Thiết kế máy mài đế và mũ giày

In shoe manufacturing, in order to attach the upper shoe and correspondingsole shoe, it is necessary to rough upper shoe and sole shoe so that the glue canpenetrate the leather and adher

——— ———

TR N V N LINH

Chuyên ngành: CÔNG NGH CH T O MÁY

Mã s : 605204

LU N V N TH C S

TP H CHÍ MINH, tháng 11 n m 2012

——— ———

TR N V N LINH

Chuyên ngành: CÔNG NGH CH T O MÁY

Mã s : 605204

LU N V N TH C S

TP H CHÍ MINH, tháng 11 n m 2012

I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH

Cán b h ng d n khoa h c: TS Nguy n V n T ng

Cán b ch m nh n xét 1:

Cán b ch m nh n xét 2:

Lu n v n th c s c b o v t i Tr ng i h c Bách Khoa, HQG Tp HCM ngày tháng n m

Thành ph n H i ng ánh giá lu n v n th c s g m: 1

2

3

4

5

Xác nh n c a Ch t ch H i ng ánh giá LV và B môn qu n lý chuyên ngành sau khi lu n v n ã c s a ch a (n u có)

Ch t ch h i ng ánh giá lu n v n môn qu n lý chuyên ngành

NHI M V LU N V N TH C S

tên h c viên: Tr n V n Linh MSHV: 11046108Ngày, tháng, n m sinh: 22/02/1988 N i sinh: Qu ng NgãiChuyên ngành: Công ngh ch t o máy Mã s : 605204

I TÊN TÀI:

Thi t k máy mài và m giày

II NHI M V VÀ N I DUNG:

- Trình bày t ng quan v máy mài và m giày

- Xác nh các ch c n ng và c tính k thu t c a máy mài và m giày

- Phân tích, l a ch n các nguyên lý làm vi c, các s ng c a máy mài và mgiày

- Thi t k h th ng c khí cho máy mài và m giày

- Xác nh các i t ng, yêu c u u khi n và gi i thu t u khi n cho máy mài

III NGÀY GIAO NHI M V : 02/07/2012

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 30/11/2012

Em xin chân thành c m n Th y TS Nguy n V n T ng và Th y PGS TS.

Ph m Ng c Tu n ã quan tâm, giúp , h ng d n em hoàn thành t t lu n v n.Xin chân thành cám n các Th y Cô Phòng ào t o sau i h c, các Th y Côtrong B môn Ch t o máy, Khoa C khí, ã truy n t ki n th c c ng nh kinhnghi m nghiên c u khoa h c, t o m i u ki n giúp em hoàn thành t t lu n v n.Xin chân thành c m n b n bè, ng nghi p, anh ch em trung tâmCENINTEC ã t o m i u ki n thu n l i, h tr , ng viên, giúp tôi hoànthành lu n v n úng ti n và m c tiêu ã ra

Tp.HCM, ngày 30 tháng 11 n m 2012

c viên

Tr n v n Linh

In shoe manufacturing, in order to attach the upper shoe and correspondingsole shoe, it is necessary to rough upper shoe and sole shoe so that the glue canpenetrate the leather and adhere This thesis presents an innovative apparatus forroughing shoe upper and sole shoe It is required to rough accuracy following thecomplex 3D (3 dimensional) paths of shoe and achieve the required productivity Inorder to meet these requirements, the designed machine must have 5-DOF (degree

of freedom) and have two stations independently: one station for roughing uppershoe and another one for roughing sole shoe Firstly, shoe upper and sole shoe areclamped on shoe supports and transported to roughing position, after that the shoesupport and roughing head are controled to move relative to one another so as toguide roughing brush very precise following the complex 3D paths of shoe

Trong s n xu t giày dép, tr c khi dán ép và m giày v i nhau c n ph imài và m giày t ng bám dính khi phun keo Lu n v n này trình bày m t

ph ng pháp hi n i mài và m giày V i yêu c u mài chính xác theo biên

ng 3D c a và m giày, ng th i m b o n ng su t yêu c u, máy thi t k c n

có 5 b c t do và có hai tr m mài c l p, m t tr m mài , m t tr m mài m utiên, và m giày c nh v và k p ch t trên gá chi ti t, sau ó gá và umài c u khi n chuy n ng t ng i v i nhau d n h ng cho ch i màimài chính xác theo biên d ng 3D c a chi ti t giày

C L C

CH NG 1: T NG QUAN V MÁY MÀI VÀ M GIÀY 1

1.1 Tình hình s n xu t giày dép t i Vi t Nam 1

1.2 Quy trình công ngh s n xu t giày dép 2

1.3 Tình hình nghiên c u và s d ng máy mài và m giày trên th gi i 4

1.4 Tình hình nghiên c u và s d ng máy mài và m giày Vi t Nam 9

1.5 Tính c p thi t c a tài 11

1.6 M c tiêu c a tài 11

1.7 N i dung nghiên c u 11

1.8 Gi i h n ph m vi nghiên c u c a tài 11

1.9 Các ph ng pháp nghiên c u 11

1.10 Ý ngh a khoa h c c a lu n v n 12

1.11 Ý ngh a th c ti n c a lu n v n 12

CH NG 2: XÁC NH CÁC CH C N NG VÀ C TÍNH K THU T C A MÁY MÀI VÀ M GIÀY 13

2.1 Kh o sát quá trình mài 13

2.2 Phân tích các chuy n ng t o hình c a máy mài 15

2.3 Xác nh các ch c n ng và c tính k thu t c a máy mài và m giày 17

2.4 Xác nh c u hình và qui trình v n hành cho h th ng mài và m giày 21

CH NG 3: PHÂN TÍCH, L A CH N CÁC NGUYÊN LÝ LÀM VI C, CÁC S NG C A MÁY MÀI VÀ M GIÀY 25

3.1 Phân tích các nguyên lý làm vi c c a máy mài và l a ch n ph ng án phù h p 25

3.2 Thi t k s ng cho máy mài và m giày 38

GVHD: TS NGUY N V N T NG ii HVTH: Tr n V n Linh

CH NG 4: THI T K H TH NG C KHÍ CHO MÁY MÀI VÀ M GIÀY

45

4.1 S c u trúc c a máy mài và m giày 45

4.2 Thi t k gá và m giày 46

4.3 Thi t k c m u mài giày c a máy mài 49

4.4 Thi t k c m u mài m giày c a máy mài 52

4.5 Thi t k c m d n h ng u mài theo ph ng th ng ng Oz 59

4.6 Thi t k c m d n h ng u mài theo ph ng ngang Ox 66

4.7 Thi t k c m d n h ng gá chi ti t giày theo ph ng Oy 74

4.8 Thi t k h th ng hút b i 81

4.9 Thi t k c m thân máy mài 83

4.10 Thi t k h th ng khí nén 88

CH NG 5: XÁC NH CÁC I T NG, YÊU C U U KHI N VÀ GI I THU T U KHI N CHO MÁY MÀI 90

5.1 Phân tích, xác nh các i t ng u khi n và yêu c u u khi n 90

5.2 Xây d ng các gi i thu t u khi n cho máy mài và m giày 95

T LU N 98

TÀI LI U THAM KH O 99

DANH M C HÌNH MINH H A

Hình 1.1: Quy trình công ngh gia công giày n hình Công ty c ph n Giày Vi t 3

Hình 1.2: Mô hình thi t b mài m giày 5 b c t do 5

Hình 1.3: Máy mài m giày Model K176 c a hãng CERIM 6

Hình 1.4: Máy mài m giày CD3-dr c a hãng MOLINAeBIANCHI 7

Hình 1.5: Máy mài chi ti t giày Model RA1 hãng LEIBROCK 8

Hình 1.6: Máy mài giày công ty CP Giày Vi t 10

Hình 1.7: Máy mài m giày công ty CP Giày Vi t 10

Hình 2.1: Di u (a) và giày sau khi g n di u (b) 13

Hình 2.2: B m t c n mài (a) và b m t sau khi mài (b) c a giày 13

Hình 2.3: Chi ti t m giày 14

Hình 2.4: B m t c n mài (a) và b m t sau khi mài (b) c a m giày 14

Hình 2.5: Ch i mài và m giày 15

Hình 2.6: Chuy n ng c a d ng c mài trên m t ph ng Oyz 16

Hình 2.7: Chuy n ng c a d ng c trên m t ph ng Oxy 16

Hình 2.8: C u hình h th ng mài và m giày 22

Hình 2.9: S b trí hai tr m mài giày và m giày 23

Hình 3.1: Máy CNC gia công g 5 tr c c a hãng Doughty Drive 26

Hình 3.2: Robot mài m giày c a hãng Autec 26

Hình 3.3: Máy mài m giày c a hãng LEIBROCK 27

Hình 3.4: Máy mài t ng 4 bâc t do theo patent [5] 28

Hình 3.5: Máy mài và bôi keo m giày 4 b c t do theo patent [6] 29

Hình 3.6: Máy mài m giày 5 b c t do theo patent [7] 30

Hình 3.7: gá m giày theo patent [7] 30

Hình 3.8: S nguyên lý cánh tay robot 31

Hình 3.9: S nguyên lý ph ng án 2 32

Hình 3.10: S nguyên lý ph ng án 3 33

Hình 3.11: S nguyên lý ph ng án 4 34

GVHD: TS NGUY N V N T NG iv HVTH: Tr n V n Linh

Hình 3.12: S nguyên lý c a máy mài và m giày 37

Hình 3.13: Biên d ng 3D c a ng bao chi ti t giày 39

Hình 3.14: Chu vi giày nam size 43 40

Hình 3.15: S th i gian quá trình mài chi ti t giày 40

Hình 3.16: S ng c a máy mài và m giày 43

Hình 4.1: S c u trúc c a máy mài và m giày 45

Hình 4.2: S gá t m giày 46

Hình 4.3: Nguyên lý nh v và k p ch t m giày 47

Hình 4.4: S gá t giày 48

Hình 4.5: Nguyên lý nh v và k p ch t giày 48

Hình 4.6: ng c mài giày 49

Hình 4.7: Các thông s k thu t cu ch i mài SAF-259E 50

Hình 4.8: C c u quay u mài giày quanh tr c Ox 50

Hình 4.9: ng c gi m t c FHA-14C 51

Hình 4.10: C c u quay u mài giày quanh tr c Oz 52

Hình 4.11: H th ng truy n ng cho ch i mài 53

Hình 4.12: ng c mài m giày 53

Hình 4.13: Các thông s k thu t cu ch i mài SAF-241E 54

Hình 4.14: C c u quay c m u mài quanh tr c Ox 55

Hình 4.15: C c u d n h ng theo biên d ng cong 55

Hình 4.16: Các thông s c a d n h ng vòng 56

Hình 4.17: K t c u c a con tr t 57

Hình 4.18:Kh n ng t i c a con tr t FCC 25 255 DR 57

Hình 4.19: Xy lanh khí nén 58

Hình 4.20: C m u mài m giày 58

Hình 4.21: Thông s b truy n vít me tr c Oz 62

Hình 4.22: Thông s ng c servo tr c Oz 63

Hình 4.23: S t i tr ng sóng tr t tr c Oz 63

Hình 4.24: Các thông s sóng tr t tr c Oz 64

Hình 4.25: Ki u l p l n 2 u c nh 65

Hình 4.26: Thông s l n ch n 7204 BECBM tr c Z 66

Hình 4.27: G i l n BGSBB6202ZZ-35 66

Hình 4.28: Các thông s c a b truy n vít me tr c Ox 69

Hình 4.29: Thông s ng c servo tr c Ox 70

Hình 4.30: S t i tr ng sóng tr t X 70

Hình 4.31: Thông s sóng tr t tr c Ox 72

Hình 4.32: Ki u l p l n 2 u c nh 73

Hình 4.33: Thông s l n ch n 7204 BECBM tr c Oy 73

Hình 4.34: G i l n BGSBB6202ZZ-35 74

Hình 4.35: Thông s b truy n vít me tr c Oy 77

Hình 4.36: Thông s ng c servo tr c Oy 78

Hình 4.37: S t i tr ng sóng tr t tr c Oy 78

Hình 4.38: Các thông s sóng tr t tr c Oy 79

Hình 4.39: Ki u l p l n 2 u c nh 80

Hình 4.40: Thông s l n ch n 7204 BECBM tr c Oy 81

Hình 4.41: G i l n BGSBB6202ZZ-35 81

Hình 4.42: H th ng hút và l c b i 82

Hình 4.43: H th ng hút b i c a công ty Tdin JSC 83

Hình 4.44: K t c u thân máy 84

Hình 4.45: Kích th c khung máy 84

Hình 4.46: t giá tr l c lên mô hình thân máy 86

Hình 4.47: K t qu chia l i trên mô hình thân máy 86

Hình 4.48: K t qu mô ph ng ng su t tên thân máy 87

Hình 4.49: K t qu mô ph ng bi n d ng trên thân máy 87

Hình 4.50: S m ch khí nén 88

Hình 4.51: S ch c n ng 89

Hình 5.1: C u hình thi t b mài chi ti t giày 90

Hình 5.2: Gi i thu t u khi n máy mài 95

Hình 5.3: Gi i thu t u khi n ng c servo 97

GVHD: TS NGUY N V N T NG vi HVTH: Tr n V n Linh

DANH M C B NG S LI U

ng 1.1: Kim ng ch xu t kh u c a ngành da giày Vi t Nam vào các th tr ng chính

1

ng 1.2: Thông s k thu t c a máy mài m giày Model K176 7

ng 1.3: Thông s k thu t c a máy mài m giày CD3-dr 8

ng 1.4: Thông s k thu t c a máy mài m giày Model RA1 9

ng 2.1: T ng h p các ch c n ng c a các máy mài và m giày trên th gi i 18

ng 2.2: T ng h p các c tính k thu t c a máy mài và m giày trên th gi i 19

ng 2.3: Các ch c n ng l a ch n cho máy mài và m giày 20

ng 2.4: Các c tính k thu t c a máy mài và m giày 21

ng 3.1: So sánh u m và nh c m c a các ph ng án 35

ng 4.1: Các thông s kích th c c a d n h ng vòng 56

ng 4.2: Các thông s kích th c c a con tr t 57

ng 4.3: Các thông s c a g i l n BGSBB6202ZZ-35 66

ng 4.4: Các thông s c a g i l n BGSBB6204ZZ-45 74

ng 4.5: Các thông s c a g i l n BGSBB6204ZZ-45 81

ng 4.6: Các chi ti t c a c m thân máy 85

ng 4.7: nh ngh a I/O 88

ng 5.1: Các i t ng u khi n và các yêu c u u khi n c a máy mài và m giày 92

CH NG 1: NG QUAN V MÁY MÀI VÀ M GIÀY

1.1 Tình hình s n xu t giày dép t i Vi t Nam

Trong n m 2011, kim ng ch xu t kh u c a ngành da giày t 6.523 tri u la, t ng 27,3% so v i n m 2010, ba vùng th tr ng chính hi n nay c a ngành dagiày là EU, M , Nh t v i kim ng ch xu t kh u c trình bày b ng 1.1 [1]

ng 1.1: Kim ng ch xu t kh u c a ngành da giày Vi t Nam vào các th tr ng chính

n v tính: tri u USD

Th tr ng 2007 2008 2009 2010 2011

EU 2.176,83 2.484,72 2.007,27 2.403,75 3.110,80 America 885,12 1.075,13 1.038,82 1.407,31 1.846,80 Japan 114,75 137,35 122,47 171,96 209,60 Các n c

c dù c x p h ng là n c s n xu t giày dép l n th 4 th gi i, nh ngnhìn t ng th , quy mô s n xu t c a ngành da giày n c ta còn khá manh mún, do 80%nguyên ph li u ph thu c vào nh p kh u, trình công ngh và ngu n nhân l c còn

th p

Bên c nh ó, các ho t ng nghiên c u tri n khai các doanh nghi p còn r t

u Ph n l n các doanh nghi p, c s s n xu t ch a có b ph n nghiên c u và tri n

GVHD: TS NGUY N V N T NG 2 HVTH: Tr n V n Linh

khai công ngh , ho t ng nghiên c u và tri n khai công ngh do i tác n c ngoài

th c hi n

n ây, Hi p h i Da giày Vi t Nam (Lefaso) ã k t h p cùng Vi n Nghiên

u Da giày Vi t Nam xây d ng m t chi n l c phát tri n b n v ng cho ngành giàydép Vi t Nam giai n 2010-2020, t m nhìn n 2025 v i m c tiêu chi n l c c angành là n n m 2020 xu t kh u 13-14 t USD s n ph m giày dép các lo i [2]

t trong nh ng n i dung quan tr ng c a chi n l c này, theo Ông Di pThành Ki t, Phó ch t ch Lefaso, là “Bám sát công ngh c a th gi i, c bi t quantâm n công ngh t ng hóa trong các công n mài, bôi keo, t o phom, gò dán, ” [2]

1.2 Quy trình công ngh s n xu t giày dép

Giày c chia ra làm nhi u lo i nh ng nhìn chung quy trình công ngh vàthi t b gia công các lo i giày không khác nhau nhi u l m Ba nhóm chi ti t chính c a

t chi c giày là ngoài (còn c g i chung là giày), trong và m giày Quytrình công ngh s n xu t giày n hình c a Công ty c ph n Giày Vi t c trình bày hình 1.1

Trong quy trình này, hai nhóm công n làm m t nhi u th i gian, d gây ách

c s n xu t là các công n mài và bôi keo m giày, giày Các công n này

c th c hi n th công k t h p v i thi t b n gi n, c n nhi u công nhân có tayngh cao nh ng n ng su t th ng r t th p, t l ph ph m l n, có nhi u ch t c h i(b i cao su, các hóa ch t t h i keo) phát sinh gây nh h ng x u n s c kh e và

u ki n làm vi c c a các công nhân, không m b o tiêu chu n v trách nhi m xã

i SA8000 Vì v y m t s khách hàng n c ngoài không dám ký h p ng v i cáccông ty này và ó c ng là m t rào c n k thu t c d ng lên b i các n c tiên ti n

nh m h n ch nh p kh u s n ph m giày dép c a Vi t Nam

Bôi keo m giày

Gia công giày

Mài m t ngoài giày

Mài m t nghiêng bên trong giày

Bôi keo giày

t trong

y m giày và giày

p ráp m giày v i giày

1.3 Tình hình nghiên c u và s d ng máy mài và m giày trên th gi i

1.3.1 Tình hình nghiên c u máy mài và m giày trên th gi i

Các máy mài và m giày ã c nghiên c u và gi i thi u trong các t p chí

và các patent nh trình bày d i ây

Bài báo “Implementation of 5-DOF Apparatus Used for Adhesive Spray andRoughing of Shoe Upper” [3] gi i thi u v thi t b mài và bôi keo m giày 5 b c t

do (hình 1.2) Trong bài báo c ng c p m c c p thi t c a vi c t ng hóa quytrình mài và bôi keo m giày ây là quy trình quan tr ng, quy t nh chính n

n c a m t chi c giày Tuy nhiên công n này th ng t n nhi u s c lao ng do

th c hi n b ng th công và bán t ng, trình tay ngh công nhân nh h ng quy t

nh n ch t l ng s n ph m, m c ng u c a s n ph m không m b o, n ng

su t lao ng không cao, gây nh h ng l n n s c kh e c a ng i lao ng

th c hi n vi c t ng hóa công n nêu trên, c n a ra m t thi t b màicho chi ti t m giày và giày b ng máy mài 5 b c t do Trên thi t b này, ch i mài

ch y theo m t qu o nh t inh Qu o c xác nh thông qua h th ng máyquét laser khi quét và m giày m u Vi c xác nh ng qu o c n thi t cho quátrình mài, m b o sao cho sai s nh nh t là y u t chính nh h ng quy t nh choquá trình t ng hóa các công n này

m t c n mài là m t b m t b t k trong không gian 3 chi u Do ó, uthi t b mài có th di chuy n c h t qu o mài c n m t thi t b có n m b c t do

Nó bao g m hai ph n chính: ph n chuy n ng t nh ti n và ph n chuy n ng xoay.Chuy n ng t nh ti n c truy n ng b ng vít me bi th c hi n các chuy n ng

c theo tr c X, tr c Y và tr c Z Hai chuy n ng xoay bao g m chuy n ng xoayquanh tr c Z và tr c Y

Hình 1.2: Mô hình thi t b mài m giày 5 b c t do.

Bài báo “Automation in Shoe Assembly” [4] trình bày nh ng ng d ng robottrong công nghi p s n xu t giày Trong ó, ng d ng robot trong các công n cu icùng bao g m gò m , mài, bôi keo và làm bóng là nh ng công n khó th c hi n t

ng hóa nh t Bài báo c ng t p trung vào vi c t o ra qu o tr c ti p cho robot t

li u CAD, các gi i pháp ng h c nh m gi m sai s trong quá trình làm vi c M t

nh c m c a robot trong công nghi p là c ng v ng th p, chính xác ng h ckhông cao, do ó khó làm vi c v i t c cao

Patent EP0655207A1, “Automatic machine for the controlled roughening ofthe edge of an upper” [5], trình bày m t thi t k máy mài t ng 4 b c t do màitheo biên d ng c a m giày

PatentEP0596570B, “Carding-cementing machine for shoe” [6], trình bày m tthi t k máy mài và bôi keo m giày 4 b c t do

Patent US4491001, ”Appatus for roughing and cementing shoe” [7], trình bày

t thi t k máy mài và bôi keo m giày 5 b c t do mài và bôi keo chính xác theobiên d ng c a m giày Ngoài ra trong patent c ng trình bày thi t k v h th ng gá

t m giày

GVHD: TS NGUY N V N T NG 6 HVTH: Tr n V n Linh

1.3.2 Tình hình s d ng máy mài và m giày trên th gi i

Các hãng Desma, Mohrbach ( c), Autec, Atom, Crispin (Ý),… và c bi tcác hãng Leibrock ( c), CERIM (Ý) là nh ng công ty i tiên phong trong vi c ch

o m t s thi t b giày dép v i m c t ng hóa cao

Máy mài m giày Model K176 c a hãng CERIM [8]

t s ch c n ng chính và c tính k thu t c a máy c trình bày d i ây.

Hình 1.3: Máy mài m giày Model K176 c a hãng CERIM

+ M t s ch c n ng chính c a máy mài m giày Model K176 nh sau:

- Mài t ng c u khi n b ng máy tính

- Máy có th u ch nh t c c a ng c mài theo v t li u c mài

- ng u ch nh v trí u mài theo mòn c a bánh mài

- dàng thay i ch ng trình gia công

- Mài c t t c các lo i giày nam, n và tr em

- dàng ch nh s a biên d ng mài t màn hình máy tính

+ Các c tính k thu t c a máy c trình bày b ng 1.2

ng 1.2: Thông s k thu t c a máy mài m giày Model K176.

Máy mài m giày CD3-dr c a hãng MOLINAeBIANCHI [9]

t s ch c n ng chính và c tính k thu t c a máy c trình bày d i ây

Hình 1.4: Máy mài m giày CD3-dr c a hãng MOLINAeBIANCHI

+ M t s ch c n ng chính c a máy mài m giày CD3-dr nh sau:

- Mài t ng c u khi n b ng máy tính

GVHD: TS NGUY N V N T NG 8 HVTH: Tr n V n Linh

- dàng thay i ch ng trình gia công

- Giao di n thân thi n, d dàng s d ng

+ Các c tính k thu t c a máy c trình bày b ng 1.3

ng 1.3: Thông s k thu t c a máy mài m giày CD3-dr

Máy mài m giày Model RA1 c a hãng LEIBROCK [10]

t s ch c n ng chính và c tính k thu t c a máy c trình bày d i ây

Hình 1.5: Máy mài chi ti t giày Model RA1 hãng LEIBROCK

+ M t s ch c n ng chính c a máy mài m giày Model RA1:

- Mài t ng c u khi n b ng máy tính

- ng u ch nh v trí u mài theo mòn c a bánh mài

- c ép gi a u mài và chi ti t c th c hi n b ng h th ng khí nén

- Mài c các lo i giày cao gót

- Các ch c n ng quan tr ng c hi n th lên màn hình.

- Ch ng trình biên d ng mài c l y t h th ng

- Mài c t t c các lo i giày nam, n và giày tr em

- ng u ch nh kích th c các size

- dàng ch nh s a biên d ng mài t màn hình máy tính

+ Các c tính k thu t c a máy c trình bày b ng 1.4

ng 1.4: Thông s k thu t c a máy mài m giày Model RA1

Có th nh n th y r ng vi c nghiên c u và ng d ng t ng hóa và công nghCAD/CAM trong công nghi p s n xu t giày dép m t s n c tiên ti n ã c ti nhành trong nhi u th p k qua, nh ng còn r i r c, riêng bi t, không mang tính ph

bi n Có th lý gi i là các t ch c nghiên c u và các công ty ch t o máy các n cnày kh n ng t o ra nh ng ng d ng t ng hóa m c cao nh ng h

không t p trung vào l nh v c này b i vì s n xu t giày dép là ngành thâm d ng lao

ng, có xu h ng chuy n d ch sang các n c ang phát tri n, ch y u là các n cNam M và Châu Á (Trung Qu c, Vi t Nam, Indonesia, Pakistan, …) Vì v y cáccông ty ch t o máy làm giày hi n nay t p trung Châu Á, c bi t là Trung Qu c,Hàn Qu c, ài Loan và H ng Công

1.4 Tình hình nghiên c u và s d ng máy mài và m giày Vi t Nam

Hi n nay, vi c nghiên c u ng d ng CAD/CAM và t ng hóa cho ngànhgiày dép Vi t Nam ch a c ph bi n M t s ít công ty trong n c (Công ty c

ph n giày An L c, Công ty c ph n giày Thái Bình,…) ã trang b ph n m m CAD thi t k giày dép Tuy nhiên, vi c trang b c m t h th ng CAD/CAM và t ng hóa

Hình 1.6: Máy mài giày công ty CP Giày Vi t.

Hình 1.7: Máy mài m giày công ty CP Giày Vi t

1.5 Tính c p thi t c a tài

nh ng phân tích trên cho th y, hi n nay vi c nghiên c u và s d ng máymài và m giày trên th gi i ã c th c hi n nh ng n c ta l i ch a c chú

tr ng nghiên c u, trong khi ó th tr ng giày dép n c ta r t nhi u ti m n ng T

ó t ra m t yêu c u c p thi t c n ph i nghiên c u, phát tri n máy mài và m giày

th c hi n vi c t ng hóa trong công nghi p s n xu t giày dép

1.6 c tiêu c a tài

Nghiên c u thi t k m t máy mài và m giày, có kh n ng mài c các

lo i và m giày khác nhau v i n ng su t (500 chi ti t + 500 chi ti t mgiày)/gi

1.7 i dung nghiên c u

t c m c tiêu ra c n th c hi n các n i dung sau:

- Kh o sát t ng quan v máy mài và m giày

- Thi t k c u hình và qui trình v n hành c a máy mài và m giày

- Phân tích, l a ch n các nguyên lý làm vi c, các s ng c a máy mài

và m giày

- Thi t k h th ng c khí cho máy mài và m giày

- Thi t k h th ng u khi n cho máy mài

GVHD: TS NGUY N V N T NG 12 HVTH: Tr n V n Linh

- Ph ng pháp thi t k ng c: trên c s tham kh o các máy gia công CNC giàydép trong và ngoài n c, các nghiên c u, patent thi t k máy mài và mgiày t ng, phù h p v i th c ti n s n xu t Vi t Nam

- Ph ng pháp thi t k ng th i trong thi t k máy: Thi t k ng th i các c mmáy và tích h p l i thành máy hoàn ch nh

ng d ng vào th c ti n s n xu t t i Công ty CP Giày Vi t

CH NG 2: XÁC NH CÁC CH C N NG VÀ C TÍNH K THU T

A MÁY MÀI VÀ M GIÀY

2.1 Kh o sát quá trình mài

2.1.1 n ch t quá trình mài

Quá trình mài, th c ch t là chà nhám b m t di u (mài ) và b m t m giày,

o nhám gi a hai b m t v t li u sau ó bôi keo, r i dán, ép và m giày v inhau m b o ch t l ng k t dính yêu c u

2.1.2 Mô t chi ti t gia công

+ giày:

(a) (b)

Hình 2.1: Di u (a) và giày sau khi g n di u (b)

Hình 2.2: B m t c n mài (a) và b m t sau khi mài (b) c a giày

GVHD: TS NGUY N V N T NG 14 HVTH: Tr n V n Linh

i t ng gia công khi mài giày là b m t ph n di u giày, di u giày làm

ng v t li u nh a PVC dùng cho lo i giày th p nam, lo i di u này sau khi c t

ng n theo biên d ng giày s c may vào giày

+ M giày:

Hình 2.3: Chi ti t m giày

giày th ng c làm b ng v t li u da trâu bò, dê, c u, … ho c da nhân

o M giày sau khi c ép vào phom giày c n c mài nhám chu n b chocông n bôi keo sau ó dán chi ti t m giày và giày l i v i nhau

Hình 2.4: B m t c n mài (a) và b m t sau khi mài (b) c a m giày

Tóm l i, v t li u gia công ây là v t li u nh a PVC và da có tính ch t dai và

àn h i, quá trình gia công không hoàn toàn tuân theo quy lu t nh khi gia công c t

t kim lo i, do ó các giá tr l c c t và công su t c t c xác nh t th c nghi m

2.1.3 ng c mài

Hi n nay, trên th tr ng cung c p các lo i ch i mài và á mài mài và mgiày.

Ch i mài c t o thành t các s i kim lo i c g n k t v i nhau d ng hình

a M i s i kim lo i óng vai trò nh m t l i c t tham gia vào quá trình mài nhám

và m giày Công ty Vina giày và m t s hãng trên th gi i nh LEIBROCK,CERIM, … ang s d ng lo i ch i mài này cho các máy mài t ng và máy mài thcông

Hình 2.5: Ch i mài và m giày

Các lo i ch i mài này có u m là giá r , d ki m trên th tr ng, có th nénvào b m t c n mài t o l c mài, m b o biên d ng mài u và p Tuy nhiên

ng c này có nh c m là tu i th th p, nhanh b mòn

Các lo i á mài có b n cao h n, tuy nhiên i v i các b m t 3D ph c t p

nh và m giày, khi l p trình gia công t ng s x y ra hai tr ng h p: ph n v t

li u chi ti t b c t vào quá sâu làm h ng chi ti t giày ho c ng c l i không c t vào b

t chi ti t Do ó, d ng c á mài ch thích h p i v i các lo i máy mài th công

2.2 Phân tích các chuy n ng t o hình c a máy mài

Kh o sát chuy n ng t ng i gi a d ng c và b m t mài Gi thuy t chi

ti t giày c g n c nh v i h tr c t a Oxyz, xác nh s b c t do c n thi t mài h t b m t yêu c u c n ti n hành kh o sát các chuy n ng mài trên các m t

ph ng mài

GVHD: TS NGUY N V N T NG 16 HVTH: Tr n V n Linh

2.2.1 Mài m giày

Qu o mài và các chuy n ng c a d ng c mài c th hi n trên hình 2.6 và 2.7

Hình 2.6: Chuy n ng c a d ng c mài trên m t ph ng Oyz

Hình 2.7: Chuy n ng c a d ng c trên m t ph ng Oxy

Trên c s phân tích qu o mài và các chuy n ng c a d ng c mài (hình2.6, 2.7), có th xác nh các chuy n ng t o hình c n thi t hình thành b m t mài

Trên m t ph ng Oyz: D ng c mài th c hi n chuy n ng t nh ti n Sz theo

ph ng Oz và th c hi n chuy n ng quay Rx quanh tr c Ox mài theo biên

ng t khi mài m giày, khi mài giày c ng c n 5 b c t do, bao g m 3

c t do t nh ti n di chuy n d ng c theo qu o 3D và 2 b c t do xoay t ogóc nghiêng theo biên d ng c a giày

2.3 Xác nh các ch c n ng và c tính k thu t c a máy mài và m giày 2.3.1 Kh o sát các máy mài và m giày ã c th ng m i hóa trong công nghi p trên th gi i

Ti n hành kh o sát các ch c n ng và c tính k thu t c a m t s máy mài

và m giày trên th gi i c trình bày trong b ng 2.1 và b ng 2.2 Trên c s ó, xác

nh các ch c n ng c a máy mài c ng nh phân tích tính h p lý c a n ng su t yêu

u ban u và tính kh thi cho máy mài c n thi t k

GVHD: TS NGUY N V N T NG 18 HVTH: Tr n V n Linh

ng 2.1: T ng h p các ch c n ng c a các máy mài và m giày trên th gi i

a hãng LEIBROCK

Máy RBS20

a hãng LEIBROCK

Máy RA1

a hãng LEIBROCK

Máy CD3 dr

a hãng MOLINA

Máy K174E

a hãng CERIM

Máy K176

a hãng CERIM

Máy BNZ4

a hãng BENAZZATO

ng 2.2: T ng h p các c tính k thu t c a máy mài và m giày trên th gi i.

STT Thông s k thu t

Máy RA1

a hãng LEIBROCK

Máy CD3-dr

a hãng MOLINA

Máy K174E

a hãng CERIM

Máy K176

a hãng CERIM

Máy BNZ4

a hãng BENAZZATO

Máy Carda 194

a hãng ORMAC

Máy Buar-4

a hãng USM

GVHD: TS Nguy n V n T ng 20 HVTH: Tr n V n Linh

2.3.2 Xác nh các ch c n ng c a máy mài

b ng t ng h p các ch c n ng c a các máy mài trên th gi i (b ng 2.1),

a ch n các ch c n ng c a máy mài thi t k theo b ng 2.3

ng 2.3: Các ch c n ng l a ch n cho máy mài và m giày

1 Mài t ng theo biên d ng 3D c a chi ti t giày

2 Có th u ch nh t c c a ng c mài theo v t li u c mài

3 D ng c mài c u ch nh nghiêng theo ph ng pháp tuy n c a b m tmài

4 D ng c mài c nén vào b m t chi ti t b ng h th ng khí nén

5 D li u biên d ng mài c truy n t máy quét 3D

2.3.3 Xác nh các c tính k thu t c a máy mài

+ N ng su t máy mài

b ng t ng h p các c tính k thu t c a m t s máy mài trên th gi i,

ng su t máy mài n m trong kho ng t 220 – 440 chi ti t/gi i v i m t tr mmài

i n ng su t yêu c u ban u (500 chi ti t + 500 chi ti t m giày)/gimáy c n có hai tr m mài, m t tr m mài , m t tr m mài m , m i tr m c n t n ng

su t 500 chi ti t/gi u này có th t c b ng cách tham kh o các máy liênquan, t ó c i ti n, c n ch nh l i h th ng, gi m th i gian mài

+ Công su t ng c mài

b ng t ng h p các c tính k thu t c a m t s máy mài trên th gi i,công su t ng c mài t i a mài chi ti t giày là 1,5 kW

Th c t , Công ty c ph n Giày Vi t ang s d ng ng c có công su t 1,5

kW cho công n mài m giày th công

Trên c s tham kh o các máy mài m giày hi n có và th c t s n xu t t iCông ty c ph n Giày Vi t, ch n công su t cho ng c mài m giày là P = 1,5 kW

i công su t này, máy có kh n ng gia công chi ti t giày m b o ch t l ng yêuu

Qua phân tích chi ti t giày và m giày, v t li u m giày là da, v t li u

di u là nh a PVC ng th i b m t gia công khi mài m giày l n h n khi mài giày, do ó l c mài c ng l n h n Ngh a là công su t ng c khi mài m l n h ncông su t ng c khi mài giày Th c t Công ty c ph n Giày Vi t ang s

ng ng c có công su t 0,8 kW cho công n mài giày th công

Trên c s phân tích chi ti t giày và th c t s n xu t t i Công ty c ph nGiày Vi t, ch n công su t cho ng c mài giày là 0,8 kW

+ S b c t do

b ng t ng h p các c tính k thu t c a máy mài chi ti t giày trên th

gi i và phân tích các chuy n ng t o hình c a máy, m b o mài chính xác theobiên d ng 3D c a chi ti t giày, máy c n 5 b c t do

Các c tính k thu t c a máy mài và m giày c th hi n trong b ng 2.4

ng 2.4: Các c tính k thu t c a máy mài và m giày

2.4 Xác nh c u hình và qui trình v n hành cho h th ng mài và m giày

m b o các ch c n ng và yêu c u k thu t trên, h th ng mài và mgiày bao g m các b ph n sau:

Thi t b quét 3D và m giày

th ng u khi n trung tâm

th ng u khi n máy mài và m giày

Máy mài và m giày

u hình c a h th ng c trình bày trong hình 2.8 d i ây:

GVHD: TS Nguy n V n T ng 22 HVTH: Tr n V n Linh

Hình 2.8: C u hình h th ng mài và m giày

+ Quy trình ho t ng c a h th ng mài nh sau:

u tiên chi ti t giày c n mài (1) s c a vào thi t b nh n d ng hình

nh chi ti t (2) c a thi t b quét 3D Sau khi nh n d ng xong d li u s c ph n

m nh n d ng và x lý d li u 3D (3) s x lý và c l u vào h th ng máy tính(4) D li u t h th ng máy tính c truy n sang giao di n u khi n trung tâm(5), b u khi n trung tâm (6) c a h th ng u khi n trung tâm D li u này s

c truy n n t ng tr m mài mài giày (9) và tr m mài m giày (10) c a thi t mài chi ti t giày mài và m giày

+ S b trí máy mài và m giày c trình bày trong hình 2.9

Hình 2.9: S b trí hai tr m mài giày và m giày.

+ Qui trình ho t ng trên m i tr m mài và m giày nh sau:

(1) Ng i công nhân l y chi ti t giày ra kh i n i ch a

(2) Ng i công nhân gá chi ti t giày m i vào gá

(3) Bàn máy mang gá chi ti t t v trí 1 (VT1) n v trí 2 (VT2)

(4) ng th i v i b c 3, u mài di chuy n t v trí ch n v trí s n sàngmài

(5) Th c hi n quá trình mài

(6) u mài di chuy n t v trí mài n v trí ch

(7) ng th i v i b c 6, bàn máy mang theo gá chi ti t t VT2 v VT1.(8) Ng i công nhân l y chi ti t ra kh i gá K t thúc qui trình mài cho

t chi ti t

- Mài t ng theo biên d ng 3D c a chi ti t giày.

- li u biên d ng mài c truy n t máy quét 3D

- Có th u ch nh t c c a ng c mài theo v t li u mài

- ng c mài c u ch nh nghiêng theo ph ng pháp tuy n c a b m tmài

- ng c mài c nén vào b m t mài b ng h th ng khí nén

+ Các c tính k thu t c a máy mài:

- ng su t: (500 chi ti t + 500 chi ti t m giày)/gi

CH NG 3: PHÂN TÍCH, L A CH N CÁC NGUYÊN LÝ LÀM VI C,

Trên c s các ch c n ng và c tính k thu t c a máy mài ã xác nh trong

ch ng 2, trong ch ng này s ti n hành phân tích, l a ch n các nguyên lý làm

vi c, các s ng c a máy mài và m giày

3.1 Phân tích các nguyên lý làm vi c c a máy mài và l a ch n ph ng án phù p

Thông qua vi c phân tích các chuy n ng t o hình c n thi t c a máy mài

và m giày trong ch ng 2 cho th y máy mài c n có các chuy n ng chính nhsau:

- Ba chuy n ng t nh ti n theo các ph ng Ox, Oy, Oz mang u mài

n v trí mong mu n trong không gian

- Chuy n ng quay quanh tr c Oz c a u mài mài theo biên d ngcong c a chi ti t giày

- Chuy n ng quay quanh tr c Ox u ch nh góc nghiêng c a d ng cmài theo ph ng pháp tuy n c a b m t mài

nguyên lý c a máy mài và m giày s c thi t k trên c s tham

kh o m t s patent, các máy mài chi ti t giày ã có trên th gi i và quá trình màitrong th c t Qua ó có th a ra và phân tích u nh c m các ph ng án

a ch n s nguyên lý h p lý

3.1.1 Tham kh o các nghiên c u, patent và các máy mài chi ti t giày ã có trên th gi i

3.1.1.1 Máy CNC 5 tr c c a hãng Doughty Drive [11]

Trên c s yêu c u chính xác trong gia công dày dép không c n quá cao

nh gia công kim lo i, tham kh o nguyên lý làm vi c c a máy CNC 5 tr c c a hãngDoughty Drive dùng trong gia công g , nh a (hình 3.1) t ó áp d ng vào máymài chi ti t giày

GVHD: TS Nguy n V n T ng 26 HVTH: Tr n V n Linh

Hình 3.1: Máy CNC gia công g 5 tr c c a hãng Doughty Drive

+ c m:

- Máy có k t c u 5 tr c, bao g m 3 tr c t nh ti n và 2 tr c xoay: M t tr c t nh

ti n trên bàn máy, hai tr c t nh ti n còn l i c b trí trên u mang d ng

; hai tr c xoay c ng c b trí trên u mang d ng c

- Ki u b trí này có k t c u n gi n và cho máy kh n ng linh ng khi giacông, bù l i chính xác không cao do sai s tích l y l n

u hình máy c ng d ng trong gia công các chi ti t không c n yêu c u chính xác quá cao nh g , nh a

3.1.1.2 Robot mài m giày c a hãng Autec [12]

Dùng cánh tay robot th c hi n mài và bôi keo chi ti t giày c ng d ngtrong các dây chuy n s n xu t giày c a các hãng l n trên th gi i nh Autec, Omav,Desma (hình 3.2)

Hình 3.2: Robot mài m giày c a hãng Autec

3.1.1.3 Máy mài m giày c a hãng LEIBROCK [10]

Hình 3.3: Máy mài m giày c a hãng LEIBROCK