(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy biến dạng thép tấm bằng cảm ứng từ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.66 MB, 88 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
MÁY BIẾN DẠNG THÉP TẤM BẰNG CẢM ỨNG TỪ
GVHD: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG
SVTH: NGUYỄN TRUNG TÍN
MSSV: 11104092
SVTH: VÕ HUY NGHIÊM
MSSV: 11104070
SKL 0 0 3 9 6 3
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Công Nghệ Kim Loại
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:
MSSV:11104092
- Nguyễn Trung Tín
- Võ Huy Nghiêm
MSSV:11104070
Ngành:Kỹ Thuật Cơng Nghiệp
Lớp:111040C
Giảng viên hƣớng dẫn:PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng
Ngày nhâ ̣n đề tài:
Ngày nộp đề tài:20/07/2015
1. Tên đề tài:
Nghiên Cứu , Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Biến Dạng Thép Tấm
Bằng Cảm Ứng Từ
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Tham khảo tài liệubáo cáo khoa học máy đóng tàu“Tạo nhiệt thép tấm bằng cảm
ứng trong cơng nghiệp đóng tàu thủy”.
3. Nội dung thực hiện đề tài:
- Thiết kế hệ thống cơ khí và chế tạo, khắc phục những nhƣợc điểm từ đề tài trƣớc,
hoàn thiện hơn để phục vụ trong cơng nghiệp.
- Viết chƣơng trình để vận hành hệ thống, điều khiển đầu gia nhiệt chạy theo biên
dạng để tạo hình thép tấm nhƣ mong muốn.
TRƢỞNG NGÀNHGIẢNGVIÊN HƢỚNG DẪN
i
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
LỜI CAM KẾT
-
Tên đề tài:“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY BIẾN DẠNG
THÉP TẤM BẰNG CẢM ỨNG TỪ”
-
GVHD: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
-
Họ tên sinh viên:
1: Nguyễn Trung TínMSSV: 11104092
2: Võ Huy Nghiêm MSSV: 11104070
-
Lớp: 111040C
-
Số điện thoại liên lạc: 01676777050_0971227610
-
Email:
-
Ngày nộp khố luận tốt nghiệp (ĐATN): 20/07/2015
-
Lời cam kết: Tơi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình
do chúng tơi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết
nào đã được cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm
nào,chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 Năm 2015
Ký tên
Sinh viên 1
Nguyễn Trung Tín
Sinh viên 2
Võ Huy Nghiêm
ii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
LỜI NÓI ĐẦU
Trong cuộc sống hiện nay xây dựng và phát tiển đất nƣớc đang bƣớc thời kì
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa với những cơ hội thuận lợi và những khó khăn thách
thức.
Điều đặt biệt ra cho thế hệ trẻ những ngƣời chủ tƣơng lai của đất nƣớc những
nhiệm vụ nặng nề. Đất nƣớc đang cần sức lực và trí tuệ cũng nhƣ lịng nhiệt huyết của
tri thức trẻ,trong đó có những kĩ sƣ tƣơng lai. Với sự phát triển nhanh chóng và mạnh
mẽ của khoa học kĩ thuật nói chung và trong các lĩnh vực điện tử - tự động hóa - cơ
khí nói riêng làm cho bộ mặt của xã hội thay đổi từng ngày.
Trong đó điều khiển chuyển động là một trong những lĩnh vực đa dạng và phát
triển nhanh trong ngành điều khiển và tự động hóa. Trong những hệ thống điều khiển
vị trí và tốc độ và momen yêu cầu sự chính xác cao rất cần đến một thiết bị đáp ứng.
Đây là thách thức của các nhà khoa học, nhà sản xuất đã chế tạo ra một loại động cơ
làm đƣợc nhiệm vụ này đó là động cơ servo. Ngày nay động cơ bƣớc đƣợc sử dụng
rộng rãi trong các máy công cụ,máy điều khiển số, robot yêu cầu thật sự chính xác.
Với các ý ngĩ đó trong đồ án tốt nghiệp và với sự hƣớng dẫn của thầy PGS-TS
Nguyễn Ngọc Phƣơng về đề tài
“Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy biến dạng thép tấm bằng cảm ứng từ”.
Trong thời gian nghiên cứu,thực hiện chắc chắn khơng tránh đƣợc sai sót. Rất
mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của q thầy cơ và các bạn để đề tài đƣợc hoàn
thiện hơn.
Chúngem xin chân thành cảm ơn !!
iii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiênchúng tôi xin cảm ơn trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật và OPENLAB
đã tạo môi trƣờng thuận lợi cho chúng tôi cơ hội học tập và nghiên cứu.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng đã tận
tình hƣớng dẫn chúng tơi hồn thành đồ án này.
Đồng thời, xin cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnhđã tận tình giúp
đỡ, hƣớng dẫn và tài trợ trang thiết bị cho đề tài.
Tiếp theo, xin cảm ơn gia đình, các bạn sinh viên, những ngƣời anh, ngƣời thầy
đi trƣớc đã hỗ trợ, động viên, giúp đỡ tận tình trong cơng việc hồn thiện đồ án.
Và lời cuối cùng là lời chúc chân thành, sức khỏe đến các quý thầy cô của
trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật. Mong các thầy cô ngày càng mạnh khỏe để truyền đạt
các kiến thức quý báu cho chúng tôi và các bạn sinh viên khác.
Nhóm sinh viên thực hiện
iv
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Công Nghệ Kim Loại
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ tên sinh viên:
NGUYỄN TRUNG TÍN
MSSV: 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
MSSV: 11104070
Tên đề tài:“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY BIẾN DẠNG
THÉP TẤM BẰNG CẢM ỨNG TỪ”
Ngành: Kỹ Thuật Công Nghiệp
Lớp: 111040C
Giáo Viên Hƣớng Dẫn: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN:
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
v
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
...........................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
vi
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
3. Đánh giá:
TT Mục đánh giá
Điểm
tối đa
1.
30
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
Điểm đạt
đƣợc
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5
thuật, khoa học xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, 15
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 20 tháng 7năm 2015
Giảng viên hƣớng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
vii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Công Nghệ Kim Loại
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ tên sinh viên:
NGUYỄN TRUNG TÍN
MSSV: 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
MSSV: 11104070
Tên đề tài:“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY BIẾN DẠNG
THÉP TẤM BẰNG CẢM ỨNG TỪ”
Ngành: Kỹ Thuật Công Nghiệp
Lớp: 111040C
Giáo Viên Phản Biện: Th.S Trần Quốc Hùng
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
viii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
3. Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
ix
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
6. Đánh giá:
Điểm
tối đa
TT Mục đánh giá
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
30
Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các
mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Điểm đạt
đƣợc
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5
thuật, khoa học xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc 15
quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực
tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 20 tháng 7 năm 2015
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
x
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Công Nghệ Kim Loại
PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY BIẾN DẠNG
THÉP TẤM BẰNG CẢM ỨNG TỪ
Họ và tên sinh viên:
NGUYỄN TRUNG TÍN
VÕ HUY NGHIÊM
MSSV: 11104092
MSSV: 11104070
A. ĐÁNH GIÁ
Điểm
TT Mục đánh giá
1.
2.
đa
Hình thức và kết cấu ĐATN
20
Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các
mục
5
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
5
Nội dung ĐATN
50
tối
Điểm chấm
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc 15
quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
xi
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5
ngành…
3.
Kỹ năng thuyết trình
30
Thuyết trình hiệu quả, tự tin, trình bày rõ ràng, mạch lạc, 10
truyền cảm hứng cho người nghe ,có khả năng làm việc
nhóm,…
Trả lời câu hỏi phản biện với ki ến thức về các vấn đề liên 15
quan, hiểu được ảnh hưởng của các giải pháp của mình
Hiểu được trách nhiệm nghề nghiệp và đạo đức nghề 3
nghiệp
Trang phục chỉnh tề và nghiêm túc
2
TỔNG ĐIỂM
100
B. CÁC Ý KIẾN NHẬN XÉT KHÁC (Nếu có)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
C. KẾT LUẬN (Ghi rõ cần phải bổ sung, chỉnh sửa những mục gì trong ĐATN)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Tp. HCM, Ngày 20 tháng 7 năm 2015
Ngƣời nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)
xii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Trong thời buổi cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nƣớc, nền kinh tế, khoa học
kỹ thuật phát triển nhanh chóng, mọi thứ đang từng ngày thay đổi rất nhanh, thì bên
cạnh đó sự thay đổi trong nền công nghiệp hiện đại cũng là điều tất yếu. Những dụng
cụ thô sơ dần đƣợc thay thế bằng những máy móc hiện đại hơn, nhằm tăng năng suất,
đạt đƣợc hiệu quả cũng nhƣ chất lƣợng tốt nhất, và còn tiết kiệm đƣợc thời gian. Trong
các ngành cơng nghiệp nói chung và ngành cơng nghiệp đóng tàu nói riêng, thì việc sử
dụng máy móc cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ, ta có thể gia cơng những tấm thép
dày, kích thƣớc lớn một cách dễ dàng hơn, góp phần phát triển vào ngành cơng nghiệp
đóng tàu một cách hiệu quả.
Trong luận văn này, chúng tôi thực hiện thiết kế và chế tạo một hệ thống cơ khí,
điều khiển đầu gia nhiệt bằng từ trƣờng nhằm làm cong tấm thép theo những u cầu
gia cơng và thay thế q trình chuyển động điều khiển bằng máy thay cho sức ngƣời,
sức lao động, có thể mang lại năng suất cao và hiệu quả tốt hơn.
xiii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
ABSTRACT
In the period of industrialization and modernization of the country, economy
science and technology develope rapidly, so the changes in modern industry is
inevitable. these rudimentary instrumentwere replaced by more modern machinery, in
order to enhance productivity as well as achieve the best quality and save time. In
general industry and shipbuilding in particular, the use of modern machinery has
flourishes, we can process the thick steel plate, large size easily, which contribute to
the development of shipbuilding industry.
In the thesis, we design and manufacture the mechanical symtems, which
inductorby magnetic field in order to bend the steel under the processing request, bring
the best productivity and efficiency.
xiv
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................... i
LỜI CAM KẾT ............................................................................................................... ii
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ iv
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ..................................................................................................... xiii
ABSTRACT ................................................................................................................ xiv
MỤC LỤC .....................................................................................................................xv
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... xvii
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ ................................................................................. xix
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ..............................................................................1
1.1 Đặt vấn đề: .............................................................................................................1
1.2 Tình hình nghiên cứu.............................................................................................1
1.4 Mục tiêu đề tài: ......................................................................................................6
CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ VÀ CHẾ TẠO ......................8
2.1 Các phƣơng án di chuyển của trục tọa độ: ............................................................8
2.1.1 Phƣơng án phôi cố định: .................................................................................8
2.1.2 Phƣơng án phôi di chuyển trên 1 trục: ...........................................................9
2.2 Lựa chọn phƣơng án di chuyển tối ƣu: ................................................................10
2.3.1 Vít me – đai ốc: ............................................................................................11
2.3.2 Bộ truyền bánh răng: ....................................................................................13
2.3.3 Bộ dẫn hƣớng: ..............................................................................................14
2.3.4 Các số liệu dùng trong thiết kế: ....................................................................17
2.4 Vẽ thiết kế khung máy: ........................................................................................17
2.5 Mô phỏng ứng suất và chuyển vị: .......................................................................22
2.6 Tính tốn thơng số các bộ truyền: .......................................................................30
2.6.1 Chọn động cơ cho trục Z: .............................................................................30
2.6.2 Chọn động cơ cho trục X:.............................................................................32
2.6.3 Chọn động cơ cho trục Y:.............................................................................32
2.7 Lựa chọn loại động cơ: ........................................................................................33
xv
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
CHƢƠNG III: ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY ................................35
3.1 Động học của máy: ..............................................................................................35
3.2 Động học vận tốc và động lực học của máy:.......................................................37
CHƢƠNG IV: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN – HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA MÁY ...........39
4.1 Các thiết bị điện: .................................................................................................39
4.1.1 Bộ điều khiển trung tâm: .............................................................................39
4.1.2 Driver và động cơ servo(Motor): ................................................................39
4.3 Cấu trúc của bộ điều khiển: .................................................................................41
4.4 Bộ điều khiển dùng trong hệ thống: ....................................................................48
4.4.1 Giới thiệu tổng quan: ....................................................................................48
4.4.2 Giới thiệu chung về PLC: .............................................................................49
4.4.3 Các chức năng của PLC sử dụng trong hệ thống: ........................................52
4.4.4 Nhiệm vụ của phần mềm máy tính, PLC trong hệ thống: ............................54
4.5 Phần mềm máy tính: ............................................................................................55
CHƢƠNG V: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ THỰC NGHIỆM.....................................58
5.1 Máy biến dạng thép: ............................................................................................58
5.2 Kiểm tra dung sai của máy: .................................................................................60
5.3 Hình ảnh kết quả thực nghiệm: ...........................................................................63
5.4 Kết luận: ..............................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................67
xvi
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Phƣơng án phơi cố định. .............................................................................. 8
Hình 2.2 Phƣơng án phôi đặt lên bàn trƣợt theo một trục. ......................................... 9
Hình 2.3 Phƣơng án đặt phơi lên bàn trƣợt theo hai trục. ........................................ 10
Hình 2.4 Bộ truyền vít me – đai ốc có rãnh hồi bi dạng ống. .................................. 11
Hình 2.5 Một số bộ truyền bánh răng thơng dụng.................................................... 13
Hình 2.6 Rãnh mang cá. ........................................................................................... 14
Hình 2.7 Thanh trƣợt. ............................................................................................... 15
Hình 2.8 Sơ đồ động của máy. ................................................................................. 16
Hình 2.9 Sơ đồ lắp ráp của hệ thống. ....................................................................... 16
Hình 2.10 Ổ lăn 6201Z. ............................................................................................ 17
Hình 2.11 Khung máy 1. .......................................................................................... 18
Hình 2.12 Các trục di chuyển của khung máy 1. ..................................................... 18
Hình 2.13 Mặt trƣớc khung máy 2. .......................................................................... 19
Hình 2.14 Mặt sau khung máy 2. ............................................................................. 19
Hình 2.15 Trục Y khung máy 2. ............................................................................... 20
Hình 2.16 đồ gá động cơ trục Z. ............................................................................... 21
Hình 2.17 Trục Z khung máy 2. ............................................................................... 22
Hình 2.18 Ứng suất của nhơm PROFILE 45 x 45.................................................... 23
Hình 2.19 Chuyển vị của nhơm PROFILE 45 x 45.................................................. 23
Hình 2.20 Biến dạng của nhơm PROFILE 45 x 45. ................................................. 24
Hình 2.21 Ứng suất của nhơm PROFILE 50 x 50.................................................... 25
Hình 2.22 Chuyển vị của nhơm PROFILE 50 x 50.................................................. 25
Hình 2.23 Biến dạng của nhơm PROFILE 50 x 50. ................................................. 26
Hình 2.24 Bảng số liệu mô phỏng ứng suất, chuyển vị và biến dạng. ..................... 26
Hình 2.25 Mơ phỏng ứng suất. ................................................................................. 27
Hình 2.26 Mơ phỏng chuyển vị. ............................................................................... 27
Hình 2.27 Kết quả biến dạng. ................................................................................... 28
Hình 2.28 Ứng suất tổng thể đồ gá. .......................................................................... 29
Hình 2.29 Chuyển vị của đồ gá. ............................................................................... 29
xvii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
Hình 2.30 Biến dạng tổng thể của đồ gá. ................................................................. 30
Hình 2.31 Bộ driver và động cơ servo HA-FE 23. ................................................... 33
Hình 3.1 Mơ hình hóa máy tạo nhiệt bằng từ trƣờng dƣới mơ hình robot. .............. 35
Hình 4.1 Sơ đồ mạch điện của hệ thống. .................................................................. 40
Hình 4.2 Sơ đồ của một bộ điều khiển. .................................................................... 41
Hình 4.3 Khái niệm cơ bản của nội suy. .................................................................. 42
Hình 4.4 Thuật tốn midpoint. ................................................................................. 45
Hình 4.5 Điểm trịn với các điểm đối xứng. ............................................................. 47
Hình 4.6 Đƣờng trịn với khoảng cách d1 và d2. ..................................................... 48
Hình 4.7 Sơ đồ tổng quan của một mạch điều khiển................................................ 48
Hình 4.8 Sơ đồ hoạt động của PLC. ......................................................................... 50
Hình 4.9 Pulse Train Output (PTO). ........................................................................ 52
Hình 4.10 Các mức logic của cổng RS-232. ............................................................ 53
Hình 4.11 Cổng COM máy tính. .............................................................................. 53
Hình 4.12 Giao diện phần mềm điều khiển hệ thống. .............................................. 56
Hình 5.1 Mặt trƣớc của máy. .................................................................................... 58
Hình 5.2 Mặt sau của máy. ....................................................................................... 59
Hình 5.3 Quỹ đạo của đầu từ. ................................................................................... 63
Hình 5.4 Hình dạng của tấm thép mơ phỏng trên máy tính. .................................... 63
Hình 5.5 Tấm thép hình lƣợn sóng. .......................................................................... 64
Hình 5.6 Quỹ đạo của đầu từ. ................................................................................... 64
Hình 5.7 Hình dạng của tấm thép mơ phỏng trên máy tính. .................................... 65
Hình 5.8 Hình dạng tấm thép sau khi gia cơng. ....................................................... 65
xviii
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ
Bảng 2.1 Môđun đàn hồi của một số loại vật liệu ......................................................... 17
Bảng 2.2 Bảng số liệu của vật liệu. ............................................................................... 30
Bảng 3.1 Bảng tham số DEVANIT – HARTENBERG. ............................................... 36
Bảng 4.1 So sánh tính năng của PLC và vi điều khiển ................................................. 51
Bảng 4.2 Các chân cổng COM máy tính. ...................................................................... 54
Bảng 5.1 Các thơng số cơng nghệ. ................................................................................ 59
Biểu đồ 5.1 Dung sai theo phƣơng X. ...........................................................................62
Biểu đồ 5.2 Dung sai theo phƣơng Y. ...........................................................................62
xix
do an
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề:
Đối tƣợng nghiên cứu:
Cùng với q trình hiện đại hóa-cơng nghiệp hóa của đất nƣớc, ngành sản xuất
cơ khí hiện nay địi hỏi khả năng tự động và sự linh hoạt ngày càng cao. Để đáp ứng
đƣợc điều này thì việc đƣa vào sử dụng các máy gia công kỹ thuật số CNC là điều kiện
tiên quyết trong quá trình sản xuất. Việc đƣa máy CNC vào sử dụng trong các ngành
sản xuất đã giúp cho các doanh nghiệp tăng cao khả năng gia công cũng nhƣ cải thiện
độ tin cậy của sản phẩm nhờ vào các ƣu điểm vƣợt trôi so với các máy gia công thông
thƣờng.
Ngày nay, phần lớn các cơ sở sản xuất tại Việt Nam đang dần dần sử dụng công
nghệ gia công số CNC để thay thế các phƣơng pháp gia công truyền thống tại các cơ
sở sản xuất của họ. Nắm bắt xu thế phát triển chung của xã hội, chúng em đã tìm hiểu
và thiết kế phần cơ khí của máy biến dạng thép nhằm mục đích giảm thiểu chi phí và
thời gian trong việc trang bị các máy gia công đắt tiền cũng nhƣ đáp ứng nhu cầu đào
tạo của nhà trƣờng và xã hội.
Ứng dụng trong đề tài này sử dụng trong cơng nghệ đóng tàu, kết hợp với đầu
cảm ứng từ và công nghệ chuyển động 3 trục điều khiển chuyển độngtheo phƣơng
pháp tạo hình bằng cảm ứng từ.
Các nghiên cứu hiện nay trên thế giới đều tập trung vào việc thiết kế và tính
tốn biến dạng của tấm thép trong quá trình định dạng mà chƣa đi sâu nghiên cứu việc
thiết kế tối ƣu đầu tạo nhiệt cũng nhƣ việc tiên đoán đƣờng di chuyển của nó, cách di
chuyển sao cho hợp lí và cơng nghệ hóa các chuyển động đó và đi sâu vào quá trình
chuyển động theo 3 phƣơng X, Y, Z.
1.2 Tình hình nghiên cứu
Hiện nay cơng nghệ CNC đang rất phát triển, áp dụng phƣơng pháp chuyển
động 3 trục thay cho sức ngƣời, cơng nghệ hồn tồn mới và đƣợc cải tiến liên tục.
Riêng trong lĩnh vực cơ khí hiện nay đang rất phát triển, cơng nghệ đƣợc đổi
mói hồn tồn, thay thế sức lao động của con ngƣời.
Ví dụ nhƣ máy tiện qua vài năm gần đây công nghệ đã dần đổi mới từ cũ kĩ tới
hiện đại.
SVTH : NGUYỄN TRUNG TÍN – MSSV : 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
– MSSV : 11104070
do an
TRANG 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
Hình 1.1: Máy tiện.
- Hiện nay :
Một trong những thành tựu lớn của tiến bộ khoa học kĩ thuật là tự động hóa sản
xuất. Phƣơng thức cao của tự động hóa sản xuất là sản xuất linh hoạt. Trong dây
chuyền sản xuất linh hoạt thì điều khiển số CNC đóng vai trị rất quan trọng. Giảm
khối lƣợng gia công chi tiết, tiết kiệm thời gian, gia cơng chính xác và hiệu quả kinh tế.
Ở Việt Nam hiện nay các máy CNC đang đƣợc sử dụng rộng rãi để chế tạo các
chi tiết cơ khí đặt biệt là chế tạo khn mẫu chính xác, các chi tiết phục vụ cơng
nghiệp quốc phịng, đặt biệt trong các nhà máy đóng tàu máy CNC dùng để gia cơng
các tấm tơn trong vỏ tàu.Ngồi ra,các máy CNC còn đƣợc dùng trong nghiên cứu
khoa học, đào tạo đại học sau đại học, học nghề ở các trƣờng kỹ thuật. Trên thực tế
ngành khuônmẫu và ngành nhựa của Việt Nam đang phát triển rất mạnh. Những khuôn
mẫu đơn giản thì có thể gia cơng bằng máy tay hoặc máy vạn năng, song để tạo ra các
khuôn mẫu, chi tiết máy phức tạp thì bắt buộc phải gia cơng trên các máy công cụ điều
khiển số CNC (gọi tắt là máy CNC), chính vì vậy đảng và nhà nƣớc đã có rất nhiều
chính sách để đầu tƣ phát triển CNC. Theo TS.Hoàng Vĩnh Sinh Trƣờng ĐHBK Hà
Nội cho biết năm 2006 Việt Nam bỏ ra khoảng 4,5 tỷ USD để nhập các máy CNC,
cũng năm đó 23 doanh nghiệp Nhật Bản sang Việt Nam tìm nhà cung cấp phụ kiện
SVTH : NGUYỄN TRUNG TÍN – MSSV : 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
– MSSV : 11104070
do an
TRANG 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
cho các sản phẩm của họ nhƣng khơng đƣợc, ngun nhân thì có nhiều song một phần
chính là do các doanh nghiệp trong nƣớc còn thiếu những chiếc máy CNC chất lƣợng
cao. Trên thị trƣờng Việt Nam, các máy CNC bình thƣờng có sai số vị trí là 0,01mm,
các máy CNC do Đài Loan và Trung Quốc sản xuất có phần điều khiển mua của các
hãng nổi tiếng nhƣ FANUC, MITSHUBISHI... có giá bán khá phù hợp với đại đa số
các doanh nghiệp trong nƣớc song còn yếu 3các khâu nhƣ đào tạo, dịch vụ sửa chữa và
thay thế sau bán hàng, chất lƣợng còn chƣa đồng đều. Máy CNC của các nƣớc phát
triển nhƣ Nhật, CHLB Đức,... có chất lƣợng tốt song giá thành đắt, rất khó bảo trì bảo
dƣỡng. Giá thành cao, nhu cầu lại lớn nên ở TP HồChí Minh đã hình thành những
cơng ty và nhóm chun gia chuyên lắp ráp máy CNC cũ hỏng thành máy mới. Ngồi
ra, một số cơng ty cơ khí cũng bắt đầu tự nhập bộ điều khiển và chế tạo phần cơ để cho
ra đời những chiếc máy CNC "made in Vietnam" đầu tiên. Tuy nhiên do chƣa nắm
vững công nghệ trong việc quản lý chất lƣợng cũng nhƣ khi lắp ráp, những chiếc máy
này thƣờng có độ chính xác khơng cao, độ tinn cậy khơng lớn. Khó khăn nhất trong
phần chế tạo máy CNC "made in Vietnam" không phải ở phần điều khiển hay phần
điện tử mà chính là phần cơ khí, phần kết cấu và dẫn truyền cơ khí. Qua đây ta thấy
đƣợc nhu cầu về máy CNC ở Việt Nam là rất lớn. Nó khơng những đƣợc sử dụng vào
sản xuất mà máy CNC ở Việt Nam còn đƣợc sử dụng vào đào tạo. Mặc dù CNC Việt
Nam đang đứng trƣớc những vận mệnh to lớn nhƣng cũng đầy thách thứcvà khó
khăn.Việc cần có một chiếc máy CNC “ made in Việt Nam” là việc hết sức cần thiết
và cấp bách.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế của Việt Nam cần có những máy CNC họat động
ổn định,linh họat,chi phí chế tạo thấp, với vốn kiến thức ít ỏi đã học đƣợc trong nhà
trƣờng, em đã ấp ủ ý tƣởng “ Thiết kế xây dựng máy phay CNC 3 trục điều khiển bằng
máy tính”. Mục tiêu hƣớng tới là xây dựng cho riêng mình một chiếc máy CNC đơn
giản, họat động ổn định, chắc chắn,đặt biệt là ứng dụng trong cơng nghệ đóng tàu hiện
nay của Việt Nam cụ thể nhƣ sau:
+ Thiết kế chế tạo phần cơ khí cho máy.
+ Thiết kế và chế tạo bộ điều khiển máy.
- Áp dụng tự động hóa máy móc dùng CNC hiện nay .
SVTH : NGUYỄN TRUNG TÍN – MSSV : 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
– MSSV : 11104070
do an
TRANG 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
.
Hình 1.2: Máy phay tiện CNC
Hình 1.3: Máy gia cơng CNC 5 trục.
SVTH : NGUYỄN TRUNG TÍN – MSSV : 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
– MSSV : 11104070
do an
TRANG 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG
Hình 1.4: Máy CNC 3 trục.
Hình 1.5 Máy Phay CNC
SVTH : NGUYỄN TRUNG TÍN – MSSV : 11104092
VÕ HUY NGHIÊM
– MSSV : 11104070
do an
TRANG 5
