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

Phần truyền động cơ khí của máy vẫn giữ nguyên, bổ sung đầu dệt được thiết kế mới, đầu dệt này được điều khiển bằng phần mềm xuất từ máy tính thông qua một mạch vi xử lý.. • Giai đoạn ha

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

Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 6 năm 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn

Tp HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và 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 và thử nghiệm bộ tác động điều khiển số cho máy dệt

Jacquard cơ khí

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

• Nghiên cứu tổng quan.

• Nghiên cứu giải pháp hiện đại hĩa máy dệt Jacquard cơ khí

• Nghiên cứu thiết kế phần mềm CAD/CAM

• Nghiên cứu thiết kế bộ tác động

• Xây dựng mô hình thử nghiệm

• Lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển số trên máy dệt thoi jacquard cơ khí

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2008

4- NGÀY HỒN 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 và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua

(Họ tên và 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 đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em có thể hoàn thành luận văn này Thầy đã dành cho em sự giúp đỡ hết sức nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Em cũng xin cảm ơn quý thầy cô là Chủ tịch, Phản biện và Uûy viên hội đồng đã dành thời gian để đọc, nhận xét và cho ý kiến đóng góp để luận văn được hoàn thiện

Cuối cùng, em xin cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa đã trang bị cho em những kiến thức hết sức quí báu và cần thiết để tiếp bước con đường nghiên cứu khoa học

Chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Học viên

DƯƠNG HOÀI PHONG

Nhằm góp phần hiện đại hóa ngành dệt, luận văn này nghiên cứu giải pháp điện tử hóa các máy dệt Jacquard cơ khí Phần truyền động cơ khí của máy vẫn giữ nguyên, bổ sung đầu dệt được thiết kế mới, đầu dệt này được điều khiển bằng phần mềm xuất từ máy tính thông qua một mạch vi xử lý Bằng cách đó, với chi phí thấp các máy dệt Jacquar cơ khí sẽ được cải tiến và tăng năng suất làm việc

Để thực hiện được điều này thì luận văn đã giải quyết các vấn đề sau :

1 Thiết kế và chế tạo một bộ phận cơ điện để gắn thêm vào Bộ phận này gồm 1224 ti, dùng solenoid làm cơ cấu chấp hành

2 Thiết kế bộ 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:

1 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

2 Design CAD/CAM software to weave fabric

MỤC LỤC

Trang LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Công nghệ dệt vải Jacquard 1

1.1.1 Công nghệ dệt vải 1

1.1.2 Công nghệ dệt vải Jacquard 2

1.2 Sự phát triển của công nghệ và máy dệt Jacquard 3

1.2.1 Sự phát triển của công nghệ và máy dệt Jacquard trên thế giới 3

1.2.2 Sự phát triển của công nghệ và máy dệt Jacquard ở Việt Nam 13

1.3 Mục tiêu của đề tài 15

1.4 Nội dung của đề tài 15

Chương 2: GIẢI PHÁP HIỆN ĐẠI HÓA MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ 2.1 Nguyên lý hoạt động của máy dệt Jacquard cơ khí 16

2.2 Giải pháp thay thế bìa đục lỗ 19

2.2.1 Giải pháp 19

2.2.2 Các phương án thiết kế bộ tác động 19

2.2.3 Nguyên lý hoạt động máy dệt jacquard cơ khí được hiện đại hoá 23

2.3 Giới thiệu hệ thống điều khiển số 24

2.3.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển số 24

2.3.2 Bộ phần mềm CAD/CAM 25

2.3.3 Phần mềm điều khiển 26

2.3.4 Bộ điều khiển trung tâm 26

2.4 Hai hệ thống CAD/CAM 27

Chương 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ PHẦN MỀM CAD/CAM 3.1 Phân tích và thiết kế bộ phần mềm CAD/CAM 29

3.1.1 Thiết kế các chức năng của phần mềm 29

3.1.2 Thiết kế phần mềm 30

3.1.3 Đặc điểm của phần mềm 32

3.2 Phần mềm CAM trong JACCAD 32

3.3 Quy trình thiết kế mẫu 33

Chương 4: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ TÁC ĐỘNG 4.1 Nguyên lý hoạt động của bộ tác động 35

4.2 Xác định các thông số công nghệ của đầu Jacquard cơ khí 37

4.3 Xác định lực cần thiết để đẩy kim dọc rời khỏi hàng dao nâng .37

4.4 Xác định các yêu cầu kỹ thuật của bộ tác động .38

4.5 Phân tích và 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 Thiết kế kết cấu bộ tác động .43

4.7 Phân tích và 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

4.8.1.3 Tính toán solenoid .59

4.8.2 Tính toán thiết kế ty chắn .62

4.8.3 Tính toán công suất tiêu thụ 64

4.9 Kết cấu 65

4.9.1 Kết cấu module 65

4.9.2 Kết cấu bộ 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 của mô hình thử nghiệm .69

5.2 Mục đích của mô hình thử nghiệm 70

5.3 Chế tạo và lắp ráp module thử nghiệm 71

5.3.1 Chế tạo các chi tiết module thử nghiệm 72

5.3.2 Lắp ráp module 72

5.4 Mạch điều khiển và công suất 79

5.5 Thử nghiệm 81

5.5.1 Thử nghiệm từng module 81

5.5.1.1 Thử nghiệm 1 ty 81

5.5.1.2 Thử nghiệm 6 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 4 module 87

6.1 Giới thiệu máy dệt thoi Jacquard cơ khí 90

6.2 Lắp đặt và điều chỉnh 92

6.2.1 Quy trình lắp đặt 92

6.2.2 Điều chỉnh cam .101

6.2.3 Điều chỉnh kim .101

6.3 Vận hành thử .102

6.3 Kết quả đạt được 102

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.1 CÔNG NGHỆ DỆT VẢI JACQUARD

1.1.2 CÔNG NGHỆ DỆT VẢI

Vải được hình thành nhờ sợi ngang và sợi dọc đan chéo nhau Tại giao điểm đan nhau giữa sợi dọc và sợi ngang gọi là điểm nổi Chỗ sợi dọc chồng lên sợi ngang gọi là điểm nổi dọc Chỗ sợi ngang chồng lên sợi dọc gọi là điểm nổi ngang Sắp xếp những điểm nổi này theo những phương án khác nhau tạo nên các kiểu dệt khác nhau

Chu kỳ điểm nổi này lặp đi lặp lại như cũ gọi là rappo kiểu dệt Sau đây là sơ đồ mô tả các kiểu dệt khác nhau:

Hình 1.1a Sơ đồ các kiểu dệt

Hình 1.1b Sơ đồ các kiểu dệt

1.1.3 CÔNG NGHỆ DỆT VẢI JACQUARD

Jacquard là công nghệ dệt các sản phẩm có hoa văn phức tạp bằng cách phối hợp các kiểu dệt khác nhau Đây là công nghệ dệt với quy trình tạo mẫu và điều khiển dệt phức tạp, mặt vải tạo từ các rappo lớn (mỗi chiều trên dưới 1000 sợi dệt), mỗi điểm nối dọc/ngang mang tính tự do phụ thuộc vào hoa văn kiểu dệt Đây là mặt hàng dệt cao cấp ngày càng có nhu cầu lớn trên thị trường trong nước và quốc tế Mẫu dệt được carô hóa, sau đó chuyển thành các bìa đục lỗ rồi mắt xích bìa trên máy dệt Jacquard để điều khiển từng sợi Có nhiều loại sản phẩm Jacquard: 1 lớp, 2 lớp… nhưng nguyên lý điều khiển nói chung không khác biệt lớn

Hình 1.2 Vải dệt bằng công nghệ dệt Jacquard

1.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ VÀ MÁY DỆT JACQUARD 1.2.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ VÀ MÁY DỆT JACQUARD

TRÊN THẾ GIỚI

Cho đến nay, sự phát triển của công nghệ và máy dệt jacquard trên thế giới đã trải qua ba thế hệ:

• Giai đoạn một: Hình thành và phát triển máy dệt Jacquard cơ khí (máy dệt Jacquard thế hệ thứ nhất) Máy dệt có gắn thêm đầu dệt Jacquard cơ khí gọi là máy dệt Jacquard cơ khí Trong giai đoạn này, máy dệt Jacquard cơ khí sử dụng bìa đục lỗ thủ công (hình 1.3) Bìa đục lỗ thủ công được đục bằng thiết bị cơ khí điều khiển bằng tay Mãi sau này, khi máy tính được phát minh thì máy đục bìa thủ công được tự động hóa bằng cách liên kết với hệ thống CAD/CAM điều khiển bởi máy tính hình thành nên máy đục bìa tự động cho năng suất cao hơn, giảm thời gian chuẩn bị bìa, chất lượng sản phẩm tốt hơn (hình 1.4)

• Giai đoạn hai: Cải tiến máy dệt Jacquard cơ khí hiện có bằng cách lắp thêm bộ tác động điều khiển số kết nối với máy tính qua hệ thống CAD/CAM, bỏ hoàn toàn bìa đục lỗ (máy dệt Jacquard thế hệ thứ hai) Ơû giai đoạn này, máy dệt hoạt

động với năng suất cao hơn do không cần chuẩn bị bìa đục lỗ, thay đổi sản phẩm nhanh hơn (hình 1.4)

• Giai đoạn ba: Chế tạo máy dệt Jacquard điện tử thay cho máy dệt Jacquard

cơ khí (máy dệt Jacquard thế hệ thứ ba) Ơû giai đoạn này đầu Jacquard cơ khí được thay hoàn toàn bằng đầu Jacquard điện tử được điều khiển bằng máy tính thông qua hệ thống CAD/CAM, máy Jacquard điện tử cho năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt (hình 1.4)

Hình 1.3 Bìa đục lỗ

Hình 1.4 Các thế hệ máy dệt Jacquard

Một số nhà cung cấp máy dệt jacquard thế hệ thứ nhất trên thế giới:

thế hệ máy này sử dụng bìa đục lỗ để dệt

1/ Lamson (Trung Quốc)

Nhà sản xuất: Zhuji Hermes Import & Export Co., Ltd

Hình 1.5 Máy dệt Jacquard Lamson (Trung Quốc)

2/ Organza (Trung Quốc)

Nhà sản xuất: Shaoxing Tian Chang Factory

Hình 1.6 Máy dệt Jacquard Organza (Trung Quốc)

3/ Model YJ788 (Trung Quốc)

Nhà sản xuất: Shaoxing Haida Textile Machinery Factory

Hình 1.7 Máy dệt Jacquard Model YJ788 (Trung Quốc)

Một số nhà cung cấp máy dệt jacquard thế hệ thứ hai trên thế giới: thế

hệ máy này thay bìa đục lỗ bằng bộ tác động điều khiển số có cơ cấu chấp hành liên kết với hệ thống CAD/CAM

1/ SUNG DO Corporation (Hàn Quốc)

Hình 1.8 Đầu máy dệt Jacquard cải tiến của hãng Sung Do (Hàn Quốc)

Hình 1.9 Cơ cấu chấp hành và module điều khiển

2/ TAKEMURA (Nhật)

Hình 1.10 Đầu Jacquard cải tiến của hãng Takemura (Nhật)

3/ Model No.804 (Trung Quốc)

Nhà sản xuất: Hangzhou Xinrun Textile Machine Co., Ltd

Hình 1.11 Đầu máy dệt Jacquard cải tiến Model số 804 của Trung Quốc

Một số nhà cung cấp máy dệt jacquard thế hệ thứ ba trên thế giới: là

thế hệ máy dệt dùng đầu Jacquard điện tử

1/ Hãng GROSSE ( Đức)

Hình 1.12 Đầu Jacquard điện tử của hãng Grosse

2/ Hãng STAUBLI (Anh)

Hình 1.13 Đầu Jacquard điện tử của hãng Staubli (Anh)

3/ Hãng BONAS (Anh)

1 MJ-6 Electronic Jacquard

Hình 1.14 Máy dệt Jacquard điện tử kiểu MJ-6 Electronic Jacquard

2 DSJ Electronic Jacquard

Có thể lựa chọn 1344, 2688 và 3200 móc

Hình 1.15 Máy dệt Jacquard điện tử kiểu DSJ Electronic Jacquard

3 CSJ Electronic Jacquard

Hình 1.16 Máy dệt Jacquard điện tử kiểu CSJ Electronic Jacquard

4 SJ Electronic Jacquard

Hình 1.17 Máy dệt Jacquard điện tử kiểu SJ Electronic Jacquard

5 Ibj+ Electronic Jacquard

Tùy chọn 1.344 và 2.688 móc

Hình 1.18 Máy dệt Jacquard điện tử kiểu Ibj+ Electronic Jacquard

1.2.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ VÀ MÁY DỆT JACQUARD Ở

VIỆT NAM

Hiện nay, ở Việt Nam, các công ty và cơ sở sản xuất đa số là sử dụng máy dệt với đầu Jacquard cơ khí, tổng số vào khoảng 10.000 máy Trong khi đó, máy dệt Jacquard điện tử chỉ vào khoảng 20 - 30 máy, được sử dụng tại các công ty lớn Giá trị mỗi máy này vào khoảng 100.000 USD, thường sản xuất không có lãi Chủ yếu chúng được sử dụng dệt các mặt hàng cao cấp Máy dệt với đầu Jacquard cơ khí chủ yếu sử dụng bìa được đục bằng phương pháp thủ công (điều khiển bằng tay) trên máy đục cơ khí, nên thời gian chuẩn bị bìa và thay đổi mẫu mã mất nhiều thời gian, có khi hàng tháng Bởi vậy, từ năm 1996, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh cùng với Hội Tin học Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu và triển khai công trình: “Hệ thống CAD/CAM thiết kế mẫu và đục bìa tự động cho các máy Jacquard dệt vải, khăn lông và mền len” Hệ thống này có phần CAD là phần mềm thiết kế các loại mẫu vải Jacquard (gấm), mền len, khăn lông và phần CAM là máy CNC tự động đục bìa loại 12 lỗ và bìa loại 168 lỗ dùng để điều khiển đầu Jacquard cơ khí của các máy dệt Việc ứng dụng hệ thống CAD/CAM này đã nâng cao năng suất dệt nhờ thời gian chuẩn bị bìa giảm, giảm giá thành, chất lượng sản phẩm được nâng cao

Hàng chục hệ thống CAD/CAM này đã được chuyển giao cho các công ty, doanh nghiệp dệt Việt Nam như: Thái Tuấn, Phước Thịnh, Phước Long, Phong Phú,

Hình 1.22 Máy đục bìa CNC loại 12 lỗ

Hình 1.23 Máy đục bìa CNC loại 168 lỗ tại Công ty dệt Phong Phú

Tuy nhiên, hầu hết các mẫu sản phẩm hiện nay ở Việt Nam chỉ dùng khoảng 1.000 - 1.500 bìa, nếu mẫu sản phẩm phức tạp, có chiều dài lớn cần đến khoảng 10.000 bìa chẳng hạn, hoặc có loại sản phẩm chỉ cần dệt với số lượng nhỏ khoảng

100 - 200 mét (để may cà vạt chẳng hạn), hoặc cần giao hàng nhanh chỉ trong vài ngày thì khó mà giải quyết được

Vì vậy cần nghiên cứu phát triển thế hệ thứ hai, trong đó thay bộ bìa bằng hệ thống điều khiển số liên kết với bộ tác động nhằm điều khiển kim ngang của máy

dệt, đáp ứng yêu cầu hiện đại hoá thiết bị dệt với chi phí thấp, nâng cao hơn nữa năng suất, chất lượng, hiệu quả và khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp ngành dệt Đó cũng là cơ sở để thực hiện đề tài này

1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm bộ tác động điều khiển số cho máy dệt jacquard cơ khí

1.4 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

Để đạt mục tiêu trên cần thực hiện một số nội dung sau:

• Nghiên cứu tổng quan

• Nghiên cứu giải pháp hiện đđại hóa máy dệt Jacquard cơ khí

• Nghiên cứu thiết kế phần mềm CAD/CAM

• Nghiên cứu thiết kế bộ tác động

• Xây dựng mô hình thử nghiệm

• Lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển số trên máy dệt thoi jacquard cơ khí

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP HIỆN ĐẠI HOÁ MÁY DỆT

JACQUARD CƠ KHÍ 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ

Máy dệt Jacquard cơ khí có nguyên lý hoạt động như sau:

Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của máy dệt Jacquard cơ khí

- Máy dệt Jacquard cơ khí dùng bìa đục lỗ để dệt vải Jacquard Bìa đục lỗ có nghiệm vụ điều khiển hoạt động của 1224 kim ngang của máy dệt Kim ngang của máy dệt điều khiển hoạt động của kim dọc máy dệt Kim dọc điều khiển hoạt động của hệ thống móc Hệ thống móc điều khiển hoạt động của

Bìa đục lỗ

Khối lăng trụ

Bìa đục lỗ

Kim dọc

từng sợi vải tạo thành các kiểu đan khác nhau, kết hợp các kiểu đan khác nhau hình thành nên hoa văn nổi trên nền vải

- Bìa đục lỗ được gá vào khối lăng trụ, khi kết thúc một nhịp dệt, khối lăng trụ chuyển động đi ra khỏi mặt kim ngang, đồng thời chuyển động xoay một góc

0

90 đưa mặt khối lăng trụ có gá mặt bìa kế tiếp vào vị trí sẵn sàng Khối lăng trụ tiếp tục chuyển động vào và áp vào bề mặt kim ngang Sau đó, dao nâng chuyển động đi lên rồi chuyển động đi xuống, khối lăng trụ chuyển động đi

ra và xoay một góc 90 0đưa bìa đục lỗ kế tiếp vào

- Ơû vị trí có lỗ trên bìa đục lỗ kim ngang lọt vào và kim dọc không bị đẩy lệch khỏi đường chuyển động của dao nâng Dao nâng chuyển động đi lên, kéo kim dọc lên Kim dọc kéo móc lên và sợi vải được kéo lên

- Ơû vị trí không có lỗ trên bìa đục lỗ, kim ngang bị bìa đục lỗ trên khối lăng trụ đẩy vào một đoạn, kim ngang đẩy móc của kim dọc lệch khỏi đường chuyển động của dao nâng Kim dọc không được nâng lên và sợi vải không được kéo lên

- Sợi dọc của vải được kéo lên hoặc không kéo lên (tùy thuộc vào bìa đục lỗ) tạo thành miệng vải cho thoi mang sợi ngang bắn từ trái qua phải hoặc ngược lại, khung cửi mang lược chuyển động đập vào, hình thành nên đường dệt

Hình 2.2 Kết cấu đầu máy dệt Jacquard cơ khí

Bìa đục lỗ

Khối lăng trụ

Dao nâng

Kim ngang

Kim dọc

2.2 GIẢI PHÁP THAY THẾ BÌA ĐỤC LỖ

Như đã trình bày ở trên về nguyên lý của máy dệt Jacquard cơ khí thì bìa đục lỗ giữ vai trò mã hóa hoa văn cần dệt bằng cách điều khiển các kim ngang máy dệt Vấn đề là cần tự động hóa việc điều khiển các móc nâng của máy dệt hiện có thông qua việc thay thế bìa đục lỗ bằng một cơ cấu khác

2.2.1 GIẢI PHÁP

Nhiệm vụ của phần này là tìm cách số hóa việc điều khiển các móc nâng của máy dệt hiện có thông qua việc thay thế bìa đục lỗ bằng một cơ cấu chấp hành khác Để làm được điều này có thể sử dụng cơ cấu chấp hành là solenoid, biến năng lượng điện thành năng lượng cơ

Như đã nói ở trên, trong máy dệt Jacquard cơ khí thì bìa đục lỗ được gắn trên khối lăng trụ, đóng vai trò mã hoá hoa văn cần dệt Đây là bộ phận cần phải thay thế Ở vị trí không có lỗ trên bìa thì kim ngang bị chặn lại Ở vị trí có lỗ trên bìa thì kim ngang đi qua được Dịch chuyển của kim ngang có thể được điều khiển bởi solenoid

Như vậy để số hóa đầu dệt Jacquard cơ khí thì cần bỏ bìa đục lỗ và chuyển động quay không cần thiết của khối lăng trụ, giữ lại chuyển động của dao nâng và

chuyển động tịnh tiến vào ra của khối lăng trụ Lúc bấy giờ các solenoid sẽ thay thế vai trò bìa đục lỗ

2.2.2 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ TÁC ĐỘNG

Phương án A: Sử dụng solenoid hút trực tiếp

Nguyên lý hoạt động như sau:

Khi không có tín hiệu điện từ bộ điều khiển tác dụng vào solenoid (6), solenoid (6) không có điện nên solenoid (6) không hoạt động, kim ngang (3) chịu lực tác dụng bởi lò xo (4) đẩy móc kim dọc (1) lệch khỏi đường tác động của dao nâng (2),

khi dao nâng được nâng lên thì móc kim dọc (1) không bị móc vào nên kim dọc không được nâng lên (hình 2.3a)

Ngược lại khi có tín hiệu điện từ bộ điều khiển tác dụng vào solenoid (6),

solenoid (6) có điện nên solenoid (6) hoạt động và tác dụng một lực hút vào ty đẩy (5) một đoạn đưa móc kim dọc về đường tác động của dao nâng, khi dao nâng được nâng thì móc kim dọc bị móc vào dao nâng và kim dọc được nâng lên cùng, kết quả là kéo sợi chỉ dệt tạo thành miệng vải (kiểu dệt) (hình 2.3b)

Phương án B: Phương án dùng ngẫu từ trường

Nguyên lý hoạt động như sau:

Khi không có tín hiệu điện từ bộ điều khiển tác dụng vào solenoid (solenoid không có điện), thì từ trường của nam châm vĩnh cửu (nam châm vĩnh cửu được gắn

ở một đầu của ty chắn) hút lõi sắt của solenoid làm cho ty chắn ở trạng thái chắn kim ngang Khi bộ tác động di chuyển vào, kim ngang chịu tác dụng của ty đẩy đẩy móc kim dọc lệch khỏi đường tác động của dao nâng, ( hình 2.4a)

Khi có tín hiệu điện từ bộ điều khiển tác dụng vào solenoid, thì solenoid sẽ sinh

ra từ trường làm cho solenoid trở thành nam châm điện có cực ở đầu (đầu kề với nam châm vĩnh cửu của ty chắn) cùng cực với đầu nam châm vĩnh gắn trên ty chắn (đầu kề với solenoid), làm cho chúng có tác dụng đẩy nhau, đẩy ty chắn có xu hướng xoay theo chiều không chặn kim ngang, kim ngang không đẩy móc kim dọc

ra khỏi đường tác động của dao nâng, ngay lúc đó thì dao nâng được nâng lên kéo kim dọc đi cùng, kết quả là kéo sợi chỉ tạo thành kiểu dệt khác (hình 2.4b)

8 Cơ cấu tịnh tiến

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của phương án B

Cùng cực nhau

2.2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ ĐƯỢC HIỆN ĐẠI HOÁ:

V 1 =V 2

Thanh trượt ngang

1 Thanh truyền đẩy

Trường hợp 1 (Tương ứng với vị trí không có lỗ trên bìa đục lỗ): bộ điều khiển không cấp điện cho solenoid, kim ngang của máy dệt bị chặn lại bởi cơ cấu chấp hành Khi bộ tác động đi vào tác động vào kim ngang đẩy móc kim dọc ra khỏi Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy dệt Jacquard được hiện đại hóa

đường tác động của dao nâng Kim dọc không được nâng, sợi dọc không được nâng lên

Trường hợp 2 (Tương ứng với vị trí có lỗ trên bìa đục lỗ): bộ điều khiển cấp điện cho solenoid, kim ngang của máy dệt không bị chặn lại bởi cơ cấu chấp hành Khi bộ tác động đi vào, kim ngang không bị chắn nên kim ngang không đẩy móc kim dọc lệch khỏi đường tác dụng của dao nâng Kim dọc được nâng lên kéo theo sợi dọc

2.3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

2.3.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ

Hình 2.6 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển số

Hệ thống này bao gồm các thành phần:

• Bộ phần mềm CAD/CAM

• Máy tính điều khiển

• Phần mềm điều khiển

• Bộ khuyếch đại công suất

• Bộ tác động

• Máy dệt Jacquard cơ khí

File dữ liệu của mẫu hoa văn có được từ những nguồn khác nhau như: bản thiết kế được thực hiện trên máy tính bằng các phần mềm đồ hoạ, hình quét bằng máy quét mẫu hoa văn của vải hay bản vẽ trên giấy Sau đó file dữ liệu này được đưa vào máy tính và nhờ phần mềm CAD/CAM xử lí file dữ liệu số này và tạo lập chương trình điều khiển Chương trình này, thông qua hệ thống điều khiển số được lắp đặt tích hợp với máy dệt Jacquard, điều khiển bộ tác động liên kết với đầu Jacquard cơ khí thực hiện quá trình dệt

2.3.2 BỘ PHẦN MỀM CAD/CAM

Hệ chương trình phần mềm thiết kế mẫu được xây dựng với các chức năng dự kiến sau:

1 Thiết kế các loại sản phẩm dệt: vải (gấm), vải nhiều lớp, mền len, khăn lông

2 Tạo lập và thiết kế kiểu dệt gồm: kích cỡ, mở rộng, đảo sợi, kiễm lỗi dọc, ngang, toàn bộ, thiết kế nền, kiểu dệt với các hoa văn phức tạp bằng cách kết hợp các kiểu dệt khác nhau, quản lí các kiểu dệt (cho vải), các kiểu biên (cho vải, khăn lông), các kiểu nền (cho khăn lông)

3 Thiết kế mỹ thuật gồm: Import/Export hình từ các nguồn khác nhau, chấp nhận dữ liệu hình mỹ thuật, mẫu thiết kế với các kích cỡ, các khuôn dạng

khác nhau và tự động đưa về khuôn dạng phù hợp, edit hình (vẽ, xoá màu sắc), liên kết với các phần mềm edit hình khác, điều chỉnh kích thước phóng to/ thu nhỏ, hỗ trợ ráp biên trên/ dưới, phải/ trái

4 Thiết kế mỹ thuật gồm: thay đổi kích cỡ theo mật độ sợi, khai báo và chèn kiểu dệt vào hình mỹ thuật, tinh chỉnh và kiểm lỗi, xuất dữ liệu dạng hình, dạng số cho phần mềm điều khiển

2.3.3 PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN

Phần mềm điều khiển thực hiện các chức năng sau:

1 Tiếp nhận dữ liệu số từ bộ phần mềm CAD/CAM dệt

2 Xử lí và tạo lập chương trình dệt

3 Điều khiển bộ tác động

2.3.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

Bộ điều khiển trung tâm thực hiện các chức năng sau:

• Nhận dữ liệu xuất ra từ máy tính

• Chuyển dữ liệu này thành tín hiệu điều khiển

2.3.5 BỘ KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT

Bộ khuếch đại công suất có chức năng khuếch đại tín hiệu điều khiển do bộ điều khiển trung tâm đưa ra để điều khiển các bo solenoid trên bộ tác động

Dòng điện cần cung cấp để cho các solenoid của bộ tác động hoạt động khoảng chừng 450mA, vì vậy cần thiết phải có bộ khuếch đại công suất

2.3.6 BỘ TÁC ĐỘNG

Bộ tác động có vai trò thay thế bìa đục lỗ và cần được thiết kế sao cho có kích thước phù hợp và lắp tương thích với máy dệt Jacquard cơ khí

2.4 HAI HỆ THỐNG CAD/CAM

Hệ thống phần mềm thiết kế mẫu vải và máy đục bìa tự động ( hình 2.6)

Hình 2.6 Hệ thống phần mềm thiết kế mẫu vải và máy đục bìa tự động File dữ liệu của mẫu hoa văn có được từ những nguồn khác nhau như bản thiết kế được thực hiện trên máy tính bằng các phần mềm đồ hoạ, hình quét bằng máy quét mẫu hoa văn của vải hay bản vẽ trên giấy Sau đó file dữ liệu này được đưa vào máy tính và nhờ phần mềm CAD/CAM xử lí file dữ liệu số này và tạo lập chương trình điều khiển cơ cấu chấp hành của máy đục bìa cơ khí, bìa được đục tự động và được dùng để điều khiển bộ kim ngang của đầu Jacquard cơ khí thực hiện quá trình dệt

Hệ thống CAD/CAM dệt Jacuqard thế hệ mới (hình 2.7):

Hình 2.7 Hệ thống CAD/CAM dệt Jacquard thế hệ mới

File dữ liệu của mẫu hoa văn có được từ những nguồn khác nhau như bản thiết kế được thực hiện trên máy tính bằng các phần mềm đồ hoạ, hình quét bằng máy quét mẫu hoa văn của vải hay bản vẽ trên giấy Sau đó file dữ liệu này được đưa vào máy tính và nhờ phần mềm CAD/CAM xử lí file dữ liệu số này và tạo lập chương trình điều khiển Chương trình này, thông qua hệ thống điều khiển số được lắp đặt tích hợp với máy dệt Jacquard, điều khiển bộ tác động liên kết với đầu Jacquard cơ khí thực hiện quá trình dệt

Như vậy, để hiện đại hóa máy dệt Jacquard cơ khí thì cần thực hiện các nội dung sau:

• Thiết kế bộ phần mềm CAD/CAM được trình bày chi tiết ở chương 3

• Thiết kế bộ phần mềm điều khiển, bộ điều khiển trung tâm, bộ khuếch đại công suất được giao cho các chuyên viên cơ điện tử thực hiện và không thuộc phạm vi nghiên cứu của luận văn này

• Thiết kế bộ tác động được trình bày chi tiết ở chương 4

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ PHẦN MỀM

CAD/CAM 3.1 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ BỘ PHẦN MỀM CAD/CAM

Thông qua việc xem xét các chức năng từ cơ bản đến nâng cao của nhiều phần mềm phổ biến trên thế giới và trao đổi bàn bạc với Công ty TNHH Dệt lụa Tơ tằm Toàn Thịnh, cần nghiên cứu thiết kế bộ phần mềm CAD/CAM dệt Jacquard có các chức năng dưới đây

3.1.1 THIẾT KẾ CÁC CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM

Hệ chương trình phần mềm thiết kế mẫu

Hệ chương trình phần mềm thiết kế mẫu được xây dựng với các chức năng chính như sau:

• Tạo lập và quản lý các kiểu dệt /các kiểu biên

• Tạo mẫu dệt vải Jacquard từ 1 đến 4 lớp, với các hoa văn phức tạp bằng cách kết hợp các kiểu dệt khác nhau

• Thiết kế mỹ thuật gồm: Import/Export hình từ các nguồn khác nhau, Edit hình (vẽ - xóa, màu sắc), liên kết với các phần mềm Edit hình khác, điều chỉnh kích thước: phóng to/ thu nhỏ, hỗ trợ ráp biên trên/dưới, phải/trái

• Thiết kế kỹ thuật gồm: thay đổi kích cỡ theo mật độ sợi; khai báo và nhúng kiểu dệt vào hình mỹ thuật; điều thoi; thiết kế biên vải; tinh chỉnh và kiểm lỗi; xuất dữ liệu dạng hình, dạng văn bản số, dạng dữ liệu điều khiển

• Chấp nhận dữ liệu hình mỹ thuật với các kích cỡ, các khuôn dạng khác nhau và tự động đưa về khuôn dạng phù hợp

• Xử lý các thông tin điều thoi/dệt biên/dừng cuốn/dừng xả

• Xuất dữ liệu số cho phần mềm điều khiển