Luận văn: NGHIÊN CỨU BÙ OFF-LINE SAI SỐ TỔNG HỢP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG 3 TRỤC VMC-85S pdf

88 678 1
Luận văn: NGHIÊN CỨU BÙ OFF-LINE SAI SỐ TỔNG HỢP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG 3 TRỤC VMC-85S pdf

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH:CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU OFF-LINE SAI SỐ TỔNG HỢP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG 3 TRỤC VMC-85S Học viên: Lê Thị Thu Thủy Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe Thái Nguyên 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP ∗∗∗ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc oOo LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨUOFF-LINE SAI SỐ TỔNG HỢP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG 3 TRỤC VMC-85S Học viên: Lê Thị Thu Thủy Lớp: CH-K9 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 10 Chương I SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ SAI SỐ GIA CÔNG TRÊN CÁC MÁY CNC 12 1.1 Độ chính xác gia công 12 1.2 Các nguồn gây sai số 14 1.2.1 Sai số hình học 15 1.2.2 Sai số do vít me 17 1.2.3 Sai số do sống trượt 17 1.2.4 Sai số do ổ đỡ 18 1.2.5 Sai số do nhiệt 18 1.2.6 Sai số do rung động tự do 20 1.2.7 Sai số do tải tĩnh và động 20 1.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyền động servo 20 1.2.9 Sai số do sự hình thành đường chạy dao trong CAM và máy CNC 22 1.3 Nguyên lý sai số trên các máy CNC 23 1.3.1 Mô hình 23 1.3.1.1 Thêm modul phần mềm 24 1.3.1.2 Biến đổi các thông số điều khiển 24 1.3.1.3 Biến đổi Post processor (PP) 25 1.3.1.4 Biến đổi chương trình NC 25 1.3.2 sai số với các bộ điều khiển 26 1.3.2.1 Thêm modul phần mềm mới 26 1.3.2.2 Cài đặt bộ điều khiển phần cứng độc lập 27 1.4 Giới thiệu một vài nghiên cứu sai số ở trong nước và trên thế giới 27 1.4.1 Các công trình ở trong nước 27 1.4.2 Các công trình sai số tổng hợp của các tác giả nước ngoài 28 1.5 Kết luận chương I 29 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương II QUY TRÌNH SAI SỐ CHO MÁY VMC - 85S 30 2.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 30 2.1.1 Trung tâm gia công VMC-85S 30 2.1.2 Máy đo tọa độ 3 chiều CMM – C544 32 2.1.2.1 Cấu hình cơ bản của máy 32 2.1.2.2 Tính năng kỹ thuật cơ bản 33 2.1.3 Phần mềm thiết kế CAD/CAM 46 2.1.3.1 Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAD 46 2.1.3.2 Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính CAM 46 2.2 Phần mềm Mastercam 47 2.2.1 Giao diện 48 2.2.2 Các dạng gia công cơ bản trên module phay 49 2.2.3 Quá trình phay 49 2.3 Kết luận chương II 51 Chương III XÁC ĐỊNH SAI SỐ SAI SỐ TỔNG HỢP 53 3.1 Xác định sai số tổng hợp 53 3.1.1 Thực nghiệm gia công trên máy VMC-85S 53 3.1.1.1 Biên dạng và kích thước gia công 53 3.1.1.2 Lập trình nguyên công 54 3.1.1.3 Chuyển chương trình sang máy CNC 60 3.1.1.4 Điều chỉnh máy 60 3.1.1.5 Gia công cắt gọt 60 3.1.2 Đo sai số gia công trên máy CMM C544 61 3.1.2.1 Gá đặt chi tiết 61 3.1.2.2 Khởi động và kiểm tra hệ thống 62 3.1.2.3 Chọn đầu đo 62 3.1.2.4 Hiệu chuẩn đầu đo 62 3.1.2.5 Xác lập hệ toạ độ của chương trình đo 63 3.1.2.6 Tiến hành đo và kết quả 63 3.1.2.7 Xác định kích thước thực của chi tiết và sai số tổng hợp 64 3.2 sai số tổng hợp trên phần mềm CAD/CAM 69 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 69 3.2.2 sai số 69 3.3 Kết luận chương III 74 Chương IV SAI SỐ KHI PHAY BIÊN DẠNG 75 4.1 Chi tiết gia công 75 4.2 Tạo mô hình CAD và thiết lập các thông số công nghệ trên Mastercam 75 4.3 sai số 78 4.4 Gia công chi tiết theo biên dạng đã được 79 4.5 Kiểm tra sai số 80 4.6 Kết luận chương IV 81 Chương V KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CÁC TỪ VIẾT TẮT CMM Coordinate Measuring Machine Máy đo toạ độ 3 chiều Co-or. Sys Coordinate System Hệ toạ độ CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính CNC Computer Numerical Control Điều khiển số bằng máy tính 2D 2 Dimension Không gian 2 chiều 3D 3 Dimension Không gian 3 chiều CL Cutter Location Điểm chuẩn dụng cụ cắt CC Cutter Contact Điểm tiếp xúc PP Post Processor Hậu xử lý SW Software Phần mềm I/O Input/Output Vào/ Ra PC Personal Computer Máy tính cá nhân PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển PLC FEM Finite Element Methods Phương pháp phần tử hữu hạn NC Numerical Control Điều khiển số DNC Direct Numerical Control Điều khiển số trực tiếp MB Master Ball Quả cầu chuẩn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 5 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Phân loại độ chính xác gia công 12 Hình 1.2 Các sai số thành phần trên máy công cụ 15 Hình 1.3 Sai số độ không vuông góc giữa từng đôi trục 16 Hình 1.4 Hệ thống phản hồi của máy công cụ 21 Hình 1.5 Phần lồi/lõm – Các điểm CC và CL 22 Hình 1.6 Hệ thống sai số của máy công cụ 24 Hình 1.7 Các thành phần của Post Processor 25 Hình 1.8 Các thành phần của bộ biến đổi chương trình NC 26 Hình 2.1 đồ quá trình sai số 30 Hình 2.2 Trung tâm gia công 3 trục VMC-85S 32 Hình 2.3 Máy CMM C544 33 Hình 3.1 Đường chạy dao gia công rãnh 53 Hình 3.2 Biên dạng gia công rãnh 54 Hình 3.3 Thiết kế biên dạng rãnh trên MasterCam 54 Hình 3.4 Khai báo phôi, vật liệu phôi, hệ điều khiển 55 Hình 3.5 Khai báo dao và chế độ cắt. 56 Hình 3.6 Các thông số về biên dạng 57 Hình 3.7 Cửa sổ hiển thị quá trình công nghệ 57 Hình 3.8 Mô phỏng đường chạy dao. 58 Hình 3.9 Mô phỏng quá trình gia công 58 Hình 3.10 Post processing. 59 Hình 3.11 Chương trình NC. 59 Hình 3.12 Giao diện DNC 60 Hình 3.13 Sản phẩm gia công trước khi sai số 61 Hình 3.14 Đo mẫu gia công. 61 Hình 3.15 Phần mềm GEOPAK 62 Hình 3.16 Đo điểm 63 Hình 3.17 Kết quả đo 64 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.18, 3.19 Mẫu sản phẩm gia công sau khi sai số 70 Hình 3.20 Đồ thị so sánh kết quả thí nghiệm trước và sau khi được sai số 73 Hình 4.1 Bản vẽ chi tiết 75 Hình 4.2 Tạo mô hình CAD của sản phẩm trên Mastercam 75 Hình 4.3 Khai báo các thông số công nghệ 76 Hình 4.4 Khai báo kiểu đường chạy dao 76 Hình 4.5 Mô phỏng đường chạy dao khi phay hốc lõm 77 Hình 4.6 Mô phỏng quá trình phay hốc lõm 77 Hình 4.7 Mô phỏng chi tiết sau quá trình phay 78 Hình 4.8 Sản phẩm ứng dụng phương pháp 80 Hình 4.9 Kích thước thực tế của sản phẩm 80 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 7 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Kết quả đo trước khi sai số theo phương X 66 Bảng 3.2 Kết quả đo trước khi sai số theo phương Y 68 Bảng 3.3 Kết quả đo sau khi sai số theo phương X 71 Bảng 3.4 Kết quả đo sau khi sai số theo phương Y 72 Bảng 4.1 Kết quả đo sai số gia công chi tiết ứng dụng 80 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 8 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong Luận văn là do bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè. Ngoài phần tài liệu tham khảo đã được liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và chưa được công bố trong bất cứ công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 2 tháng 5 năm 2009 Người thực hiện Lê Thị Thu Thủy [...]... /CAM 5 Nội dung nghiên cứu + Chương 1: Sai số gia công và các nguyên lý sai số gia công trên các máy CNC + Chương 2: Quy trình sai số cho máy VMC-85S + Chương 3: Xác định sai số sai số tổng hợp + Chương 4: sai số khi phay biên dạng + Chương 5: Kết luận Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 13 Chuyên ngành công nghệ chế tạo... trình gia công nhiều trục 1 .3 Nguyên lý sai số trên các máy CNC 1 .3. 1 Mô hình Ngày nay, nhiều phần mềm sai số đã được sử dụng cho các máy CMM (Barakat 2000, Kruth 1994, Busch 1985 và Zhang 1985) Ngoài việc sai số cho máy CMM sai s cho các máy công cụ cũng đang được nghiên cứu sai số cho các ố máy công c đã được trình bày bởi Chen 19 93, Rahman 1997, 2000 và Suh 1999 ụ Những nghiên cứu. .. offline sai số trên trung tâm gia công bằng phần mềm MasterCAM, tác gi thực hiện theo đồ sau đây nhằm giải quyết bài toán sai lệch ả kích thước của chi tiết gia công: Thiết kế trên MasterCAM Xuất dữ liệu Gia công trên máy VMC-85S sai số Đo biên dạng trên máy CMM Tính toán sai số Biên dạng thực Hình 2.1: đồ quá trình sai số Theo đó, hệ thống công nghệ sử dụng trong đề tài gồm: 2.1.1 Trung tâm gia. .. nhiều trên các trung tâm gia công Tuy nhiên quá trình gia công luôn tồn tại sai số chế tạo Do đó, nâng cao độ chính xác gia công trên các trung tâm gia công là m trong những nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí, nó luôn được ột quan tâm, lưu ý ở mọi lúc, mọi nơi Mặt khác , trong thực tế sản xuất hiện nay thì vấn đề sai số trên các các trung tâm gia công vẫn là nội dung mới và khó khăn Do đó, hướng nghiên. .. tạo đại học, sau đại học, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ và khai thác ứng dụng vào quá trình sản xuất, gia công các sản phẩm có độ phức tạp và độ chính xác gia công cao, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: Nghiên cứu off-line sai s ố tổng hợp trên trung tâm gia công 3 tr ục VMC– 85S” 2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1 Ý nghĩa khoa học Việc gia công các chi tiết hình... các nguồn sai số như: - Sai số do biến dạng đàn hồi; - Sai số chạy không; Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Sai số vị trí đồ gá; - 16 Sai số do mòn dao… 1.2.1 Sai số hình học Sai số hình học được coi là sai số của máy tồn tại trong điều kiện nguội và sai số này không thay đổi theo thời gian (chúng... xác gia công đó là tiến hành sai số tổng hợp Do cùng tồn tại sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên nên việc sai số được tác giả tiến hành bằng thực nghiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 31 Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Chương II: QUY TRÌNH SAI SỐ CHO MÁY VMC - 85S 2.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm Với phương pháp bù. .. lặp lại ổn định) 75% sai số ban đầu của một máy công cụ mới xuất hiện do quá trình sản xuất và lắp ráp Sai số hình học là sai số trụcsai số độ nghiêng, độ lắc và sai số hướng tâm Đối với máy phay 3 trục, có 21 thành phần sai số Mô hình sai số hình học được xác định bằng việc sử dụng mô hình vật cứng, lấy gần đúng góc nhỏ của sai số và phép biến đổi thuần nhất Mô hình sai số hình học của K.G Ahn,... chuyển giao công nghệ của nhà trường; - Ứng dụng vào thực tế sản xuất công nghiệp 4 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm, nhưng chủ yếu là thực nghiệm * Đối tượng nghiên cứu: Chọn một số mẫu sản phẩm nhất định để tiến hành gia công và đề ra phương pháp sai số * Thiết bị thực nghiệm: + Máy đo toạ độ 3 chiều CMM - C544 - Tại trường ĐHKTCN; + Trung tâm gia công. .. được bản đồ sai số trên toàn miền làm việc 3D của từng máy CNC để đánh giá được chất lượng và giải pháp khắc phục sai số nhằm nâng cao được độ chính xác khi gia công trên máy CNC 1.4.2 Các công trình sai số tổng hợp của các tác giả nước ngoài Ramesh và các tác gi khác trong [1] đã xem xét ại tình trạng hiện thời của ả l việc nghiên cứu sai số cho các máy công cụ Nguồn gốc của các sai số và phương . dạng gia công cơ bản trên module phay 49 2.2 .3 Quá trình phay 49 2 .3 Kết luận chương II 51 Chương III XÁC ĐỊNH SAI SỐ VÀ BÙ SAI SỐ TỔNG HỢP 53 3. 1 Xác định sai số tổng hợp 53 3. 1.1. 2.2 Trung tâm gia công 3 trục VMC-85S 32 Hình 2 .3 Máy CMM C544 33 Hình 3. 1 Đường chạy dao gia công rãnh 53 Hình 3. 2 Biên dạng gia công rãnh 54 Hình 3. 3 Thiết kế biên dạng rãnh trên. KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH:CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU BÙ OFF-LINE SAI SỐ TỔNG HỢP TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG 3 TRỤC VMC-85S

Ngày đăng: 28/06/2014, 04:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.pdf

  • 2

    • MỤC LỤC

    • PHẦN MỞ ĐẦU

    • 1. Tính cấp thiết của đề tài

    • 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

    • 2.1. Ý nghĩa khoa học

    • 2.2. Ý nghĩa thực tiễn

    • 3. Mục đích nghiên cứu

    • 4. Phương pháp nghiên cứu

    • 5. Nội dung nghiên cứu

    • Chương I:

    • 1.2.3. Sai số do sống trượt

    • 1.2.4. Sai số do ổ đỡ

    • 1.2.6. Sai số do rung động tự do

    • 1.2.8. Sai số do hệ thống điều khiển truyền động servo

    • 1.3.1.2 Biến đổi các thông số điều khiển

    • 1.3.1.3 Biến đổi Post processor (PP)

    • 1.3.2.1 Thêm modul phần mềm mới

    • 1.3.2.2 Cài đặt bộ điều khiển phần cứng độc lập

    • 1.4.1. Các công trình ở trong nước

    • 1.4.2. Các công trình bù sai số tổng hợp của các tác giả nước ngoài

    • Chương II:

    • QUY TRÌNH BÙ SAI SỐ CHO MÁY VMC - 85S

    • 2.1.1. Trung tâm gia công VMC-85S

    • Thông số kỹ thuật cơ bản của máy

    • Hình 2.2: Trung tâm gia công 3 trục VMC-85S

    • 2.1.2. Máy đo tọa độ 3 chiều CMM – C544

    • 2.1.2.1. Cấu hình cơ bản của máy

    • Hình 2.3: Máy CMM C544

    • 2.1.2.2. Tính năng kỹ thuật cơ bản

      • Alt + C + P

      • Alt + C + R

    • Chọn biểu tượng

    • Chọn biểu tượng

    • 2.1.3. Phần mềm thiết kế CAD/CAM

    • 2.1.3.1. Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAD

    • 2.1.3.2. Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính CAM

    • Cơ bản về phần mềm Mastercam :

    • Hộp thoại : Chọn dao.

    • XÁC ĐỊNH SAI SỐ VÀ BÙ SAI SỐ TỔNG HỢP

    • 3.1. Xác định sai số tổng hợp

    • 3.1.1. Thực nghiệm gia công trên máy VMC-85S

    • 3.1.1.1. Biên dạng và kích thước gia công

    • Để xác định sai số trong mặt phẳng OXY theo hai phương X và Y, tác giả tiến hành phay rãnh theo từng đoạn nhằm xác định sai số trên từng khoảng độ dài theo tọa độ (như hình vẽ dưới):

    • Theo phương X: 10 , 20, 30, 40 (mm)

    • Theo phương Y: 10 , 20, 30, 40 (mm).

    • 3.1.2. Đo sai số gia công trên máy CMM- C544

    • 3.2. Bù sai số tổng hợp trên phần mềm CAD/CAM

    • 3.2.1. Cơ sở lý thuyết

    • Sau khi xác định được sai số tổng hợp, để nâng cao độ chính xác gia công cần tiến hành bù sai. Quá trình bù được tác giả thực hiện trên phần mềm Mastercam 9.0 tích hợp với máy CNC.

    • Quá trình bù sai số được thực hiện bằng việc thay đổi lệnh tại dòng lệnh mã G được quản lý trong Post Processor:

    • Post Processor là một component được gắn chung với phần mềm CAM. Post Pro có nhiệm vụ chuyển từ dữ liệu của CAM thành mã NC (G, M…). Post pro gồm ba bộ phận là Generator, .cfg file và .ini file. Nếu không can thiệp gì thì CAM sẽ lấy dữ liệu ở trên fi...

    • Tuy nhiên, như đã trình bày, phần mềm Mastercam có ưu điểm nổi bật đó là chương trình NC được viết dưới dạng file Text. Điều đó giúp cho người sử dụng có thể thay đổi lệnh mã G một cách dễ dàng mà không cần có hiểu biết sâu về lập trình.

    • Công việc thay đổi code trên Mastercam được tiến hành qua các bước sau:

    • - Từ menu chính, vào (File ( Edit .

    • - Chọn file NC cần hiệu chỉnh.

    • - Hiệu chỉnh tại dòng lệnh mã G trên file NC yêu cầu.

    • 3.2.2. Bù sai số

    • Năm thí nghiệm được thực hiện với dụng cụ cắt, vật liệu phôi, chế độ cắt và dung dịch trơn nguội như trên.

    • Trong đó, file NC sau khi đã được hiệu chỉnh lệnh mã G như sau:

    • Hình 3.18 và 3.19: Mẫu sản phẩm gia công sau khi bù sai số.

    • Hình a)

    • Hình b)

    • Hình 3.20: Đồ thị so sánh kết quả thí nghiệm trước và sau khi được bù sai số.

    • Hình a): Sai số theo phương X. Hình b): Sai số theo phươngY.

    • 3.3. Kết luận chương 3

    • Nhiều thí nghiệm trước và sau khi bù sai số đã được tác giả tiến hành trên trung tâm gia công VMC-85S với:

    • Chương IV:

    • BÙ SAI SỐ KHI PHAY BIÊN DẠNG

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan