Nghiên cứu cải tiến hệ thống điều khiển truyền động của máy tiện hl380

Từ việc điều khiển hệ thống truyền động điện bằng hệ thống rơle, công tắc tơ, nay đã tiến tới điều khiển hệ thống truyền động điện bằng chương trình, với tốc độ xử lý cực nhanh đơn vị tí

VŨ TIẾN THIỆU

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂNTRUYỀN

ĐỘNG CỦA MÁY TIỆN HL 380

Chuyên ngành: Tự động hóa

Mã số: 60.52.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS: KHỔNG CAO PHONG

Hà nội, tháng 4 năm 2013

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn tốt nghiệp cao học này do bản thân tôi thực hiện và nghiên cứu với sự hướng dẫn của thầy giáo TS Khổng Cao Phong Để hoàn thành luận văn này, ngoài các tài liệu tham khảo đã được liệt kê, tôi đảm bảo không sao chép và lấy ý tưởng từ các công trình nghiên cứu khác hoặc thiết kế tốt nghiêp của bất cứ một học viên nào khác dưới mọi hình thức

Tôi xin cam đoan điều đó và chịu hoàn toàn mọi trách nhiệm

Hà Nội, Ngày 16 tháng 4 năm 2013

Học viên thực hiện

Vũ Tiến Thiệu

LỜI CẢM ƠN

Với sự quan tâm giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của Thầy giáo TS Khổng Cao Phong cùng với sự nổ lực của bản thân cho đến nay tôi đã hoàn thành cuốn luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tôi xin được bày tỏ lòng biết

ơn và gửi tới thầy lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy các cô trong khoa tự động hóa

của Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội, đã truyền đạt cho tôi

những kiến thức quý báu

Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô khoa điện và khoa cơ khí

Trường CĐNKTCN Việt Nam – Hàn Quốc đã tạo điều kiện cung cấp tài liệu trong quá trình tôi nghiên cứu đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn BGH Trường Việt – Úc và các đồng

nghiệp tại trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành việc nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày 16 tháng 4 năm 2013

Học viên

Vũ Tiến Thiệu

MỤC LỤC Trang Phụ bìa Lời cam đoan Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Mục các bảng Mục các hình vẽ đồ thị Mở đầu 8

Chương 1: - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TIỆN HL380 12

1.1 Tổng quan về nhóm máy tiện……… …12

1.1.1Trình bày khái niệm về máy tiện……….14

1.1.2 Phân loại nhóm máy tiện……… ……14

1.1.3 Chức năng nhiệm vụ của máy tiện………….……… ……… … …15

1.2 Đào tạo kỹ thuật tiện trong lĩnh vực dạy nghề……….… …….….15

1.3 Xu hướng phát triển trong truyền động máy tiện…… …… …… 16

1.3.1 Truyền động chính 16

1.3.2Truyền động phụ và truyền động ăn dao 17

1.4 Mục tiêu của đồ án……… … … 17

Chương 2: - MÁY TIỆN HL380 19

2.1 Cấu tạo của máy tiện HL380……… … … 19

2.2 Hệ thống điều khiển truyền động chính……… … … 21

2.2.1 Hệ thống điều chỉnh tốc độ truyền động chính 22

2.3 Sơ đồ điện điều khiển truyền động 23

2.3.2 Giải thích nguyên lý hoạt động của sơ đồ 24

Chương 3: - THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY TIỆN HL 380 26

3.1 Thiết kế hệ thống điều khiển truyền động chính… … …… …26

3.1.1 Tính chọn công suất động cơ 26

3.1.2 Chọn biến tần……… …… ………26

3.1.3 Hệ điều khiển biến tần – động cơ cho truyền động chính… …28

3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước làm mát 31

3.3 Thiết kế cảnh báo dầu bôi trơn của máy tiện 33

3.4 Thiết kế bàn điều khiển máy tiện HL380 34

3.5 Chọn thiết bị phụ trợ 35

3.5.1 Chọn cảm biến 35

3.5.2 Chọn cảm biến lưu lượng 38

3.5.3 Chon công tắc hành trình 39

3.6 Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 41

3.6.1 Sơ đồ ghép nối điều khiển 41

3.6.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển lập trình PLC S7 - 200 43

Chương 4: - XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 46

4.1 Xây dựng thuật toán điều khiển 46

4.1.1 Thuật toán điều khiển truyền động chính 46

4.1.2 Thuật toán điều khiển hệ thống bơm làm mát 48

4.1.3 Thuật toán cho hệ thống cảnh báo mức dầu bôi trơn 50

4.2 Chương trình điều khiển của hệ thống 52

4.2.1 Phân cổng vào ra cho hệ thống 52

4.2.2 Chương trình điều khiển truyền động chính 52

4.2.3 Chương trình điều khiển bơm làm mát 54

4.2.4 Chương trình cảnh báo mức dầu bôi trơn 54

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

I Kết luận:

II Kiến Nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

PLC Program logic Contronler

AI, DI Đầu vào tương tự số

AO, DO Đầu ra tương tự số

I/O Đầu vào đầu ra

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Nội dung Trang Hình 1.1 Máy tiện HL380 12

Hình 2.1 Cấu tạo của máy tiện HL380 19

Hình 2.2 Cấu tạo hệ thống điều khiển tốc độ của máy tiện 22

Hình 2.3 Sơ đồ điện điều khiển truyền động máy tiện HL380 23

Hình 3.1 Sơ đồ ghép nối vào ra của biến tần Delta 26

Hình 3.2 Sơ đồ thiết kế điều khiển truyền động chính bằng biến tần 27

Hình 3.3 Sơ đồ ghép nối tín hiệu giữa biến tần và PLC 28

Hình 3.4 Sơ đồ điều khiển động cơ bơm nước làm mát 29

Hình 3.5 Sơ đồ ghép nối tín hiệu điều khiển với bơm nước làm mát 30

Hình 3.6 Sơ đồ ghép nối cảnh báo mức dầu bôi trơn – thay dầu 32

Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển cho máy tiện HL380 33

Hình 3.8 Cảm biến tiệm cận điện dung 34

Hình 3.9 Cấu trúc cảm biến tiệm cận điện dung 35

Hình 3.10 Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung 36

Hình 3.11 Công tắc hành trình 37

Hình 3.12 Cảm biến lưu lượng 38

Hình 3.13 Sơ đồ ghép nối các tín hiệu vào ra với PLC 40

Hình 3.14 PLC CPU224 42

Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán truyền động chính … 44

Hình 4.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển bơm nước ……… 46

Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán cảnh báo dầu……… 48

MỞ ĐẦU

1 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:

a Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay nền công nghệ chế tạo linh kiện điện tử công suất và vi mạch điều khiển của nhân loại đã phát triển lên một tầm cao mới Mặt khác việc ứng dụng công nghệ điện tử công suất và vi mạch vào các dây chuyền công nghệ nó đã đem lại những thành công rực rỡ cho nền khoa học của nhân loại

đó là: đã tạo ra các dây chuyền sản xuất, các máy móc , thiết bị có tính tự động hóa cao và có tính năng sử dụng hoàn hảo Nhờ đó mà việc ứng dụng

vi mạch điều khiển và điện tử công suất đã lan tỏa, xâm nhập rất nhanh vào các dây chuyền công nghệ Có thể nói hiện nay khoa học công nghệ nói chung, kỹ thuật điều khiển hệ thống truyền động điện nói riêng đã vượt lên một tầm cao mới Từ việc điều khiển hệ thống truyền động điện bằng hệ thống rơle, công tắc tơ, nay đã tiến tới điều khiển hệ thống truyền động điện bằng chương trình, với tốc độ xử lý cực nhanh (đơn vị tính bằng µs) Trong

đó chương trình điều khiển do nhà lập trình viết nạp vào các bộ điều khiển dưới dạng phần mềm Khi cải tiến, thay đổi công nghệ thì chủ yếu là thay đổi chương trình điều khiển, điều đó nói lên rằng thiết bị điều khiển khả trình rất tiện lợi và linh hoạt

Có thể nói hiện nay thiết bị khả trình đã len lỏi vào hầu hết các hệ thống điều khiển truyền động điện và các dây truyền xản suất bởi tính tiện ích vốn

có của chúng Hầu như trong bất cứ ngành kinh tế kỹ thuật nào cũng áp dụng

kỹ thuật tự động hóa để điều khiển truyền động quá trình làm việc của các loại máy Để đáp ứng được yêu cầu về năng suất lao động trong xã hội việc tự động hóa cho các máy gia công là cần thiết Máy tiện HL380 được sử dụng tại trường dạy nghề Việt – Úc là một trong những máy tiện sử dụng công nghệ điều khiển cũ Do đó việc tự động hóa hệ thống truyền động của máy là cần

thiết Nhằm đáp ứng nhu cầu của người học ngày càng cao hơn và cũng phù hợp nhu cầu sử dụng công nghệ hiện đại ngày nay

b Ý nghĩa khoa học:

Đề tài được thực hiện có ý nghĩa về khoa học là để nâng cao công tác đào

tạo kiến thức và công nghệ điều khiển tự động hóa cho học sinh thông qua

mô hình điều khiển tự động máy tiện công nghiệp ứng dụng PLC

Đề tài góp phần cải tiến quá trình hoạt động của máy tiện HL380 cho phù hợp với yêu cầu và xu hướng thực tế của xã hội hiện nay

c Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là : Máy tiện HL380

Đề tài giải quyết các vấn đề sau đây:

+ Nghiên cứu hệ thống điều khiển truyền động của máy tiện HL 380 + Nghiên cứu các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ

+ Thuật toán điều khiển hệ thống PLC - động cơ không đồng bộ 3 pha

3 Phương pháp nghiên cứu:

4 Nội dung nghiên cứu:

- Thu thập, thống kê số liệu phục vụ cho luận án

- Nghiên cứu tổng quan:

Thực tiễn đã được áp dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, tuy nhiên để nghiên cứu riêng biệt về hệ truyền động điều khiển giám sát qua mạng truyền thông công nghiệp trên cơ sở PLC – biến tần - động cơ điều khiển trực tiếp máy cắt gọt kim loại cụ thể như máy tiện HL 380 chưa được đề cập nhiều Chính vì vậy hướng nghiên cứu ở đây là từ cơ sở lý thuyết, xây dựng thực nghiệm trong phòng thí nghiệm làm mô hình học cụ để nghiên cứu các quá trình điện từ trong các kênh điều khiển và năng lượng để tín hiệu hóa mạch điều khiển của máy tiện này

- Nghiên cứu của tác giả:

Mục đích xây dựng mô hình nghiên cứu bằng các bài thí nghiệm cho sinh viên, trước hết làm rõ các phương pháp điều khiển hệ truyền động xoay chiều trên từ lý thuyết đến thực tế Trên cơ sở đó có thể phân tích đánh giá các quá trình vật lý xảy ra trong các kênh điều khiển và năng lượng, từ đó có thể

áp dụng các thuật toán khác nhau để nghiên cứu và điều khiển tự động hóa hệ truyền động máy tiện HL - 380

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ NHÓM MÁY TIỆN VÀ MÁY TIỆN HL380 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

1.1.Tổng quan về nhóm máy tiện

Nhóm máy tiện được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo

máy Nhóm máy tiện này rất đa dạng bao gồm các loại máy tiện, vạn năng, máy tiện cụt, tiện đứng cỡ nặng , tiện mặt đầu .Trên máy tiện có thể thực hiện được nhiều công nghệ tiện khác nhau, tiện trục ngoài , tiện trục trong, tiện côn , tiện ren, tiện định hình, ngoài ra trên máy tiện có thể doa, khoan lỗ, kích thước gia công có thể từ một mm tới hàng chục mm Dáng bên ngoài của máy tiện HL380 được biểu diễn như hình vẽ 1.1 như sau

Hình 1.1 Máy tiện HL380

Trong máy tiện, chuyển động chính là chuyển động quay chi tiết, trên gờ trượt đặt bàn dao, vào ụ , bàn dao thực hiện sự di chuyển dao cắt dọc và dao cắt ngang, so với chi tiết ở ụ sau đặt mũi chấm tâm, dùng để giữ chặt chi tiết trong quá trình gia công hoặc để gá mũi khoan, mũi doa khi khoan hoặc doa chi tiết Ở máy tiện chuyển động quay chi tiết là chuyển động chính Còn chuyển động di chuyển của dao là chuyển động ăn dao Chuyển động ăn dao của máy tiện có hai chế độ là: - Chế độ bán tự động

- Chế độ quay tay

Chuyển động ăn dao là chuyển động di chuyển của bàn dao, có thể là ăn dao dọc là chuyển động dọc theo chi tiết hoặc ăn dao ngang là di chuyển ngang chi tiết

Truyền động trục chính của máy tiện HL380, cũng như các loại máy tiện đứng cỡ nhỏ thường dùng hệ truyền động với động cơ không đồng bộ một, hai hoặc ba cấp tốc độ

Điều chỉnh tốc độ quay của trục chính bằng hộp tốc độ Việc chuyển tốc

độ thường điều khiển bằng tay (bằng khớp li hợp điện từ)

Mở máy, hãm dừng và đảo chiều quay trục chính trong nhóm máy tiện nói chung đều được thực hiện từ truyền động chính qua một hộp tốc độ nhiều cấp tốc độ Riêng máy tiện HL380 có 12 cấp tốc độ

Chuyển động phụ là những chuyển động không liên quan trực tiếp đến quá trình cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công, hiệu chỉnh máy v.v Ví dụ như di chuyển nhanh bàn dao hoặc hút phôi, nới siết xà trên trụ, định vị phôi bơm dầu bôi trơn, bơm nước làm mát, dùng truyền động với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

1.1.2 Khái niệm về máy tiện

Cắt gọt kim loại là một trong những phương pháp gia công chi tiết máy được dùng rộng rãi trong ngành cơ khí chế tạo Bao gồm các phương tiện như, phay, khoan, bào, mài v v Thực chất các phương pháp gia công cắt gọt kim loại là để đạt được hình dáng, kích thước và độ nhẵn bóng của chi tiết sau khi đã gia công

Các chi tiết tròn xoay dạng đối xứng như trục, bánh răng, puli v.v Các chi tiết trên thường được gia công trên máy tiện bằng các loại dao khác nhau như dao tiện, mũi khoan, mũi khoét, mũi doa, mũi taro v.v

Máy tiện có thể gia công được các chi tiết như hình trụ, hình côn, mặt định hình, mặt phẳng, mặt ren, vát cạnh,vẽ góc lượn

1.1.3 Phân loại

+ Về mặt kết cấu và công dụng máy tiện được phân ra các loại như sau:

- Máy tiện vạn năng: Có hai nhóm: Máy tiện trơn và máy tiện ren vít

- Máy tiện vạn năng được chế tạo thành nhiều cỡ: Cỡ nhẹ ≤ 500 kg; cỡ trung ≤ 4 tấn; cỡ lớn ≤ 15 tấn; cỡ nặng ≤ 400 tấn; về truyền động kết cấu máy này có hai loại trục vít me, có loại không có trục vít me

- Máy tiện cụt Dùng để gia công các chi tiết nặng có D > L

- Máy tiện đứng Là cơ cấu trục chính thẳng đứng, gia công các chi tiết nặng phức tạp

- Máy tiện nhiều dao Là máy tiện có nhiều dao chuyển động độc lập, để cùng một lúc có thể gia công chi tiết với nhiều dao cắt

- Máy tiện revolver: Dùng để gia công hàng loạt những chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công khác nhau Toàn bộ dao cắt cần thiết được lắp trên một bàn dao đặc biệt gọi là đầu revolver, có trục quay đứng hoặc nằm ngang

- Máy tiện tự động và bán tự động

- Máy tiện chuyên dùng chỉ để gia công một vài chi tiết nhất định như: máy tiện ren chính xác, máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện bánh xe lửa

- Máy tiện chép hình: Được trang bị các cơ cấu chép hình để gia công những chi tiết có hình dáng đặc biệt, loại này truyền động chỉ có trục trơn

- Máy tiện HL380: Dùng để tiện ren, côn, trục, gia công các chi tiết nhất định

+ Theo khối lượng máy tiện được chia làm bốn loại:

- Loại nhẹ: Khối lượng ≤ 500kg ( D = 100 ÷ 200 mm )

- Loại trung: Khối lượng ≤ 4 tấn ( D = 200 ÷ 500 mm )

- Loại lớn: Khối lượng ≤ 15 tấn ( D = 630 ÷ 1200 mm )

- Loại nặng: Khối lượng ≤ 400 tấn ( D = 1600 ÷ 4000 mm )

1.2 Đào tạo kỹ thuật tiện trong lĩnh vực dạy nghề

- Trong lĩnh vực đào tạo nghề hiện nay nghề tiện cũng đóng vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc hiện đại hóa ngành khoa học kỹ thuật

- Là đào tạo ra những người thợ có tay nghề cao, phục vụ cho quá trình phát triển công nghiệp của đất nước nói chung và ngành công nghiệp chế tạo máy nói riêng

Trong các nhà máy xí nghiệp công nghiệp hiện nay kỹ thuật tiện đóng vai trò quan trọng trong hoạt động xản suất của ngành công nghiệp chế tạo máy

Có nhiệm vụ chế tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao, thì phải có thiết bị máy móc hiện đại và đạt tiêu chuẩn ngoài ra còn phải có những người thợ có tay nghề cao thì sẽ làm ra được những sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng yêu cầu công nghệ và nâng cao quá trình sản xuất Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng được nhu cầu sử dụng của xã hội

Trong lĩnh vực đào tạo nghề nói chung và đào tạo kỹ thuật tiện nói riêng, đang là một nhiệm vụ cấp thiết trong xã hội hiện nay Việc đào tạo ra những người thợ có tay nghề cao, yêu nghề trong xã hội hiện nay là một công việc cần thiết, thúc đẩy quá trình phát triển công nghiệp của đất nước lên một tầm cao mới

1.3 Xu hướng phát triển trong truyền động máy tiện

1.3.1 Truyền động chính

Truyền động chính của máy tiện được đảo chiều quay để đảm bảo quay chi tiết cả hai chiều, ví dụ khi ren trái hoặc ren phải Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính D < (40÷125)/1 với độ trơn điều chỉnh φ = 1,06 và 1,21 và công suất là hằng số ( Pc = const)

Ở chế độ xác lập, hệ thống truyền động điện cần đảm bảo độ cứng đặc tính

cơ trong phạm vi điều chỉnh tốc độ với sai số tĩnh nhỏ hơn 10% khi phụ tải

thay đổi từ không đến định mức Quá trình khởi động , hãm yêu cầu phải trơn, tránh va đập trong bộ truyền lực Đối với máy tiện Hl380 dùng gia công chi tiết có đường kính lớn, để đảm bảo tốc độ cắt tối ưu và không đổi (v = const) khi đường kính chi tiết thay đổi, thì phạm vi điều chỉnh tốc độ được xác định bởi phạm vi thay đổi tốc độ dài và phạm vi thay đổi đường kính

Ở máy tiện HL380 hiện tại hệ thống truyền động chính thường là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc và hộp tốc độ có vài cấp tốc độ, sử dụng hộp tốc độ: khi v < vgh đảm bảo M = const; khi v > vgh thì P = const Với xu hướng phát triển như hiện nay muốn thay đổi tốc độ của động cơ ta sử dụng hệ truyền động biến tần động cơ

1.3.2 Truyền động phụ và truyền động ăn dao

Truyền động ăn dao cần phải đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao hai chiều Đảo chiều bàn dao có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao thường là D = (50÷ 300)/1 với độ trơn điều chỉnh φ = 1,06 và 1,21 và momen không đổi ( M = const)

Ở chế độ làm việc xác lập, độ sai lệch tĩnh yêu cầu nhỏ hơn 5% khi phụ tải thay đổi từ không đến định mức Động cơ cần khởi động và hãm êm Tốc

độ di chuyển bàn dao của máy tiện HL380 cần liên hệ với tốc độ quay chi tiết

để đảm bảo nguyên lượng ăn dao

Ở máy tiện HL380 truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chính

Truyền động phụ của máy tiện HL380 là sử dụng động cơ không đồng

bộ ba pha 380V, 50Hz,Công suất định mức: 100W dùng để bơm nước làm mát

Truyền động ăn dao của các máy tiện hiện nay có xu hướng sử dụng các hệ điều khiển theo chương trình (điều khiển CNC) Tuy nhiên trong giới hạn của luận văn này tác giả chỉ đề cập đến việc cải tiến truyền động chính, các truyền động ăn dao được giữ nguyên

1.4 Mục tiêu của đồ án

Đề tài giải quyết các vấn đề sau đây:

+ Thực hiện tự động hóa hệ thống điều khiển truyền động chính của máy tiện HL 380

+ Nghiên cứu các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ

ba pha rôto lồng sóc, bằng biến tần

+ Nghiên cứu các phương pháp, đặc điểm điều khiển và kết nối ngoại vi cho mạch điện

+ Cấu hình hệ thống điều khiển giám sát và tự động hóa mạch điện điều khiển máy tiện HL 380

+ Thuật toán điều khiển hệ thống PLC - động cơ không đồng bộ 3 pha

Chương 2 MÁY TIỆN HL 380

2.1 Cấu tạo của máy tiện HL380

Hình 2.1 Cấu tạo của máy tiện HL380

TT TÊN THIẾT BỊ

1 Công tắc nguồn có nhiệm vụ bật tắt nguồn cho hệ thống

2 Bóng đèn báo nguồn

3 Công tắc máy bơm làm mát bật bơm nước làm mát

4 Bóng đèn báo bơm nước

5 Công tắc thay đổi tốc độ trục quay

6 Thay đổi mức độ cao thấp của trục quay

16 Cái kẹp điều chỉnh mức độ cột công cụ

17 Công cụ chỉnh hướng ngang bằng tay

23 Cái que kiểm soát trục quay

24 Dụng cụ chỉ thị cắt đường ren xoay ốc

25 Mức độ khởi động trục quay

26 Tay quay di chuyển bàn dao

27 Đặt chế độ điều chỉnh tự động và không tự động của bàn dao

33 Nút điều chỉnh tạo thành hai nửa

34 Tám bước thay đổi mức độ bánh răng

35 Mức độ chạy lùi bình thường

41 Mức độ thay đổi kích thước

42 Cửa sổ xem dầu

43 Mức độ thay đổi tốc độ trục quay

2.2 Hệ thống điều khiển truyền động chính

Hệ thống truyền động hiện tại của máy tiện là hoạt động ở 12 cấp tốc độ như hình vẽ sau:

- Sau khi ta bật công tắc nguồn điều chỉnh tốc độ về mức 1, chuyển cần gạt

về tốc độ cấp 1, chọn chiều quay thuận, chọn chế độ quay chậm (Low) sau đó đóng cần gạt, lúc này động cơ sẽ hoạt động ở chế độ thấp có tốc độ từ 45 ÷

2.3 Sơ đồ điện điều khiển truyền động của máy tiện HL380

Hình 2.3 Sơ đồ điện điều khiển truyền động máy tiện HL380

2.4 Nguyên lý làm việc của sơ đồ

Khi ta cấp nguồn cho mạch chưa có thiết bị nào làm việc Bật công tắc

SS1 đèn PL sáng và MS4 làm việc, mở tiếp điểm khóa chéo thường đóng vào MS3 ra, đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực chuẩn bị cho động cơ chính làm việc ở tốc độ chậm, động cơ CR cũng có điện đóng tiếp điểm duy trì để

CR làm việc, đóng các tiếp điểm phụ thường mở chuẩn bị cho MS1 và MS2 làm việc Để đưa động cơ chính vào làm việc ta bật SS2 đưa động cơ bơm nước vào làm việc, đồng thời đèn PL1 sáng Muốn đưa động cơ chính về làm việc ở chế độ quay thuận với tốc độ thấp ta gặp LS2 từ thường đóng mở ra và

từ thường mở đóng lại cấp nguồn cho MS1 làm việc mở tiếp điểm khóa chéo thường đóng ra đồng thời đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực lại cấp nguồn cho động cơ chính quay thuận với tốc độ chậm Muốn động cơ chính quay thuận với tốc độ nhanh hơn ta ấn nút ấn tự dữ SS3 cuộn dây MS4 mất điện mở tiếp điểm chính ở mạch động lực và đóng tiếp điểm thường đóng lại đưa MS3 vào làm việc mở tiếp điểm khóa chéo thường đóng ra đồng thời đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực đưa động cơ chính vào làm việc ở chế

độ quay thuận với tốc độ cao Muốn đưa động cơ chính quay ngược lại ta gạt LS2 về trạng thái ban đầu MS1 mất điện đóng tiếp điểm thường đóng, mở tiếp điểm chính ở mạch động lực cắt nguồn vào động cơ, động cơ chính ngừng làm việc Gạt LS3 từ thường đóng mở ra và thường mở đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây MS2 làm việc, MS2 mở tiếp điểm phụ thường đóng ra đồng thời đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực, đưa động cơ chính vào làm việc Quay nghịch tốc độ cao Muốn động cơ chính quay nghịch với tốc độ thấp hơn ta ấn nút tự dữ SS3 cuôn dây MS3 mất điện, đóng tiếp điểm thường đóng

mở tiếp điểm chính ở mạch động lực động cơ ngừng quay thuận Đồng thời cấp nguồn cho MS4 làm việc mở tiếp điểm thường đóng, đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực đưa động cơ chính quay nghịch với tốc độ thấp Trong

quá trình làm việc muốn dừng ta đạp chân vào LS1 và LS4 thì MS2 và CR sẽ mất điện động cơ dừng làm việc Muốn hoạt động lại thì ta gạt lại chuyển mạch Muốn động cơ dừng hẳn thì ta ấn nút ấn tự dữ SS1 thì nó sẽ cắt nguồn hoàn toàn vào mạch Trong quá trình mạch đang làm việc nếu có sự cố ngăn mạch xảy ra thì dây cầu chì sẽ nổ bảo vệ an toàn cho mạch Nếu bị quá tải thì

rơ le nhiệt tự động cắt nguồn bảo vệ an toàn cho mạch Nếu muốn làm việc lại thì ta ấn vào nút ấn ReSet để TH đóng lại chuẩn bị cho động cơ vào làm việc lại

Sau khi đóng cầu dao chuẩn bị cho quá trình làm việc, đồng thời ta bật công tắc SS2 đèn PL2 sáng, động cơ bơm nước chạy có nhiệm vụ làm mát cho dao cắt và phôi trong quá trình gia công Sau đó động cơ trục chính hoạt động hệ thống bôi trơn của máy tự động làm việc nhờ hệ thống bánh răng Hệ thống phanh của máy tiện có nhiêm vụ dừng hệ thống giống như công tắc LS2

và LS3, trong khi hệ thống đang hoạt động bình thường mà có sự cố ta có thể dùng chân đạp vào phanh hệ thống sẽ dừng lại Muốn cho mạch hoạt động ta

phải khởi động lại như ban đầu

Chương 3:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG

MÁY TIỆN HL380

3.1 Thiết kế hệ thống điều khiển truyền động chính

Hệ thống điều khiển truyền động chính của máy tiện trong nội dung luận văn này sẽ được thay thế bằng hệ điều khiển biến tần động cơ Hệ điều khiển truyền động biến tần động cơ được lựa chọn bởi những ưu điểm vượt trội so với hệ thống điều khiển truyền động cũ như sau:

 Có khả năng thay đổi trơn tốc độ

 Thay đổi tốc độ và đảo chiều êm dịu

 Có thể làm việc với nguồn điện một pha

3.1.1 Tính chọn công suất động cơ

Đây là máy tiện có sẳn nên ta không phải tính chọn công suất động cơ Ở luận văn này sử dụng lại động cơ cũ của máy để cải tiến hệ thống truyền động của máy tiện Với số liệu của động cơ như sau: (P = 3.2 kw, f = 50 Hz, n =

1800 v/p )

3.1.2 Chọn biến tần

Việc lựa chọn biến tần căn cứ vào hai điều kiện sau:

+ Căn cứ vào công suất động cơ truyền động chính của máy tiện: PĐC ≤ PBT + Căn cứ vào điện áp đầu vào của biến tần

- Tóm lại: Trong hệ thống của các loại máy tiện, hệ thống truyền động chính của máy tiện đóng vai trò rất quan trọng Quyết định năng suất làm việc, hiệu suất và chất lượng của sản phẩm Nhờ sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực chế tạo linh kiện bán dẫn, điện tử công suất và vi xử lý, kết hợp với những thành tựu nghiên cứu lý thuyết về động cơ điện xoay chiều

và ứng dụng kỹ thuật số vào điều khiển Hệ truyền động chính của máy tiện

Với số liệu động cơ như sau: (P = 3.2 kw, f = 50 Hz, n = 1800 v/p ) Căn cứ vào các điều kiện lựa chọn biến tần ở trên ta chọn loại biến tần loại Delta ký hiệu VFD - M

- Bộ xử lý 16 bit, kiểm soát ngõ ra theo kiểu PWM

- Tần số sóng mang lên đến 18kHz

- Tự động tăng moment và bù trượt

- Giao tiếp truyền thông RS485

- Tự động điều chỉnh chế độ cài đặt thời gian tăng giảm tốc

- Tự điều áp và độ dốc V/F

- Điều khiển sensorless vector, điều khiển PID

- Điều khiển động cơ xoay chiều công suất từ 400W –7.5kW ( 1 pha / 3 pha; 220V ~ / 380V ~ )

Hình 3.1 Sơ đồ ghép nối vào ra của biến tần Delta

3.1.3 Hệ điều khiển biến tần – động cơ cho truyền động chính

Với biến tần được lựa chọn ở trên hệ thống điều khiển truyền động chính được thiết kế lại như trên hình 3.2

Hình 3.2 Sơ đồ thiết kế điều khiển truyền động chính bằng biến tần