تصميم وتصنيع ماكنة ذات مرونة لحني الأسلاك
Design and Manufacture Flexible Machine for Wire Bending
- الباحث
- محمد عبيس فرحان
- المشرف
- مهند محمد حسين الخفاجي - مهند قصي عبود
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Wire bending;Flexible machine;CNC design;Manufacturing
الملخص
حني الاسلاك هي عملية تصنيعية يتم فيها تشكيل الاسلاك الى اشكال وابعاد محددة بأستخدام واحدة او اكثر من طرق حني DL تقترح هذه الأطروحة تطوير ماكنة حني للأسلاك ذات مرونة في عملية التشكيل للتغلب على المحددات و المشاكل في الحني اليدوي والتقليدي . حيث تم إختيار طريقة مناسبة إعتمادا على دراسة التجارب السابقة ومن ثم وضع تصميم عملي قابل للتطبيق بأستخدام برنامج SolidWorks) ) . بعدها تم عمل محاكاة أولية للماكنة المقترحة بأستخدام إمكانيات نفس البرنامج لغرض تحسين عملية الانتاج للماكنة المقترحة قبل البدء بتصنيعها. بعد ذلك تم تصنيع نموذج تجريبي للماكنة المقترحة اعتمادا على التصميم النهائي من خلال اختيار مواد منتقاة بعناية لتخدم اهداف التجربة | كما ان المحركات الكهربائية تم اخيارها بصورة دقيقة اعتمادا على نتائج التحليل الهندسي للاجهادات الموجودة . الجزء الثاني من الاطروحة ركز على اقتراح نظام سيطرة للماكنة بتوظيف نظام سيطرة مغلق الحلقة مستخدما مشفرا ضوئيا (Optical Encoder) عالي الدقة .بينما تم اقتراح خوارزمية مناسبة لتحسين دقة الانتاج باعتماد هندسية شكل المنتج و مقدار الرجوعية Spring-back) ) وكذلك سماحات الحني ) Bend Allowance and Set Back ) . الجزء الاخير من الاطروحة تضمن اقتراح نظام تصنيع مؤتمت معان بالحاسوب (CAM System) وذلك بتوظيف اوامر التشغيل G-Codes) ) لتسهيل السيطرة على حركة cl jal الماكنة والحصول على التناسق المطلوب لانتاج الاشكال المعقدة والبسيطة بدقة عالية ونوفير مرونة وسهولة وانسيابية بالتشغيل . حيث كان النظام المقترح مناسبا لكل من الحركة الخطية والدورانية . فضلا عن توظيف واجهة رسومية للمستخدم (GUI) لغرض ادخال اكواد التشغيل او اجراء التعديلات المناسبة حسب متطلبات الانتاج. الواجهة الرسومية تمت بأستخدام برنامج (OpenBuildsCONTROL) . بعد اكمال عملية التصنيع تم اختبار الماكنة بداية بدون استخدام سلك للتاكد من تحقيق الحركة المطلوبة وتحقيق زاوية الدوران المقترحة . بعد التأكد من تحقيق الزوايا المطلوبة تم ol yal الاختبار باستخدام سلك من الالمنيوم H26) 1350 ) بقطر 3.2 ملم . كانت نتائج الاختبار بدون أسلاك بنطاق دقة يتراوح بين 900.13 إلى 900.93 في نسبة الخطأ. بالنسبة لثني الأسلاك ولكن بدون تعويض Aue gal كان معدل الخطأ لزاوية oi 90 درجة هو 9702.03، بينما تصاعد إلى 9025؟ لزاوية ثني 30 درجة. بعد تعويض الرجوعية ، انخفضت نسب الخطأ هذه إلى %0.27 لزاوية ثني 0 درجة و02.8, لزاوية ثني 30 درجة. تعتمد المدة اللازمة لتصنيع جزء كامل على مدى تعقيد الجزء (عدد الثنيات المطلوبة) وسرعة الثني (ملم/دقيقة) المستخدمة. على سبيل المثال، لتصنيع شكل GaSe ثلاثي الأبعاد بمعدل تغذية 10000 ملم/دقيقة، فإنه يتطلب 5 ثانية. النطاق التشغيلي لسرعة الماكينة من 1000 إلى 10000 ملم/دقيقة. حيث إذا تجاوزت السرعة 10000 ملم/دقيقة، فقد يصبح تشغيل الماكينة غير مستقرء بينما إذا كانت السرعة أقل من 1000 ملم/دقيقة، فسيكون التشغيل بطيئًا جدا.
Abstract
Wire bending is a manufacturing process in which a wire is form into specific shape and dimensions using one or more of wire bending methods. This thesis proposes a wire bending machine with flexibility in the forming process to overcome the limitations in manual and traditional bending methods. An appropriate bending method was selected based on studying previous experiences, and then an applicable design was developed using SolidWorks program. Preliminary simulation of the proposed machine was conducted using SolidWorks motion study and an experimental model of the proposed machine was manufactured based on the final design. The actuators were chosen precisely based on the results of the engineering analysis of the existing stresses. The second part of the thesis focused on a control system for the machine by employing a closed-loop using an optical encoder. While an appropriate algorithm was proposed to improve production accuracy by adopting the geometry of the product and the amount of spring-back, as well as bend tolerances (allowance and set back). The final part of the thesis included proposing a (CAM) by employing operating commands (G-Codes), to provide flexibility and convenient operation, in addition to employing a graphical user interface (GUI) for entering operating codes. The graphical interface was made using the OpenBuildsCONTROL program. The machine was initially tested without wire to ensure that the required rotation angles were achieved. After that, the test was conducted using coated aluminum wire (1350 H26) with a diameter of 3.2 mm. The test without wire results had an accuracy range of 0.13% to 0.93% error. For wire bending but without spring- back compensation, the error rate for a 90° bend angle was 2.03%, while it increased to 25% for a 30° bend angle. After spring-back compensation, these error percentages decreased to 0.27% for a 90° bend angle and 2.8% for a 30° bend angle. The time required to manufacture a complete part depends on the complexity of the part (number of bends required) and the bending speed (mm/min) used. For example, to form a 3D cubic shape at a feed rate of 10,000 mm/min, it requires 35 seconds. The operational range of machine speed is 1000 to 10000 mm/min.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.