Tự động hóa máy cắt da giày hệ thống cắt da tự động

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Tự động hóa máy cắt da già

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Tự động hóa máy cắt da giày – Hệ thống cắt da tự động

Mã số đề tài: 20/1.6CNĐ03 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phúc Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ điện

Chân thành cám ơn!

Chủ nhiệm đề tài

Nguyễn Thành Phúc

MỤC LỤC

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG 5

I Thông tin tổng quát 5

II Kết quả nghiên cứu 6

1.Đặt vấn đề 6

2.Mục tiêu 6

3.Phương pháp nghiên cứu 6

4.Tổng kết về kết quả nghiên cứu 6

5.Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận 6

6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh) 6

III Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo 7

3.1 Kết quả nghiên cứu 7

3.2 Kết quả đào tạo 7

IV Tình hình sử dụng kinh phí 8

V Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài) 8

VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III) 8

1.Khảo sát và đánh giá thực trạng: 8

2.Nghiên cứu chuyên môn: 10

4.Phát triển giáo dục: 23

5.Nghiệm thu: 26

6.Báo cáo nghiên cứu chuyên môn: 27

PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 28

2.1 Phần mềm thiết kế 3D SOLIDWORKS 35

2.2 Các thao tác trong SOLIDWORKS 36

2.3 Thiết kế mô hình 44

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN 50

3.1 Phần mềm AUTOCAD 50

3.2 Bản vẽ thiết kế tủ điện 67

3.3 Sơ đồ nguyên lí 88

CHƯƠNG 4: CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ 91

4.1 Phần mềm WPLSoft 2.49 91

4.2 Kết nối phần mềm WPLSoft 2.49 với PLC 92

4.3Phần mềm DOPSoft 2.00.07 101

4.4 Tạo project và giao diện cho màn hình HMI 103

CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA MÁY 109

5.1Lưu đồ hoạt động của máy 109

5.2 Giao diện HMI 110

CHƯƠNG 6: TỔNG KẾT 113

6.1 Mô hình và tủ điều khiển 113

6.2 Những việc đạt được trong quá trình thực đề tài 117

6.3 Những khó khăn 117

6.4 Cách khắc phục và hướng phát triển 117

6.5Tính ứng dụng của mô hình 117

CHƯƠNG 7: TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

PHẦN III: PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM 120

1.Hợp đồng thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học 120

2.Thuyết minh đề tài đã được phê duyệt 120

3.Quyết định nghiệm thu 120

4.Hồ sơ nghiệm thu (biên bản họp, phiếu đánh giá, bảng tổng hợp điểm, bản giải trình, phiếu phản biện) 120

5.Sản phẩm nghiên cứu (bài báo, bản vẽ, mô hình,….) 120

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG

I Thông tin tổng quát

1.1 Tên đề tài: Tự động hóa máy cắt da giày – Hệ thống cắt da tự động

3 Ths Phạm Trung Kiên

Khoa CN Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Thành viên 4

4 Ths Nguyễn Ngọc Anh Tuấn

Khoa CN Điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Thành viên 5

5 KS Lê Thanh Phúc Công ty TNHH Kỹ Thuật Đạt Thành viên

1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ điện - ĐH Công Nghiệp Tp.HCM

1.5 Thời gian thực hiện:

1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 12 năm 2019 đến tháng 12 năm 2020

1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm…

1.5.3 Thực hiện thực tế: từ tháng 12 năm 2016 đến tháng 12 năm 2020

1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên

nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7 Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài:184 triệu đồng

II Kết quả nghiên cứu

1 Đặt vấn đề

Hiện nay số lượng các nhà máy giầy da và túi xách ở Tp.HCM, Bình Dương, Đồng

Nai, Tây Ninh, Hải Dương, … là rất nhiều Tiết kiệm điện năng và tự động hoá máy móc trong sản xuất nhằm nâng năng suất, giảm nhân công lao động là nhu cầu tất yếu trong thời đại 4.0

2 Mục tiêu

Nhóm nghiên cứu sẽ Tự động hóa máy cắt phẳng (Plane cutting machine) vì hiện nay tất cả các nhà máy giày đều có số lượng máy cắt này là rất lớn, và các máy cắt da loạn này hoàn toàn cắt da bằng tay

3 Phương pháp nghiên cứu

Thiết kế và thi công trên máy cắt da đã có sẵn do công ty Minz - Đài loan tài trợ cho

Trường ĐH công nghiệp Tp.HCM

4 Tổng kết về kết quả nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế xong Hệ thống cắt da tự động, phần 1 của dự án: “Tự

động hóa máy cắt da giày- Hệ thống cắt da tự động”, hệ thống này hoạt động ổn định, đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu cắt tự động, cũng như khả thi ứng dụng thực tế cho các

nhà máy da giày

5 Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

Hệ thống cắt da tự động hoạt động tốt, ổn định, chắc chắn, đạt được kỹ thuật mong

muốn

6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)

- Nhóm nghiên cứu đã thiết kế và thi công xong “Hệ thống cắt da tự động”, phần 1

của dự án: Tự động hóa máy cắt da giày

The research team has designed and completed the “Automatic Leather Cutting System”, part 1 of the project: Automating Plane Cutting Machine

- “Hệ thống cắt da tự động”, hoạt động ổn định, chắc chắn, đạt được kỹ thuật mong

III Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

3.1 Kết quả nghiên cứu

- Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo (đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản photo trang bìa, trang chính và trang cuối kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản)

3.2 Kết quả đào tạo

Họ và tên

Thời gian thực hiện đề tài

IV Tình hình sử dụng kinh phí

Kinh phí được duyệt

(triệu đồng)

Kinh phí thực hiện

(triệu đồng)

Ghi chú

2 Nguyên vật liệu, thiết bị, máy móc 87,975 87,975

V Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)

Triển khai Thiết kế, thi công hệ thống cấp nguyên liệu tự động (phần 2 của đề tài:

Tự động hóa máy cắt da giày)

VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở

Phần III)

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện đầy đủ các công việc trong thuyết minh của đề tài

đã được phê duyệt, cụ thể như sau:

1 Khảo sát và đánh giá thực trạng:

Các hình ảnh mà nhóm đã khảo sát:

Thăm và làm việc tại công ty giày Can Sport (Tây ninh):

Thăm và làm việc tại công ty giày Mỹ Phong (Trà vinh):

Thăm và làm việc tại công ty giày Tekwang (Biên hòa):

Thăm và làm việc tại công ty giày Thái Bình Shoes TBS (Hồ chí minh):

2 Nghiên cứu chuyên môn:

 Thiết kế tủ điện:

Sơ đồ nghuyên lý:

3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển

Kết quả đạt được:

Mặt trước tủ điều khiển

 Thiết kế cơ khí:

Bộ mang dao:

Kết quả đạt được:

4 Phát triển giáo dục:

Nhóm nghiên cứu đã và đang hướng nhiều sinh viên làm Luận văn tốt nghiệp (Năm học 2018- 2019, 2019-2020 và 2020-2021)

5 Nghiệm thu:

Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành đúng tiến độ đăng ký với Trường, trước 01/12/2020

Sàn phẩm đăng ký:

Kết quả đạt được:

Hệ thống cắt da tự động

6 Báo cáo nghiên cứu chuyên môn:

Nhóm nghiên cứu bảo vệ trước hội đồng ngày 01/11/2020 theo quyết định số

1480/QĐ-ĐHCN, và đã được hội đồng nghiệm thu, đạt kết quả Tốt (87 điểm)

Tp HCM, ngày tháng năm

Chủ nhiệm đề tài Phòng

QLKH&HTQT

Trưởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký)

Nguyễn Thành Phúc Phạm Trung Kiên

PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN

CỨU KHOA HỌC

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ••••••••

ĐỀ TÀI :

TỰ ĐỘNG HÓA MÁY CẮT DA GIÀY

HỆ THỐNG CẮT DA TỰ ĐỘNG

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2020

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay ngành công nghiệp da giày ở Việt Nam là ngành có kim ngạch xuất khẩu đạt 19,5 tỷ USD năm 2018, đưa Việt Nam trở thành nước đứng thứ hai thế giới về sản lượng xuất khẩu giày dép Tuy nhiên, ngành công nghiệp cũng đang đứng trước một vấn đề cần phải được khắc phục đó là vấn đề nguyên vật liệu Nguyên vật liệu trong sản xuất của ngành da giày hầu hết được nhập từ nước ngoài và chiếm giá thành cao trong sản xuất nên vấn đề đặt ra là cần phải sử dụng vật liệu một cách tối ưu nhất

Trong một quá trình sản xuất để tạo ra thành phẩm, công đoạn cắt các chi tiết của vật liệu dạng tấm để lắp ráp thành sản phẩm hoàn thiện được thực hiện bởi công nhân thao tác bằng máy dập Tùy theo quy mô sản xuất của doanh nghiệp mỗi nhà máy có thể có vài máy hoặc 50 –

80 máy dập hoặc hơn nữa

Vật liệu được sử dụng hai dạng, một là dạng tấm hình chữ nhật với kích thước cố định hoặc loại cuộn có kích thước có thể dài đến vài chục mét Hiệu suất sử dụng vật liệu phụ thuộc vào mỗi công nhân, thường là khác nhau vì kinh nghiệm và tay nghề khác nhau nên không thể đạt đến mức cao nhất có thể, mà giá trị nguyên vật liệu chiếm 50% giá trị sản phẩm Ngoài ra năng suất sử dụng máy dập thủ công thường không đạt được năng suất cao và tai nạn có thể xảy ra khi thao tác trên máy dập cắt, đặc biệt là ở những nước đang phát triển nơi mà các công nhân chạy theo năng suất nên không chú trọng vấn đề an toàn lao động

1.2 Mục đích chọn đề tài

Trong ngành công nghiệp giày da, hiện các doanh nghiệp Việt Nam thường sử dụng các thiết bị vận hành bằng tay, vì lẻ đó chúng ta cần tìm cách cải thiện các thiết bị hiện có là sử dụng bằng tay để nâng cấp lên tự động hóa Bằng phương pháp này tiết kiệm được rất nhiều chi phí cho doanh nghiệp và nâng cao năng suất sản xuất và vần đề an toàn trong sử dụng máy dập Đối với đề tài này chúng tôi quyết định cải tiến máy dập công nghiệp hiện có theo hai hướng

Thứ nhất là thiết kế tủ điện điều khiển động cơ để nhằm mục đích giải quyết vấn đề tiết kiệm điện năng khi sử dụng máy để sản xuất Đồng thời kéo dài tuổi thọ cho máy dập công nghiệp hiện có Bên cạnh đó có thể giúp nhân viên kĩ thuật bảo trì có thể dễ dàng kiểm tra thiết bị

Thứ hai là nhóm chúng tôi đi theo hướng tự động hóa tối ưu Nhóm thiết kế mô hình dựa trên máy dập có sẵn với các công đoạn đều tự động hóa Thiết kế mô hình tự động từ việc cấp liệu, tính toán thông số dao đến việc lấy thành phẩm Và con người chỉ việc cấp liệu nhập thông số và bắt đầu thì máy sẽ tự động giải quyết

Nắm bắt đươc thực tế này nhóm đã chọn đề tài “Tự động hóa máy dập trong công nghiệp” làm luận văn Nhằm mục đích hướng tới một thiết bị sử dụng trong ngành giày da giúp tăng năng suất sản xuất, an toàn khi sử dụng và vận hành cũng như là giảm được các chi phí cần thiết

1.3 Các loại máy dập trong ngành giày da

1.3.2 Máy dập thủy lực ngang

Hình 1.2 Máy dập thủy lực ngang

- Máy dập thủy lực ngang là dạng máy dập có bàn dập di linh động, tự động điều chỉnh vị trí đặt dao theo phương ngang

- Có áp dụng công nghệ tự động hóa hơn so với máy dập thủy lực phẳng

1.4 Các phương pháp cấp phôi

 Cấp phôi thủ công

Hình 1.3 Cấp phôi thủ công

 Cấp phôi tự động

Hình 1.4 Cấp phôi tự động

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

2.1 Phần mềm thiết kế 3D SOLIDWORKS

Tổng quan phần mềm SOLIDWORKS:

- Solidworks là phần mềm thiết kế 3D được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, kiến trúc, cơ khí, trang trí nội thất… được sử dụng các công nghệ mới nhất về lĩnh vực đồ họa máy tính, có mặt từ năm 1997, được phát triển bởi công ty Dassault Systèmes Solidworks Corp., là một nhánh của Dassault Systèmes, S A (Vélizy, Pháp) Phần mềm này cho phép người sử dụng xây dựng các mô hình chi tiết 3D, lắp ráp chúng lại với nhau thành một bộ phận máy (máy) hoàn chỉnh, kiểm tra động học, cung cấp thông tin về vật liệu

-Solidworks hiện nay đã phát triển đồ sộ về thư viện cơ khí, với giao diện trực quan, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và

bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý, có thể nói đây là phần mềm lý tưởng dành cho những người mới bắt đầu công việc thiết kế

Một số tính năng cơ bản của solidworks:

1 Thiết kế các chi tiết 3D

2 Lắp ráp các chi tiết

3 Xuất bản vẽ

4 Gia công cơ khí(SolidCam)

5 Chức năng CAE (Solidworks simulation): Đây là một ưu điểm của solidworks, hãng sản xuất phần mềm đã mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos

để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của solidworks Với module phân tích của Solidworks là cosmos, ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp, dưới đây là liệt kê một vài bài toán dùng để tính với COSMOS:

- Phân tích tĩnh học

- Phân tích động học

- Phân tích động lực học (bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động – con lăn di chuyển trên ray)

- Phân tích dao động

- Phân tích nhiệt học

- Phân tích sự va chạm của các chi tiết

- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy qua cái robine

và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn)

- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó

2.2 Các thao tác trong SOLIDWORKS

- Để bắt đầu thiết kế, ta mở bản vẽ mới bằng cách vào File/New hoặc Ctrl +N hoặc click vào biểu tượng

Hình 2.1 New solidworks document

Hình 2.2.Giao diện file Part

- Trong file part ta có 2 điểm cơ bản cần quan tâm đó là Sketch và Features

Sketch(bản phác thảo): phác thảo là bước đầu tiên để dựng một khối 3D cho chi tiết Để vào

môi trường phác thảo ta nhấp chọn vào lệnh rồi chọn vào một mặt phẳng mà ta muốn tạo sketch trên màn hình làm việc Lúc này sẽ xuất hiện thanh công cụ để vẽ 2D như hình:

Hình 2.3 Thanh công cụ sketch Các lệnh trong sketch:

Offset Tạo ra 1 đường thẳng khác song song với đường

thẳng của phác thảo, ứng dụng nhiều nhất của nó là khi vẽ khuôn

Straight slot Vẽ đường rãnh bằng 2 điểm tâm và một điểm thuộc

còn lại là cạnh của đường rãnh

Fillet và Chamfer Trong đó Fillet dùng để bo góc, còn Chamfer dùng

để vát góc

trim Lệnh này cho phép cắt bỏ bất kỳ đối tượng nào đó

khi chúng ta di chuột qua nó

Smart Dimension Dùng để đặt kích thước cho tất cả các đối tượng mà

chúng ta chọn vào, lệnh này có ưu điểm là sử dụng rất nhanh và với chỉ một thao tác đơn giản, chúng ta

đã có thể đặt gần toàn bộ kích thước cho Sketch

Linear sketch pattern Dùng tạo nhiều đối tượng theo 1 hoặc 2 hướng

Circular Sketch Pattern Dùng tạo nhiều đối tượng xoay quanh một tâm

Bảng 1 Các lệnh trong sketch Features: các lệnh trong đây nhằm tạo khối, chỉnh sửa và thiết kế trong môi trường 3D sau khi đã có sketch

Assembly: dùng để lắp ráp các chi tiết 3D thành cụm chi tiết hoặc thành một cơ cấu máy hoặc một máy hoàn chỉnh, chi tiết ở đây có thể là file part hoặc file assembly khác, file này có phần mở rộng là SLDASM

Hình 2.5 Giao diện file Assembly

- Để ghép các chi tiết với nhau ta sử dụng lệnh mate

- Để vào chế độ mate ta vào assembly => mate

hoặc nhấp vào biên dạng cần mate sẽ xuất hiện menu

Sau đó bên cây thư mục quản lí sẽ xuất hiện các tùy chọn để mate

Hình 2.6 Các tùy chọn mate

Khi mở lên sẽ xuất hiện hộp thoại:

Hình 2.7 Hộp thoại Sheet Format/Size

- Standard sheet size: trong này ta chọn các file bản vẽ với khung tiêu chuẩn hoặc nếu ta muốn dùng file mẫu của mình, ta vào browse dẫn link đến file ta muốn

- Custom sheet size dùng để tùy chỉnh chiều dài, rộng của khung giấy

Hình 2.8 Giao diện file Drawing

Để nhập đối tượng cần chiếu ta vào View layout => Model view

Xuất hiện hộp thoại

- Sau khi nhập ta có thể di chuột lên trên, xuống dưới hoặc di chéo để được hình chiếu mong muốn hoặc nếu chương trình không hiện thì ta vào view layout => projected view

để thực hiện việc chiếu