỉnh chế độ cắt ( lượng chạy
dao , tốc độ trục chính ) giúp tăng năng suất , tiết kiệm
thời gian , chi phí đồng thời vẫn đảm bảo độ chính xác
và chất lượng bề mặt gia công .
Trước đây , việc giám sát máy CNC cần phải có
Hình 1: Sơ đồ hệ thống đo lực trên máy CNC
nhiều loại cảm biến khác nhau để nhận biết các hiện
tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt kim loại , tổng
hợp các tín hiệu rồi từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển
quá trình gia công . Việc lắp đặt và thiết lập bộ điều
khiển này rất phức tạp và khó khăn . Khó khăn này có
thể được giải quyết nếu chỉ sử dụng cảm biến xác định
chỉ một thông số mà thông số này biểu thị đủ trạng thái
của quá trình gia công , đặc biệt là trong quá trình phay
- quá trình gia công với dao phay gồm nhiều lưỡi cắt
cùng làm việc với tốc độ cao .
Sơ đồ hệ thống đo lực được trình bày trên hình 1 .
Lực kế được thiết kế bao gồm các thành phần : phần tử
đàn hồi , cảm biến biến dạng, mạch cầu Wheatstone ,
mạch khuyếch đại . Lực kế được đặt trên bàn máy , chi
tiết gia công được định vị và kẹp chặt phía trên lực kế
sẽ chịu tác động của lực trong quá trình gia công
truyền qua phôi đến các phần tử đàn hồi. Cảm biến
cảm nhận tín hiệu lực được sử dụng là cảm biến biến
dạng sẽ biến dạng cùng với các phần tử đàn hồi làm
thay đổi điện trở qua mạch cầu Wheatstone , làm mất
Nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh
lực cắt là một thông số quan trọng cần phải biết trong
quá trình gia công có hệ thống giám sát và điều khiển .
Bởi vì lực cắt phụ thuộc vào các thông số hình học dao
, vật liệu dao , vật liệu chi tiết , chế độ cắt ( chiều sâu
cắt , lượng chạy dao , tốc độ cắt ) , chất lượng lưỡi cắt
cân bằng mạch cầu, dẫn đến sự thay đổi điện áp. Card
thu nhận dữ liệu PCL-812PG sẽ chuyển giá trị điện áp
thay đổi từ cầu Wheatstone đã được khuyếch đại thành
tín hiệu số . Việc thu nhận , xử lý hiển thị kết quả lực
cắt được thực hiện trên máy tính thông qua phần mềm
DASYLab .
( mòn , nứt , gãy ) , nhiệt ( dung dịch trơn nguội ) và
ung động , biến dạng của hệ thống công nghệ trong
quá trình gia công . Giữ ổn định lực cắt trong quá trình
gia công sẽ giúp ta cải thiện được chất lượng bề mặt
gia công , tăng năng suất và giảm bớt việc mòn và gãy
dụng cụ trong quá trình gia công . Đo lực cắt ngay
Để đo momen và lực theo 3 phương trong điều kiện
tĩnh và động , vòng đàn hồi đã chứng tỏ là một phần tử
thích hợp. Kích thước của vòng đàn hồi được tính toán
dựa vào độ lớn của lực đo và độ chính xác của phép
đo. Phân tích vòng đàn hồi có bán kính r , chiều dày t,
trong quá trình gia công sẽ cung cấp một tín hiệu được
1
e
=
e
=
t
= =
K
F
= =
K
chiều rộng b chịu lực hướng kính Fr (Fz) và lực tiếp
tuyến Ft (Fx hoặc Fy) tác dụng (hình 2a).
song cho dòng nhiệt và do đó các điểm ở vị trí đối diện
của vòng đàn hồi sẽ có cùng nhiệt độ.
Hai chỉ tiêu quan trọng của lực kế
là độ cứng
vững và độ nhạy. Để có thể đạt được độ nhạy cao thì
vòng tám cạnh cần phải được thiết kế và đặt ở vị trí bị
iến dạng nhiều nhất bởi các thành phần lực đo . Cảm
iến biến dạng được dán trên vòng tám cạnh
nơi mà
Hình 2 : Quá trình biến dạng của vòng đàn hồi.
nó sẽ bị kéo hoặc nén lớn nhất . Từ các phân tích ở
trên , các cảm biến biến dạng được dán trên vòng tám
Khi chỉ có lực Fr tác dụng thì vòng đàn hồi biến
dạng như hình 2b , và khi chỉ có lực Ft tác dụng thì
vòng đàn hồi biến dạng như hình 2c.
cạnh ở vị trí như hình 3 .
Theo lý thuyết đàn hồi với vòng mảnh, khi chỉ có
lực Fr tác dụng ( hình 2b) thì độ biến dạng ở bề mặt
trong và ngoài của vòng tại điểm A là :
1,09.Fr .
A E.b.t2
(1)
Với :eA- Độ biến dạng tại điểm A ; Fr - Lực hướng
kính (N) ; r - Bán kính vòng tròn (mm) ; E - Mô-đun
đàn hồi ( N/mm2 ) ; b - Chiều rộng vòng (mm) ; t -
Chiều dầy vòng (mm)
Hình 3 : Vị trí dán cảm biến biến dạng trên vòng
tám cạnh.
Bốn vòng tám cạnh được bố trí để đo lực theo 3
phương độc lập với nhau. Vị trí của 4 vòng tám cạnh
Trong khi tại điểm B - vị trí nghiêng một góc 39,6o
trên 2 tấm trên và dưới được thể hiện như trên hình 4 .
so với trục thẳng đứng - độ biến dạng bằng 0 .
Khi chỉ có lực Ft tác dụng (hình 2c) độ biến dạng
tại điểm A bằng 0 trong khi độ biến dạng tại điểm B là:
2,18.F .
B E.b.t2
(2)
Với: eB - Độ biến dạng tại điểm B ; Ft - Lực hướng
kính (N)
Nếu độ biến dạng tại điểm A và B trong phạm vi
giới hạn đàn hồi của vật liệu thì phương trình (1) và (2)
sẽ tuyến tính với lực và vì thế vòng đàn hồi đáp ứng
được yêu cầu mong muốn về độ tuyến tính. Giá trị độ
cứng vững của vòng hình tròn mỏng theo phương
Hình 4 : Vị trí 4 vòng tám cạnh
hướng kính và tiếp tuyến được tính như sau:
Khi chịu lực tác dụng , mạch cầu Wheatstone cho
a một điện áp rất nhỏ . Do đó, trước khi được chuyển
Fr Ebt3
dr 1,8r3
(3)
đổi tương tự / số ( A/D ), tín hiệu này cần phải được
khuếch đại . Trên hình 5 là sơ đồ đơn giản của mạch
khuyếch đại được sử dụng trong hệ thống đo lực . Ưu
t Ebt3
t dt 3,6r3
(4)
điểm của mạch khuyếch đại này là trở kháng lối vào
ất cao , khử được nhiễu do nhiệt độ của điện trở lối
vào và do dòng lối vào khuyếch thuật toán , độ không
tuyến tính của hệ số khuyếch đại không đáng kể , và
Vòng tám cạnh được dùng làm phần tử đàn hồi của
việc thiết lập hệ số khuyếch đại rất đơn giản .
lực kế phay vì những ưu điểm của nó so với vòng tròn
. Để bảo đảm được tính liên tục, tuyến tính và sự lặp
lại trong khi đo, các vòng tám cạnh
được chế tạo từ
vật liệu đồng nhất. Vòng tám cạnh phải đảm bảo tính
đối xứng, chất lượng bề mặt và độ chính xác cao. Sự
đối xứng của vòng đàn hồi sẽ tạo ra các đường song
2
Hình 6 : Mô hình thực nghiệm
Hình 5 : Mạch khuếch đại.
Như đã giới thiệu ở phần đầu hệ thống đo lực được
thiết kế là hệ thống đo lường bằng máy tính . Do vậy ,
hệ gồm có : máy tính , phần cứng xử lý tín hiệu tương
tự , chuyển đổi tương tự / số , truyền tín hiệu về máy
tính và phần mềm thu nhận, xử lý , hiển thị và lưu trữ
tín hiệu số nhận được từ phần cứng . Trong hệ thống
của mình , chúng tôi sử dụng mạch thu nhận dữ liệu
PCL - 812PG ( Advantech -Mỹ ) và phần mềm
Các chế độ cắt được thiết lập như sau : 4 mức tốc
độ trục chính ( 400,500, 600 , 700 vòng /phút) , bốn
mức lược chạy dao ( 100 , 120 ,150 , 200 mm/ phút )
và gia công ở 3 chiều sâu cắt khác nhau ( 1, 2, 3 mm )
. Trong bài báo này chỉ trình bày 4 kết quả thực
nghiệm thể hiện từ hình 7 đến hình 10 , đồng thời giá
trị lớn nhất , nhỏ nhất , trung bình và giá trị lực cắt tính
toán lý thuyết được trình bày từ bảng 1 đến bảng 4 .
DASYLab ( Dasytec - Đức ) .
Mạch thu nhận dữ liệu PCL-812PG được sử dụng
để chuyển đổi tín hiệu lực tương tự thu được từ điện
thế của mạch cầu thành tín hiệu số và truyền đến máy
tính để hiển thị và xử lý . Đây là mạch thu nhận dữ liệu
đa chức năng với độ tin cậy cao , được sử dụng cho
các loại máy IBM PC/XT/AT và các máy tính tương
thích . Mạch quét kênh tự động và có SRAM trên
oard tạo thuận lợi cho việc chuyển đổi A/D đa kênh ,
đặc biệt là với khả năng truy cập bộ nhớ trực tiếp
DMA sẽ làm cho chương trình hay thiết bị có thể
truyền dữ liệu giữa hai thiết bị hoặc giữa thiết bị và bộ
nhớ mà không cần sự can thiệp của CPU giúp cho khả
Hình 7 : Lực cắt đo được với chế độ cắt : chiều sâu
cắt 1mm , tốc độ trục chính 400 vòng / phút , lượng
năng truyền dữ liệu nhanh hơn .
PCL - 812PG có 16
chạy dao 120 mm/ phút , đường kính dao 10 mm , vật
đường thu tín hiệu tương tự đơn hoặc 8 đường thu tín
liệu nhôm.
hiệu có so sánh .
Với phần mềm DASYLab , việc giao tiếp với mạch
thu nhận dữ liệu PCL-812PG hay nhiều mạch khác rất
đơn giản , DASYLab cung cấp một thư viện chương
Fx
Giá trị
nhỏ nhất
(N)
25,45
Giá trị
lớn nhất
(N)
52,19
Giá trị
trung bình
(N)
37,99
Giá trị
tính toán
(N)
38,2
trình , người sử dụng chỉ lựa chọn , thiết lập thông số .
Đồng thời DASYLab cũng cung cấp các khối chức
năng xử lý , hiển thị tín hiệu hỗ trợ người sử dụng
Fy
Fz
-33,07
-73,53
-3,95
-38,97
-19,18
-60,63
-32,8
-54,6
trong việc thiết kế hệ thống đo lường bằng máy tính.
3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM :
Kết quả thực nghiệm được thực hiện trên máy phay
CNC hiệu ENSHU với bộ điều khiển FANUC 6M -
đây là máy phay đứng , điều khiển ba trục . Chức năng
điều khiển CNC được thực hiện trên máy tính, lập
Bảng 1 : Lực cắt đo được và lực cắt tính toán với
chế độ cắt : chiều sâu cắt 1mm , tốc độ trục chính 400
vòng / phút , lượng chạy dao 120 mm/ phút , đường
kính dao 10 mm , vật liệu nhôm.
trình trong môi trường Windows . Lực kế được lắp trên
àn máy và chi tiết gia công ( nhôm , thép ) được gá
trên lực kế như hình 6.
3

Nguồn: thuvienmienphi

 

Bạn phải gởi bình luận/ đánh giá để thấy được link tải

Nếu bạn chưa đăng nhập xin hãy chọn ĐĂNG KÝ hoặc ĐĂNG NHẬP
 
 

BÌNH LUẬN


Nội dung bậy bạ, spam tài khoản sẽ bị khóa vĩnh viễn, IP sẽ bị khóa.
Đánh giá(nếu muốn)
 BÌNH LUẬN

ĐÁNH GIÁ


ĐIỂM TRUNG BÌNH

0
0 Đánh giá
Tài liệu rất tốt (0)
Tài liệu tốt (0)
Tài liệu rất hay (0)
Tài liệu hay (0)
Bình thường (0)
Thành viên
Nội dung đánh giá

 
LINK DOWNLOAD

Thiet-ke-he-thong-do-luc-cat-qua-trinh-phay.pdf[0.15 M]

File đã kiểm duyệt
     Báo vi phạm bản quyền
Pass giải nén (Nếu có):
thuvienmienphi.com
DOWNLOAD
(Miễn phí)

Tài liệu tương tự