MỤC LỤC Trang Lời mở đầu…………………………………………………………2 Chương 1: Tổng quan máy tiện…………………………………… 1.1 Đặc điểm công nghệ …………………………… …… 1.1.1 Phân loại máy tiện…………………………………… 1.2 Phụ tải cấu truyền động ăn dao.……………………… 1.3 Những yêu cầu đặc điểm chung cấu truyên động ăn dao máy tiện ……………………………………… …… 1.3.1 Các phương pháp điều khiển truyền động ăn dao………… Chương 2: Thiết kế điều khiển truyền động ăn dao tự động 2.1 Sơ đồ điều khiển truyền động ăn dao ………………… 2.1.1 Mạch động lực…………………………………………… 2.1.2 Mạch điều khiển……………………………………… 2.1.3 Mạch nguyên lí…………………………………………… 2.1.4 Thiết kế tủ điều khiển……………………………………… 2.1.5 Sơ đồ đấu dây…………………………………………… 2.2 Xây dựng mơ hình thay động điện chiều ………… 2.3 Mơ hình thay biến đổi………………………………… 2.4 Mơ hình thay máy phát tốc……………………………… 2.5 Thiết kế PID cho truyền động ăn dao tự động…………… 2.5.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện………………………… 2.5.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ:………………………… Chương 3: Sử dụng simulink khảo sát ổn định cho hệ thống 3.1 Lựa chọn thơng số mơ phỏng……………………………… 3.1.1.Tính chọn điều khiển dòng điện tốc độ…………… 3.2 Sử dụng simulink mơ hệ thống máy tiện……………… 3.2.1 Mô động điện chiều kích từ độc lập……… 3.2.2 Mơ dòng điện tốc độ sau thiết kế PID…… Kêt luận……………………………………………………………… Tài liệu tham khảo………………………………………………………… LỜI MỞ ĐẦU Sự bùng nổ ngành cơng nghiệp khí điện tự động hóa đạt thành tựu to lớn, đem lại nhiều lợi ích cơng việc nhiều thiết bị ứng dụng nhiều ngành công nghiệp khác Mặc dù máy gia công kỹ thuật số xu hướng thị trường thiết bị đắt tiền phức tạp Do máy gia cơng kim loại máy tiện, máy mài, máy bào giường, máy rèn rập… thiết bị chủ yếu việc chế tạo khí Nên việc nghiêm cứu, tìm hiểu cải tiến vấn để quan tâm Môn học Trang Bị Điện mơn học giúp em thực công việc Được giao đề tài máy tiện loại máy phổ biến công nghệ gia cơng kim loại Với u cầu phân tích phương pháp điều khiển truyền động ăn dao thiết kế điều khiển truyền động ăn dao tự động cho máy tiện hệ T-Đ Qua thời gian học tập nghiên cứu bảo tận tình thấy Hồng Xn Bình em hồn thành đồ án Mặc dù đồ án hoàn thành đạt kết định thời gian có hạn, kiến thức cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Em mong góp ý ủng hộ thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Chương1: Tổng Quan Về Máy Tiện 1.1 Đặc điểm cơng nghệ Nhóm máy tiện đa dạng, gồm máy tiện đơn giản, Rơvonve, máy tiện vạn năng, chuyên dùng, máy tiện cụt,máy tiện đứng… Trên máy tiện thực nhiều cơng nghệ tiện khácnhautiện trụ ngồi, tiện trụ trong, tiện mặt đầu, tiện cơn, tiện định hình Trên máy tiện thực doa, khoan tiện ren,bằng giao cắt, dao doa, taro ren… Kích thước gia cơng máy tiện cỡ hàng milimét đến hàng chục mét (trên máy tiện đứng) Hình 1-1 Dạng bên ngồi máy tiện Dạng bên máy tiện hình H1.1 Trên thân máy đặt ụ trước 2, có trục quay chi tiết Trên gờ trượt đặt bàn dao Bàn dao thực di chuyển dao cắt dọc ngang so với chi tiết Ở ụ sau đặt mũi chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết dài trình gia công,hoặc để gá mũi khoan,mũi doa khoan,doa chi tiết Ở máy tiện,chuyển động quay chi tiết với tốc độ góc ω ct chuyển động chính, chuyển động di chuyển dao chuyển động ăn dao Chuyển động ăn dao ăn dao dọc, dao di chuyển dọc theo chi tiết (tiện dọc) ăn dao ngang, dao di chuyển ngang (hướng kính) chi tiết (tiện ngang) Chuyển động phụ gồm có xiết nới xà, di chuyển nhanh dao, bơm nước, hút phoi … 1.1.1 Phân loại máy tiện: Một số máy tiện tiêu biểu thị trường sau: Hình 1-2 Máy tiện Việt chuẩn Hình 1-3 Máy tiện với m 1234410458 Hình 1-4 Máy tiện với m 1239953967 Hình 1-5 Máy tiện DSC01180 Hình 1-6 Image – Hình 1-7 Máy tiện (Kit- 11211171877) Hình 1-8 Máy tiện Châu Âu Hình 1-9 Máy tiện loại Hình 1-10 Máy tiện kiểu đứng Hình 1-11 Máy tiện ngang Hình 1-12 Máy tiện bàn Hình 1-13 Máy tiện vạn Hình 1-14 Máy tiện CNC-ML 260 Hình 1-15 Máy tiện vạn –LA430 10 k Φ.I ( p ) M*(p) = k Φ b I b M*(p) = Φ*(p).I*(p) ( 2.22 ) Chia vế ( 2-3 ) cho Ub ta được: ϖ ( p) E (P) = k.Φ U b * k Φ.ϖ ( p) * E (P) = k Φ b ϖ b * E (P) = ω *(p).Φ*(p) ( 2.23 ) Vậy ta có hệ phương trình mô tả động chiều hệ tương đối sau : U * ( p) − E * ( P) * I (p) = R * (1 + Tu p) ( 2.24 ) M * ( p ) − Mc * ( p) φ * I * − M c ( p ) ω ( p) = = p.TC p.Tc * ( 2.25 ) * E (P) = ω *(p).Φ*(p) ( 2.26) M*(p) = Φ*(p).I*(p) ( 2.27) Để thuận tiện biểu diễn đại lượng mô ta bỏ dấu (*) hệ phương trình viết lại sau: U ( p) − E ( P) I (p) = Ru (1 + Tu p) ( 2.28 ) * ω *(p) = J P (M*(p) - M*c(p)) (2.29) E(P) = ω (p).Φ(p) ( 2.30 ) M(p) = Φ(p).I(p) ( 2.31 ) Từ phương trình ta sơ đồ cấu trúc động điện chiều sau: 29 Hình 2-7 Mơ hình động chiều 2.3 Mơ hình thay biến đổi Đối với biến đổi Thyristor có thơng số đặc trưng mơ là: hệ số khuyếch đại biến đổi chỉnh lưu kcl , số thời gian chỉnh lưu TV, số thời gian mạch điều khiển chỉnh lưu Tđk Mơ hình thay chỉnh lưu khâu qn tính bậc hai với thơng số khuyếch đại kcl , hai số thời gian TV Tđk : 2.4 Mơ hình thay máy phát tốc: Máy phát tốc đặc trưng hai thông số: hệ số khuyếch đại máy phát tốc K ω , số thời gian máy phát tốc T ω Mơ hình thay máy phát tốc khâu quán tính bậc với hệ số khuyếch đại K ω ,hằng số thời gian T ω : Sơ đồ cấu trúc chung tồn hệ thống sau: 30 Hình 2-8 Sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống 2.5 Thiết kế PID cho truyền động ăn dao tự động: 2.5.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện: Khi bỏ qua sức điện động E sau Hình 2-9 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện K cl Trong : (1 + Tdk P)(1 + Tv P) K cl : Hệ số khuếch đại chỉnh lưu Tdk : Hằng số thời gian mạch điều khiển chỉnh lưu Tv : Hằng số thời gian chuyển mạch chỉnh lưu Ki + Ti p :Hàm truyền cảm biến dòng điện K i : hệ số khuếch đại cảm biến dòng điện 31 Ti : số thời gian cảm biến dòng điện Thu gọn ta sơ đồ hình vẽ: Trong S 0i hàm truyền đối tượng Hình 2-10 Sơ đồ thu gọn mạch vòng điện K cl K i / Ru S 0i = (1 + Tdk p )(1 + Tv p )(1 + Ti p)(1 + Tu p ) ( 2.32 ) Vì Tdk ; Tv ; Ti số thời gian nhỏ nên bỏ qua thành phần bậc cao K cl K i / Ru ⇒ S 0i = [1 + (Tdk + Tv + Ti ) p ](1 + Tu p ) Đặt: Tsi = Ti + Tdk + Tv K cl K i / Ru ⇒ S 0i = (1 + Tsi p )(1 + Tu p ) ( 2.33 ) Áp dụng tiêu chuẩn môdul tối ưu ta có hàm truyền hệ thống FMC 2 = + 2τ σ p + 2τ σ p Mà FK = FMC ( 2.34 ) Ri S 0i = + Ri S 0i −1 ⇒ Ri = S 0i ( FMi − 1) ( 2.35 ) Thay vào ta có: Ru (1 + pTsi )(1 + pTu ) Ri = K cl K i 2τ σ p (1 + τ σ p) Chọn τ σ = Tsi ta có điều chỉnh dịng: Ru Tu Ri = K cl K i Tsi   1 +   pTu    ⇒ Ri khâu tỉ lệ tích phân PI ( 2.36 ) 2.5.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ : Từ kết vừa xác định ta có hàm truyền mạch vòng dòng điện sau 32 FMC 2 = + 2Tsi p + 2Tsi p Vì Tsi