Thiết kế mô phỏng hệ thống tay gắp thay dao trong trung tâm gia công điều khiển kỹ thuật số

Sự phát triển của công nghiệp máy tính và các phần mềm ứng dụng trong kỹ nghệ đã mở ra nhiều biện pháp giải quyết các bài toán kỹ thuật hoàn chỉnh và hiểu quả cao. Trên ý tưởng này bài viết " Thiết kế mô phỏng hệ thống tay gắp thay dao trong trung tâm gia công điều khiển kỹ thuật số" nghiên cứu nguyên lý động học và động lực học thay tay gắp, ứng dụng phần mềm Solid- Edge, Visual Nastran Dekstop và Matlab mô phỏng kết cấu, động học, động lực học, kiểm tra bền ,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế mô phỏng hệ thống tay gắp thay dao trong trung tâm gia công điều khiển kỹ thuật số THIEÁT KEÁ MOÂ PHOÛNG HEÄ THOÁNG TAY GAÉP THAY DAO TRONG TRUNG TAÂM GIA COÂNG ÑIEÀU KHIEÅN KYÕ THUAÄT SOÁ TS. Nguyeãn Ngoïc Phöông, KS. Hoà Ngoïc Boán, Th.S.Vuõ Nhö Phan Thieän Tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät T.p Hoà Chí Minh Toùm taét: Söï phaùt trieån cuûa coâng nghieäp maùy tính vaø caùc phaàn meàm öùng duïng trong kyõ ngheä ñaõ môû ra nhieàu bieän phaùp giaûi quyeát caùc baøi toaùn kyõ thuaät hoaøn chænh vaø hieäu quaû cao. Treân yù töôûng naøy baøi vieát “ Thieát keá moâ phoûng heä thoáng tay gaép thay dao trong trung taâm gia coâng ñieàu khieån kyõ thuaät soá” nghieân cöùu nguyeân lyù ñoäng hoïc vaø ñoäng löïc hoïc tay gaép, öùng duïng phaàn meàm Solid-Edge, Visual Nastran Desktop vaø Matlab moâ phoûng keát caáu, ñoäng hoïc , ñoäng löïc hoïc, kieåm tra beàn, tính dao ñoäng… Chöông trình ñaõ xaây döïng moâ hình 3D hôn moät traêm chi tieát, coù theå söõa chöõa daïng hình hoïc cô caáu deã daøng, kieåm tra beàn, tính dao ñoäng chính xaùc. Thieát keá ñöôïc caùc ñoaïn phim moâ phoûng, phaân tích nguyeân lyù hoaït ñoäng vaø ñoäng löïc hoïc tay gaép. Abstract: The development of computer technology and software applying in all industries led a number of methods to resolute completely and effectively technical problems. From this idea, the theme “ Design and simulate a robotic arm system for exchange tools of CNC – center ” studies the principle kinetics and dynamics for robotic arm, using the Solid-Edge, Visual Nastran and Matlab softwares for kinetic, dynamic simulation, resistant inspection, oscillation calculus… The theme develops 3D for more hundred details, which can be modified geometries easily, inspected resistance and calculated oscillation exactly. Design short animationclips for simulation, analysis of operating principle and dynamics of the robotic arm. I. TOÅNG QUAN Ñeå thieát keá cheá taïo moät thieát bò naøo ñoù, vieäc ñaàu tieân laø phaûi thöïc nghieäm nguyeân lyù, sau ñoù cheá taïo vaø chaïy thöû. Caùc coâng vieäc ñoù coù theå moâ phoûng tröôùc treân maùy tính, tìm ra nhöõng choã chöa ñaït yeâu caàu, söõa chöõa ngay treân moâ hình. Thoâng qua vieäc xaây döïng caùc moâ hình moâ phoûng coù theå caûm nhaän tröïc quan. Ñöa laïi söï hieåu bieát chi tieát vaø cuï theå trong vaán ñeà laøm keá hoaïch. Trình baøy, thaûo luaän vaø ñaùnh giaù vôùi nhöõng ngöôøi ñieàu haønh cuõng nhö ngöôøi saûn xuaát. Thaáy tröôùc ñöôïc nhöõng maâu thuaån kyõ thuaät giaûm ñöôïc sai laàm trong keá hoaïch. Hoäi nhaäp nhöõng ñieàu kieän khaùc bieät trong saûn xuaát. Moâ phoûng thöïc teá aûo phaân tích kyõ ñöôïc qui trình saûn xuaát, nhaèm boû bôùt coâng ngheä khoâng caàn thieát, boå sung khieám khuyeát tröôùc khi gia coâng, ruùt ngaén thôøi gian thöïc hieän. Maùy gia coâng ñaàu tieân kieåu “trung taâm gia coâng caét goït kyõ thuaät soá” xuaát hieän vaøo naêm 1958 vaø töø ñoù ñeán nay ñaõ phaùt trieån roäng raõi. Trung taâm gia coâng caét goït coù khaû naêng thöïc hieän caùc nguyeân coâng khaùc nhau cho moät saûn phaåm. Ví duï trung taâm gia coâng caét goït kyõ thuaät soá MC FHC80 vaø MC FVH80 coù theå thöïc hieän caùc nguyeân coâng phay, khoan, doa vaø caét ren treân caùc beà maët ñôn giaûn hoaëc phöùc taïp [10], ñöôïc duøng trong saûn xuaát caùc chi tieát baùn töï ñoäng vôùi cheá ñoä saûn xuaát haøng loaït nhoû hoaëc ñôn chieác. Neáu ñaùnh giaù trung taâm caét goït theo quan ñieåm coâng ngheä, coù theå khaúng ñònh raèng phaàn lôùn caùc thieát bò naøy coù theå gia coâng saûn phaåm töø nhieàu phía vôùi moät laàn ñònh vò vaø keïp chaët, ví duï caùc loaïi dao caét khaùc nhau. Ñieàu naøy cho pheùp ñaït ñöôïc ñoä chính xaùc kích thöôùc vaø beà maët hình hoïc cao hôn, giaûm thôøi gian toån thaát giöõa caùc nguyeân coâng. Trung taâm caét goït coù theå laøm vieäc trong nhieàu chu kyø khaùc nhau. Hieän nay haàu heát caùc trung taâm naøy ñeàu ñöôïc trang bò heä thoáng ñieàu khieån cho pheùp laøm vieäc vôùi caùc chu kyø hoaøn chænh, ñoàng thôøi giaûi quyeát vieäc chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa duïng cuï caét vaø chi tieát theo 3, 4, 5 truïc. Taïi Vieät nam, trang thieát bò vaø coâng ngheä gia coâng tieân tieán xuaát hieän ngaøy caøng nhieàu, ñaùp öùng yeâu caàu phaùt trieån coâng nghieäp vaø hoäi nhaäp Quoác teá, trong ñoù caùc maùy coâng cuï CNC chieám vai troø quan troïng. Moät soá cô sôû coâng nghieäp, ñang söû duïng caùc loaïi maùy CNC, hieäu MAZAC nhaäp töø Nhaät Baûn, trong ñoù coù caû maùy phay CNC ñöôïc trang bò tay gaép thay dao töï ñoäng. Söï töï ñoäng hoaù treân maùy bao goàm töï ñoäng taùch phoâi, töï ñoäng ñoåi dao, töï ñoäng ñònh vò… vôùi heä thoáng ñieàu khieån rieâng. Boä thay dao töï ñoäng ñöôïc laép ñaët cuøng vôùi boä chöùa dao vaø heä thoáng ñieàu khieån, chuû yeáu baèng cô caáu Cô -Thuûy löïc, caùc chuyeån ñoäng ñoåi dao thöôøng goàm hai chu kyø: - Tìm dao theo maõ soá vaø chuyeån dao ñeán vò trí thay ñoåi. - Ñoåi dao, phaûi baét ñaàu töø vieäc laép dao ôû hoäp dao, ñöa dao ñeán ñaàu ñònh vò dao vaø keïp chaët dao. -1- Heä thoáng naøy caàn ñöôïc chænh söûa vaø caûi tieán nhaèm taêng tính linh hoaït, giaûm thôøi gian thay dao. Ñeå ñaït ñöôïc ñieàu ñoù caàn nghieân cöùu theâm veà ñoäng hoïc, ñoäng löïc hoïc vaø moâ phoûng söï hoaït ñoäng cuûa tay gaép thay dao treân maùy tính. Tay gaép thay dao laø boä phaän caàn thieát ñeå ñoåi dao töï ñoäng trong trung taâm caét goït CNC, ñaõ coù nhieàu daïng ôû caùc maùy gia coâng caét goït treân theá giôùi. Thieát keá moâ phoûng heä thoáng tay gaép theo kieåu module cho pheùp söû duïng boä duïng cuï thöïc hieän nhieàu nguyeân coâng coù theå gia coâng theo nhoùm chi tieát. Boä Module ñöôïc söû duïng treân cuïm gia coâng baùn töï ñoäng ...