Nghiên cứu thiết kế và thử nghiệm bộ tác động điều khiển số cho máy dệt jacquard cơ khí

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG HOÀI PHONG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ THỬ NGHIỆM BỘ TÁC ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ Chun ngành : Cơng nghệ chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Dương Hồi Phong Giới tính : Nam / Nữ Ngày, tháng, năm sinh : 1981 Nơi sinh : Trà Vinh Chuyên ngành : Cơng nghệ chế tạo máy Khố (Năm trúng tuyển) : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thiết kế thử nghiệm tác động điều khiển số cho máy dệt Jacquard khí 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: • Nghiên cứu tổng quan • Nghiên cứu giải pháp đại hóa máy dệt Jacquard khí • Nghiên cứu thiết kế phần mềm CAD/CAM • Nghiên cứu thiết kế tác động • Xây dựng mô hình thử nghiệm • Lắp đặt vận hành hệ thống điều khiển số máy dệt thoi jacquard khí 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2008 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2008 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS.PHẠM NGỌC TUẤN tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hoàn thành luận văn Thầy dành cho em giúp đỡ nhiệt tình suốt thời gian thực luận văn Em xin cảm ơn quý thầy cô Chủ tịch, Phản biện y viên hội đồng dành thời gian để đọc, nhận xét cho ý kiến đóng góp để luận văn hoàn thiện Cuối cùng, em xin cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa trang bị cho em kiến thức q báu cần thiết để tiếp bước đường nghiên cứu khoa học Chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Học viên DƯƠNG HOÀI PHONG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Nhằm góp phần đại hóa ngành dệt, luận văn nghiên cứu giải pháp điện tử hóa máy dệt Jacquard khí Phần truyền động khí máy giữ nguyên, bổ sung đầu dệt thiết kế mới, đầu dệt điều khiển phần mềm xuất từ máy tính thông qua mạch vi xử lý Bằng cách đó, với chi phí thấp máy dệt Jacquar khí cải tiến tăng suất làm việc Để thực điều luận văn giải vấn đề sau : Thiết kế chế tạo phận điện để gắn thêm vào Bộ phận gồm 1224 ti, dùng solenoid làm cấu chấp hành Thiết kế boä phần mềm CAD/CAM dệt vải ABSTRACT This thesis mainly aims at studying on processing data electronically of these mechanical Jacquard power-looms as a contribution to textile and garment industrial modernization The mechanical transmission part of power-looms is remaining, the new designed punched card controlled device, which is controlled by software from a computer by a microprocessing circuit, is supplemented Therefore, these mechanical Jacquard power-looms can be improved and their productivity increase with lower cost To obtain the above objectives, the following problems had to be solved in this thesis: Design and make a mechanical – electrical part to add It consists of 1224 pins which use the solenoids as executive device Thus, it is necessary to produce 1224 solenoids Design CAD/CAM software to weave fabric MUÏC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ dệt vải Jacquard 1.1.1 Công nghệ dệt vải 1.1.2 Công nghệ dệt vải Jacquard 1.2 Sự phát triển công nghệ máy deät Jacquard 1.2.1 Sự phát triển công nghệ máy dệt Jacquard giới 1.2.2 Sự phát triển công nghệ máy dệt Jacquard Việt Nam 13 1.3 Mục tiêu đề tài 15 1.4 Nội dung đề tài 15 Chương 2: GIẢI PHÁP HIỆN ĐẠI HÓA MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ 2.1 Nguyên lý hoạt động máy dệt Jacquard khí 16 2.2 Giải pháp thay bìa đục lỗ 19 2.2.1 Giải pháp 19 2.2.2 Các phương án thiết kế tác động 19 2.2.3 Nguyên lý hoạt động máy dệt jacquard khí đại hoá 23 2.3 Giới thiệu hệ thống điều khiển số 24 2.3.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển soá 24 2.3.2 Bộ phần mềm CAD/CAM 25 2.3.3 Phần mềm điều khieån 26 2.3.4 Bộ điều khiển trung tâm 26 2.3.5 Bộ khuếch đại công suất 26 2.3.6 Bộ tác động 26 2.4 Hai hệ thống CAD/CAM 27 Chương 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ PHẦN MỀM CAD/CAM 3.1 Phân tích thiết kế phần mềm CAD/CAM 29 3.1.1 Thiết kế chức phần mềm 29 3.1.2 Thiết kế phần mềm 30 3.1.3 Đặc điểm phần mềm 32 3.2 Phần mềm CAM JACCAD 32 3.3 Quy trình thiết kế maãu 33 Chương 4: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ TÁC ĐỘNG 4.1 Nguyên lý hoạt động tác động 35 4.2 Xác định thông số công nghệ đầu Jacquard khí 37 4.3 Xaùc định lực cần thiết để đẩy kim dọc rời khỏi hàng dao nâng .37 4.4 Xác định yêu cầu kỹ thuật tác động .38 4.5 Phaân tích chọn lựa phương án thiết kế .38 4.5.1 Phương án A .39 4.5.2 Phương án B .41 4.5.3 Chọn lựa phương án thiết kế .43 4.6 Thieát kế kết cấu tác động .43 4.7 Phân tích chọn lựa phương án bố trí solenoid .44 4.7.1 Phương án module 12 ty 45 4.7.2 Phương án module 24 ty 46 4.7.3 Kết luận 47 4.8 Tính toán thiết kế 47 4.8.1 Tính toán thiết kế solenoid 47 4.8.1.1 Tìm hiểu solenoid 47 4.8.1.2 Giải pháp tăng lực từ 58 4.8.1.3 Tính toaùn solenoid .59 4.8.2 Tính toán thiết kế ty chắn .62 4.8.3 Tính toán công suất tiêu thuï 64 4.9 Kết cấu 65 4.9.1 Kết cấu module 65 4.9.2 Kết cấu tác động 66 4.10 Chế tạo .67 4.11 Lắp ráp .68 4.12 Bảo trì 68 Chương 5: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM 5.1 Nguyên lý làm việc mô hình thử nghiệm .69 5.2 Mục đích mô hình thử nghiệm 70 5.3 Chế tạo lắp ráp module thử nghiệm 71 5.3.1 Chế tạo chi tiết module thử nghieäm 72 5.3.2 Lắp ráp module 72 5.4 Mạch điều khiển công suaát 79 5.5 Thử nghiệm 81 5.5.1 Thử nghiệm module 81 5.5.1.1 Thử nghiệm ty 81 5.5.1.2 Thử nghiệm ty 82 5.5.1.3 Thử nghiệm 12 ty 83 5.5.1.4 Thử nghiệm 24 ty 84 5.5.2 Thử nghiệm module 87 Chương 6: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ TRÊN MÁY DỆT THOI JACQUARD CƠ KHÍ 6.1 Giới thiệu máy dệt thoi Jacquard khí 90 6.2 Lắp đặt điều chỉnh .92 6.2.1 Quy trình lắp đặt 92 6.2.2 Điều chænh cam .101 6.2.3 Điều chỉnh kim .101 6.3 Vận hành thử .102 6.3 Kết đạt 102 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.1 CÔNG NGHỆ DỆT VẢI JACQUARD 1.1.2 CÔNG NGHỆ DỆT VẢI Vải hình thành nhờ sợi ngang sợi dọc đan chéo Tại giao điểm đan sợi dọc sợi ngang gọi điểm Chỗ sợi dọc chồng lên sợi ngang gọi điểm dọc Chỗ sợi ngang chồng lên sợi dọc gọi điểm ngang Sắp xếp điểm theo phương án khác tạo nên kiểu dệt khác Chu kỳ điểm lặp lặp lại cũ gọi rappo kiểu dệt Sau sơ đồ mô tả kiểu dệt khác nhau: Hình 1.1a Sơ đồ kiểu dệt Trang 121 6/ Pointcarre Hình PL2.7 Giao diện phần mềm Pointcarre Trang 122 7/ JACDraw & JACWeave Hình PL2.8 Giao diện JACDraw Hình PL2.9 Giao diện JACWeave Trang 123 8/ WeavePoint Hình PL2.10 Giao diện phần mềm WeavePoint Trang 124 PHỤ LỤC 3: CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CỦA MODULE PL3.1 KẾT CẤU CỦA MODULE Kết cấu module thiết kế gồm chi tiết sau: Hình PL3.1 Module thử nghiệm thiết kế Autocad 3D Miếng kẹp trước Ty chắn Miếng kẹp bên Miếng kẹp Dưới, Miếng kẹp sau Solenoid PL3.2 CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CỦA MODULE PL3.2.1 MIẾNG KẸP TRƯỚC: • Vật liệu: Nhôm cứng • Yêu cầu kỹ thuật: lỗ Φ2 thẳng, vát mép mặt để dễ dàng lắp solenoid vật liệu nhôm cứng vừa tránh nhiễm từ, vừa để tản nhiệt từ solenoid • Khoảng cách hàng lỗ 5.12mm Trang 125 • Bản vẽ thiết kế trình bày đây: 124 114 88 22 24 loã Ø2.2 69.97 27.03 5.12 51.2 37.2 5.12 2.44 35 loã Ø2 56.32±0.04 2loã M3 34.64 10 22 13 11 13 lỗ Ø4.5 Hình PL3.2 Bản vẽ thiết kế miếng kẹp trước Từ vẽ thiết kế yêu cầu kỹ thuật trên, miếng kẹp trước gia công có hình dạng thật hình đây: Hình PL3.3 Miếng kẹp trước chế tạo PL3.2.2 MIẾNG KẸP NGANG: • Vật liệu: Phíp • Yêu cầu kỹ thuật : o Bề dầy không vượt 10mm Trang 126 o Làm ba via trước lắp • Bản vẽ thiết kế trình bày đây: 61 20 10 16.5 10 10 10 4-R0.5 21.5 10 12 10 loã M4x10 loã Ø3.2 Hình PL3.4 Bản vẽ thiết kế miếng kẹp bên Từ vẽ thiết kế yêu cầu kỹ thuật trên, miếng kẹp trước gia công có hình dạng thật hình đây: Hình PL3.5 Miếng kẹp bên chế tạo Trang 127 PL3.2.3 MIẾNG KẸP SAU: • Vật liệu: phíp • Yêu cầu kỹ thuật: Kẹp sau cần chịu nhiệt tốt, không nhiễm từ, lỗ Φ2 cần chế tạo xác để dẫn hướng kim dệt ngang có vát mép để tạo dẫn hướng cho kim ngang máy dệt, khoảng cách hàng lỗ 5.12mm 24 lỗ Ø3 24 loã Ø2 loã Ø4.5 loã Ø8 2.44 10 5.12 • Bản vẽ thiết kế trình bày đây: 56.32 10 3.5 10 2.75 21.99 90° 90 100 Hình PL3.6 Bản vẽ thiết kế miếng kẹp sau Từ vẽ thiết kế yêu cầu kỹ thuật trên, miếng kẹp trước gia công có hình dạng thật hình đây: Trang 128 Hình PL3.7 Miếng sau chế tạo PL3.2.4 TY CHẮN Có loại ty chắn dài ty chắn ngắn • Vật liệu: nhôm • Yêu cầu kỹ thuật: chịu lực đẩy kim ngang, đảm bảo hoạt động lắp lên module • Bản vẽ thiết kế trình bày ñaây: Trang 129 41.5±0.1 1.2 R1 2.6±0.1 Ø 2± 12±0.1 R1.5 27 4.8+0.2 -0 +0.1 Ø1.9-0 Lắp chặt Hình PL3.8 Bản vẽ thiết kế ty chắn dài R1.5 23 1.2 R1 2.6±0.1 Ø 2± 10±0.1 35±0.1 4.8+0.2 -0 2.4+0.05 -0 Ø1.9+0.1 -0 2.4+0.05 -0 Lắp chặt Hình PL3.9 Bản vẽ thiết kế ty chắn ngắn Trang 130 Hình PL3.10 Bản vẽ thiết kế 3D ty chắn ngắn ty chắn dài PL3.2.5 MIẾNG KẸP TRÊN, DƯỚI VÀ GIỮA • Vật liệu : inox 304 • Gia công: khoan • Yêu cầu kỹ thuật: o Làm bavia lỗ o Lưu ý vật liệu tuyệt đối không nhiễm từ • Bản vẽ thiết kế trình bày đây: 20 10 16.84 56.32 21.84 100 20 90° loã Ø3.7 loã Ø1.7 5.5 10 26 lỗ Ø2.2 Hình PL3.11 Bản vẽ thiết kế miếng kẹp Trang 131 26 lỗ Ø2.2 20 10 5.5 10 4loã M3 16.84 56.32 21.84 100 Hình PL3.12 Bản vẽ thiết kế miếng kẹp Từ vẽ thiết kế yêu cầu kỹ thuật trên, miếng kẹp trước gia công có hình dạng thật hình đây: Hình PL3.13 Miếng kẹp chế tạo Hình PL3.14 Miếng kẹp chế tạo Trang 132 PL3.2.6 SOLENOID Quy trình chế tạo solenoid Solenoid chế tạo với thông số tính toán chương 4, solenoid chế tạo gồm có cuộn dây lõi sắt giữa, cấu tạo solenoid hình sau: Hình PL3.15 Cấu tạo solenoid Lõi sắt: vật liệu sắt từ đường kính Þ2±0.1 có loại ty sắt ứng với loại solenoid • Lõi ngắn: chiều dài 21±1 • Lõi dài: chiều dài 27.5±1 Hình PL3.16 Lõi sắt ống nhựa Ống nhựa: Nhựa cách điện có đường kính Þ2±0.1 chiều dài ống 12±0.5 đầu chặn miếng nhựa hình vành khăn D = 4,5±1 d = 2,2±1 Trang 133 Sau lắp lõi sắt vào ống nhựa ta đưa lên máy quấn dây Hình PL3.17 Máy quấn day Phần dây đồng : Đường kính chọn Þ0.08 Số vòng dây n = 1000 vòng Chiều dài dải dây l = 12 mm Sau dây solenoid, quét lớp vecni cách điện, hàn dây nối quấn lớp băng keo hình 5.17 Trang 134 Hình PL3.18 Solenoid bán thành phẩm Các lưu ý chế tạo solenoid: • Đầu sắt cắt kích thước, mài phẳng đầu để tăng diện tích tiếp xúc với ty chắn • Ống nhựa có kích thước đầu chặn 12mm dán keo đầu chặn • Dây đồng quấn lõi nhựa, tránh tình trạng dải dây không làm tăng kích thước solenoid • Lớp vecni cách điện mỏng, phơi khô trước hàn dây quấn băng keo • Quấn băng keo tách sợi dây đầu cuối solenoid Tránh tình trạng làm sợi dây tiếp xúc Trang 135 Quy trình chế tạo solenoid: Lõi sắt 21±1 27.5±1 Mài phẳng đầu Cắt lõi sắt đạt yêu cầu kỹ thuật Ống nhựa 12±0.5 chặn đồng tâm với ống nhựa Cắt ống nhựa với miếng nhựa hình vành khăn chặn đầu Phần đầu lõi sắt nhô khỏi ống từ 0.71mm Lắp ống nhựa vào lõi sắt Dây dải Þ4.04.3 Quấn dây máy Dải ko Quét vecni cách diện Lớp vecni dầy Hàn dây Þ0.15 Đo ko vào điện Quấn băng keo Quấn dầy, ko chặt Kiểm tra tổng quát Kiểm tra tổng quát aweeeeeeee Quét mỏng, phơi khô Bảo đảm ăn điện Þ4,5-4,7mm Điện, Þ, chiều dài, Ω Cắt lõi dài Ống dài Dán keo Ko có phần nhô Ống lõi lắp lỏng Hình PL3.19 Quy trình chế tạo solenoid ... hóa máy dệt Jacquard khí • Nghiên cứu thiết kế phần mềm CAD/CAM • Nghiên cứu thiết kế tác động • Xây dựng mô hình thử nghiệm • Lắp đặt vận hành hệ thống điều khiển số máy dệt thoi jacquard khí. .. hóa máy dệt Jacquard khí • Nghiên cứu thiết kế phần mềm CAD/CAM • Nghiên cứu thiết kế tác động • Xây dựng mô hình thử nghiệm • Lắp đặt vận hành hệ thống điều khiển số máy dệt thoi jacquard khí. .. động tác động Khi có tín hiệu từ điều khiển, tác động chuyển động vào tác động vào kim ngang máy dệt Sau tín hiệu từ điều khiển tắt Bộ kim ngang tác động vào kim dọc máy dệt dao nâng chuyển động