1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống gập quần áo tự động 2. Lý do chọn đề tài Ngành dệt may ngày nay đang vô cùng phát triển về cả số lượng và chất lượng. Trong khi đó, khâu gấp và đóng gói sản phẩm khá dễ để có thể tự động nhưng phần lớn hiện nay vẫn sử dụng nguồn lao động thủ công, khá tốn công sức mà hiệu quả đạt được lại không cao. Đề tài “nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống gập quần áo tự động” để sinh viên có thể áp dụng các kiến thức được học về chuyên ngành Điều khiển và Tự động hóa và xây dựng một khâu tự động hỗ trợ trong công nghiệp sản xuất hàng may mặc. 3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu trong đề tài là: Chương 1: Tổng quan về hệ thống gấp, đóng gói áo. Chương 2: Tính toán thiết kế phần cứng. Chương 3: Lựa chọn thiết bị điều khiển. Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển, giám sát hệ thống 4. Tài liệu tham khảo dự kiến
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày…… tháng…….năm 202… ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên Mã sinh viên: Lớp: Khóa: Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành : Tự động hóa điều khiển thiết bị điện công nghiệp Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống gập quần áo tự động Lý chọn đề tài Ngành dệt may ngày vô phát triển số lượng chất lượng Trong đó, khâu gấp đóng gói sản phẩm dễ để tự động phần lớn sử dụng nguồn lao động thủ công, tốn công sức mà hiệu đạt lại không cao Đề tài “nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống gập quần áo tự động” để sinh viên áp dụng kiến thức học chuyên ngành Điều khiển Tự động hóa xây dựng khâu tự động hỗ trợ công nghiệp sản xuất hàng may mặc Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu đề tài là: Chương 1: Tổng quan hệ thống gấp, đóng gói áo Chương 2: Tính tốn thiết kế phần cứng Chương 3: Lựa chọn thiết bị điều khiển Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển, giám sát hệ thống Tài liệu tham khảo dự kiến [1] Hệ thống điều khiển khí nén – Nguyễn Ngọc Phương Trang, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2019 [2] PGS.TS Trịnh Chất, Cơ sở thiết kế Máy & Chi tiết máy, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật,2006 [3] PGS.TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập 1, Nhà Xuất Bản Giáo Dục,2006 [4] Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Trang bị điện – Điện tử, Máy Công Nghiệp Dùng Chung,2009 Ngày giao đề tài: Ngày……… tháng………năm 2022 Ngày nộp quyển: Ngày … tháng … năm 2023 Phụ Trách Khoa Giảng viên hướng dẫn ` i ` LỜI NÓI ĐẦU Trước hội nhập kinh tế giới, cơng nghiệp nước ta nói riêng nước giới nói chung thời kỳ phát triển mạnh mẽ Nước ta xuất nhiều doanh nghiệp đầu tư nước nước, không mặt kinh tế, công nghiệp nước ta dần cải thiện quy mô lẫn cơng nghệ, nhiều cơng ty xí nghiệp, nhà máy, khu cơng nghiệp hình thành Tại Việt Nam có nhiều cơng ty sản xuất may mặc cho nhu cầu nước thị trường xuất Trong bước để sản xuất may mặc ln có nhiều khâu với lượng nhân lực lớn Trong đó, nhiều phần việc khó để tự động hóa khâu gấp đóng gói sản phẩm phần cơng việc hồn tồn tự động hóa nhằm giảm sức lao động, giảm thời gian thực đạt độ xác cao Do vậy, việc áp dụng kỹ thuật điều khiển tự động hóa việc gấp, đóng gói áo cần thiết Xuất phát từ nhu cầu thực tế mà nhóm chúng em định tìm hiểu xây dựng mơ hình “máy gập, đóng gói áo” cho đề tài tốt nghiệp với tên đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy gấp quần áo tự động” Đề tài thực gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống gấp, đóng gói áo Chương 2: Tính tốn thiết kế phần cứng Chương 3: Lựa chọn thiết bị điều khiển Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển, giám sát hệ thống Mặc dù cố gắng nhiều, xong trình độ cịn hạn chế nên làm khơng tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận góp ý Thầy, Cơ để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii ` LỜI CAM ĐOAN Em Trần Văn Hải xin cam đoan toàn nội dung đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu chúng em hướng dẫn TS Đoàn Thị Hương Giang Đề tài nhóm tự thực dựa vào kiến thức học, nghiên cứu, tìm hiểu số đề tài phương án trước, không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Các kết cơng bố đồ án tốt nghiệp trung thực không chép từ cơng trình khác Sinh viên thực đề tài Nguyễn Văn Hào iii ` MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẤP, ĐÓNG GÓI ÁO .2 1.1 Vai trị tự động hóa cơng nghiệp .2 1.2 Vấn đề thực tiễn 1.3 Tìm hiểu loại máy gấp tự động .4 1.4 Nguyên lý hoạt động 1.4.1 Hệ thống gấp áo 1.4.2 Hệ thống đóng gói 10 1.4.3 Hệ thống băng tải 10 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ PHẦN CỨNG .11 2.1 Thiết kế phần khung thiết bị 11 2.1.1 Quy trình thiết kế: 11 2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật 11 2.1.3 Tính tốn thiết kế hệ thống khí 11 2.1.4 Hệ thống khung mơ hình 12 2.2 Thực chế tạo khí máy 12 2.2.1 Thiết kế khí khung máy 12 2.3.2 Băng tải 13 2.3 Quy trình cơng nghệ 19 2.4 Sơ đồ khối máy gấp quần áo 20 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN .22 3.1 Lựa chọn điều khiển trung tâm 22 3.1.1 Tổng quan vi điều khiển 22 3.1.2 Tổng quan bo mạch vi điều khiển Arduino .25 3.1.2 Tổng quan PLC S7-1200 27 3.2 Tín hiệu đầu vào 31 3.3 Lựa chọn động 35 3.3.1 Tính chọn lựa loại động 35 3.3.2 Động bước .36 3.3.3 Đèn báo 39 iv ` 3.3.4 Xilanh 39 3.3.4.1 Tính chọn Xilanh 39 3.1.3.4 Khối công suất .41 3.1.3.4.1 Bộ điều khiển động bước 41 3.1.3.4.2 Relay .43 3.1.3.4.3 Van điện từ .44 3.1.3.5 Khối nguồn 46 3.1.3.5.1 Nguồn chiều 46 3.1.3.5.2 Mạch giảm áp 46 3.1.3.5.3 Aptomat 47 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT HỆ THỐNG 48 4.1 Mơ tả chương trình điều khiển 48 4.1.1 Phân công đầu vào, PLC 48 4.2 Thiết kế mạch điện hệ thống 49 4.3 Lập trình điều khiển hệ thống 55 4.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống .55 4.3.2 Lưu đồ thuật toán 55 4.3.3 Soạn thảo chương tình 59 4.3.3.1 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL V16 59 4.3.3.2 Thiết kế giao diện giám sát 60 KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 v ` DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Dây chuyền tự động hóa nhà máy thực tế .2 Hình 1.2: Máy gấp quần áo AT-450 Hình 1.3: Máy gấp quần áo FeldiMate .6 Hình 1.4: Mặt trước máy gấp .7 Hình 1.5: Ngăn đựng áo sau gấp xong Hình 1.6: Máy gấp quần áo Thermotron STP 1000 Hình 1.7: Cơ cấu chuyển động hệ thống gấp áo .10 Hình 2.1: Giao diện thiết kế phần mềm Sketchup 12 Hình 2.2: Thiết kế 3D khung mơ hình 13 Hình 2.3: Rulo nhôm hệ truyền động băng tải 14 Hình 2.4: Hệ truyền động động với băng tải 14 Hình 2.5: Hình ảnh băng tải mơ hình hệ thống gập quần áo 14 Hình 2.6: Bản vẽ chi tiết khung mơ hình 16 Hình 2.7: Sơ đồ khối máy gập 20 Hình 3.1: Dịng chip AT89C51 22 Hình 3.2: Dịng chip STM 32 23 Hình 3.3: Bảng mạch vi điều khiển 24 Hình 3.4: Mạch đấu nối Arduino 25 Hình 3.5: Thơng số kỹ thuật Arduino UNO R3 26 Hình 3.6: Thơng số kích thước ArduinoUNO R3 27 Hình 3.7: Chi tiết mặt trước PLC S7-1214C 30 Hình 3.8: Chân đấu nối IO/QO/Analog PLC 31 Hình 3.9: Nút nhẩn nhả LA38-11BN 32 Hình 3.10: Kích thước cơng tắc chuyển mạch 33 Hình 3.11: Sơ đồ dấu nối cảm biến hồng ngoại OMDHON E3F – DS30C4 35 Hình 3.12: Cấu tạo động Step Motor 37 Hình 3.13: Động bước 42 39 Hình 3.14: Đèn báo tín hiệu 39 v ` Hình 3.15: Hình ảnh xilanh MAL 20 41 Hình 3.16: Bộ điều khiển Driver TB6600 42 Hình 3.17: Chi tiếu mặt Driver TB6600 .43 Hình 3.18: Chi tiết relay trung gian 43 Hình 3.19: Van điện từ 44 Hình 3.20: Bản vẽ chi tiết van điện từ 45 Hình 3.21: Mạch giảm áp LM 2596 47 Hình 4.1: Sơ đồ tổng thể mạch điện 50 Hình 4.2: Sơ đồ đấu nối PLC S7-1200 51 Hình 4.3: Sơ đồ đấu nối Driver TB6600 52 Hình 4.4: Sơ đồ đấu nối Relay Van 53 Hình 4.5: Sơ đồ đấu nối mạch xử lý màu 54 Hình 4.6: Lưu đồ thuật tốn tổng thể quy trình 55 Hình 4.7: Lưu đồ thuật toán chế độ Auto .56 Hình 4.8: Lưu đồ thuật tốn chế độ once 57 Hình 4.9: Lưu đồ thuật tốn điều khiển băng tải 58 Hình 4.10: Lưu đồ thuật toán xử lý màu sắc 59 Hình 4.11: Giao diện phần mềm Tia Portal V16 60 Hình 4.12: Giao diện điều khiển, quan sát hệ thống .61 Hình 4.13: Giao diện điều khiển chế độ Once 62 Hình 4.14: Trạng thái hoạt động tín hiệu đầu vào 62 Hình 4.15: Trạng thái hoạt động đầu 63 Hình 4.16: Băng tải vận chuyển áo sau gâp, đóng gói 63 Hình 4.17: Mặt trước mơ hình máy gập, đóng gói áo .64 Hình 4.18: Mặt gấp mơ hình máy gập quần áo .64 Hình 4.19: Mặt cạnh mơ hình hệ thống gập, đóng gói áo .65 Hình 4.20: Tủ điều khiển toàn hệ thống 66 vi ` DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thông số kỹ thuật máy gấp áo AT-450 Bảng 2: Thông số động băng tải 13 Bảng 3: Thông số kỹ thuật Arduino UNO R3 26 Bảng 4: Thơng số kỹ thuật dịng PLC Siemens 29 Bảng 5: Thông số kỹ thuật nút nhấn nhả LA38-11BN .32 Bảng 6: Thông số kỹ thuật công tắc chuyển mạch LA38-20X3 33 Bảng 7: Thông số kỹ thuật công tắc chuyển mạch .34 Bảng 8: Thông số động bước 17HS8401 38 Bảng 9: Thông số Xilanh MAL-20 .41 Bảng 10: Thông số van điện từ 5/2 .45 Bảng 11: Các thiết bị tiêu thụ điện tủ 46 Bảng 12: Thông số kỹ thuật nguồn tổ ong 46 Bảng 13: Thông số kỹ thuật mạch giảm áp LM 2596 47 Bảng 14: Bảng phân công đầu vào PLC .48 Bảng 15: Phân cơng tín hiệu đầu PLC 49 ... gấp áo cách tự động giúp tiết kiệm thời gian chi phí chúng em định lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy gập quần áo tự động? ?? 1.3 Tìm hiểu loại máy gấp tự động a Máy Gấp quần áo AT-450... gói cách tự động hóa giúp tiết kiệm thời gian chi phí chúng em chọn đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy gập quần áo tự động? ?? Ý nghĩa thực tiền đề tài Thiết kế mơ hình gấp, đóng gói áo với... Hệ thống gấp áo - Hệ thống đóng gói - Hệ thống chuyển động băng tải 1.4.1 Hệ thống gấp áo Đối với hệ thống gấp áo nhóm đặt vấn đề sau cần phải giải quyết: Nhiệm vụ: Phụ trách hành động gấp áo,