9
1.3.2. Phương pháp ño lực cắt thông qua ño công suất.
Khi thực hiện việc cắt gọt thì công suất ño ñược từ ñộng cơ
sẽ bao gồm công suất cắt N
c
và công suất chạy không N
ck
. Ta có:
N
ñc
= N
c
+ N
ck
suy ra: . .
c dc ck v
N N N P v K= − =
Do vậy từ việc ño công suất ta có:
.
dc ck
v
N N
P
v K
−
=
1.3.3. Xác ñịnh lực cắt bằng phương pháp tính.
Việc tính toán lực cắt nói chung ñược tiến hành theo 2 hướng:
1.3.3.1. Tính toán lực cắt bằng nghiên cứu lý thuyết
1.3.3.2. Tính toán lực cắt bằng công thức thực nghiệm
Dựa vào các kết quả thực nghiệm khi nghiên cứu về cắt gọt,
ta xây dựng nên các công thức tính toán lực cắt. Công thức thực
nghiệm tính toán lực cắt cũng ñược thiết lập theo 2 phương pháp.
a. Phương pháp dựa vào lực cắt ñơn vị và diện tích tiết diện phoi cắt
b. Phương pháp thiết lập công thức thực nghiệm dạng hàm mũ
Nhiều nhà nghiên cứu ñã ñề xuất công thức tính toán lực cắt
dưới dạng hàm mũ ñối với các yếu tố cắt gọt chính [6]:
p p p
x y z
p p
P C t s v K=
(1.42)
Trong ñó:C
p
là hằng số lực cắt; x
p
, y
p
, z
p
là các số mũ; K
p
là
hệ số ñiều chỉnh ñược xác ñịnh từ thực nghiệm cắt gọt.
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN
QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
10
Chương 2 -
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ
CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐO LỰC CẮT
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cảm biến có thể dùng
ñể ño dịch chuyển và cảm biến ño lực. Tuy nhiên, căn cứ vào tình
hình thực tế về các loại cảm biến hiện có của công ty ROBOT TOSY
nên tôi sử dụng cảm biến kiểu áp ñiện kiểu áp ñiện FC23
2.1. CẢM BIẾN ĐO LỰC KIỂU ÁP ĐIỆN FC23
2.1.1. Kích thước của cảm biến FC23 :
2.1.2. Các ñặc tính của thiết bị cảm biến FC 23 sử dụng trong
phép ño
2.1.3. Đánh giá khả năng sử dụng của loại cảm biến FC 23 với
thí nghiệm ño lực cắt
2.1.4. Nguyên lý ño lực
Theo ñịnh luật cơ bản của ñộng lực học, lực ñược xác ñịnh
bởi biểu thức:
Hình 2.1: Kích thước của cảm biến FC23
11
→→
= aMF . (2.1)
Trong ñó:
F - lực tác dụng (N).
M - khối lượng của vật (kg).
a - gia tốc của vật (m/s
2
).
2.1.5. Mô hình ñồ gá khi gia công
Các cảm biến lực FC23 vừa làm chức năng ñịnh vị và kẹp
chặt chi tiết, vừa làm chức năng ño lực. Lúc ñầu tất cả các cảm biến
lực ñều chịu tác dụng một lực nén ñể kẹp chặt chi tiết và tổng các lực
tác dụng lên chi tiết cân bằng. Khi tiến hành thực nghiệm các cảm
biến lực chịu tác dụng các lực nén khác nhau. Hiệu số giữa các lực
tác dụng trước và sau khi tiến hành thực nghiệm chính là lực cắt sinh
ra trong quá trình gia công.
Sensor
Sensor
Sensor
Sensor
Sensor
Sensor
Hình 2.2 : Mô hình ñồ gá khi gia công
12
2.2. MẠCH THU NHẬN, ĐIỀU KHIỂN, KẾT NỐI MÁY TÍNH
2.2.1. Sơ ñồ khối ghép nối cảm biến dịch chuyển và cảm biến lực
với máy tính
2.2.2. Bo mạch
Tính năng : 1 bo mạch có thể ñọc, xử lí tín hiệu và gửi
lên PC giá trị của 3 cảm biến lực cùng một lúc
DAO
BỘ
KHUYẾCH
ĐẠI
BỘ
LỌC
BỘ CHUYỂN
ĐỔI A/D
XỬ LÝ SỐ
MÁY
TRỤC
CHÍNH
CHI TIẾT
CẢM
BIẾN
ĐO LỰC
Hình 2.3 : Sơ ñồ hệ thống ño lực cắt
Hình 2.4: Bo mạch
13
Hình 2.5 : Sơ ñồ khối thực hiện xử lí tín hiệu
2.2.3. Sơ ñồ khối thực hiện xử lí tín hiệu
2.2.4. Sơ ñồ mạch ñiện thực hiện các phép xử lí tín hiệu tương tự
a. Hệ số khuếch ñại của tầng ñược tính theo công thức:
4
6
2
1
)
2
1(
R
R
R
R
K ×+= (3.1)
b. Tần số cắt của mạch lọc này ñược tính theo công thức :
2198
2
1
CCRR
F
c
××××Π×
= (3.2)
c. Tính toán các tham số cho mạch xử lí tín hiệu tượng tự :
Các giả thiết ñã có:
- Dải tín hiệu ñầu vào 0 – 100mV
- Dải tín hiệu ra : 0 – 5V
- Tần số lấy mẫu của mạch ADC 50Hz
d. Tham số mạch khuếch ñại
Hình 2.6 :Sơ ñồ mạch ñiện
14
- Để ñảm bảo ánh xạ từ giữa ñầu vào và ñầu ra theo dải biến
ñổi ñã biết, ta chọn hệ số khuếch ñại là K = 50
- Giá trị này ñược ñảm bảo với 1 +
2
1
2
R
R×
= 10 và
4
6
R
R
= 5
Nên ta chọn R
1
= 6.8kΩ và R
2
= 1.42kΩ với R
2
ñược ñiều chỉnh bằng
biến trở.
R
6
= 5kΩ và R
4
= 1kΩ
e. Mạch lọc :
Để ñảm lọc tốt nhiễu và tương thích với tần số lấy mẫu, tần
số cắt của mạch ñược chọn bằng 2 lần tần số lấy mẫu của mạch biến
ñổi tương tự- số.
Fc = 100Hz
Nên ta chọn R8 = R9 = 12kΩ Và C1 = C2 = 0.1µF
f. Khối mạch xử lí tín hiệu số
- Các chức năng biến ñổi tương tự-số, xử lí tín hiệu số và giao tiếp
với máy tính ñược thực hiện một cách tích hợp trên vi ñiều khiển
dsPIC4012 của hãng Microchip.
2.2.5. Vi ñiều khiển
2.2.5.1. Cấu tạo của vi ñiều khiển dsPIC30F4012
Hình 2.7 : Cấu tạo của vi ñiều khiển dsPIC30F4012
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét