Download Luận văn Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công chi tiết hình dáng hình học phức tạp trên trung tâm gia công ba trục cnc bằng phương pháp bù sai số
MỤC LỤC
PHẦ N MỞ ĐẦU 11
Chương I
TỔNG QUAN VỀ BÙ SAI SỐ CHO MÁY CÔNG CỤ CNC14
1.1 Các phương pháp bù sai số cho c ác máy CNC 14
1.1.1 Mô hình bù 14
1.1.1.1 Thêm mo dul phần mềm 15
1.1.1.2 Biến đổi các thô ng số điều khiển 16
1.1.1.3 Biến đổi Post Processor (PP) 16
1.1.1.4 Biến đổi chương trình NC 17
1.1.2 Bù sai số với các bộ điều khiển 17
1.1.2.1 Thêm modul phần mềm mới 18
1.1.2.2 Cài đ ặt bộ điều khiển phần cứng độc lập 18
1.2Giới thiệu một vài nghiên cứu bù sai số ở trong nước và trên thế giới19
1.2.1Các công trình ở trong nước
1.2.2Công trình của c ác tác gi ả nước ngoài
1.2.2.1 Bù sai số hình học do lực c ắt cho máy phay 3 tr ục CNC 20
1.2.2.2 Bù sai số hình học cho trung tâm gia công đ ứng 23
1.2.2.3 Bù sai số cho trung t âm gia công nhiề u trục 23
1.3 Kết lu ận chương I 25
Chương II
PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PH ẦN SAI SỐ VÀ CÁC
NGUYÊN NHÂN G ÂY SAI SỐ26
2.1 Độ chính xác gia công 26
2.2 Các nguồ n sai số của máy công cụ 28
2.2.1 Sai số hình học 29
2.2.2 Sai số do vít me 32
2.2.3 Sai số do sống trượt 32
2.2.4 Sai số do ổ đỡ 33
2.2.5 Sai số do nhiệt 33
2.2.6 Sai số do rung động tự do 35
2.2.7 Sai số do tải tĩnh và động 35
2.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyề n động ser vo 36
2.3 Kết lu ận chương II 37
Chương III HỆ THỐNG BÙ SAI SỐ G IA CÔNG 39
3.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 39
3.1.1 Trung tâm gia công VMC - 85S 40
3.1.2. Máy đo toạ độ 3 chiề u CMM - C544 40
3.1.2.1 Cấu hình cơ bản của máy 40
3.1.2.2 Tính năng kỹ thu ật cơ bản 43
3.1.3 Phần mềm thiết kế CAD/CAM 44
3.1.3.1 Thiết kế v ới sự trợ giúp c ủa máy tính CAD 45
3.1.3.2 Sản xuất v ới trợ giúp của máy tính CAM 47
3.2. Thực nghiệm gia công trên máy VMC-85S 50
3.2.1 Thiết kế CAD/CAM 50
3.2.1.1 Biên dạng và kích thước gia công 50
3.2.1.2 Lập trình nguyên công 51
3.2.2 Truyền c hương trình sang máy CNC 55
3.2.3 Điều chỉ nh máy 57
3.2.3.1 Thiết lập gốc toạ độ phôi 57
3.2.3.2 Thiết lập c ác tham số bù dao 57
3.2.3.3 Gia công c ắt gọt 58
3.3 Đo sai số gia công trên m áy CMM - C544 59
3.3.1 Gá đặt chi tiết 59
3.3.2 Khởi động và kiểm tra hệ thống 59
3.3.3 Hiệu chuẩn đầu đo 60
3.3.4 Lập hệ to ạ độ của chương trình đo 61
3.3.5 Scan biên dạng thực 62
3.4 Cơ sở dữ liệu scan bề mặt 63
3.4.1 Mô hì nh mặt lưới quét hình 63
3.4.2 Mô hình mặt lưới đ a thức tham số 66
3.4.2.1 Mô hình mặt lưới đ a thức chuẩn tắc 66
3.4.2.2 Mô hình mặt lưới Ferguson 67
3.4.2.3 Mô hình mặt lưới Bezier 69
3.4.2.4 Mô hình mặt lưới B-spline đều 70
3.5 Xử l ý dữ liệu đo 70
3.5.1 Xây dựng lưới tam giác Gergory từ các đ ám mây điểm 71
3.5.2 Xây dựng lưới điểm theo m ặt B-spline 73
3.5.3 Đơn gi ản hoá lưới tam giác 75
3.6 Xây dựng đườ ng tròn theo biên dạng đo 75
3.6.1 To ạ độ tâm và bán kính đường tròn qua ba điểm đo 75
3.4.5 To ạ độ tâm và bán kính đường tròn qua toạ độ của n điểm đo 77
3.7 Bù sai số gia công 79
3.7.1 Phân tích sai số gia công 79
3.7.2 Bù sai số gia công 82
3.7.3 Bù chương trình NC bằng phần mềm CAD/CAM 82
3.8 Sản phẩm ứng dụng 85
Chương 4 KẾT LUẬN 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
và sống dẫn hướng trượt. Với sống dẫn hướng trượt, lực chuyển động ban đầu cao hơn
để làm bàn máy chuyển động. Nếu sống dẫn hướng và các chi tiết dẫn động vít me bi
không được đặt đối xứng. Với sống dẫn hướng trượt, ma sát trượt lớn và luôn luôn xuất
hiện sai số do dính trượt. Sai số còn xuất hiện trong quá trình chế tạo sống dẫn hướng
và sai số trong quá trình lắp ráp.
Sống dẫn hướng lăn có ma sát nhỏ hơn loại trượt. Tuy nhiên sống dẫn hướng lăn
có khả năng dập rung động kém hơn loại sống trượt. Sống dẫn hướng thủy tĩnh có khả
năng giảm áp lực. Việc điều khiển nhiệt độ của chất lỏng có tính quan trọng; nếu
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
33
không, tác động của nhiệt là đáng kể. Các nguồn sai số chính gây ra bởi sống dẫn
hướng là:
- Chế tạo không chính xác;
- Mòn sống dẫn hướng;
- Biến dạng tĩnh do khối lượng và lực cắt;
- Biến dạng nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ.
2.2.4 Sai số do ổ đỡ
Các loại phản ứng khác nhau có thể đoán được phụ thuộc vào việc vít me bi
có thể giãn ra dễ dàng hay không. Phần lớn máy CNC sử dụng 3 loại ổ đỡ khác nhau để
đỡ trục vít me. Có các ổ cố định tại một đầu và vít me giãn ra dễ dạng theo sự thay đổi
của nhiệt độ. Ổ cố định hai đầu trục vít me làm cho trục vít me bị uốn khi nhiệt độ
tăng. Loại ổ đỡ khác là một đầu cố định và đầu kia được đặt tải từ trước. Loại ổ đỡ này
làm việc giống như loại ổ đỡ cố định hai đầu ở phạm vi lực nhất định và ngoài khoảng
này nó làm việc như loại một đầu cố định và một đầu trượt. Các nguồn sai số liên quan
đến ổ đỡ do góc nghiêng của ở vành ổ, sự đồng tâm của trục động cơ servo với các
phần lắp ghép.
2.2.5 Sai số do nhiệt
Một máy công cụ thường hoạt động ở trạng thái không ổn định về nhiệt do nhiệt
xuất hiện từ nhiều nguồn. Mọi thay đổi về sự phân bố nhiệt độ của máy công cụ gây ra
biến dạng do nhiệt và tác động đến độ chính xác gia công. Các nguồn nhiệt do ma sát
như ma sát trong thiết bị truyền động và hộp tốc độ, ma sát ở ổ đỡ và sống dẫn hướng,
nhiệt xuất hiện do quá trình gia công như quá trình cắt. Các nguồn nhiệt bên ngoài bao
gồm bức xạ nhiệt, ánh nắng mặt trời hay nhiệt độ môi trường. Các nguồn nhiệt chính
trong máy công cụ xuất phát từ:
- Ổ lăn;
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
34
- Bánh răng và dầu thủy lực;
- Thiết bị dẫn động và li hợp;
- Bơm và động cơ;
- Sống dẫn hướng và vít me bi;
- Quá trình cắt và tạo phoi;
- Nguồn nhiệt từ bên ngoài.
Các tác động của các nguồn nhiệt này ảnh hưởng đến sai lệch vị trí, độ thẳng và
sai lệch góc.
* Giảm sai số do nhiệt trong quá trình thiết kế
Việc thiết kế cấu trúc để cải tiến chế độ nhiệt của máy công cụ thực hiện theo
các hướng sau:
- Giảm các nguồn sinh nhiệt và tác động của nhiệt đến máy: Gắn động cơ và
hộp tốc độ bên ngoài máy;
- Phân tán nhiệt do mát sát tại ổ đỡ và thiết bị dẫn động;
- Xem xét khả năng biến dạng nhiệt giữa công cụ và phôi để giảm thiểu sai số
này khi thiết kế máy.
* Giảm sai số nhiệt trong quá trình sử dụng
Sai số vị trí do sự giãn nở nhiệt của vít me bi là yếu tố đầu tiên cần làm
giảm đi. Phần lớn lực ma sát trong hệ dẫn động được tạo thành bởi vít me bi. Kết quả
này là do động học phức tạp của cơ cấu vít me bi..
Các loại khác trong chế độ nhiệt phụ thuộc khớp cầu có giãn nở tự do hay
không. Để giảm sự ảnh hưởng của nhiệt độ có hai phương pháp bù đã được đề xuất
(Braasch 2002): Làm mát vít me bi và bù bằng phần mềm. Việc làm mát vít me bi có
sự bất lợi liên quan tới vấn đề kín khít. Sự nghiên cứu đang được thực hiện để bù sự
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
35
biến dạng nhiệt với sự hỗ trợ của các mô hình phân tích, các mạng nơron và các
phương pháp thực nghiệm. Để bù sự giãn nở của khớp nối cầu, sự phân bố nhiệt của nó
phải được biết và phụ thuộc vào sơ đồ cắt. Trực tiếp đo nhiệt của vít me quay rất khó.
Tuy nhiên, sự giãn nở nhiệt của công cụ có thể được tính toán bằng phương pháp phần
tử hữu hạn (FEM) (Takuchi 1982). Bằng sự tính toán nhiệt phân bố trong vít me, chúng
ta có thể bù được sai số bằng phần mềm.
2.2.6 Sai số do rung động tự do
Tải tĩnh và khối lượng của chi tiết gia công gây nên biến dạng tạo ra sai số hình
học của chi tiết trong quá trình gia công. Độ cứng vững của máy cắt kim loại không
hợp lý sẽ gây ra sai số về hình dạng của chi tiết gia công (Weck 1984). Đặc tính động
không đồng đều sẽ dẫn đến hình thành các rung động, có thể dẫn đến làm xấu chất
lượng bề mặt gia công tinh; tăng độ mòn máy, gãy công cụ và phá huỷ cả chi tiết gia
công và máy. Dưới điều kiện gia công kéo dài, có hai loại rung động xảy ra:
- Rung động cưỡng bức: Rung động cưỡng bức do sự mất cân bằng khi vật thể
quay.
- Tự rung: Hệ thống rung động tại một hay nhiều tần số khi không có các lực
bên ngoài. Khi tần số kích thích ở cùng tần số tự rung sẽ tạo ra hiện tượng cộng hưởng.
2.2.7 Sai số do tải tĩnh và động
Các tải tĩnh của máy công cụ là kết quả của lực gia công và khối lượng của chi
tiết gia công, khối lượng của bàn dao, các thiết bị và các thành phần máy. Tải trọng
tĩnh và khối lượng của chi tiết gia công tạo ra sự biến dạng, gây ra các sai số hình học.
Các lực dẫn đến sự biến dạng của bộ phận dẫn động gây ra sự dịch chuyển vị trí
bàn dao. Chúng gồm các lực quán tính gây ra bởi gia tốc của cơ cấu trượt, lực gia công
và ma sát trong trục chính (Weck 1984). Các nhân tố động khác như mômen xoắn của
động cơ, bộ khuếch đại của cơ cấu dẫn động.v.v.. cũng ảnh hưởng tới hệ thống điều
khiển vị trí.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
36
2.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyền động servo
Dữ liệu đầu vào được chuyển đổi bởi hệ thống điều khiển thành mã đầu ra ở
dạng điện áp xung (PPS). Dữ liệu này dùng để dẫn động bàn quay hay cơ cấu chấp
hành khác tới vị trí đã được lập trình.
Hệ thống dẫn động servo đóng vai trò quan trọng tới độ chính xác gia công.
Động cơ servo và cơ cấu dẫn động trục vít me thường được ghép trực tiếp với nhau.
Các cơ cấu dẫn động bằng đai răng cũng được sử dụng rộng rãi.
Vị trí thực được đo bằng cơ cấu đo đường dịch chuyển và được truyền đi dưới
dạng tín hiệu số.
Hình 2.5. Hệ thống phản hồi của máy công cụ
Trong hình 13, đường chấm cách chỉ rằng một bộ mã hoá quay đã được s
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu nâng cao độ chính xác gia công chi tiết hình dáng hình học phức tạp trên trung tâm gia công ba trục cnc bằng phương pháp bù sai số
MỤC LỤC
PHẦ N MỞ ĐẦU 11
Chương I
TỔNG QUAN VỀ BÙ SAI SỐ CHO MÁY CÔNG CỤ CNC14
1.1 Các phương pháp bù sai số cho c ác máy CNC 14
1.1.1 Mô hình bù 14
1.1.1.1 Thêm mo dul phần mềm 15
1.1.1.2 Biến đổi các thô ng số điều khiển 16
1.1.1.3 Biến đổi Post Processor (PP) 16
1.1.1.4 Biến đổi chương trình NC 17
1.1.2 Bù sai số với các bộ điều khiển 17
1.1.2.1 Thêm modul phần mềm mới 18
1.1.2.2 Cài đ ặt bộ điều khiển phần cứng độc lập 18
1.2Giới thiệu một vài nghiên cứu bù sai số ở trong nước và trên thế giới19
1.2.1Các công trình ở trong nước
1.2.2Công trình của c ác tác gi ả nước ngoài
1.2.2.1 Bù sai số hình học do lực c ắt cho máy phay 3 tr ục CNC 20
1.2.2.2 Bù sai số hình học cho trung tâm gia công đ ứng 23
1.2.2.3 Bù sai số cho trung t âm gia công nhiề u trục 23
1.3 Kết lu ận chương I 25
Chương II
PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PH ẦN SAI SỐ VÀ CÁC
NGUYÊN NHÂN G ÂY SAI SỐ26
2.1 Độ chính xác gia công 26
2.2 Các nguồ n sai số của máy công cụ 28
2.2.1 Sai số hình học 29
2.2.2 Sai số do vít me 32
2.2.3 Sai số do sống trượt 32
2.2.4 Sai số do ổ đỡ 33
2.2.5 Sai số do nhiệt 33
2.2.6 Sai số do rung động tự do 35
2.2.7 Sai số do tải tĩnh và động 35
2.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyề n động ser vo 36
2.3 Kết lu ận chương II 37
Chương III HỆ THỐNG BÙ SAI SỐ G IA CÔNG 39
3.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 39
3.1.1 Trung tâm gia công VMC - 85S 40
3.1.2. Máy đo toạ độ 3 chiề u CMM - C544 40
3.1.2.1 Cấu hình cơ bản của máy 40
3.1.2.2 Tính năng kỹ thu ật cơ bản 43
3.1.3 Phần mềm thiết kế CAD/CAM 44
3.1.3.1 Thiết kế v ới sự trợ giúp c ủa máy tính CAD 45
3.1.3.2 Sản xuất v ới trợ giúp của máy tính CAM 47
3.2. Thực nghiệm gia công trên máy VMC-85S 50
3.2.1 Thiết kế CAD/CAM 50
3.2.1.1 Biên dạng và kích thước gia công 50
3.2.1.2 Lập trình nguyên công 51
3.2.2 Truyền c hương trình sang máy CNC 55
3.2.3 Điều chỉ nh máy 57
3.2.3.1 Thiết lập gốc toạ độ phôi 57
3.2.3.2 Thiết lập c ác tham số bù dao 57
3.2.3.3 Gia công c ắt gọt 58
3.3 Đo sai số gia công trên m áy CMM - C544 59
3.3.1 Gá đặt chi tiết 59
3.3.2 Khởi động và kiểm tra hệ thống 59
3.3.3 Hiệu chuẩn đầu đo 60
3.3.4 Lập hệ to ạ độ của chương trình đo 61
3.3.5 Scan biên dạng thực 62
3.4 Cơ sở dữ liệu scan bề mặt 63
3.4.1 Mô hì nh mặt lưới quét hình 63
3.4.2 Mô hình mặt lưới đ a thức tham số 66
3.4.2.1 Mô hình mặt lưới đ a thức chuẩn tắc 66
3.4.2.2 Mô hình mặt lưới Ferguson 67
3.4.2.3 Mô hình mặt lưới Bezier 69
3.4.2.4 Mô hình mặt lưới B-spline đều 70
3.5 Xử l ý dữ liệu đo 70
3.5.1 Xây dựng lưới tam giác Gergory từ các đ ám mây điểm 71
3.5.2 Xây dựng lưới điểm theo m ặt B-spline 73
3.5.3 Đơn gi ản hoá lưới tam giác 75
3.6 Xây dựng đườ ng tròn theo biên dạng đo 75
3.6.1 To ạ độ tâm và bán kính đường tròn qua ba điểm đo 75
3.4.5 To ạ độ tâm và bán kính đường tròn qua toạ độ của n điểm đo 77
3.7 Bù sai số gia công 79
3.7.1 Phân tích sai số gia công 79
3.7.2 Bù sai số gia công 82
3.7.3 Bù chương trình NC bằng phần mềm CAD/CAM 82
3.8 Sản phẩm ứng dụng 85
Chương 4 KẾT LUẬN 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
áy CNC, có hai loại sống dẫn hướng được sử dụng, sống dẫn hướng lănvà sống dẫn hướng trượt. Với sống dẫn hướng trượt, lực chuyển động ban đầu cao hơn
để làm bàn máy chuyển động. Nếu sống dẫn hướng và các chi tiết dẫn động vít me bi
không được đặt đối xứng. Với sống dẫn hướng trượt, ma sát trượt lớn và luôn luôn xuất
hiện sai số do dính trượt. Sai số còn xuất hiện trong quá trình chế tạo sống dẫn hướng
và sai số trong quá trình lắp ráp.
Sống dẫn hướng lăn có ma sát nhỏ hơn loại trượt. Tuy nhiên sống dẫn hướng lăn
có khả năng dập rung động kém hơn loại sống trượt. Sống dẫn hướng thủy tĩnh có khả
năng giảm áp lực. Việc điều khiển nhiệt độ của chất lỏng có tính quan trọng; nếu
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
33
không, tác động của nhiệt là đáng kể. Các nguồn sai số chính gây ra bởi sống dẫn
hướng là:
- Chế tạo không chính xác;
- Mòn sống dẫn hướng;
- Biến dạng tĩnh do khối lượng và lực cắt;
- Biến dạng nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ.
2.2.4 Sai số do ổ đỡ
Các loại phản ứng khác nhau có thể đoán được phụ thuộc vào việc vít me bi
có thể giãn ra dễ dàng hay không. Phần lớn máy CNC sử dụng 3 loại ổ đỡ khác nhau để
đỡ trục vít me. Có các ổ cố định tại một đầu và vít me giãn ra dễ dạng theo sự thay đổi
của nhiệt độ. Ổ cố định hai đầu trục vít me làm cho trục vít me bị uốn khi nhiệt độ
tăng. Loại ổ đỡ khác là một đầu cố định và đầu kia được đặt tải từ trước. Loại ổ đỡ này
làm việc giống như loại ổ đỡ cố định hai đầu ở phạm vi lực nhất định và ngoài khoảng
này nó làm việc như loại một đầu cố định và một đầu trượt. Các nguồn sai số liên quan
đến ổ đỡ do góc nghiêng của ở vành ổ, sự đồng tâm của trục động cơ servo với các
phần lắp ghép.
2.2.5 Sai số do nhiệt
Một máy công cụ thường hoạt động ở trạng thái không ổn định về nhiệt do nhiệt
xuất hiện từ nhiều nguồn. Mọi thay đổi về sự phân bố nhiệt độ của máy công cụ gây ra
biến dạng do nhiệt và tác động đến độ chính xác gia công. Các nguồn nhiệt do ma sát
như ma sát trong thiết bị truyền động và hộp tốc độ, ma sát ở ổ đỡ và sống dẫn hướng,
nhiệt xuất hiện do quá trình gia công như quá trình cắt. Các nguồn nhiệt bên ngoài bao
gồm bức xạ nhiệt, ánh nắng mặt trời hay nhiệt độ môi trường. Các nguồn nhiệt chính
trong máy công cụ xuất phát từ:
- Ổ lăn;
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
34
- Bánh răng và dầu thủy lực;
- Thiết bị dẫn động và li hợp;
- Bơm và động cơ;
- Sống dẫn hướng và vít me bi;
- Quá trình cắt và tạo phoi;
- Nguồn nhiệt từ bên ngoài.
Các tác động của các nguồn nhiệt này ảnh hưởng đến sai lệch vị trí, độ thẳng và
sai lệch góc.
* Giảm sai số do nhiệt trong quá trình thiết kế
Việc thiết kế cấu trúc để cải tiến chế độ nhiệt của máy công cụ thực hiện theo
các hướng sau:
- Giảm các nguồn sinh nhiệt và tác động của nhiệt đến máy: Gắn động cơ và
hộp tốc độ bên ngoài máy;
- Phân tán nhiệt do mát sát tại ổ đỡ và thiết bị dẫn động;
- Xem xét khả năng biến dạng nhiệt giữa công cụ và phôi để giảm thiểu sai số
này khi thiết kế máy.
* Giảm sai số nhiệt trong quá trình sử dụng
Sai số vị trí do sự giãn nở nhiệt của vít me bi là yếu tố đầu tiên cần làm
giảm đi. Phần lớn lực ma sát trong hệ dẫn động được tạo thành bởi vít me bi. Kết quả
này là do động học phức tạp của cơ cấu vít me bi..
Các loại khác trong chế độ nhiệt phụ thuộc khớp cầu có giãn nở tự do hay
không. Để giảm sự ảnh hưởng của nhiệt độ có hai phương pháp bù đã được đề xuất
(Braasch 2002): Làm mát vít me bi và bù bằng phần mềm. Việc làm mát vít me bi có
sự bất lợi liên quan tới vấn đề kín khít. Sự nghiên cứu đang được thực hiện để bù sự
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
35
biến dạng nhiệt với sự hỗ trợ của các mô hình phân tích, các mạng nơron và các
phương pháp thực nghiệm. Để bù sự giãn nở của khớp nối cầu, sự phân bố nhiệt của nó
phải được biết và phụ thuộc vào sơ đồ cắt. Trực tiếp đo nhiệt của vít me quay rất khó.
Tuy nhiên, sự giãn nở nhiệt của công cụ có thể được tính toán bằng phương pháp phần
tử hữu hạn (FEM) (Takuchi 1982). Bằng sự tính toán nhiệt phân bố trong vít me, chúng
ta có thể bù được sai số bằng phần mềm.
2.2.6 Sai số do rung động tự do
Tải tĩnh và khối lượng của chi tiết gia công gây nên biến dạng tạo ra sai số hình
học của chi tiết trong quá trình gia công. Độ cứng vững của máy cắt kim loại không
hợp lý sẽ gây ra sai số về hình dạng của chi tiết gia công (Weck 1984). Đặc tính động
không đồng đều sẽ dẫn đến hình thành các rung động, có thể dẫn đến làm xấu chất
lượng bề mặt gia công tinh; tăng độ mòn máy, gãy công cụ và phá huỷ cả chi tiết gia
công và máy. Dưới điều kiện gia công kéo dài, có hai loại rung động xảy ra:
- Rung động cưỡng bức: Rung động cưỡng bức do sự mất cân bằng khi vật thể
quay.
- Tự rung: Hệ thống rung động tại một hay nhiều tần số khi không có các lực
bên ngoài. Khi tần số kích thích ở cùng tần số tự rung sẽ tạo ra hiện tượng cộng hưởng.
2.2.7 Sai số do tải tĩnh và động
Các tải tĩnh của máy công cụ là kết quả của lực gia công và khối lượng của chi
tiết gia công, khối lượng của bàn dao, các thiết bị và các thành phần máy. Tải trọng
tĩnh và khối lượng của chi tiết gia công tạo ra sự biến dạng, gây ra các sai số hình học.
Các lực dẫn đến sự biến dạng của bộ phận dẫn động gây ra sự dịch chuyển vị trí
bàn dao. Chúng gồm các lực quán tính gây ra bởi gia tốc của cơ cấu trượt, lực gia công
và ma sát trong trục chính (Weck 1984). Các nhân tố động khác như mômen xoắn của
động cơ, bộ khuếch đại của cơ cấu dẫn động.v.v.. cũng ảnh hưởng tới hệ thống điều
khiển vị trí.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
36
2.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyền động servo
Dữ liệu đầu vào được chuyển đổi bởi hệ thống điều khiển thành mã đầu ra ở
dạng điện áp xung (PPS). Dữ liệu này dùng để dẫn động bàn quay hay cơ cấu chấp
hành khác tới vị trí đã được lập trình.
Hệ thống dẫn động servo đóng vai trò quan trọng tới độ chính xác gia công.
Động cơ servo và cơ cấu dẫn động trục vít me thường được ghép trực tiếp với nhau.
Các cơ cấu dẫn động bằng đai răng cũng được sử dụng rộng rãi.
Vị trí thực được đo bằng cơ cấu đo đường dịch chuyển và được truyền đi dưới
dạng tín hiệu số.
Hình 2.5. Hệ thống phản hồi của máy công cụ
Trong hình 13, đường chấm cách chỉ rằng một bộ mã hoá quay đã được s