Проектування та розробка високоточного верстата для згинання дроту

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.202184

Ключові слова:

згинальний верстат, точність, прецизійність, рівносторонній трикутник, довжина фланця, кут вигину, радіус вигину, запропонований алгоритм, додаток CAD/CAM

Анотація

Використання згинального верстата набуло великого значення в результаті підвищення рівня промисловості. Метою даної статті є розробка більш точного згинального верстата. Запропонований згинальний верстат дозволив досягти блискучого виходу продукції, для отримання рівностороннього трикутника були досліджені три основних виробничих параметра, а саме довжина фланця, кут вигину і радіус вигину. Суть полягає в запропонованому алгоритмі, розробленому на основі поділу процесу, в якому центральний контролер відповідає головним чином за управління субконтролером, а субконтролери запрограмовані за допомогою ПІД-регулятора для управління всіма механізмами подачі і згинання окремо і забезпечення сумісності результатів цих механізмів з вхідними даними від центрального контролера. Були обрані десять різних розмірів зразка конструкції рівностороннього трикутника з десятьма спробами для кожного розміру (змінна довжина фланця, фіксований кут вигину, рівний 60 градусам, і радіус вигину, рівний 3 мм), виготовлених з використанням згинального верстата, а вироби формувалися в два етапи. По-перше, за допомогою запропонованого згинального верстата із застосуванням запропонованого алгоритму. По-друге, з використанням згинального верстата без застосування запропонованого алгоритму. Отримані результати були зіставлені з точки зору частоти помилок по відношенню до стандартного дизайну виробів, розроблених з використанням CAD/CAM додатку. Було зафіксовано підвищення точності виробу і точності за параметрами довжини фланця, кута вигину і радіуса вигину. Загальний рівень точності досягає 98,85228 % для виробу, виготовленого на запропонованому верстаті із застосуванням запропонованого алгоритму в порівнянні з виробом, виготовленим на верстаті, розробленому без застосування запропонованого алгоритму

Спонсор дослідження

  • The authors want to acknowledge that this research was approved from the scientific committee of the automated manufacturing Engineering department – Al-Khwarizmi college of engineering - university of Baghdad within the research plan of 2019.

Біографії авторів

Faiz F. Mustafa, Al Khwarizmi College of Engineering University of Baghdad Aljadrya str., D534, Builiding 15, Baghdad, Iraq, 10070

Doctor of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Automated Manufacturing Engineering

O. Hussein, Al Khwarizmi College of Engineering University of Baghdad Aljadrya str., D534, Builiding 15, Baghdad, Iraq, 10070

Master of Electrical (Control) Engineering

Department of Automated Manufacturing Engineering

Osamah F Fakhri, Al Khwarizmi College of Engineering University of Baghdad Aljadrya str., D534, Builiding 15, Baghdad, Iraq, 10070

Master of Mechanical Engineering/ applied or machine design

Department of Biomedical Engineering

Ahmed H Sabri, University Tenaga National Sj Chua str., 34, Selangor, Malaysia, 68000

Doctor of Control Engineering

Посилання

  1. Telrandhe, R. G., Ikhar, D. R., Gawande, A. C. (2020). Development and Fabrication of Automated Paper Recycling Machine. Advances in Materials and Manufacturing Engineering, 289–295. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-15-1307-7_32
  2. Rembold, U. (1985). Computer-integrated manufacturing technology and systems.‏ Marcel Dekker Inc., 790.
  3. Wright, D. N., Vardoy, A.-S. B., Belle, B. D., Visser Taklo, M. M., Hagel, O., Xie, L. et. al. (2017). Bending machine for testing reliability of flexible electronics. 2017 IMAPS Nordic Conference on Microelectronics Packaging (NordPac). doi: https://doi.org/10.1109/nordpac.2017.7993162
  4. Abdulsattar, N. N. N., Mustafa, F. F., Hadi, S. M. (2019). Design and Implementation of SCADA System for Sugar Production Line. Al-Khwarizmi Engineering Journal, 15 (2), 80–88. doi: https://doi.org/10.22153/kej.2019.01.002
  5. Karem, I. S., A.Wahabt, T. A. J., Yahyh, M. J. (2017). Design and Implementation for 3-DoF SCARA Robot based PLC. Al-Khwarizmi Engineering Journal, 13 (2). doi: https://doi.org/10.22153/kej.2017.01.002
  6. Kunakov, E. P. (2018). Improvement of the Technological Process of Pipe Bending with the Introduction of Digital Technologies and Information Security Requirements. 2018 IEEE International Conference “Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies” (IT&QM&IS). doi: https://doi.org/10.1109/itmqis.2018.8525005
  7. Qin, Y. (Ed.) (2015). Micromanufacturing engineering and technology‏. William Andrew, 858. doi: https://doi.org/10.1016/c2013-0-19351-8
  8. Fu, M. W., Chan, W. L. (2012). A review on the state-of-the-art microforming technologies. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 67 (9-12), 2411–2437. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-012-4661-7
  9. Hu, Z., Labudovic, M., Wang, H., Kovacevic, R. (2001). Computer simulation and experimental investigation of sheet metal bending using laser beam scanning. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 41 (4), 589–607. doi: https://doi.org/10.1016/s0890-6955(00)00058-4
  10. Duflou, J. R., Váncza, J., Aerens, R. (2005). Computer aided process planning for sheet metal bending: A state of the art. Computers in Industry, 56 (7), 747–771. doi: https://doi.org/10.1016/j.compind.2005.04.001
  11. Jabavathi, J. D., Sait, H., Rajkumar, K., Ehsan, R. M., Vinod, S. (2019). Servo Inverter Design for High Performance Multi-axis CNC Tube Bending Machine. 2019 Fifth International Conference on Electrical Energy Systems (ICEES). doi: https://doi.org/10.1109/icees.2019.8719299
  12. Yang, S.-M., Lin, K.-W. (2016). Automatic Control Loop Tuning for Permanent-Magnet AC Servo Motor Drives. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63 (3), 1499–1506. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2015.2495300
  13. Jung, J.-W., Leu, V. Q., Do, T. D., Kim, E.-K., Choi, H. H. (2015). Adaptive PID Speed Control Design for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives. IEEE Transactions on Power Electronics, 30 (2), 900–908. doi: https://doi.org/10.1109/tpel.2014.2311462
  14. Simhachalam, D., Dey, C., Mudi, R. K. (2012). An auto-tuning PD controller for DC servo position control system. 2012 2nd International Conference on Power, Control and Embedded Systems. doi: https://doi.org/10.1109/icpces.2012.6508121
  15. Kim, K.-H. (2005). Nonlinear speed control for a PM synchronous motor with a sequential parameter auto-tuning algorithm. IEE Proceedings - Electric Power Applications, 152 (5), 1253. doi: https://doi.org/10.1049/ip-epa:20050037
  16. Calvini, M., Carpita, M., Formentini, A., Marchesoni, M. (2015). PSO-Based Self-Commissioning of Electrical Motor Drives. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 62 (2), 768–776. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2014.2349478
  17. S Karnaukh, S. G., Markov, O. E., Aliieva, L. I., Kukhar, V. V. (2020). Designing and researching of the equipment for cutting by breaking of rolled stock. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 109 (9-12), 2457–2464. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-020-05824-7
  18. Karnaukh, S., Karnaukh, D. (2011). Research of the Influence of Deformation Speed on Energy and Power Adjectives of the Process of Three-point Cold Bend Breaking and on Alignment Integrity of Raw Parts. Metallurgical and Mining Industry, 3 (7), 107–114. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/107Karnaukh.pdf
  19. Barabash, A. V., Gavril’chenko, E. Y., Gribkov, E. P., Markov, O. E. (2014). Straightening of sheet with correction of waviness. Steel in Translation, 44 (12), 916–920. doi: https://doi.org/10.3103/s096709121412002x
  20. Lu, C. (2013). Research and design of key mechanical structure of the 3d numerical control bending wire machine. Xi’ an University of Architecture and Technology.
  21. Liu, X., Du, Y., Lu, X., Zhao, S. (2019). Springback Prediction and Forming Accuracy Control of Micro W-bending Using Support Vector Machine. 2019 6th International Conference on Frontiers of Industrial Engineering (ICFIE). doi: https://doi.org/10.1109/icfie.2019.8907687
  22. Tang, W., Zhu, H., Zhu, M., Li, Q., Zhang, J. (2016). Research on Key Technology of Wire-Bending and Equipment Development. Management Science and Engineering, 10 (1), 14–20. doi: http://doi.org/10.3968/8212
  23. Lin, H.-I., Carvajal, D. H. (2016). Automatic following in a sheet metal bending process. 2016 International Automatic Control Conference (CACS). doi: https://doi.org/10.1109/cacs.2016.7973898
  24. Yoshikawa, M., Katoh, A., Sasaki, K. (2005). A Failure Assessment Method for a Pipe Bend Subjected to Both a Bending Moment and Internal Pressure. Journal of Pressure Vessel Technology, 128 (4), 605–617. doi: https://doi.org/10.1115/1.2349574
  25. Webster, R. J., Romano, J. M., Cowan, N. J. (2009). Mechanics of Precurved-Tube Continuum Robots. IEEE Transactions on Robotics, 25 (1), 67–78. doi: https://doi.org/10.1109/tro.2008.2006868
  26. Yeo, S. H., Tan, K. H. (2004). A novel approach in microfoil bending using an electrodischarge machine. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 218 (10), 1403–1407. doi: https://doi.org/10.1243/0954405042323469
  27. Rasheed, L. T. (2020). Bat Algorithm Based an Adaptive PID Controller Design for Buck Converter Model. Journal of Engineering, 26 (7), 62–82. doi: https://doi.org/10.31026/j.eng.2020.07.05
  28. Abdulwahhab, O. W., Abbas, N. H. (2017). A New Analytic Method to Tune a Fractional Order PID Controller. Journal of Engineering, 23 (12), 1–12. Available at: https://www.iasj.net/iasj/download/3e1589d43d854b3b
  29. Shah, A. kumar, Kumar, N., Vignesh, M., Khanna, P. (2018). Design and Fabrication of Automatic Rebar Bending Machine. 2018 International Conference on Computing, Power and Communication Technologies (GUCON). doi: https://doi.org/10.1109/gucon.2018.8675068
  30. Perea-Lowery, L., Minja, I. K., Lassila, L., Ramakrishnaiah, R., Vallittu, P. K. (2020). Assessment of CAD-CAM polymers for digitally fabricated complete dentures. The Journal of Prosthetic Dentistry. doi: https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2019.12.008
  31. Esanakula, J. R., Naik, J. V., Rajendra, D., Rangadu, V. P. (2019). Online Knowledge-Based System for CAD Modeling and Manufacturing: An Approach. Advances in Intelligent Systems and Computing, 259–268. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-6095-4_19

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Mustafa, F. F., Hussein, O., Fakhri, O. F., & Sabri, A. H. (2020). Проектування та розробка високоточного верстата для згинання дроту. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (107), 29–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.202184

Номер

Том 5 № 1 (107) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Faiz F. Mustafa, Omar Hussein, Osamah F Fakhri, Ahmed H Sabri

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.