Ứng dụng công nghệ multimedia vào việc lập phần mềm phục vụ chuyên ngành cơ khí sửa chữa thiết bị dệt-sợi

3 02 Kỹ sư tin học - Khảo sát tại các doanh nghiệp Sợi, Dệt; - Nghiên cứu về các chi tiết, thiết bị Dệt, Sợi; - Xây dựng thư viện hình ảnh các chi tiết, thiết bị Dệt, Sợi có trong doanh

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX

-

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA VÀO VIỆC LẬP PHẦN MỀM PHỤC VỤ CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ SỬA CHỮA THIẾT BỊ DỆT - SỢI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX

-

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA VÀO VIỆC LẬP PHẦN MỀM PHỤC VỤ CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ SỬA CHỮA THIẾT BỊ DỆT - SỢI

Thực hiện theo Hợp đồng số 13.09 RD/HĐ ngày 18 tháng 02 năm 2009 giữa Bộ Công thương và Trường Cao đẳng nghề Kinh tế Kỹ thuật VINATEX

Nhóm nghiên cứu:

Ths Nguyễn Khắc Tuất

Ks Trần Thị Thanh

Ks Vũ Quang Dũng Ths Trần Thị Hương Ths Nguyễn Chính Nam

Ks Phùng Công Nghĩa Ths Trần Đăng Trung

MỤC LỤC

Lời nói đầu Error! Bookmark not defined

MỤC LỤC 1

TÓM TẮT NHIỆM VỤ 6

MỞ ĐẦU 7

1 Tính cấp thiết của đề tài 7

2 Căn cứ xây dựng đề tài 8

3 Đối tượng nghiên cứu 9

4 Phạm vi, nhiệm vụ nghiên cứu 9

5 Phương pháp nghiên cứu 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 12

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 12

1.2 Cơ sở lý luận của đề tài 12

1.2.1 Công nghệ phần mềm Đồ hoạ - Multimedia và ứng dụng 12

1.2.2 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn 13

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 16

2.1 Phân tích thực trạng sử dụng các phần mềm tin học trong ngành Cơ sửa chữa thiết bị và thiết kế chi tiết máy 16

2.1.1 Tình hình chung 16

2.1.2 Những hướng chính ứng dụng tin học vào thiết kế chi tiết máy phục vụ sửa chữa thiết bị 16

2.1.3 Khảo sát một số phần mềm thiết kế máy và chi tiết máy 17

2.1.4 Khảo sát một số phần mềm thiết lập bản vẽ và lập trình gia công trên máy công cụ CNC 18

2.2 Khảo sát tại Doanh nghiệp Dệt - Sợi 20

2.2.1 Khảo sát thực tế tình hình sử dụng thiết bị dệt, sợi 20

2.2.2 Những khó khăn cơ bản trong quá trình sửa chữa thiết bị 22

2.3 Khảo sát tại các trường đào tạo nghề cơ sửa chữa thiết bị dệt, sợi 22

2.4 Kết luận 24

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN 25

3.1 Kết quả khảo sát 25

3.2 Sản phẩm của đề tài 28

3.2.1 Thư viện hình ảnh thiết bị dệt, sợi 28

3.2.1 1 Dựng mô hình một số chi tiết điển hình của máy dệt kiếm Picanol 28

Dựng mô hình đầu kiếm phải 28

Dựng mô hình đầu kiếm trái 29

Dựng mô hình băng kiếm 30

Dựng mô hình bánh răng dẫn kiếm 31

Dựng mô hình bánh răng rẻ quạt 31

Dựng mô hình máng trượt kiếm 32

Dựng mô hình khung go và dây go 32

Dựng mô hình giá đỡ giàn lamen 34

Dựng mô hình bộ giá đỡ trục dẫn sợi 35

Dựng mô hình thùng sợi 37

3.2.1.2 Dựng mô hình một số chi tiết của dây chuyền kéo sợi 39

Dựng mô hình bánh răng chân ống sợi thô 39

Dựng mô hình bánh răng truyền chuyển động cho gàng 40

Dựng mô hình gàng máy kéo sợi thô 41

Dựng mô hình cầu và cọc trên máy kéo sợi con 41

Dựng hộp máy ghép cúi: 42

Dựng mô hình chân đế máy ghép cúi 43

Tạo mô hình máng trượt thùng cúi 44

Dựng cột trụ, thanh đỡ trên máy 45

Dựng mô hình suốt kéo dài trên máy ghép cúi 45

3 2.1.3.Hướng dẫn sử dụng thư viện hình ảnh 46

3.2.2 Mô phỏng qui trình sửa chữa một số dạng sai hỏng điển hình trên thiết bị dệt, sợi 47

3.2.2.1 Qui trình sửa chữa một số sai hỏng điển hình trên máy dệt kiếm Picanol 154

Thay thế, hiệu chỉnh khi bánh răng của bộ phận dẫn kiếm (đánh thoi) bị mòn51 Hiệu chỉnh khi độ cao khung go của bộ phận mở miệng vải không đồng đều 53 3.3.2 2 Qui trình sửa chữa một số sai hỏng điển hình trên thiết bị kéo sợi 56

Sửa chữa hiện tượng lệch cọc của bộ phận xe săn và quấn ống trên máy kéo sợi con 56

Sửa chữa hiện tượng mòn ngõng trục Pê đan của bộ phận điều chỉnh độ đều

màng bông đầu cân máy bông 60

3.2.2.3.Sử dụng mã lệnh Action Script trong MF.MX để đóng gói sản phẩm 62 3.3 Kết quả ứng dụng và hiệu quả của đề tài 64

3.3.1 Ứng dụng tại doanh nghiệp 64

3.3.2 Ứng dụng trong các trường đào tạo nghề 65

3.3.2.1 Đối với giáo viên dạy nghề 65

3.3.2.2 Đối với học sinh, sinh viên: 67

3.3.3 Đánh giá hiệu quả 68

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 70

I Kết luận 12

II Khuyến nghị: 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 1: PHIẾU KHẢO SÁT THỰC TRẠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ TẠI DOANH NGHIỆP 73

PHỤ LỤC 2: PHIẾU KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHCN VÀ CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ - MULTIMEDIA ÁP DỤNG VÀO CÔNG TÁC GIẢNG DẠY TẠI CÁC TRƯỜNG CÓ NGHỀ CƠ SỬA CHỮA THIẾT BỊ DỆT- SỢI 76

PHỤ LỤC 3: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI DOANH NGHIỆP 78

PHỤ LỤC 4: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN GIÁO VIÊN 79

PHỤ LỤC 5: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI HỌC SINH 81

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU

Hình 2.1: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy đậu sợi 20

Hình 2.2: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy đánh ống 20

Hình 2.3: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy dệt Picanol 21

Hình 3.1: Phối cảnh mô hình máy dệt kiếm Picanol 28

Hình 3.2: Mô hình đầu kiếm phải 29

Hình 3.3: Mô hình đầu kiếm trái 30

Hình 3.4: Mô hình băng kiếm 30

Hình 3.6: Bánh răng rẻ quạt 32

Hình 3.7: Máng trượt kiếm 32

Hình 3.8: Mô hình khung go 33

Hình 3.9: Giá đỡ giàn Lamen 35

Hình 3.10: Mô hình giá đỡ trục dẫn sợi 37

Hình 3.11: Mô hình thùng sợi 39

Hình 3.12: Phối cảnh mô hình máy kéo sợi thô 39

Hình 3.13: Bánh răng chân ống sợi thô 40

Hình 3.14: Mô hình bánh răng truyền chuyển động cho gàng 41

Hình 3.15: Mô hình gàng 41

Hình 3.16: Mô hình cọc sợi trên máy kéo sợi con 42

Hình 3.17: Mô hình hộp máy ghép 43

Hình 3.18: Mô hình chân đế máy ghép 44

Hình 3.19: Mô hình máng trượt thùng cúi 45

Hình 3.20: Mô hình phối cảnh máy ghép 45

Hình 3.21: Mô hình cặp suốt kéo dài 46

Hình 3.22: Hoạt cảnh tháo bu lông 49

Hình 3.23: Hoạt cảnh tháo băng kiếm 50

Hình 3.24: Hoạt cảnh tháo đầu kiếm 50

Hình 3.25: Hoạt cảnh di chuyển băng kiếm 51

Hình 3.26: Hoạt cảnh tháo bánh răng kiếm 53

Hình 3.27: Hoạt cảnh tháo bộ phận làm mát 53

Hình 3.28: Hoạt cảnh nới lỏng đai ốc 55

Hình 3.30: Hoạt cảnh hiệu chỉnh độ cao khung go 55

Hình 3.31: Hoạt cảnh đặt dưỡng kiểm tra độ đồng tâm 57

Hình 3.32: Hoạt cảnh nới lỏng đai ốc hãm cọc 57

Hình 3.33: Hoạt cảnh kiểm tra độ đồng tâm của cọc 58

Hình 3.34: Hoạt cảnh xiết chặt đai ốc hãm cọc 58

Hình 3.35: Hoạt cảnh chuyển ống sợi thô 60

Hình 3.36: Hoạt cảnh điều chỉnh độ đồng tâm của cọc 60

Hình 3.37: Trục Pêđan 62

-

Bảng 3: Các loại thiết bị được khảo sát 24

Bảng 1: Một số dạng sai hỏng thường gặp trên máy dệt kiếm Picanol 26

Bảng 2: Một số dạng sai hỏng thường gặp trên thiết bị kéo sợi 27

Bảng 4: Kết quả trưng cầu ý kiến đối với thợ cơ sửa chữa tại doanh nghiệp 65

Bảng 5: Kết quả trưng cầu ý kiến giáo viên 66

TÓM TẮT NHIỆM VỤ KH&CN

Để thực hiện các mục tiêu đề ra của đề tài, nhóm nghiên cứu đã triển khai các nhiệm vụ sau:

- Khảo sát: Được triển khai thực hiện theo hai hướng

* Khảo sát điều tra tại các doanh nghiệp dệt sợi về tình trạng thiết bị để đánh giá các dạng sai hỏng thường gặp và tiến hành phân loại, lập bảng

* Khảo sát, phân tích thực trạng việc ứng dụng công nghệ phần mềm Đồ họa – Multimedia đã và đang áp dụng vào công tác đào tạo trong một số trường

Quá trình khảo sát chủ yếu tập trung tại một số doanh nghiệp và đơn vị như Công ty CP Dệt- May Sơn Nam, Công ty CP Dệt- May Nam Định, xưởng thực nghiệm Dệt- Sợi - trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật VINATEX

Với 100 phiếu khảo sát đã được nhóm thiết kế phù hợp với việc khảo sát thiết bị dệt, sợi tại các doanh nghiệp Nhóm nghiên cứu đã tập hợp các kết quả khảo sát sau đó tiến hành phân loại, lập bảng và đánh giá các mức độ quan trọng một số tiêu chí cơ bản liên quan trực tiếp đến quá trình triển khai đề tài

- Xây dựng cơ sở lý thuyết: Nhóm đã nghiên cứu phần mềm đồ hoạ- Multimedia với hai trình ứng dụng được sử dụng chủ yếu là Macromedia và 3D Max kết hợp với lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn để trở thành cơ

sở lý thuyết cơ bản của đề tài

- Thực nghiệm: Xây dựng thư viện hình ảnh - Video và một số qui trình sửa chữa các sai hỏng điển hình trên thiết bị phổ biến trong dây chuyền sản xuất ngành dệt, sợi theo đúng mục tiêu của đề tài và lập phần mềm sử dụng Toàn bộ mô phỏng qui trình sửa chữa trên được nhóm áp dụng thử nghiệm tại Tổng công ty Cổ phần Dệt- May Nam Định và Công ty CP Dệt- May Sơn Nam, khoa Dệt- Sợi- Nhuộm trường Cao đẳng nghề Kinh tế- Kỹ thuật VINATEX

- Hội thảo khoa học đã xin ý kiến đóng góp của các doanh nghiệp, trường có đào tạo chuyên ngành dệt, sợi để bổ xung và hoàn thiện dự thảo báo cáo tổng kết đề tài

MỞ ĐẦU

Phát triển nguồn nhân lực công nghệ cao đang trở thành chiến lược trong đào tạo của nhiều trường Các chương trình đào tạo không còn mang tính hàn lâm nữa mà mang tính thực hành cao, trang bị cho người học kỹ năng nghề nghiệp và khả năng nghiên cứu khoa học gắn với thực tế phát triển công nghệ

Để thực hiện được vấn đề này, điều cơ bản là xây dựng được khung chương trình trên cơ sở đào tạo kỹ năng thực hành Bên cạnh đó, việc hợp tác với các doanh nghiệp sẽ giúp cho quá trình đào tạo luôn gắn với thực tế nghề nghiệp, làm cho quá trình đào tạo nghề luôn cập nhật được những thay đổi công nghệ nhanh, nhất là trong lĩnh vực đào tạo nghề Công nghệ Dệt, Sợi

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex được Tập đoàn Dệt - May Việt Nam giao nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực cho ngành Trong những năm qua, trường không ngừng đổi mới chương trình đào tạo, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên và tập trung đầu tư trang thiết bị cho quá trình giảng dạy nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo nhân lực cho các doanh nghiệp Dệt - May trong cả nước Trường không ngừng đổi mới phương pháp dạy học, đưa công nghệ thông tin vào quá trình giảng dạy để nâng cao hiệu quả đào tạo

Bên cạnh đó, nghề kéo sợi và dệt vải cũng được trang bị những hệ thống thiết bị mang tính hiện đại rất cao Các chi tiết máy được gia công tinh xảo bằng vật liệu cơ khí mới đảm bảo độ cứng vững, làm cho các thiết bị có khả năng truyền động với tốc độ cao Điều này đã giúp giảm bớt sức lao động trong quá trình gia công sản xuất, đồng nghĩa với việc giảm bớt lao động và tăng năng suất trên các dây chuyền Sợi, Dệt Một vấn đề đặt ra là hầu hết các chi tiết máy đều không còn hoạt động đơn thuần theo nguyên lý cơ học nữa mà thường được kết hợp thêm với các thiết bị điện, điện tử Vì vậy, việc quan sát nguyên

lý hoạt động của các chi tiết máy để sửa chữa hết sức khó khăn, đòi hỏi cần phải ứng dụng một phần mềm tin học để mô phỏng các thao tác sửa chữa, lắp ráp

Đề tài: “Ứng dụng công nghệ Multimedia vào việc lập phần mềm phục

vụ chuyên ngành cơ khí sửa chữa thiết bị dệt sợi’’ là đề tài nghiên cứu lý

thuyết cơ bản của phần mềm tin học để xây dựng hoạt cảnh sửa chữa một số thiết bị điển hình chuyên ngành dệt, sợi Phần mềm tin học được lựa chọn để nghiên cứu là phần mềm đồ hoạ - Multimedia với hai trình ứng dụng là Macromedia Flash MX (MF.MX) và 3DS.Max 9.0 Phần mềm đồ hoạ - Multimedia có khả năng mô phỏng hoạt cảnh qui trình sửa chữa thiết bị dệt, sợi một cách sinh động và đặc biệt tương thích với hệ điều hành Microsoft Windows

Với các lý do như trên, đây là một đề tài có tính cấp thiết cao

2 Căn cứ xây dựng đề tài

Có rất nhiều phần mềm được nghiên cứu ứng dụng trong đào tạo nghề nói chung như: Power point, Lectra, song với các phần mềm đồ hoạ - Multimedia, một giao diện cùng nhiều tính năng mới đã được tích hợp giúp Multimedia trở thành công cụ hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế Web và hoạt hình Phần mềm đồ hoạ - Multimedia cho nhiều công cụ và hiệu ứng để tạo ra một đoạn phim với các thành phần Media như hình ảnh, âm thanh… với kích thước nhỏ Multimedia cũng cung cấp thêm hai công cụ độc lập là Free Transform và Fill Transform rất thuận tiện cho sử dụng và tạo ra khả năng tương tác giữa người sử dụng và môi trường bên ngoài, đồng bộ hoá việc sử dụng âm thanh với những hoạt cảnh trong phim để tạo sự dễ hiểu, gây ấn tượng sâu sắc cho người học

Bên cạnh đó, chương trình có khả năng tích hợp và tương tác dễ dàng với HTML, XML, JavaScript và VBScript Để tích hợp và tương tác được, MF

MX đã cải tiến một số cấu trúc lệnh, đồng thời cung cấp cho người sử dụng một loạt các công cụ điều khiển (control) như CheckBox, Combox, ListBox, PushButton, RadioButton, ScrollBar, ScrollPane, hỗ trợ tích cực trong quá trình thiết kế bài giảng điện tử

Việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm đồ hoạ - Multimedia trong hỗ trợ thiết kế bài giảng và nâng cao kỹ năng thực hành nghề giúp cho công tác giảng dạy của giáo viên và quá trình đào tạo nâng bậc nghề trong các doanh nghiệp trở nên đơn giản, thuận tiện, chính xác, khoa học hơn so với các phương pháp giảng dạy truyền thống, kể cả so với phương pháp ứng dụng chương trình phần mềm khác Công nghệ phần mềm đồ hoạ - Multimedia giúp người dạy tiết kiệm thời gian, nhân lực, chi phí, hạn chế tối đa các sai sót trong quá trình giảng dạy Trong thực tiễn, kết quả của đề tài góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy trong đào tạo nghề tại các trường nói chung và đào tạo nâng bậc nghề tại các doanh nghiệp ngành Dệt - Sợi nói riêng Đây chính là những cơ sở lý thuyết đầu tiên để nhóm nghiên cứu quyết định nghiên cứu và sử dụng phần mềm chuyên ngành đồ họa Multimedia để dựng các hoạt cảnh mô phỏng qui trình sửa chữa thiết bị Dệt, Sợi

Về nhân sự thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu gồm có 07 giáo viên, chuyên viên với các chuyên ngành được phân công cụ thể như sau:

- Khảo sát tại các doanh nghiệp Sợi;

- Nghiên cứu các thiết bị điển hình trên dây chuyền kéo sợi tại một số doanh nghiệp;

- Chọn lọc các thao tác sửa chữa đạt yêu cầu kỹ thuật;

- Kết hợp với chuyên gia tin học để xây dựng

2 02 Kỹ sư Dệt

- Khảo sát tại các doanh nghiệp Dệt;

- Nghiên cứu các thiết bị điển hình trên dây chuyền dệt vải tại một số doanh nghiệp trong tỉnh và tỉnh lân cận;

- Chọn lọc các thao tác sửa chữa đạt yêu cầu kỹ thuật;

- Kết hợp với chuyên gia tin học để xây dựng hoạt cảnh mô phỏng

3 02 Kỹ sư tin học

- Khảo sát tại các doanh nghiệp Sợi, Dệt;

- Nghiên cứu về các chi tiết, thiết bị Dệt, Sợi;

- Xây dựng thư viện hình ảnh các chi tiết, thiết

bị Dệt, Sợi có trong doanh nghiệp và thử nghiệm ứng dụng phần mềm tin học

đã xây dựng vào quá trình sửa chữa thiết bị tại các doanh nghiệp, làm cho đề tài

có căn cứ xây dựng vững chắc hơn

3 Đối tượng nghiên cứu

- Dây chuyền kéo sợi, dệt vải của các hãng tại các doanh nghiệp Dệt, Sợi trong tỉnh;

- Các phần mềm tin học ứng dụng, phần mềm đồ họa - Multimedia;

- Qui trình sửa chữa các sai hỏng điển hình một số thiết bị Sợi, Dệt tại các doanh nghiệp, xưởng thực nghiệm nhà trường

4 Phạm vi, nhiệm vụ nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phần mềm đồ hoạ - Multimedia và trình ứng dụng;

- Nghiên cứu lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn;

- Khảo sát thực trạng việc ứng dụng công nghệ thông tin trong đào tạo ngành cơ khí;

- Khảo sát và phân tích công tác bảo trì, bảo dưỡng thiết bị trên các dây chuyền sản xuất dệt, sợi tại một số doanh nghiệp;

- Khảo sát công tác giảng dạy chuyên ngành cơ sửa chữa thiết bị tại các trường đào tạo nghề;

- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm đồ hoạ - Multimedia để xây dựng thư viện hình ảnh - Video và hoạt cảnh sửa chữa thiết bị Dệt - Sợi;

- Thực nghiệm ứng dụng phần mềm đồ hoạ - Multimedia phục vụ công tác giảng dạy chuyên ngành cơ sửa chữa thiết bị Dệt - Sợi tại trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex, tại xưởng thực nghiệm sản xuất của trường và một số đơn vị sản xuất

Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi của đề tài chủ yếu tập trung nghiên cứu sử dụng hai trình ứng dụng cụ thể của công nghệ phần mềm Multimedia là Macromedia Flash MX (MF.MX) và 3DS.Max 9.0 để xây dựng thư viện hình ảnh và mô phỏng một số qui trình sửa chữa thiết bị dệt sợi Thực tế tại các doanh nghiệp, thiết bị Sợi, Dệt hiện nay rất đa dạng phong phú về kiểu dáng, hình thức, hơn nữa nếu bóc tách các thiết bị rời thành các chi tiết máy độc lập để sửa chữa thì số lượng các chi tiết trên các thiết bị quá nhiều nên nhóm đã nghiên cứu và sử dụng phần mềm đồ họa- Multimedia để xây dựng thư viện hình ảnh một số thiết bị Sợi, Dệt Trên cơ sở đó lựa chọn và mô phỏng một số hoạt cảnh sửa chữa trên thiết

bị điển hình chuyên ngành Sợi, Dệt để minh họa Thư viện hình ảnh và Video

về thiết bị Sợi, Dệt là kho tư liệu cho giáo viên và cán bộ kỹ thuật tại doanh nghiệp ứng dụng để mô phỏng tiếp các dạng sửa chữa cơ khí khác trên thiết bị dệt, sợi

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp điều tra khảo sát: Lựa chọn khảo sát tại các doanh nghiệp Dệt, Sợi và công tác giảng dạy tại một số trường có đào tạo nghề Dệt, Sợi trực thuộc Bộ Công thương;

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu:

+ Nghiên cứu các tài liệu, Văn kiện của Đảng, chủ trương chính sách của Nhà nước;

+ Lý luận dạy học, công nghệ dạy học hiện đại;

+ Các phần mềm tin học ứng dụng, phần mềm đồ hoạ - Multimedia; + Tài liệu kỹ thuật về thiết bị dệt, sợi của các hãng;

- Phương pháp chuyên gia và kiểm chứng các giải pháp: Tham khảo ý kiến của cán bộ quản lý, giáo viên, chuyên viên kỹ thuật, thợ cơ sửa chữa thiết

bị tại các trường, doanh nghiệp có đào tạo Cơ sửa chữa thiết bị Dệt - Sợi;

- Phương pháp thực nghiệm:

+ Sản phẩm của đề tài được đưa vào thực nghiệm công tác giảng dạy ngành Cơ sửa chữa thiết bị Dệt - Sợi tại trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex;

+ Sản phẩm của đề tài được nhóm nghiên cứu triển khai thực nghiệm mô phỏng qui trình sửa chữa một số thiết bị dệt, sợi tại các doanh nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Kỹ xảo 3D trong phần mềm đồ hoạ - Multimedia là một trong những ứng dụng hiện nay đang phổ biến và được sử dụng nhiều nhất trong phim ảnh, thiết

kế trò chơi điện tử… Trong các trường đào tạo nghề, nhất là nghề Dệt- May, công nghệ đồ hoạ- Multimedia cũng có nhiều ứng dụng như phần mềm thiết kế trang phục ngành May, phần mềm sửa chữa cơ khí….Với tính tiện dụng, công nghệ 3Ds Max cũng được chuyên gia trong lĩnh vực thiết kế chi tiết máy của các hãng sản xuất thiết bị dệt, sợi sử dụng để mô phỏng giới thiệu một số thiết

bị có tính hiện đại cao nhằm giới thiệu sản phẩm của hãng trên thị trường

Như vậy phần mềm đồ hoạ Multimedia khá thông dụng và thân thiện trong môi trường doanh nghiệp cũng như trong lĩnh vực đào tạo nghề Tuy nhiên hầu hết người sử dụng mới chỉ dừng ở việc xem trực tiếp các file Video mà ít khi nghiên cứu xem cách thức dựng hình ảnh và làm thế nào để mô phỏng qui trình sửa chữa thiết bị được Trước tình hình trên, nhóm nghiên cứu đề tài đã tiến hành xây dựng một cơ sở lý luận và ứng dụng phần mềm tin học đồ hoạ- Multimedia vào mô phỏng qui trình sửa chữa thiết bị dệt, sợi

1.2 Cơ sở lý luận của đề tài

1.2.1 Công nghệ phần mềm Đồ hoạ - Multimedia và ứng dụng

Multimedia được hiểu là sự tích hợp nhiều thành phần phương tiện như

âm thanh, hình ảnh, văn bản, mô phỏng, trên máy tính vào quá trình thiết kế

để đạt mục tiêu đề ra Multimedia kết hợp các khả năng trong công nghệ, tập hợp gom nhóm các tài liệu bằng nhiều phương tiện khác nhau trong đó sự kết hợp các yếu tố như văn bản, đồ hoạ, âm thanh, hình ảnh (tĩnh và động) được thực hiện thông qua các thiết bị và kỹ thuật của công nghệ thông tin Về bản chất Multimedia là dạng dữ liệu đặc biệt, được liên kết bởi văn bản (Text), hình ảnh (Image), âm thanh (Sound), hình động (Amination) và phim (Video) Dạng

dữ liệu này được chuyển giao tới người sử dụng bằng máy tính hoặc các phương tiện điện tử khác Như vậy, công nghệ Multimedia là sự kết hợp nhiều mức độ ứng dụng khác nhau vào máy tính, phần mềm máy tính và thiết bị kết nối, cho phép đa dạng hoá việc trình bày, thể hiện nội dung cần truyền tải

Một trong những ứng dụng của Multimedia là các phần mềm trong 3D,

hiện nay thông dụng nhất thế giới là 3D Studio Max (3DS.Max) do hãng Discreet sản xuất, thường được sử dụng thiết kế các trò chơi điện tử, hoạt hình, film ảnh kỹ xảo 3DS.Max thích hợp cho người dùng cá nhân Thế mạnh của 3DS.Max là các công cụ dựng hình polygon, có thể tạo được những hình ảnh, hoạt hình với số lượng polygon thấp nhưng đạt hiệu quả hình ảnh cao

Được phát triển bởi Autodesk Media & Entertainment, 3DS.Max chạy trên nền Win32bit và Win64bit Đến tháng 8 năm 2006, 3DS.Max đã phát triển phiên bản thứ 9

3DS Max là một trong những ứng dụng tạo hoạt hình 3D rộng rãi nhất,

có khả năng dựng mô hình mạnh mẽ, một tập hợp các plugin kiến trúc mềm dẻo và một nền tảng tương thích với Microsoft Windows

Ngoài ra, với các công cụ dựng hình và làm hoạt cảnh, phiên bản mới nhất của 3DS.Max cũng có các đặc điểm cao cấp hơn như : tạo môi trường và phân bổ bề mặt, mô phỏng động - dynamic simulation, hệ thống hạt - particle system, bản đồ pháp tuyến - normal map và các bộ tô bóng, kiết xuất hình ảnh - rendering mạnh mẽ Ngoài ra với các thiết kế giao diện không ngừng cải tiến và ngôn ngữ kịch bản scripting language phục vụ cho việc lập trình, đã có một

số bộ plugin để render được thiết kế có thể nhúng vào phục vụ cho việc kiết xuất ảnh của như VRay, Brazil r/s và FinalRender Các phiên bản gần đây yêu cầu việc đăng kí và các thỏa thuận sử dụng với nhà sản xuất thông qua email hoặc fax

Cùng với 3DS.Max 9.0, Macromedia Flash MX (MF.MX) là một trong những ứng dụng thuộc nhóm ngành đồ hoạ - Multimedia

Phiên bản Macromedia Flash MX, một giao diện cùng nhiều tính năng mới được tích hợp cùng 3DS.Max 9.0 giúp Macromedia trở thành hướng đi đầu trong lĩnh vực thiết kế Web và hoạt hình Với MF.MX, nhiều cải tiến như việc dựng bảng Properties thay thế cho các bảng Paragraph, Character, Instance, Effect, Frame, Sound… giúp thực hiện được các đoạn phim hình với kết quả là tập tin lưu có kích thước rất nhỏ Thông qua các công cụ vẽ vectơ, tạo những đối tượng không phụ thuộc vào độ phân giải, MF.MX còn hỗ trợ thêm một số chức năng mới như: cho phép người sử dụng nhập các file phim với nhiều định

dạng đuôi như file.avi (Audio Video Interleaved), file.dv (Digital Video), file mpg, file.mpeg (Motion Picture Experts Group) v.v…

MF.MX cho người sử dụng nhiều công cụ và hiệu ứng để tạo ra một đoạn phim mô phỏng, cho phép người thiết kế tạo ra nhiều bản copy của đối tượng để dựng bất cứ nơi nào mà không phải tạo lại Ngoài ra, MF.MX cũng cung cấp thêm cho người sử dụng hai công cụ độc lập là Free Transform và Fill Transform tạo ra khả năng tương tác giữa người dựng và môi trường bên ngoài, tạo ra các nút điều khiển cho một kịch bản Web bằng cách dựng các Script Ngoài hình ảnh động được xây dựng, MF.MX còn sử dụng âm thanh đồng bộ hoá với những cảnh trong phim tạo ấn tượng sâu sắc cho người xem

1.2.2 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn

Quá trình nghiên cứu để đưa Công nghệ phần mềm đồ hoạ - Multimedia ứng dụng vào việc mô phỏng qui trình sửa chữa các thiết bị điển hình trong ngành Dệt - Sợi thực chất đã gắn lĩnh vực khoa học giáo dục kỹ thuật với đào tạo nghề nghiệp Vận dụng các phương pháp nhận thức khoa học với những sai hỏng khách quan tồn tại trong các doanh nghiệp dệt - sợi, nhóm nghiên cứu đã biến chúng trở thành thực tiễn giáo dục kỹ năng nghề nghiệp Để đề tài thành công, nhóm nghiên cứu đề tài đã sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu theo mô hình sau:

Đặc biệt, trong đề tài đã sử dụng phương pháp mô hình hoá Trong giáo dục kỹ thuật nghề nghiệp có rất nhiều vấn đề không thể trực tiếp nghiên cứu trên các đối tượng được do đối tượng nghiên cứu quá phức tạp và gặp những khó khăn khách quan Thực tế tại các doanh nghiệp dệt, sợi, do điều kiện sản xuất liên tục nên không thể lúc nào chúng ta cũng quan sát được quá trình vận hành thiết bị, ngay cả với bộ phận cơ sửa chữa tại doanh nghiệp Chỉ khi thiết

bị vào chu kỳ theo lịch xích tu sửa mới có dịp quan sát và có thể có một số thử nghiệm cho phép Vì vậy sử dụng phương pháp mô hình hoá các thiết bị điển hình ngành Dệt - Sợi là hết sức cần thiết trong quá trình nghiên cứu đề tài Do

độ phức tạp của kết cấu bên trong các thiết bị, chi tiết máy, việc sử dụng mô hình hoá được chế bản trên phần mềm đồ họa - Multimedia đã tạo ra tính cụ thể, tính chân thực, tính chính xác cao, tạo điều kiện cho người quan sát phân tích được nguyên nhân và biện pháp khắc phục các sai hỏng thường gặp trên thiết bị, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong sản xuất kinh doanh

Để kiểm chứng kết quả nghiên cứu đề tài, nhóm nghiên cứu đã xây dựng

Các phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu trực tiếp

(Giáo viên, Cán bộ công

nhân viên trong doanh

đồ hoạ - Multimedia

- Tổng hợp các phần mềm tin học ứng dụng

- Trừu tượng hoá;

- Khái quát hoá;

- Mô hình hoá.

So sánh lịch sử

- So sánh các loại thiết bị của nhiều hãng sản xuất thiết bị dệt sợi trên thế giới;

- Sự kế thừa về lịch sử chế tạo từ thô sơ đến hiện đại;

- Lựa chọn để mô phỏng và đưa vào thư viện hình ảnh

ngành cơ sửa chữa thiết bị Dệt - Sợi Sau đó cung cấp sản phẩm cho các cán bộ, giáo viên một số trường, các doanh nghiệp Dệt - Sợi tham khảo và ứng dụng

Như vậy khi nghiên cứu các tính năng ưu việt của công nghệ đồ hoạ - Multimedia và các yếu tố trong lý luận giáo dục nghề nghiệp kết hợp với thực tiễn, nhóm nghiên cứu đề tài quyết định lựa chọn hai phạm trù này làm cơ sở lý luận để triển khai nghiên cứu và xây dựng đề tài Sự tổng hoà của một công nghệ phần mềm tin học với lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn là sự kết hợp khoa học để có thể tạo ra gói sản phẩm có ý nghĩa trong thực tế giáo dục nghề và công tác sản xuất tại các doanh nghiệp

kinh tế, củng cố an ninh, quốc phòng của đất nước”

Đồng thời định hướng phát triển như sau:

- Tập trung phát triển ngành cơ khí một cách có hiệu quả, bền vững trên

cơ sở phát huy nội lực trong nước kết hợp với nguồn lực bên ngoài Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia phát triển ngành cơ khí một cách có tổ chức, phân công và hợp tác hợp lý, đồng thời tiếp tục đổi mới, sắp xếp phát triển và củng cố doanh nghiệp nhà nước về cơ khí đủ mạnh để giữ vai trò nòng cốt, là lực lượng chủ lực của ngành

- Tập trung phát triển một số chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm khai thác, phát huy tốt nhất tiềm năng (tài nguyên, nguồn nhân lực)

để đáp ứng các yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất nước

- Tăng cường năng lực tự nghiên cứu, chế tạo, đồng thời đẩy mạnh việc tiếp thu, ứng dụng khoa học, công nghệ tiên tiến nhằm đạt trình độ công nghệ trung bình tiên tiến của Châu Á, tạo thêm nhiều sản phẩm cơ khí có khả năng cạnh tranh cao

- Nâng cao khả năng chuyên môn hóa và hợp tác hóa, năng lực của ngành cơ khí, tạo tiền đề phát triển các ngành công nghiệp khác của đất nước

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các mẫu máy hiện đại (ứng dụng công nghệ PLC, CNC) và các thiết bị gia công đặc biệt

- Đẩy mạnh chương trình hiện đại hóa theo hướng điện tử - tin học hóa (CNC) dàn máy công cụ hiện có trong các cơ sở công nghiệp

2.1.2 Những hướng chính ứng dụng tin học vào thiết kế chi tiết máy phục

vụ sửa chữa thiết bị

- Hướng thứ nhất: Thực hiện chương trình hoá các phương pháp tính toán kinh điển đang được sử dụng bằng các phần mềm ứng dụng Khi thiết kế, chạy chương trình trên máy tính, nhập vào chương trình những số liệu cần thiết

đã được lựa chọn, kết quả tính toán được đưa ra giấy và màn hình

- Hướng thứ hai: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh, chính xác của máy

trình để giải các bài toán này Kết quả tính toán thiết kế có độ chính xác cao hơn, tin cậy hơn so với phương pháp tính toán thiết kế theo truyền thống

- Hướng thứ ba: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh của máy tính, lập chương trình tính toán tất cả các phương án thiết kế có thể được, sau đó chọn ra phương án tốt nhất theo chỉ tiêu tối ưu của bài toán đặt ra

- Hướng thứ tư: giảm nhẹ công sức lập các bản vẽ Sử dụng các phần mềm về vẽ, lập chương trình ứng dụng tự động vẽ các chi tiết máy, bộ phận máy Khi chạy các chương trình này, chỉ cần nạp số liệu đã được chọn từ bàn phím, hoặc từ đĩa mềm, máy tính sẽ tự động hoàn thành bản vẽ và có thể in ra giấy để sử dụng Có thể lập bản vẽ chế tạo chi tiết máy, bản vẽ lắp, bản vẽ chung, thậm chí có thể tự động lập bản thuyết minh

- Hướng thứ năm: tự động hoá quá trình thiết kế Lập phần mền hoàn chỉnh giải quyết tất cả các vấn đề liên quan đến một chi tiết máy, một bộ phận máy Khi chạy chương trình, chỉ cần nhập những số liệu cần thiết theo yêu cầu của chương trình Kết quả nhận được là bản vẽ hoàn chỉnh của chi tiết máy hoặc bộ phận máy

- Hướng thứ sáu: kết hợp các chương trình tính toán thiết kế và các chương trình điều khiển quá trình chế tạo, kiểm tra, tạo thành một hệ thống thiết kế - chế tạo tự động hoàn chỉnh

2.1.3 Khảo sát một số phần mềm thiết kế máy và chi tiết máy

Hiện nay, đã có một số phần mềm chuẩn dùng tính toán thiết kế chi tiết máy Ví dụ: phần mềm GENEEUS-13 tính toán thiết kế vẽ đai, xích Nói chung các phần mềm này chưa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nhiều cơ quan thiết kế, trường đại học cũng đã xây dựng các phần mềm tính toán và vẽ các chi tiết máy, bộ phận máy Ví dụ như Viện

Cơ học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, trường Đại học Giao thông Hà Nội, trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

Trong thư viện của Khoa Sư phạm Kỹ thuật, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng đã sưu tập tất cả các phần mềm tính toán thiết kế của các trường đại học Ví dụ như:

- Tính toán thiết kế và vẽ các bộ truyền

- Tính toán thiết kế và vẽ trục

- Tính toán và vẽ các loại hộp giảm tốc

- Tính toán thiết kế tối ưu các bộ truyền

- Tính toán thiết kế chính xác bộ truyền bánh răng theo phương pháp Phần tử hữu hạn

Ví dụ: chạy chương trình tính toán thiết kế và vẽ tự động bộ truyền bánh răng, được thực hiện như sau:

- Nạp số liệu thiết kế vào máy tính từ bàn phím, hoặc từ đĩa mềm Các số liệu gồm có: công suất, số vòng quay, thời gian sử dụng, đặc tính tải trọng

- Trong quá trình chạy chương trình, cần phải trả lời một số câu hỏi lựa chọn hiện trên màn hình, như chọn vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, giá trị các hệ số tính toán, độ chính xác gia công

- Sau khi tính toán xong, máy sẽ tiến hành tự động lập bản vẽ chế tạo các bánh răng Vẽ các hình chiếu, mặt cắt, ghi kích thước có dung sai, ghi sai lệch hình dạng, vị trí tương quan, độ nhám bề mặt Ghi các điều kiện kỹ thuật Kẻ và điền bảng thông số Kẻ và điền khung tên

Chạy chương trình tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng theo phương pháp phần tử hữu hạn, qua các bước sau:

- Nạp số liệu thiết kế vào chương trình I, tính bộ truyền bánh răng theo phương pháp truyền thống Kết quả tính được nạp vào File dữ liệu 1

- Chạy chương trình II, vẽ bộ truyền bánh răng, xây dựng mô hình tính toán theo phương pháp Phần tử hữu hạn Số liệu được nhập từ File dữ liệu 1, kết quả được ghi vào File dữ liệu 2

- Chạy chương trình III, tính ứng suất uốn, ứng suất tiếp xúc trên răng bằng phương pháp Phần tử hữu hạn Số liệu được nhập từ File dữ liệu 2 So sánh giá trị ứng suất tính được và giá trị cho phép, điều chỉnh kích thước của bộ truyền bánh răng, tính lại ứng suất Chương trình sẽ dừng, khi kết quả thiết kế

bộ truyền bánh răng thoả mãn yêu cầu của người thiết kế

2.1.4 Khảo sát một số phần mềm thiết lập bản vẽ và lập trình gia công trên máy công cụ CNC

- Phần mềm AutoCAD, được công bố bắt đầu từ Releas 1 (R1) vào tháng

12 năm 1982, sau đó là R.12 và R.13 lần lượt ra đời, R.14 được tung ra thị trường vào tháng 5 năm 1997, hiện nay đang sử dụng AutoCAD 2000 Sử dụng AutoCAD dễ dàng thiết lập được các bản vẽ cơ khí 2D, 3D

- Phần mềm MasterCam là phần mềm chuyên dùng để thiết lập bản vẽ chi tiết máy dưới dạng hình chiếu 2D, và hình chiếu trục đo 3D Khả năng thiết lập bản vẽ 3D của phần mềm MasterCam mạnh hơn nhiều so với phần mềm AutoCAD Phần mềm MasterCam có thể tự động lập trình điều khiển quá trình gia công trên máy công cụ CNC Khả năng lập trình gia công trên máy CNC của phần mềm này có thể nói là mạnh nhất, tương thích rất rộng Hầu như tất cả các loại máy công cụ CNC hiện có ở Việt Nam đều chạy được các chương trình được thiết lập từ phần mềm MasterCam 9.1 Lập trình tự động, giảm nhẹ được công sức thiết kế, tránh được những sai sót trong quá trình lập trình Các chương trình được lập tự động thường dài, chính tắc, quy trình gia công không phải là tối ưu

Ví dụ: sau khi vẽ khuôn ép nhựa, chọn máy, dao, chế độ cắt, đường chạy dao, phần mềm MasterCam 9.1 đã tự động lập trình điều khiển quá trình gia công Chương trình được viết bằng mã lệnh M-G code, có trên 3.000 câu lệnh

- Phần mềm Pro/Engineer cũng có khả năng thiết lập bản vẽ 2D, 3D và

3D Vẽ nhanh, chính xác và có thể biểu diễn chuyển động lắp ghép các chi tiết với nhau Một đặc trưng nổi bật khác của phần mềm này là cho phép thiết kế đối tượng từ các phương trình tham số, mô phỏng động học các chuyển động của vật thể

- Phần mềm Metacut Utilities, chuyên dùng để mô phỏng các quá trình gia công trên máy công cụ CNC Sử dụng phần mềm này có thể mô tả quá trình gia công chi tiết máy trên một máy CNC ảo Ta quan sát trước được toàn bộ quá trình gia công trên màn hình máy tính, từ lúc bắt đầu cho đến khi kết thúc Việc chạy mô phỏng giúp chúng ta phát hiện những lỗi trong chương trình, tránh được những sự cố đáng tiếc thường xảy ra khi sử dụng máy CNC

- Công nghệ CAD/CAM, là công nghệ thiết kế và gia công nhờ sự trợ giúp của máy tính Khi lập trình, người thiết kế không phải viết các phương trình toán học phức tạp để xác định các giao tuyến, tiếp điểm, tâm điểm, phương trình mô tả hình dạng của các bề mặt phức tạp Chương trình điều khiển quá trình gia công trên máy CNC được thiết lập một cách tự động Ngoài

ra còn cho phép chạy mô phỏng quá trình gia công trên máy tính, giúp chúng ta biết trước được kết quả gia công trên máy thực, tránh được những sai sót trong khi gia công

Nhờ vào hiệu quả và độ chính xác cao, công nghệ CAD/CAM cho phép chúng ta tiết kiệm được thời gian thiết kế, thời gian gia công, góp phần hạ giá thành của sản phẩm

- Công nghệ CAD/CAM/CNC là sự kết hợp giữa hệ thống CAD/CAM

và máy công cụ CNC Công nghệ này cho phép chúng ta thực hiện quá trình sản xuất một cách hoàn toàn tự động Đây chính là chìa khoá của nền sản xuất

cơ khí hiện đại

* Kết luận

Ứng dụng tin học vào lĩnh vực thiết kế chi tiết máy giải quyết được rất nhiều vấn đề: thiết lập các bản vẽ, thiết lập bản thuyết minh, tính toán thiết kế các chi tiết máy, bộ phận máy với độ chính xác cao, thiết lập các chương trình điều khiển quá trình gia công, chế tạo hệ thống gia công tích cực, tự động kiểm tra và điều chỉnh chế độ cắt, thiết kế và sửa chữa thiết bị đảm bảo năng suất cao và độ chính xác gia công rất cao Tin học và máy tính đã hỗ trợ phát huy hết khả năng vốn có, để thiết kế và chế tạo ra những sản phẩm cơ khí có chất lượng cao, giá thành thấp Muốn tận dụng được lợi thế này, ngoài kiến thức chuyên môn về công nghệ chế tạo máy cần hiểu biết về tin học và sử dụng thành thạo các thiết bị điện tử trong hệ thống sản xuất cơ khí hiện đại

Qua khảo sát, mỗi phần mềm tin học có một ứng dụng và thế mạnh riêng Tuy nhiên nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy để có một hoạt cảnh mô phỏng sinh động, các chi tiết máy đầy đủ các thông số kỹ thuật với màu sắc vật liệu xác thực thì công nghệ đồ hoạ Multimedia là phần mềm tin học có nhiều

ưu điểm hơn cả Một chương trình thực tế ảo nếu chỉ là sản phẩm đơn thuần của công nghệ thông tin thì không thể tạo được cảm giác “thật” khi thiếu hệ cơ

khí (ví dụ hexapod) hỗ trợ về tạo chuyển động theo tình huống của kịch bản

graphic đang thể hiện trên màn ảnh

Hơn nữa sau khi được đóng gói dưới dạng các file avi, file mpeg, file

swf, file.exe, công nghệ đồ hoạ Multimedia cho phép xuất hình ảnh tương thích

với hệ điều hành Microsoft Windows rất phổ biến trên các máy tính

2.2 Khảo sát tại Doanh nghiệp Dệt - Sợi

2.2.1 Khảo sát thực tế tình hình sử dụng thiết bị dệt, sợi

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát tại nhiều doanh nghiệp Dệt sợi

và thấy hiện nay rất nhiều thiết bị hiện đại có ứng dụng tin học được đưa vào

sản xuất

Ví dụ: Hệ thống quản lý dữ liệu và điều hành sản xuất trên máy đánh

ống, đậu sợi, máy ghép cúi, máy kéo sợi thô, máy kéo sợi con trong dây chuyền

kéo sợi, hệ thống quản lý dữ liệu và điều hành trên máy dệt Picanol

Hình 2.1: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy đậu sợi

Hình 2.2: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy đánh ống

Hình 2.3: Hệ thống điều khiển ứng dụng tin học trên máy dệt Picanol

Các thiết bị dệt sợi rất phức tạp, kết cấu về phần cơ thường gắn liền với các thiết bị điện tử Qua khảo sát thực tế tại doanh nghiệp, cấu thành của một

hệ thống thiết bị dệt sợi trên các máy hiện đại, thường gồm có các bộ phận chủ yếu sau đây:

1- Hệ điều khiển - tác động (Actuator): Các loại cơ cấu máy cơ khí; hệ

thống thuỷ lực, khí nén; các cuộn dây cảm từ, cảm âm; đầu phát tia laser; Động cơ DC, động cơ bước, servo,

2- Cảm biến (Sensor): quang điện tử; công tắc từ, cơ khí; đo ứng suất, thế năng, gia tốc, lưu lượng, nhiệt… các loại ghi-giải mã kỹ thuật số (digital encoder); MEMs, NEMs;

3- Hệ giao tiếp và lọc tín hiệu đầu vào (Input Interfacing & Conditioning): Các bộ khuyếch đại tín hiệu; filters; bảng mạch điện thành phần; bộ chuyển hệ A/D, D/D (analog-digital)

4- Các cấu trúc điều khiển kỹ thuật số (Digital Controls Architectures): PLC; SBC; hệ logic và số học; Hệ thống viễn thông-truyền tin.; bộ đếm tần, thời gian; microcontrollers

5- Hệ giao tiếp và lọc tín hiệu đầu ra (Output interfacing & conditioning): các bộ khuyếch đại tín hiệu; các chuyển hệ A/D, D/D; PWM; Powers Transistors; Opamps

6- Màn hình hiển thị: LEDs; LCD; CRT; Digital displays

Nghiên cứu triển khai ứng dụng các sản phẩm cơ điện tử ở nước ta nói chung và ngành Dệt - Sợi nói riêng qua khảo sát mới chỉ đang ở giai đoạn tiếp cận và ứng dụng Tại doanh nghiệp (đa số là liên doanh với nước ngoài hay công ty 100% vốn FDI) các sản phẩm cơ điện tử chủ yếu là được lắp ráp vào máy để hỗ trợ công nghệ trên máy

Ví dụ: Khảo sát trên hệ thống kéo sợi tại các nhà máy tại Nam Định, Thái Bình, Hà nội thường có các thiết bị ứng dụng Cơ - Điện tử - Tin học như sau:

+ Hoạt động của đầu xé trên liên hợp xé đập thực chất là một Robot hoạt động theo một chương trình đã vạch sẵn và có khả năng nhận biết khoảng cách về chiều cao và chiều dài động trình, nhận biết chướng ngại vật

và vật thể nguy hiểm (sắt, thép);

+ Hoạt động của bộ phận tự động làm đều cúi trên máy ghép là sự kết hợp của máy tính, các mạch điện tử để nhận biết độ không đều và động cơ vô cấp để điều khiển về cơ khí hoạt động của các suốt kéo dài

+ Hoạt động của bộ phận tự động đổ sợi trên máy kéo sợi con, máy kéo sợi thô thực tế là hệ thống Robot bao gồm các thiết bị cơ, điện, tin kết hợp để

đổ ống sợi đầy trên máy ra và lắp lõi ống vào để tiếp tục cuộn sợi

+ Hoạt động của bộ Uster - Cut trên máy đánh ống tự động giúp cắt bỏ các đoạn sợi to, nhỏ không đều và hình thành mối nối vê theo yêu cầu kỹ thuật

2.2.2 Những khó khăn cơ bản trong quá trình sửa chữa thiết bị

Tất cả những vấn đề trên đòi hỏi khi sửa chữa thay thế thiết bị, người thợ phải hình dung thật rõ kết cấu của chi tiết kể cả phần cơ và điện Tuy nhiên hiện nay công việc sửa chữa các thiết bị trên trong các doanh nghiệp còn gặp nhiều khó khăn Qua khảo sát thực tế tại hiện trường sửa chữa máy tại doanh nghiệp, nhóm khảo sát tập hợp được các nguyên nhân gây khó khăn trong quá trình sửa chữa như sau:

- Không hình dung rõ ràng về kết cấu chi tiết, mối liên kết giữa các bộ phận cơ - điện - điện tử nên quá trình tháo lắp có thể dẫn đến sai hỏng thêm;

- Thường tháo lắp, sửa chữa theo kinh nghiệm, hoặc quan sát nên hiệu quả chưa cao, tốn nhiều thời gian và công sức;

- Nhiều chi tiết, hệ thống có mối liên quan rất phức tạp, kết hợp nhiều chuyển động, nhiều hướng chuyển động nên khó sửa chữa;

- Đòi hỏi người thợ phải tích lũy nhiều kiến thức: kiến thức về công nghệ, kiến thức về cơ khí, kiến thức về điện- điện tử;

- Ngoài ra còn rất nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan khác chỉ xuất hiện trong thực tế sản xuất tại từng doanh nghiệp Ví dụ như nguyên nhân về môi trường, trang bị thiết bị sửa chữa, mức độ lành nghề của công nhân sửa chữa…

2.3 Khảo sát tại các trường đào tạo nghề cơ sửa chữa thiết bị dệt, sợi

Khảo sát tại trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex, do việc đầu tư các máy Dệt - Sợi rất tốn kém nên việc sử dụng các máy thật làm mô hình sửa chữa và giới thiệu thiết bị rất hạn chế Tuy nhiên nhà trường cũng đã trang bị rất nhiều hệ thống máy Dệt - Sợi, kết hợp để mở ra mô hình vừa thực nghiệm sản xuất vừa đào tạo công nhân, kỹ thuật viên công nghệ và cơ sửa chữa Các thiết bị, mô hình được trang bị cụ thể như sau:

STT Loại máy/ Kiểu Số

1 Máy kéo sợi con Đức 01 Kéo sợi con

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

2 Máy đánh ống Trung quốc 01 Tạo quả sợi

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

3 Máy đậu sợi Ý 01 Chập sợi

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

5 Mô hình máy kéo sợi con 02

Tìm hiểu về công nghệ

và thiết bị

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

6 Mô hình máy chải thô 01

Tìm hiểu về công nghệ

và thiết bị kéo sợi

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

7 Mô hình máy ghép cúi 01

Tìm hiểu về công nghệ

và thiết bị kéo sợi

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

8 Mô hình đầu cuốn ống 01

Tìm hiểu về công nghệ

và thiết bị kéo sợi

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

9 Máy dệt thoi

Dệt vải khổ rộng và khổ hẹp

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

10 Máy dệt Nam Triều Tiên 05 Dệt vải khổ rộng

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

11 Máy dệt Picanol 05 Dệt vải khổ rộng

- Thực nghiệm sản xuất

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

Tìm hiểu về thiết bị và công nghệ dệt vải

- Giảng dạy công nghệ

- Giảng dạy cơ sửa chữa

Bảng 3: Các loại thiết bị được khảo sát

Với sự đầu tư trang thiết bị trên, học sinh, sinh viên sau quá trình học tập lý thuyết được trực tiếp tham gia thực tập tại xưởng trường và giai đoạn cuối cùng mới thực tế sản xuất tại doanh nghiệp để làm quen với việc đa dạng hóa mặt hàng trong sản xuất kinh doanh

Khảo sát tại các trường có đào tạo nghề Dệt - Sợi khác, kể cả các trường Đại học hầu như số lượng thiết bị rất ít Học sinh, sinh viên sau khi học thường phải đăng ký tham gia thực tập ngay tại các doanh nghiệp để có thực tế sản xuất

2.4 Kết luận

Chính vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng các phần mềm tin học để mô phỏng các sai hỏng các chi tiết điển hình trong ngành Dệt - Sợi không chỉ là yêu cầu cấp bách của các doanh nghiệp mà còn là yêu cầu cấp bách trong các trường đào tạo nhằm khắc phục những điểm còn tồn tại trong việc thực hành lắp ráp và sửa chữa các thiết bị chuyên ngành kéo sợi và dệt vải

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN

3.1 Kết quả khảo sát

Kết quả khảo sát trên 50 phiếu về ứng dụng Khoa học công nghệ và

Công nghệ phần mềm đồ họa-Multimedia áp dụng vào công tác giảng dạy tại các trường (Mẫu phiếu 02- Phụ lục) một số tiêu chí cho kết quả như sau:

+ 100% phiếu khảo sát cho thấy ứng dụng công nghệ đồ hoạ Multimedia là rất cần thiết trong thiết kế bài giảng;

+ Tuy nhiên, tại các cơ sở đào tạo khi được khảo sát về số lượng người biết và sử dụng được phần mềm đồ hoạ - Multimedia, kết quả cho thấy:

- Khảo sát tiêu chí về thiện chí của giáo viên đối với việc tiếp cận nghiên cứu và ứng dụng công nghệ đồ hoạ - Multimedia cho thấy:

86% giáo viên rất sẵn sàng để tiếp cận phần mềm tin học này

14% giáo viên sẽ có quyết định sau

Đây là một yếu tố rất thuận lợi để phần mềm ứng dụng công nghệ đồ hoạ - Multimedia có thể được sử dụng và phát triển rộng rãi trong quá trình giáo dục nghề nghiệp

Kết quả khảo sát về thực trạng tình hình sử dụng trang thiết bị tại các

doanh nghiệp dệt, sợi (Mẫu phiếu điều tra 01 tại mục lục) Đánh giá một số tiêu chí trên 50 phiếu cho thấy:

+ 80% các doanh nghiệp sử dụng rất nhiều các thiết bị khác nhau trong dây chuyền sản xuất của mình, chứng tỏ tính đa dạng của các thiết bị sợi và dệt trong các cơ sở sản xuất;

+ 70% kết quả khảo sát cho thấy các doanh nghiệp đã không thực hiện được đúng lịch tu sửa thiết bị do nhiều nguyên nhân khách quan;

+ 100% kết quả khảo sát cho thấy thợ cơ sửa chữa trực tiếp chưa bao giờ được xem một phần mềm tin học ứng dụng nào mô phỏng quá trình sửa chữa thiết bị

Đối với các dạng sai hỏng thường thấy và qui trình sửa chữa các thiết bị dệt sợi, sau khảo sát bằng các phiếu tại phụ lục 1 nhóm đã tập hợp được theo hai bảng dưới đây:

STT Dạng sai hỏng

thường gặp

Bộ phận gây lỗi Nguyên nhân

Biện pháp khắc phục

Khe hở giữa bánh răng kiếm

và khối làm mát phía trên sai

+ Thay băng kiếm + Điều chỉnh khe hở đúng yêu cầu kỹ thuật

2 Gẫy nhíp đầu

kiếm trái và phải

Đưa sợi ngang

Thanh mở kiếm đặt quá cao

+ Thay nhíp kiếm + Điều chỉnh bộ mở kiếm

3 Mòn bánh răng kiếm

Bộ phận đánh thoi (đưa kiếm)

Do ma sát trong quá trình chuyển động

Thay bánh răng dẫn kiếm

4 Vị trí khung go thấp hơn so với

qui định

Bộ phận

mở miệng vải

Mòn, dơ khớp nối khung go

Điều chỉnh mấu trượt trên thanh nối để đảm bảo chiều cao khung

Điều chỉnh độ cao, xa của xà sau theo qui định và kinh nghiệm sản xuất

Bảng 1: Một số dạng sai hỏng thường gặp trên máy dệt kiếm Picanol

Khảo sát trên dây chuyền máy dệt Picanol, số lượng lỗi công nghệ, cơ, điện tập hợp trong bộ nhớ của Computer có đến trên 100 lỗi Nhưng xét về phương diện cơ sửa chữa và mức độ xuất hiện lỗi, nhóm tập hợp 6 dạng lỗi cơ bản và xây dụng mô phỏng qui trình sửa chữa 4 dạng lỗi điển hình thường xảy

ra trong quá trình vận hành máy Picanol (1,3,4,6)

STT Dạng sai hỏng

Biện pháp khắc phục

1 Trục Pê đan bị mòn tại vị trí

lắp vòng bi

Bộ phận làm đều cuộn bông trên máy đầu cân

Thay đổi tốc độ liên tục trong quá trình cấp bông

Thùng kim nhỏ

Tắc, kẹt xơ trong máy Thao tác vệ sinh không đúng

Quấn lại kim

3 Lực ép suốt

không ổn định

Bộ kéo dài các máy chải, ghép, thô và con

Lò xo bị cứng cơ học

do chịu lực nén liên tục

Điều chỉnh lực nén lò xo hoặc thay thế

Sai lệch bánh răng chân ống

Chỉnh tâm bánh răng chân ống

Chuyển động với vận tốc quá lớn

hoặc do thao tác của công nhân đổ sợi

Điều chỉnh tâm cọc về đúng vị trí

6 Cam thành hình bị mòn đỉnh

Bộ phận thành hình máy kéo sợi con

Hành trình đổi hướng chuyển động của cam khi đổi hướng cầu

Sửa chữa, hiệu chỉnh hoặc thay thế

Bảng 2: Một số dạng sai hỏng thường gặp trên thiết bị kéo sợi

Tại các doanh nghiệp kéo sợi, nhóm đã tập hợp được 36 dạng sai hỏng thiết bị cơ bản cần phải can thiệp của bộ phận sửa chữa và lựa chọn 6 lỗi điển hình có mức độ xuất hiện nhiều trên máy kéo sợi Các dạng sai hỏng được tập hợp vào thư viện hình ảnh và sau đó được chọn lựa để mô phỏng ba dạng sai hỏng điển hình trên máy đầu cân, máy kéo sợi thô và máy kéo sợi con

3.2 Sản phẩm của đề tài

3.2.1 Thư viện hình ảnh thiết bị dệt, sợi

3.2.1 1 Dựng mô hình một số chi tiết điển hình của máy dệt kiếm Picanol

Hình 3.1: Phối cảnh mô hình máy dệt kiếm Picanol

Dựng mô hình đầu kiếm phải

Trên bảng lệnh Modify, sử dụng lệnh Insert thêm các Vertex (đỉnh) để

tạo ra hình mô hình đầu kiếm phải

Vào thẻ Modify/Extrude nhập các thông số:

Hình 3.2: Mô hình đầu kiếm phải

Dựng mô hình đầu kiếm trái

Trên bảng lệnh Shapes, chọn công cụ Rectangle để tạo hình dáng cơ bản cho đầu kiếm trái với các thông số tương tự như mô hình đầu kiếm phải:

Trên bảng lệnh Modify, sử dụng lệnh Insert thêm các Vetex (đỉnh) để tạo

ra hình mô hình đầu kiếm bên trái

Vào thẻ Modify/Extrude nhập các thông số:

Amount = 2 mm

Segments = 1

Nhấp chuột phải vào Rectangle chọn Convert to/Convert to Editable Poly để hiệu chỉnh đối tượng dạng Edge (cạnh) và Polygon (bề mặt)

Trên bảng lệnh Editable Poly nhấn phím 2 để chọn phép hiệu chỉnh Edge

và vào lệnh connect để tạo thêm các cạnh khác tương ứng với hình dạnh đầu kiếm trái

Nhấn phím 4 để chọn phép hiệu chỉnh Polygon và vào lệnh Extrude để

tạo thêm các bề mặt khác cho đầu kiếm trái Ta có kết quả như sau:

Hình 3.3: Mô hình đầu kiếm trái

Dựng mô hình băng kiếm

Trên bảng lệnh Shapes, chọn công cụ Rectangle để tạo hình dáng cơ bản cho đối tượng với các thông số:

Rectangle 01: Tạo bề mặt băng kiếm

Length = 20 mm, Width = 1200 mm, Corner Radius = 0.0 mm

Rectangle 02: Tạo các lỗ thủng trên bề mặt băng kiếm

Length = 10mm, Width = 10 mm, Corner Radius = 0.0 mm

Chọn Rectangle 02 và giữ phím Shift để nhân bản đối tượng để tại các lỗ thủng khác trên băng kiếm

Tích hợp 2 đối tượng Rectangle01, Rectangle02:

Nhấp chuột vào Rectangle 01 vào thẻ Modify/Edit Spline/Attach Multiple chọn Rectangle02/ Attach

Trở về thẻ Modify/Extrude nhập các thông số:

Amount = 5 mm, Segments = 1 ta có kết quả như sau

Hình 3.4: Mô hình băng kiếm

Dựng mô hình bánh răng dẫn kiếm

Chọn Star trên bảng lệnh Shapes với các thông số:

Radius 01 = 500 mm

Radius 01 = 485 mm

Points = 64

Trở về thẻ Modify/ Edit Spline/Vertex, dùng công cụ Select and Scale

để bao toàn bộ đối tượng và nhấp chuột phải chọn Smooth

Trở về thẻ Modify/Extrude nhập các thông số:

Amount = 5 mm, Segments = 1 ta có kết quả như sau

Dựng mô hình bánh răng rẻ quạt

Chọn Line trên bảng lệnh Shapes để tạo ra hình dáng cơ bản của bánh răng rẻ quạt và tạo thêm một Circle với thông số như sau:

Hình 3.6: Bánh răng rẻ quạt

Dựng mô hình máng trượt kiếm

Chọn Line trên bảng lệnh Shapes để tạo ra hình dáng mặt cắt của máng trượt kiếm

Vào Modify/Extrude nhập các thông số:

Amount = 600 mm, Segments = 1 ta có kết quả như sau

Giữ phím Shift nhấp chuột vào Rectangle 02 để nhân bản đối tượng với thông số:

Dựng mô hình giá đỡ giàn lamen

Tạo vật thể khối nguyên sinh

Trên khung nhìn Perspective vào Geometry/Box có các thông số như sau:

Nhấp chuột phải vào đối tượng Box01, Box02 chọn Convert to/Convert

to Editable Poly để hiệu chỉnh đối tượng dạng Polygon

Tạo tiếp các khối định hướng, trên khung nhìn Perspective vào Geometry/Box có các thông số như sau:

Chọn Subtraction (B - A) nhấp chuột vào Pick Operand B

Lắp ráp các bộ phận của thùng dẫn sợi vào nhau và vào Menu File/Save đặt tên file: Gia do gian lamen.max

Hình 3.9: Giá đỡ giàn Lamen

Dựng mô hình bộ giá đỡ trục dẫn sợi

Trên bảng lệnh Shapes, chọn công cụ Rectangle để tạo hình dáng cơ bản cho đối tượng với các thông số:

Trên bảng lệnh Modify, sử dụng lệnh Insert thêm các Vertex (đỉnh) để tạo ra hình bộ giá đỡ trục dẫn sợi

Tương tự, tạo thêm các hình vectơ khác cho bộ giá đỡ của máy Picanol

với các thông số như sau

Tích hợp 2 đối tượng Rectangle01, Circle 01:

Modify/Edit Spline/Attach Multiple chọn Rectangle01/ Attach

Tạo khối từ hình Shapes

Vào thẻ Modify/Extrude nhập các thông số:

Rectangle 01: Amount = 15 mm, Segments = 1

Rectangle 02, Rectangle 03, Rectangle 04: Amount = 30 mm, Segments

= 1

Trở về bảng lệnh Shapes, chọn công cụ Line để tạo hình dáng phần bên trong của bộ giá đỡ trục dẫn sợi trục dẫn sợi

Chọn Shapes/Line

Trên bảng lệnh Modify, chọn Insert thêm các Vertex (đỉnh) để hiệu chỉnh

các đường Line và đặt tên là: Line 01, Line 02, Line 03

Trên bảng lệnh Geometry/Cylinder với các thông số:

Cylinder 01:

Radius = 20mm, Height = 30mm

Cylinder 02:

Vào Shapes/Line tạo ra hình dạng của bộ kẹp trục dẫn sợi

Trở về Modify/Extrude để tạo khối với các thông số:

Amount = 10 mm, Segments = 1

Sau khi hoàn tất các cụm chi tiết của bộ giá đỡ trục dẫn sợi, ta tiến hành hợp nhất tất cả các đối tượng riêng biệt từ các File max khác nhau, để tạo thành

mô hình hoàn chỉnh bằng các dùng lệnh Merge trong menu File

Hình 3.10: Mô hình giá đỡ trục dẫn sợi

Nhấp chuột phải vào đối tượng Cylinder chọn Convert to/Convert to Editable Poly để hiệu chỉnh đối tượng dạng Polygon

Chọn Convert to Editable Poly/Vertex

Nhấp chuột phải vào hình tròn đồng tâm trong khung nhìn Top chọn công cụ Select an Uniform Cales Trên hộp thoại Scale thiết lập các thông số:

x = 0.0; y = 0.0; z = 0.0

Offset Screen = 190.0%

Tạo mô hình trục thùng dẫn sợi

Trên bảng lệnh Geometry/Cylinder với các thông số:

Chọn Convert to Editable Poly/Vertex

Nhấp chuột phải vào hình tròn đồng tâm trong khung nhìn Top chọn công cụ Select an Uniform Cales Trên hộp thoại Scale thiết lập các thông số:

Length = 150mm; Width = 150 mm, Height = 2800 mm; LengthSegs = 1

WidthSegs = 1; Height Segs = 1

Trên thanh trượt Customs, click chuột phải vào công cụ Select and Move