Đồ án nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động tại HCMUTE

Đồ án nghiên cứu hcmute nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Nguyễn Hồng Sơn
• Người hướng dẫn: Th.S. Lê Thanh Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
• Đề tài: Nghiên Cứu Và Phát Triển Máy Vô Lông Cọ Sơn Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Các vấn đề chính của đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Nội dung cơ bản của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu về cọ và công nghệ chế tạo cọ sơn
• 2.2. Các nghiên cứu có liên quan
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
• 3.1. Thông số dự tính
• 3.2. Nguyên lý cấu tạo của máy
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM
• 5.1. Kết quả đạt được
• 5.2. Tiêu chí thực nghiệm
• 5.3. Kết quả thực nghiệm
• 5.4. Nguyên nhân và khắc phục
• 5.5. So sánh hiệu quả
• 5.6. Hướng phát triển của đề tài
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Giới thiệu về đề tài

Đề tài 'Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động tại HCMUTE' được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành sản xuất cọ sơn. Với sự phát triển của công nghệ, việc tự động hóa quy trình sản xuất không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Máy vô lông cọ sơn được thiết kế để thay thế công nhân trong công đoạn vào lông, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Theo ước tính, năng suất có thể tăng từ 3 đến 4 lần so với phương pháp thủ công. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu về cọ sơn ngày càng tăng cao, tuy nhiên quy trình sản xuất vẫn chủ yếu dựa vào phương pháp thủ công. Điều này dẫn đến năng suất thấp và chi phí sản xuất cao. Việc nghiên cứu và phát triển máy tự động không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào sản xuất cọ sơn là cần thiết để đáp ứng nhu cầu thị trường và nâng cao hiệu quả sản xuất.

II. Cơ sở lý thuyết

Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động. Quy trình sản xuất cọ sơn bao gồm nhiều công đoạn phức tạp, từ việc làm cán gỗ đến việc gắn lông vào đầu cọ. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình này sẽ giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Công nghệ sơn hiện đại cho phép sản xuất cọ sơn với độ chính xác cao, đồng thời giảm thiểu lãng phí nguyên liệu. Việc sử dụng PLC làm bộ điều khiển trung tâm giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả.

2.1. Giới thiệu về cọ và công nghệ chế tạo cọ sơn

Cọ sơn là một sản phẩm truyền thống tại Việt Nam, với nhiều loại kích thước khác nhau. Quy trình chế tạo cọ sơn bao gồm nhiều bước như làm cán, gắn lông, và hoàn thiện sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các doanh nghiệp sản xuất cọ sơn hiện nay đang dần chuyển sang sử dụng máy móc hiện đại để đáp ứng nhu cầu thị trường. Điều này cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu và phát triển máy mộc công nghiệp để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

III. Thiết kế và thi công

Quá trình thiết kế máy vô lông cọ sơn tự động bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc khảo sát các phương pháp điều khiển đến việc lựa chọn thiết kế phù hợp. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành tính toán và thiết kế các cụm máy, bao gồm cụm cấp phôi, cụm cấp lông, và cụm rung vỗ lông. Mỗi cụm máy đều có nhiệm vụ riêng, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra một cách liên tục và hiệu quả. Việc sử dụng phần mềm thiết kế như SolidWorks và AutoCAD Electrical giúp nhóm có thể mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành chế tạo thực tế.

3.1. Nguyên lý cấu tạo của máy

Máy được chia thành nhiều cụm khác nhau, mỗi cụm đảm nhiệm một công đoạn trong quy trình sản xuất cọ sơn. Cụm cấp phôi sẽ cung cấp nguyên liệu đầu vào, trong khi cụm rung vỗ lông giúp đảm bảo lông được phân bố đều. Cụm căn chỉnh lông sẽ điều chỉnh vị trí của lông trước khi gắn vào đầu cọ. Tất cả các cụm này được điều khiển bởi PLC, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất sản xuất. Việc thiết kế và thi công máy không chỉ đảm bảo tính chính xác mà còn phải đáp ứng được yêu cầu về an toàn trong sản xuất.

IV. Kết quả và thực nghiệm

Sau khi hoàn thành quá trình thiết kế và thi công, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm máy vô lông cọ sơn tự động. Kết quả cho thấy máy hoạt động ổn định, năng suất đạt được như mong đợi. Các sản phẩm cọ sơn được sản xuất ra đều đạt tiêu chuẩn chất lượng, không thua kém gì so với sản phẩm làm thủ công. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa đã giúp giảm thiểu thời gian sản xuất và chi phí lao động, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp.

4.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy máy có thể sản xuất được 20 sản phẩm mỗi phút, gấp 3 đến 4 lần so với phương pháp thủ công. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào sản xuất cọ sơn là hoàn toàn khả thi và mang lại hiệu quả cao. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành so sánh hiệu quả sản xuất giữa máy và phương pháp thủ công, từ đó đưa ra những đánh giá và khuyến nghị cho các doanh nghiệp trong ngành sản xuất cọ sơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ TỔ NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN MÁY VÔ LÔNG CỌ SON TỰ ÐỘNG GVHD: LÊ THANH TÙNG SVTH : NGUYỄN HỒNG SƠN MSSV: 15146091 SVTH : LÊ VINH KHA MSSV: 15146052 SVTH : NGUYỄN VĂN SƠN MSSV: 15146092 SKL 0 0 5 5 2 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2019 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO **o0o** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN MÁY VÔ LÔNG CỌ SƠN TỰ ĐỘNG GVHD : TH.S LÊ THANH TÙNG SVTH : NGUYỄN HỒNG SƠN 15146091 LÊ VINH KHA 15146052 NGUYỄN VĂN SƠN 15146092 i do an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Sơn 15146091 Lê Vinh Kha 15146052 Nguyễn Văn Sơn 15146092 Ngành: Cơ điện tử Lớp: 15146CL3 Giảng viên hƣớng dẫn: Th.s Lê Thanh Tùng ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: 1. Tên đề tài: Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động 2.

Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Khối lƣợng của máy: 150kg - Năng suất dự định ban đầu là 20 sản phẩm trên một phút. - Máy đƣợc chia làm 5 công đoạn thực hiện: cấp phôi thiếc vào băng tải, cấp lông vào phôi thiếc, rung vỗ lông cho đều, cấp phôi gỗ, căn căn chỉnh lông. - Vận tốc của băng tải 0,3m/s 3. Nội dung thực hiện đề tài: + Khảo sát các phƣơng pháp điều khiển, sau đó lựa chọn phƣơng pháp tối ƣu nhất để thực hiện + Lên ý tƣởng và thiết kế 4.

Sản phẩm: Máy vô lông cọ sơn TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Sơn MSSV 15146092 Nguyễn Hồng Sơn MSSV 15146091 Lê Vinh Kha MSSV 15146052 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ – Điện tử Giảng viên hƣớng dẫn: Lê Thanh Tùng SĐT: Tên đề t i “Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động” NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài hối lƣợng thực hiện: 2. Đề nghị có cho bảo vệ hay không? 5.

Đánh giá loại: 6. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ii do an Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Sơn MSSV 15146092 Nguyễn Hồng Sơn MSSV 15146091 Lê Vinh Kha MSSV 15146052 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ – Điện tử Giảng viên hƣớng dẫn: Võ Lâm Chƣơng SĐT: Tên đề t i “Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động” NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài hối lƣợng thực hiện: 2.

Đề nghị có cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm iii do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động” - GVHD: Lê Thanh Tùng - Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Sơn MSSV: 15146092 Nguyễn Hồng Sơn MSSV: 15146091 Lê Vinh Kha MSSV: 15146052 - Lớp: 15146CL3 - Số điện thoại liên lạc: 0868934436 - Email: [e-mail] - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp ĐATN): 18/7/2019 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan hoá luận tốt nghiệp ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.

Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày …. Ký tên iv do an LỜI CẢM ƠN  Trên hết, chúng em xin đƣợc trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Lê Thanh Tùng-ngƣời đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu, đã hết sức tạo điều kiện, tận tình hƣớng dẫn và theo dõi sát sao tiến trình đồ án, từ đó thầy đóng góp những ý kiến kịp thời cũng nhƣ động viên chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cô thuộc khoa chất lƣợng cao, Bộ môn Cơ điện tử trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản, những kinh nghiệm thực tiễn và những kiến thức chuyên môn cũng nhƣ đã nhiệt tình hƣớng dẫn giúp đỡ chúng em trong suốt khóa học và nhất là trong thời gian thực hiện đồ án.

Sau cùng xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến công ty TNHH Phƣơng Châm, đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi để chúng tôi đƣợc học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án này. v do an TÓM TẮT ĐỀ TÀI Cọ sơn là sản phẩm đã xuất hiện từ rất lâu ở Việt Nam và đƣợc sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên, quy trình làm ra một cây cọ rất phức tạp và nhiều công đoạn, do đó ở hầu hết các cơ sở sản xuất tƣ nhân ngƣời ta vẫn làm b ng tay là chủ yếu. Nắm bắt nhu cầu này, nhóm muốn dần tự động hóa quy trình sản xuất ra cây cọ nh m nâng cao năng suất, tiết kiệm chi phí sản xuất.

Ở đồ án này nhóm em đã nghiên cứu và phát triển máy vô lông cho cây cọ, một công đoạn trong quá trình sản xuất cây cọ sơn. Sử dụng PLC là bộ điêu hiển chính của máy, PLC sẽ điều khiển hệ thống Xylanh-khí nén thông qua việc cấp tín hiệu điện cho Relay, và điều khiển động cơ bƣớc thông qua chân phát xung của PLC. Kết quả sau khi chạy ra sản phẩm ngƣời công nhân chỉ cần đổ keo vào là hoàn thành công đoạn sản xuất đầu cọ. vi do an ABTRACT Paint brush is an item that has appeared for a long time in Vietnam and is used very popular.

However, the process of creating a paintbrush is very complex and many stages. So in most private manufacturing facilities, it is still made by worker. Seizing this demand, our team wants to automate the paint brush manufacturing process to improve productivity and save production costs. In this project, the team studied and developed automatic machine which can wear hair for paintbrush , a stage in the production of paintbrushes.

The machine uses PLC as the main controller, The PLC will control the pneumatic-cylinder system by supplying electrical signals to the relay. And the step motor is controlled through the pulse generator of the PLC. The result is the final product of the machine, the worker just needs to pour the glue to complete the production of paint brush. vii do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.

Error! Bookmark not defined. PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN. ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN. iii LỜI CAM KẾT.

iv LỜI CẢM ƠN. vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH. xi Chƣơng 1. Tính cấp thiết của đề tài.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Các vấn đề chính của đề tài.

Phƣơng pháp nghiên cứu. Nội dung cơ bản của đề tài. Giới thiệu về cọ và công nghệ chế tạo cọ sơn. Các nghiên cứu có liên quan.

Birlesik firca / star gil. Cọ sơn Thanh Bình .16 Thiết kế và thi công. Thông số dự tính. Nguyên lý cấu tạo của máy.

Tính toán và thiết kế cơ khí .18 viii do an 3. Cụm 1: Bộ phận cấp phôi miếng thiếc. Cụm 2: Bộ phận cấp lông. Cụm 3: Bộ rung vỗ lông.

Cụm 4: Bộ cấp phôi gỗ. Cụm 5: Bộ căn chỉnh lông. Cụm 6 : Bộ băng tải. Sơ đồ khối điều khiển.

Mục tiêu điều khiển. Thiết kế phần điều khiển. Lựa chọn phƣơng án. Điều khiển băng tải.

Cơ cấu dùng cho bộ rung. Sơ đồ phân bố tủ điện v panel điều khiển. Giải thuật điều khiển .55 KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM. Kết quả đạt đƣợc.

Tiêu chí thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm. Nguyên nhân và khắc phục. So sánh hiệu quả.

Hƣớng phát triển của đề tài .70 ix do an DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các loại cọ sơn Bảng 3.1: Thông số dự tính Bảng 3.2: Thiết bị cụm 1 Bảng 3.3: Thiết bị cụm 2 Bảng 3.4: Thiết bị cụm 3 Bảng 3.5: Thiết bị cụm 4 Bảng 3.6: Thiết bị cụm 5 Bảng 3.7: Thông số ĩ thuật động cơ bƣớc Bảng 3.8: So sánh đai thang và đai răng Bảng 4.1: Khoảng cách các cụm Bảng 4.2: Thiết bị có trong tủ điện Bảng 4.3: Chú thích panel điều khiển Bảng 4.4: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 1 Bảng 4.5: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 2 Bảng 4.6: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 3 Bảng 4.7: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 4 Bảng 4.8: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 5 Bảng 4.9: Bảng chú thích sơ đồ đi dây 6 Bảng 5.1: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 1 Bảng 5.2: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 2 Bảng 5.3: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 3 Bảng 5.4: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 4 Bảng 5.5: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 5 Bảng 5.6: Kết quả thực nghiệm sản phẩm 6 Bảng 5.7: Nguyên nhân và khắc phục Bảng 5.8: So sánh hiệu quả x do an DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Quy trình vô lông cọ sơn Hình 2.1: Nguyên liệu sản xuất cọ sơn Hình 2.2(a): gỗ cây lộc mứt Hình 2.2(b): Cắt thành từng thanh Hình 2.3(a): cắt thành đoạn nhỏ Hình 2.3(b): cắt theo ích thƣớc Hình 2.4: Gia công tạo hình Hình 2.5(a): Cọ sau hi sơn Hình 2.5(b): cọ sau khi in logo Hình 2.6: Lông heo đã đƣợc cắt nhỏ Hình 2.7(a): đầu thiếc Hình 2.7(b): chế keo Hình 2.7(c): kéo sợ philamen Hình 2.7(d): ghép sợi và cán Hình 2.8: Sản phẩm cọ sơn Hình 2.9: Sản phẩm cọ của BIRLESIK FIRCA / STAR GIL Hình 2.10(a): Máy dập thiếc Hình 2.10(b): ăng tải Hình 2.11: Purdy Company Hình 2.12: Purdy Machine Hình 2.13: Cọ sơn thanh bình Hình 2.14: Thanh bình Company Hình 3.1: Bản thiết kế sơ bộ của máy Hình 3.2: Sơ đồ khối các cụm Hình 3.3: Sơ đồ khối cụm 1 Hình 3.4: Bản thiết kế cụm cấp phôi thiếc Hình 3.5: Sơ đồ khối cụm 2 xi do an Hình 3.6: Thiết kế sơ bộ cụm cấp lông Hình 3.7: Sơ đồ khối cụm 3 Hình 3.