Đồ án cơ điện tử nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm

Các mô hình ặ ả ể ở đây thường được tối ưu hóa để phục vụ nhu cầu của người lao động trong môi trường công nghi p và xây d ng, vệ ự ới thiết kế linh hoạt và kh ả năng xửlý nhiều lo i nón

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THU T TP.HCMẬKHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUỸẬT TP HCM C NG HÒA XÃ H I CH ỘỘỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ ẠO MÁY Độ T c lập – ự T do – H nh phúc ạ

B ộ môn Cơ điện tử

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ

( Dành cho giảng viên hướng dẫn ) Sinh viên thực hiện :

1 Bùi Hữu Th ch MSSV: 20146418 ạ 2 Lê Võ Hữu Uy MSSV: 20146456 3 Nguy n Tuễ ấn Đạt MSSV: 20146323

Ngành đào tạo : Công ngh k thuệ ỹ ật Cơ điệ ửn t

Tên đề tài : Nghiên c u ch t o máy gi t nón b o hiứ ế ạ ặ ả ểm

Giảng viên hướng dẫn : Đồng Sĩ Linh

2. Nhận xét v k t qu ề ếả thực hiện của đồ án Cơ điện tử 2.1 Kết cấu , cách thức trình bày đồ án Cơ điệ ửn t

TP Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 202 Giảng viên hướng d n ẫ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUỸẬT TP HCM C NG HÒA XÃ H I CH ỘỘỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ ẠO MÁY Độ T c lập – ự T do – H nh phúc ạ

B ộ môn Cơ điện tử

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ

Ngành đào tạo : Công ngh k thuệ ỹ ật Cơ điệ ửn t

Tên đề tài : Nghiên c u ch t o máy gi t nón b o hiứ ế ạ ặ ả ểm

Giảng viên phản biện :

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUỸẬT TP HCM C NG HÒA XÃ H I CH ỘỘỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ ẠO MÁY Độ T c lập – ự T do – H nh phúc ạ

B ộ môn Cơ điện t ử

NHI M VỆỤ ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN T Ử Giảng viên hướng dẫn : Đồng Sĩ Linh

Thiết kế phần c ng bứộ điều khi n : ể

- Thiết kế, hoàn thiện mô hình cơ khí

- Thiết kế toàn bộ mạch điều khi n cho mô hình ể K thuỹật điều khi n : ể

- Lập trình chương trình điều khi n và giám sát cho mô hình ể 3. Các sản ph m d ẩự kiến

- Mô hình máy gi t nón b o hiặ ả ểm - Chương trình điều khi n và giám sát ể - B n v thiả ẽ ết kế mô hình và b n ả báo cáo đồ án 4. Ngày giao đồ án :

5 Ngày nộp đồ án :

6. Ngôn ngữ báo cáo: B n báo cáo Ti ng Anh Tiảếếng Việt

Trình bày b o v ảệTiếng Anh Tiếng Việt

(Ký, ghi rõ h tên) (Ký, ghi rõ h tên) (Ký, ghi rõ h tên) ọọọ

L I CỜẢM ƠN

Tên đề tài : Nghiên c u ch t o máy gi t nón b o hiứ ế ạ ặ ả ểm GVHD : Đồng S Linh ĩ

Sinh viên thực hiện : Bùi Hữu Th ch ạ MSSV : 20146418 Sinh viên thực hiện : Lê Võ Hữu Uy MSSV : 20146456 Sinh viên thực hiện : Nguy n Tuễ ấn Đạt MSSV : 20146323 Liên h :ệ 0356400260 Email :20146418@student.hcmute.edu.vn L i cam k t : ờế “ Chúng em xin can đoan đề tài này là công trình do chúng em nghiên cứu và thực hiện Chúng em không sao chép bất kì m t bài viộ ết, một công trình nào đã được công b mà không trích dẫn ngu n g c Nếu có bất kì sự vi phạm nào, chúng em ố ồ ố xin ch u hoàn toàn trách nhiị ệm “

Lời cảm ơn :

- Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơ khí Chế ạo máy, trường Đại học t Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho chúng em được h c tập, tìm hiểu thực hiện t t đề tài này ọ ố

- Chúng em xin bày t lòng biỏ ết ơn sâu sắ ớc t i thầy Đồng Sĩ Linh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo về các kiến thức chuyên ngành cũng như đã truyền cảm hứng và động lực cho chúng em hoàn thành đề tài này

- Chúng em xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Cơ điệ ửn t nói riêng và các thầy cô trong khoa Cơ khí Chế ạo máy nói chung, cũng như các thầ t y cô trong trường đã giảng dạy chúng em bằng cả tâm huyết, đã hỗ trợ chúng em nhiệt tình trên mọi m t ặ

- Chúng em xin gửi l i cờ ảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn động viên, quan tâm, giúp đỡ trong suốt thời gian học tập cà hoàn thành đồ án

- Cuối cùng, dùng đã rất cố gắng để có thể hoàn thiện tốt đồ án, nhưng với điều ki n thệ ời gian cũng như kinh nghiệm vẫn còn h n ch , nhóm chúng em v n ạ ế ẫ không th tránh kh i nh ng thi u sót, chúng em r t mong nhể ỏ ữ ế ấ ận được s góp ý ự

và nh ng l i nh n xét quý báu t ữ ờ ậ ừ các thầy cô để nhóm có th hoàn thi n và ể ệ nâng cao ki n th c Nhóm chúng em xin ti p nh n b ng c lòng biế ứ ế ậ ằ ả ết ơn.

Nhóm sinh viên th c hi n ự ệ

1.2.3 M c tiêu cụủa đề tài 16

1.2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18

2.1 Cấu tạo t ng quát c a máy gi t nón b o hiổủặảểm 18

3.1.2. Phần điện – điều khiển 27

3.1.2.1 Các thiết bị điện tử trong hệ thống 24

a T ng quan v PLC Mitsubishi FX2Nổề 24

b Tổng quát v ề HMI 30

c Động cơ giảm tốc 775 32

d Bộ điều khiển tốc độ động cơ Dimmer DC 20A 33

e Máy bơm mini Sinleader và các phụ kiện đi kèm 33

f Máy bơm áp suất Honda và các phụ kiện đi kèm 34

g Đèn UV diệt khuẩn 36

h Các thi t b khác có trong h ếịệ thống 38

Hình 7 : Cơ cấu giá đỡ nón 25

Hình 8 : Mô phỏng ki m nghiể ện độ ề b n trong SolidWorks 26

Hình 9 : Hình ảnh PLC Mitsubishi FX2N 16MT 001 28 – –

Hình 10 : Mô tả chi ti t PLC Mitsubishi FX2N 16MT 001 28 ế – – Hình 11 : Hình ảnh HMI Wecon 30

Hình 12 : Động cơ giảm tốc 775 31

Hình 13 : Bản v chi tiẽ ết của động cơ giảm tốc 775 31

Hình 14 : Hình ảnh và sơ đồ đấu nối của Dimmer DC 20A 32

Hình 15 : Hình ảnh bơm mini Sinleader 33

Hình 28: Khở ội đ ng t .38 ừ

Hình 29: Relay trung gian 38

Hình 30: Van khí nén 5/2 38

Hình 31: Hình ảnh ngu n 12V 10A 38 ồ Hình 32: Sơ đồ kh i của hệ ố thống điều khiển 39

Hình 33: Sơ đồ kết nối ngu n vồ ới lưới điện 39

Hình 40: Chi ti t h ế ệ thống điều khi n 46 ể Hình 41: Giao diện trang 1 HMI 47

Hình 42: Giao diện trang 2 HMI 47

Hình 43: Hướng dẫn vận hành chế độ AUTO 48

Hình 44: Hướng dẫn vận hành chế độ MANUAL 49

Hình 45: Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển 50

Hình 46: Chương trình PLC điều khi n 51 ể Hình 47: Chương trình HMI 55

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Gi i thiớệu

Đối diện v i sự ph cập ngày càng r ng rãi cớ ổ ộ ủa vi c sệ ử ụ d ng nón b o hiả ểm trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là trong việc điều khi n xe máy, viể ệc giữ gìn và b o qu n nón tr thành m t thách thả ả ở ộ ức đố ới v i ngư i sử ụng Để đáp ứờ d ng nhu cầu thực tế này và cải thiện trải nghi m s d ng nón bệ ử ụ ảo hi m, nghiên c u và chể ứ ế t o máy giạ ặt nón bảo hi m ể trở thành một đề tài hứa hẹn

Đề tài này không ch ỉđơn thuần là mộ ỗt n lực để ải quyết vấn đề hằng ngày gi mà còn là s kự ết hợp của các lĩnh vực k ỹ thuật, công nghệ, và nhu cầu người dùng Chế t o máy gi t nón b o hiạ ặ ả ểm đòi hỏi sự tiế p thu và áp d ng các ki n thụ ế ức về thủy lực, khí nén, tự độ ng hóa, và c v vả ề ật liệu cũng như quy trình làm sạch.

Nhiệm v chính cụ ủa đề tài này là phát tri n m t máy gi t nón b o hi m t ng, ể ộ ặ ả ể ự độ hi u qu và ti n ích, nh m gi m thi u th i gian và công sệ ả ệ ằ ả ể ờ ức mà người dùng phả ỏi b ra Mục tiêu cu i cùng không ch là t o ra m t s n ph m thông minh mà còn là giố ỉ ạ ộ ả ẩ ải pháp toàn di n giúp nâng cao chệ ất lượng cu c s ng và an toàn trong khi s d ng ộ ố ử ụ nón b o hiả ểm.

Với s tích hự ợp c a công ngh PLC (Programmable Logic Controller) và các ủ ệ y u t quan trế ố ọng như nhiệt độ, áp su t, máy giấ ặt nón bảo hi m s không ch giúp ể ẽ ỉ gi ữ cho nón luôn sạch s mà còn b o v nón khẽ ả ệ ỏi các vấn đề như nấm m c hay ố bi n d ng do quá trình giế ạ ặt Đồng th i, vi c nghiên c u này m ra mờ ệ ứ ở ột lĩnh vực m i trong s kớ ự ết hợp giữa công nghệ và nhu c u thầ ực tế ạ, t o nên m t giộ ải pháp sáng tạo và h u ích cho cữ ộng đồng người sử ụ d ng nón b o hiả ểm

1.2 T ng quan v máy gi t nón b o hi m ổềặảể

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước a Tình ình h nghiên cứu trong nước:

Trong lĩnh vực nghiên c u và phát tri n máy gi t nón b o hiứ ể ặ ả ểm tự động tại Vi t ệ Nam, hi n nay có m t s doanh nghiệ ộ ố ệp tiên phong, đem đến các mô hình máy giặt tiện ích M t trong nh ng s n phộ ữ ả ẩm nổi bật là máy gi t nón b o hi m t ng cặ ả ể ự độ ủa Go&Go, một đơn vị đang tích cực sản xu t và phân ph i trên th ấ ố ị trường Máy của

h ọ được thiế ế ớt k v i 2 khoang gi t và sặ ấy độ ập Ban đầc l u, nh ng chiữ ếc nón quá b n, b i, và m hôi lâu ngày s ẩ ụ ồ ẽ được làm s ch th công, m t quy trình nhanh chóng ạ ủ ộ chỉ kéo dài trong vòng 1 phút

n quan tr ng nh t c a máy n n ti p theo: Phầ ọ ấ ủ ằm ở giai đoạ ế

• Hấp Nón B o Hiả ểm (150 độ C):Máy s d ng công ngh h p nón b o hiử ụ ệ ấ ả ểm ở nhiệt độ cao, khoảng 150 độ C, nh m loằ ại bỏ toàn b vi khu n, m m c gây ộ ẩ ẩ ố ngứa da đầu

• S y Khô B ng Công Ngh ấ ằ ệ Hiện Đại: Giai đoạn này đòi hỏi sự khéo léo, vì người dùng muốn mũ được sấy nhanh chóng để thuận tiện mang theo Toàn b ộ quá trình giặt và sấy kéo dài trong kho ng 5 - 6 phút ả

Ngoài ra, thương hiệu "Nón Trùm" cũng đã giới thiệu mô hình máy giặt nón b o ả hiểm độc đáo Mô hình này tích hợp chức năng g ặt và sấi y trong m t khoang duy ộ nhất, đem lại sự tiệ n ích và linh hoạt cho người sử ụ d ng Các ch giế độ ặt nhanh, giặt chậm, và giặt vừa đều có th ể được lập trình và tu ỳ chỉnh theo mong mu n c a ố ủ người dùng Hệ th ng các ghim bằng kim loại sẽ giữ ố chặt mũ bảo hiểm trong quá trình giặt, và sau đó, mũ sẽ được làm khô bằng hệ thống phun hơi nóng Kết qu là ả mũ sạch bóng, không bị bong tróc, và mang lại mùi thơm dễ chịu

Những ti n b này không ch ph n ánh s sáng tế ộ ỉ ả ự ạo trong lĩnh vực an toàn lao động mà còn là đóng góp tích cực vào sự tiện ích và hiện đại hóa trong cuộc sống hàng ngày

b.Tình hình nghiên cứu ngoài ước: n

Nghiên cứu v máy giề ặt nón bảo hiểm cũng đang thu hút sự chú ý và đầu tư từ các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp ngoài nước Dưới đây là một số ví dụ về tình hình nghiên cứu và phát tri n máy gi t nón b o hiể ặ ả ểm ở quốc tế:

Máy Gi t Nón B o Hi m Công Ngh ặ ả ể ệ Nhật Bản:

Nhật Bản, một quốc gia nổ ếng v s sáng t o và công nghi ti ề ự ạ ệ, đang đầu tư vào nghiên c u máy gi t nón b o hi m tiên ti n Các mô hình máy tứ ặ ả ể ế ại đây thường được tích hợp v i công ngh ớ ệ hơi nước, giúp làm s ch sâu và khạ ử mùi nhanh chóng

Ngoài ra, một số máy còn có kh ả năng phát hiệ ự độn t ng mức độ ẩ b n và áp d ng ụ chế giđộ ặt phù h p ợ

Máy Gi t Nón B o Hi m Châu Âu: ặ ả ể

Các nước Châu Âu như Đức và Pháp cũng tham gia vào cuộc đua nghiên cứu máy gi t nón b o hi m Các mô hình ặ ả ể ở đây thường được tối ưu hóa để phục vụ nhu cầu của người lao động trong môi trường công nghi p và xây d ng, vệ ự ới thiết kế linh hoạt và kh ả năng xửlý nhiều lo i nón ạ

Máy Gi t Nón B o Hi m T ặ ả ể ự Động Hàn Quốc:

Hàn Quốc là m t qu c gia nộ ố ổi tiếng v i s tiên ti n trong công ngh Các doanh ớ ự ế ệ nghi p ệ ở đây đang phát triển máy gi t nón b o hi m t ng vặ ả ể ự độ ới các tính năng như h ệ thống cảm biến thông minh, giúp máy t ự động điều ch nh quá trình giỉ ặt và sấy theo đặc điểm của từng loại nón

Công Nghệ Máy Gi t Nón B o Hi m Trung Quặ ả ể ốc:

Trung Quốc, là m t trung tâm s n xuộ ả ất lớn, cũng đang tham gia vào lĩnh vực này Các máy gi t nón b o hi m t Trung Quặ ả ể ừ ốc thường được thiết kế để phục vụ nhu c u l n vầ ớ ới khả năng xử lý số lượng l n nón m t cách hi u qu ớ ộ ệ ả

Tổng th , tình hình nghiên c u ngo i vi cho th y s ể ứ ạ ấ ự đa dạng và ti n b ế ộ trong việc phát triển máy gi t nón b o hi m trên toàn c u, v i mặ ả ể ầ ớ ỗi quốc gia đều mang đến những đặc điểm độc đáo và sáng tạo

1.2.2 Lý do lựa chọn đề tài

Với hơn 90 triệu dân cư và một lượng lớn xe máy, thị trường xe gắn máy tại Vi t ệ Nam đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là tại các thành phố lớn Mặc dù mỗi chiếc xe máy thường đi kèm ít nhất một hoặc hai cái nón bảo hiểm, nhưng việc bảo quản và làm s ch chúng vạ ẫn chưa nhận được sự quan tâm đúng mức.

Người sử dụng nón bảo hiểm thường phải đối m t v i tình trạng khó chịu như ặ ớ ngứa và nấm mốc da đầu, đặc biệt là trong điều ki n thệ ời tiết nhiệt đới với mùa gió Quá trình tự giặt nón thường m t nhi u thấ ề ời gian để làm khô hoàn toàn, và các loại xà bông thông thường không đủ mạnh mẽ để loại bỏ các vi khuẩn sâu trong nón

Điều này làm cho vi c b o qu n nón trở nên phiền toái, đặc biệt là khi thời ti t ẩm ệ ả ả ế ướt, làm tăng khả năng nón mất màu và có mùi khó chịu

Thực tế, nhu c u vầ ề d ch v giị ụ ặt nón bảo hi m là rể ất lớn do việc gi gìn và bữ ảo qu n nón tr ả ở nên khó khăn Hiện nay, người tiêu dùng thường ph i ch p nh n viả ấ ậ ệc s d ng nón b n, th m chí là ng a và có mùi khó ch u, vì quá trình giử ụ ẩ ậ ứ ị ặt nón trở nên m t công và không ti n l ấ ệ ợi.

Trong bối cảnh này, đề tài "Nghiên c u ch t o máy gi t nón b o hiứ ế ạ ặ ả ểm " trở nên cực kỳ cấp thiết để nâng cao chất lượng cu c sộ ống và đảm bảo an toàn cho người s d ng Vi c phát tri n mô hình này không ch giúp gi i quy t vử ụ ệ ể ỉ ả ế ấn đề hườ t ng ngày của người dùng mà còn m ra mở ột lĩnh vực có tiềm năng lớn cho nghiên c u t ứ ự động hóa và cải tiến đời s ng hàng ngày ố

1.2.3 M c tiêu cụủa đề tài

Mô hình máy giặt & s y nón b o hiấ ả ểm được thiết kế ới mụ v c tiêu chính là loại b m i tác nhân b n, t bỏ ọ ẩ ừ ụi bẩn, m ồ hôi cho đến vi khu n và n m mẩ ấ ốc, đảm b o ả rằng nón b o hi m luôn gi ả ể ữ được sự ạ s ch sẽ và an toàn tối đa Sự tích h p c a các ợ ủ chức năng giặt và sấy trong cùng một mô hình giúp tăng hiệu suất một cách đáng k ể

Với khả năng thực hiện các tác v nhanh chóng và hi u qu , mô hình này không ụ ệ ả chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn tăng cường hiệu suất sản xuất Điều này đặc biệt quan trọng trong ng c nh cữ ả ủa thị trường xe gắn máy đang phát triển m nh m ạ ẽ tại Việt Nam, nơi mà nhu cầu v nón b o hi m là không ngề ả ể ừng tăng cao.

Để đả m bảo chất lư ng, mô hình có khả ợ năng theo dõi và kiểm tra các tham số quan trọng như nhiệt độ, áp su t, và th i gian giấ ờ ặt/sấy Điều này đồng nghĩa với việc nón bảo hiểm được xử lý một cách đồng nhất và đáp ứng các tiêu chí an toàn cao nhất

S ự linh ho t cạ ủa mô hình được đảm b o thông qua viả ệc sử ụ d ng PLC (Programmable Logic Controller) để điều khiển, cho phép dễ dàng điều chỉnh chương trình hoạt động theo yêu cầu sản xuất thay đổi hoặc thích ứng với các loại nón khác nhau Điều này làm cho mô hình trở nên linh hoạt và thích ứng được với s ự đa dạng trong th ị trường

Cuối cùng, mô hình không ch tập trung vào việc làm sạch nón mà còn chú tr ng ỉ ọ đến việc b o vệ ả nón Đảm bảo rằng nón không b h ng hoặc biến dạng trong quá ị ỏ trình giặt, mô hình này gi ữ cho nón luôn đảm b o tính an toàn và s b n b trong ả ự ề ỉ quá trình s dử ụng Như vậy, không ch là m t s n ích, mà mô hình còn là mỉ ộ ự tiệ ột giải pháp toàn diện để nâng cao chất lượng cuộc sống và đảm b o an toàn trong khi ả di chuyển trên đường

1.2.4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình tiếp cận đề tài, chúng tôi sẽ ọc và kết hợ h p các ki n thế ức về thủy lực, khí nén, tự độ ng hóa, cùng việc hiểu rõ tâm lý và nhu c u thầ ực tế ủ c a ngư i sửờ d ng trong th ụ ị trường xe gắn máy đang phát triển nhanh chóng t i Vi Nam T ạ ệt ừ nh ng ki n th c này, chúng tôi s xây d ng và thiữ ế ứ ẽ ự ết kế ột mô hình độ m ng h c toàn ọ di n, bao g m lệ ồ ắp đặt ph n c ng và lầ ứ ập trình điều khi n hoể ạt động c a máy gi t & ủ ặ s y nón b o hiấ ả ểm.

Phương pháp nghiên cứu sẽ bắ ầt đ u bằng việc xác định mục tiêu chính của đề tài, đó là phát triển m t máy giộ ặt & sấy nón bảo hi m tựể ng sđộ ử d ng PLC nhụ ằm gi m thi u th i gian và công sả ể ờ ức mà người dùng phải bỏ ra Chúng tôi s tìm hi u ẽ ể sâu về cách máy gi t nón hoặ ạt động, bao g m c quy trình gi t và các y u t nh ồ ả ặ ế ố ả hưởng như nhiệt độ và lượng nước

Sau đó, chúng tôi sẽ tiến hành thiết kế hệ thống máy gi t nón t ặ ự động, xác định các cảm biến c n thiầ ế ểt đ theo dõi quy trình giặt và actuator đ thực hiện các chứể c năng quan trọng Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình PLC sẽ giúp chúng tôi viết chương trình điều khiển linh hoạt, điều chỉnh thời gian giặt, nhi t độ ệ và lượng nước theo đúng yêu cầu

Phạm vi nghiên c u cứ ủa chúng tôi sẽ ậ t p trung vào máy giặt và sấy các loại nón ph bi n trên th ổ ế ị trường, đặc biệt là nón b o hiả ểm ½ và ¾ đầu B ng cách này, ằ chúng tôi mong muốn đưa ra một giải pháp t ng hóa có thự độ ể áp d ng r ng rãi và ụ ộ gi i quy t các thách thả ế ức th c tự ế mà người dùng đang phải đối m t khi s d ng nón ặ ử ụ b o hi m hàng ngày ả ể

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cấu tạo t ng quát c a máy gi t nón b o hiổủặảểm

Máy gi t nón b o hi m là mặ ả ể ột hệ thống k t hế ợp khung cơ khí vững chắc, cơ cấu chấp hình với động cơ, hệ thống bơm, và khí nén Quy trình hoạt động c a máy ủ được kiểm soát và giám sát thông qua PLC, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả Sự tương tác mạnh m giẽ ữa các thành phần này t o nên m t h ạ ộ ệ thống giặt nón tự độ ng, mang lại hiệu su t cao và tiấ ện ích cho ngườ ử ụi s d ng Sơ đồ kh i h ố ệ thống c a máy ủ như hình 1 :

Hình 1 : Sơ đồ khối hệ thống 2.2 Lý thuyết về quy trình gi t nón b o hiặảểm

Quy trình gi t nón b o hi m b ng máy t ặ ả ể ằ ự động được xây d ng d a trên các ự ự nguyên tắc cơ bản v v ề ệ sinh và an toàn Quá trình này được thực hiện để loại b bỏ ụi bẩn, chất dơ, và diệt khuẩn trên nón một cách hiệu qu ả

- Xả nước làm ướt nón:

+ Mục tiêu: Loại bỏ ụi bẩ b n và chất dơ trên bề ặt nón m

+ Phương pháp: Máy tự động bơm nước sạch để xả nước làm ướt nón, chuẩn bị cho quá trình giặt chính

- Giặt nón:

+ M c tiêu: Làm s ch nón t bên trong và bên ngoài ụ ạ ừ

+ Phương pháp: Mâm nón quay, bơm nước giặt và phun nước giặt lên nón để loại bỏ chấ ẩt b n và mùi khó ch u ị

- Xả nước ạch: s

+ M c tiêu: Loụ ại bỏ nước giặt còn lại từ ề ặt nón b m

+ Phương pháp: Máy tự động sử dụng bơm nước sạch để xả nước giặt, tạo điều ki n cho quá trình sệ ấy.

- Sấy nón và kh tử rùng:

+ M c tiêu: Làm khô nón và di t khuụ ệ ẩn, đảm b o an toàn khi s d ng ả ử ụ + Phương pháp: Máy sử dụng quạt hoặc h thống sệ ấy đểloại bỏ nước từ bề mặt nón Đồng thời, đèn UV kích hoạt để khử trùng và diệt khuẩn trên nón - Kiểm tra và k thúết c:

+ Mục tiêu: Đảm b o rả ằng nón đã được giặ ạch và an toàn.t s

+ Phương pháp: Máy kiểm tra trực quan nón sau khi quá trình giặ ết k t thúc, đồng th i kích hoạt các chức năng kiờ ểm tra an toàn n u có ế

Các y u t quan tr ng khác bao gế ố ọ ồm việc s d ng chử ụ ất tẩy và kh trùng an ử toàn, kiểm soát nhiệt độ và th i gian, ki m soát áp lờ ể ực nước, và cung c p lấ ựa chọn giữa chế t ng và th độ ự độ ủ công để ối ưu hóa sự thuận ti t ện cho người sử d ng ụ

Quy trình gi t nón b o hi m b ng máy t ng không ch giúp tiặ ả ể ằ ự độ ỉ ết kiệm thời gian mà còn đảm b o hi u su t làm s ch và diả ệ ấ ạ ệt khuẩn cao nh t, mang lấ ại tr i ả nghi m an toàn và thu n tiệ ậ ện cho người sử ụ d ng

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1 Thi t k và tri n khai h ế ếểệ thống phần cứng

3.1.1 Phần cơ khí

a B ộ phận truyền động:

Trong mô hình này nhóm , đã triển khai một cơ cấu truyền động s dử ụng động cơ gi m tả ốc 775 Cơ cấu này được xây d ng v i mự ớ ục đích truy n ng t ề độ ừ động cơ chính thông qua Pully th nhứ ất, truyền động qua dây đai tới Pully th hai.ứ Tỉ ố s truy n vòng quay giề ữa hai pully là 1:1, duy trì tốc đ đầộ u ra gi ng v i tố ớ ốc đ đầộ u vào T ừ đây, Pully th 2 s ứ ẽ được kết n vối ới một bộ truyền động bánh răng khác bao g m mồ ột báng răng nhỏ 20 răng ( ) dẫn động v i mớ ột bánh răng lớn (80 răng) đểxoay giá đỡ nón Tỉ ố s truyền vòng quay giữa hai bánh răng nhỏ và lớn là 1:4

Tính ổn định: Tính ổn định của pully và bánh răng giúp duy trì độ chính xác và đồng đều trong quá trình truyền động

Tính Linh Hoạt: Tính linh ho t trong c u hình cho phép tùy ch nh t s truy n ạ ấ ỉ ỉ ố ề động để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của ứng dụng

Hình 2 Chi ti: ết cơ cấu truyền động

Thông số tính toán t s truy n : ỉ ố ề

+ S vòng quay cố ủa động cơ : 120 vòng/phút + S ố răng của Puly th nhứ ất : 40 răng + S ố răng của Puly th 2 : 40 ứ răng + S ố răng của bánh răng nhỏ : 20 răng + S ố răng của bánh răng lớn : 80 răng

Tính toán tỉ s truyốền của cơ cấu : Tỉ s truy n gi a hai pully: ố ề ữ

Với cả Pully đầu tiên và th ứ hai đều có 40 răng và tỉ ố s truy n là 1:1, s vòng ề ố quay của động cơ được truy n qua Pully th ề ứ hai cũng là 120 vòng/phút Tỉ ố s vòng quay là t l ỉ ệ thuận với tỉ ố s truy n, nên nề ếu động cơ quay 120 vòng/phút, thì Pully thứ hai cũng sẽ quay với cùng tỉ ố s , gi nguyên 120 vòng/phút ữ

Tỉ s truy n gi a ố ề ữ hai bánh răng

Với tỉ s truy n giố ề ữa hai bánh răng là 4:1 và bánh răng nhỏ quay 120 vòng/phút, thì bánh răng lớn sẽ quay theo t s ngh ch o Ta có sỉ ố ị đả ố vòng quay bánh răng lớn

= 1

4× 120 = 30 vòng/phút V y kậ hi động cơ chạy ở ức điện áp đị m nh m c ứ ( 12V & 10A) và t o ra s vòng quay là 120 vòng/phút, ạ ố thì bánh răng lớn có gắn giá đỡ nón, s quay v i tẽ ớ ốc độ là 30 vòng/phút Tốc độ này là tốc độ ớn l nhất mà bánh răng lớn có th ể đạt được trong c u trúc truyấ ền động này

Gia công sản ph m ẩ

Vật liệu : Vậ ệu ch y u s dt li ủ ế ử ụng trong cơ cấu là inox và nhôm, nh m m bằ đả ảo độ bền cao và chịu được điều kiện làm việc đặc biệt c a lồng giặt Sự lựa ch n này ủ ọ không chỉ đảm b o tính an toàn và v sinh mà còn thu n l i cho quá trình ch t o, ả ệ ậ ợ ế ạ định hình, và gia công, tạo điều kiện thuận l i cho quá trình sản xuất và lợ ắp đặt.

Kiểm nghi m bệền :

Cơ cấu được thiế ết k để chịu tải trọng và áp lực không mong muốn trong trạng thái không hoạt động t 6-8 kg Khi hoừ ạt động, nó có th ể chị ảu t i tr ng và áp lọ ực từ 4-5 kg

Vật liệu được duy trì ở ngưỡng độ ền, độ đàn hồ b i và ứng suất cho phép khi hoạt động ở điều ki n ch u tệ ị ải trọng được cho phép.Hiệu suất của cơ cấu truy n ề động đạt mức khoảng 90 -95% có mất mát năng lượng ở chi tiết dây đai truyền động Sau các bài kiểm tra vận hành cả hai chế ở độcó tải và chạy không tải, cơ cấu duy trì s ự ổn định trong một khoảng th i gian dài ờ

b Bộ phận khung, v máy: ỏ

Khung và v c a máy gi t nón b o hiỏ ủ ặ ả ểm đóng vai trò cơ sở ỹ thuật quan k trọng, h ợ việc kết n i và tỗtr ố ổ chức các b ph n khác nhau cộ ậ ủa hệ ống Chúng th không ch cung c p s v ng chỉ ấ ự ữ ắc mà còn th c hi n chự ệ ức năng phân loại và ngăn chặn các khu v c bên trong máy m t cách có t ự ộ ổchức nhất, đảm b o tối ưu hóa ả không gian và tạo điều ki n thu n l i cho s ệ ậ ợ ự tương tác linh hoạt giữa các thành ph n k thu ầ ỹ ật.

Cơ cấu cơ khí của máy giặt nón bảo hiểm được chế tạo với một khung chắc chắn, s dử ụng nhôm định hình 30x30 như là vật liệu chủ đạo S l a ch n này ự ự ọ mang l i nhiạ ều ưu điểm, bao gồm độ ền cao và tính đồng đề b u trong chất liệu, tăng cường tính ổn định và độ ch c ch n c a toàn b máy Khắ ắ ủ ộ ảnăng chống oxi hóa và chịu lực xuất sắc của nhôm giúp bảo đảm sự ền b và b ỉ ổn định c a máy giủ ặt Với phần v bên ngoài, nhóm s d ng v t li u nh a và mica t m ỏ ử ụ ậ ệ ự ấ có độ dày là 5 mm , t o nên m t thi t k ạ ộ ế ếlinh hoạt và đa dạng Điều này không chỉ mang lại tính thẩm m cao mà còn gi m trỹ ả ọng lượng t ng th c a máy, tổ ể ủ ạo điều ki n thu n lệ ậ ợi cho việc di chuyển và bảo trì Mặc dù có nhược điểm là nhôm có th dể ễ b ị va đập mạnh hơn so với các chất liệu khác, nhưng sự ết hợ k p linh ho t c a nhôm, nhạ ủ ựa, và mica mang lại sự ối ưu ả ề t c v giá thành l n s v ng chẫ ự ữ ắc cho máy giặt nón bảo hi m c a nhóm ể ủ

Hình 6 : Hình ảnh máy thực tế

c Bộ phận giá đỡ nón b o hiảểm:

Ch u trách nhi m trong viị ệ ệc giữ ữ v ng và c nh nón trong su t quá trình hoố đị ố ạt động c a máy giủ ặt Nó đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng nón được đặt và duy trì ở v trí chính xác, giúp tị ối ưu hóa quá trình giặt và bảo dưỡng, đồng thời tăng cường tính ổn định và hiệu suất toàn b hệ ống ộ th

Cơ cấu giá đỡ nón được thiết kế với 4 trục được bố trí theo hình elip, tối ưu hóa kích thước để phù hợp với không gian bên trong nón bảo hiểm Điều này giúp cố định và chắn chặn chuyển động của nón trong quá trình làm việc, tăng cường độ an toàn và sự ổn định khi s d ng ử ụ

Hình 7 : Cơ cấu giá nón đỡ

Gia công sản ph m ẩ

Vật liệu: Vậ ệu chính s dt li ử ụng cho giá đỡ nón là nhôm Điều này mang lại ưu điểm nhẹ, dễ chế ạo, ch t ống ăn mòn tự nhiên và độ ền cao Tuy nhiên, nhược điểm b của nhôm bao gồm khả năng chịu nhiệt hạn chế và khả năng chịu xước thấp hơn một số ậ ệ v t li u khác

Kiểm nghiệm bền :

- Mô Ph ng Trong SolidWorks: ỏ + Tạo Mô Hình 3D:

S dử ụng SolidWorks để ạ t o mô hình 3D của bộ phận giá đỡ Lực tác động lên b phộ ận được thiết lập là 6kg tương đương với 60N

+Áp Dụng Lực Tác Động:

Áp dụng lực tương ứng (60N) lên mô hình trong SolidWorks

Xác định sự thay đổi về màu sắc của b phộ ận giá đỡ dưới tác động của lực + Kiểm Tra Độ An Toàn:

Đảm bảo rằng mô hình mô ph ng không có mức màu sắc ỏ ở vượt quá mức an toàn cho bộ ph n ậ

Kiểm tra s ự ổn định và tính chất cơ học của b phộ ận trong môi trường mô ph ng ỏ - Kết Quả:

Sau khi mô phỏng, b phộ ận giá đỡ nón b o hiả ểm đã chịu được lực 6kg (60N) mà không có bi n d ng v màu sế ạ ề ắc đáng kể nào Mô hình trong SolidWorks cũng chỉ ra rằng b ộ phận đáp ứng các yêu c u an toàn và ầ ổn định trong điều kiện tác động

Hình 8 Mô ph ng ki: ỏ ểm nghiện độ bền trong SolidWorks

3.1.2. Phần điện điều khi n –ể

3.1.2.1 Các thi t b ếị điện tử trong h ệ thống:

a T ng quan v ổề PLC Mitsubishi FX2N:

➢ Giới thiệu chung v PLC Mitsubishi FX2N ề

PLC Mitsubishi là một trong các dòng PLC đang được dùng ph bi n nhổ ế ất trên thế gi i và Viớ ệt Nam, được sản xuất b i tở ập đoàn Mitsubishi Electric (Nhật Bản) Mitsubishi Electric là một nhà sản xuấ ự ng hóa công nghi p (FA) toàn di n t t độ ệ ệ trên t t cấ ả lĩnh vực sản xuấ ừ b t t ộ điều khiển đến thiế ị điều khi n truyt b ể ền động, thiết bị điều khi n phân phể ối điện và cơ điện tử công nghiệp PLC Mitsubishi có ưu điểm l n về giá thành, chất lư ng sản phẩm và khả ớ ợ năng đáp ứng đa dạng các cấu hình yêu cầu các tính năng như: Giao tiếp truyền thông, ngõ vào ra tương tự ộ, b đếm ngõ vào tốc đ cao, ngõ ra phát xung tộ ốc độ cao, các module đọc nhi t đ , ệ ộ loadcell …

Ở Việt Nam, PLC Mitsubishi được dùng nhi u trong nghành Dề ệt sợi, Bao bì Carton, Nilon, Nhựa, Th c phự ẩm, Cơ khí chính xác, Chế ạo máy … t

PLC Mitsubishi FX2N : FX2N được trang b tị ất cả các tính năng của dòng FX1N, nhưng tốc độ xử lý được tăng cường, th i gian thi hành các lệnh cơ bản ờ gi m xu ng c 0.08us FX2N thích h p v i các bài toả ố ỡ ợ ớ án điều khi n vể ới số lượng đầu vào ra trong khoảng 16-128 đầu vào ra, trong trường hợp cần thiết FX2N có thể m rở ộng đến 256 đầu vào ra Ngoài ra, FX2N còn được trang b các hàm x ị ử lý PID với tính năng tự chỉnh, các hàm x ử lý số thực cùng đồng h ồ thời gian thực tích h p s n bên trong Nhợ ẵ ững tính năng vượt trội trên cùng với khả năng truyền thông, n i m ng nói chung cố ạ ủa dòng FX1N đã đưa FX2N lên vị trí hàng đầu trong dòng FX, có thể đáp ứng tốt các đòi hỏi kh t khe nhắ ất đối với các ng d ng s d ng ứ ụ ử ụ trong các hệ thống điều khiển cấp nhỏ và trung bình

➢ PLC Mitsubishi FX2N – 16MT- 001

Trong dự án này, nhóm đã chọn s d ng PLC Mitsubishi FX2N 16MT 001 ử ụ – – làm hệ thống điều khiển chính, đảm bảo s chính xác và hi u qu trong quá trình ự ệ ả điều khiển mô hình máy giặt Đư c thiế ếợ t k v i khả ớ năng linh hoạt và mở ộ r ng, PLC Mitsubishi giúp tối ưu hóa các chức năng tự động hóa, đồng thời cung cấp

tính ổn định và đáng tin cậy, làm nền tảng cho hoạt động hiệu suất cao của mô

- Điện năng tiêu thụ : 25W / 30VA - T ng k t n i I/O : 16 Digital I/O ổ ế ố

- Kết nối truy n thông: RS422, có h ề ỗ trợ board m r ng RS485/RS232 ở ộ - Giao diệ ận l p trình : Computer, HMI

➢ Giới thiệu chung v HMI ề Wecon

HMI (Human Machine Interface) là giao di n v n hành ệ ậ giữa người và máy thông qua PLC Trong quá trình s dử ụng, ngườ ậi v n hành có kh ả năng tương tác v i máy giớ ặt thông qua màn hình HMI, nơi họ có thể thực hiện các thao tác như nhấn nút hoặc cài đặt các thông s c ố ụ thể Các yêu c u t ầ ừ ngườ ậi v n hành s ẽ được gửi đến PLC, đóng vai trò quyết định và điều khiển hoạt động của máy gi t nón b o hiặ ả ểm

Ngượ ạc l i, thông qua PLC, h ệ thống máy gi t có kh ặ ả năng truyền trạng thái hoạt động và các thông s ố hiệ ại lên màn hình HMI Điều này mang l i kh n t ạ ả năng giám sát và điều khiển chặt chẽ, giúp người vận hành n m b t tình tr ng ắ ắ ạ của máy gi t nón mặ ột cách chi tiết và hi u qu HMI không ch là c u nệ ả ỉ ầ ối thông tin mà còn là công c quan trụ ọng giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và đảm b o tính chính xác và linh ho t trong quá trình v n hành cả ạ ậ ủa

máy gi t nón b o hiặ ả ểm HMI được nhóm s dử ụng ở đây là Wecon LEVI

- Độ phân giải : 800×480 TFT LCD, 65536 màu

- C ng truy n th ng : ổ ề ố COM1: RS485/RS422 & COM2: RS232 - Lưu trữ : U Disk

- Phần mềm lập trình : LeviStudioU

c Động cơ giảm tốc 775

➢ Giới thiệu chung v ề động cơ

Động cơ giảm tốc 775 như hình 11 được chọn để truyền động cơ cấu giá đỡ nón, nh m t o ra chuyằ ạ ển động xoay ổn định cho giá đỡ S lự ựa chọn này được đưa ra dựa trên những ưu điểm nổi b t cậ ủa động cơ 775, bao gồm hi u suệ ất cao, độ ề b n và kh ả năng linh hoạt trong việc giảm tốc, đáp ứng m t cách hi u qu ộ ệ ả đầy đủ yêu c u ầ của dự án Động cơ sử ụ d ng ngu n 12V 10A ồ

Hình 12 : Động cơ giảm tốc 775

Hình 13 : Bản v chi tiẽ ết của động cơ giảm tốc 775