Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard

Luận văn thạc sĩ HCMUTE nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard, ứng dụng công nghệ hiện đại trong sản xuất.

• Tác giả: Nguyễn Minh Mẫn
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Ngọc Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Số Cho Máy Dệt Jacquard
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. NGÀNH DỆT CỦA VIỆT NAM VÀ NHU CẦU HIỆN ĐẠI HÓA
• 1.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DỆT JACQUARD
• 1.3. CÁC GIẢI PHÁP VỀ DỆT JACQUARD
• 1.4. CÔNG NGHỆ DỆT JACQUARD TẠI CÁC NƯỚC PHÁT TRIỂN
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 2.1. GIẢI PHÁP THAY THẾ BÌA ĐỤC LỖ
• 2.2. CẤU HÌNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 2.3. BỘ PHẦN MỀM CAD/CAM
• 2.4. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN
• 2.5. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM
• 2.6. BỘ KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
• 2.7. BỘ TÁC ĐỘNG
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ
• 3.1. NHIỆM VỤ CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN SỐ
• 3.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN DỮ LIỆU
• 3.3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM
• 3.4. THIẾT KẾ BỘ KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
• 3.5. CÔNG SUẤT TIÊU THỤ
• 3.6. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN
• 3.7. GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 3.8. GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 3.9. THIẾT KẾ BỘ TÁC ĐỘNG
• 4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM
• 4.1. BỘ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
• 4.2. THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH
• 4.3. KẾT QUẢ VẬN HÀNH MÔ HÌNH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. CODE CỦA CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY DỆT JACQUARD CƠ KHÍ DÙNG BÌA ĐỤC LỖ TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP

Tóm tắt

I. Tổng quan về ngành dệt và nhu cầu hiện đại hóa

Ngành dệt may Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong bối cảnh toàn cầu hóa. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ dệt, đặc biệt là công nghệ máy dệt jacquard, đã tạo ra nhu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm. Theo thống kê, ngành dệt may Việt Nam đã có sự tăng trưởng xuất khẩu 20-25% mỗi năm, cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển công nghệ dệt. Tuy nhiên, nhiều máy móc hiện tại vẫn sử dụng công nghệ cũ, dẫn đến chi phí sản xuất cao và thời gian thiết kế kéo dài. Do đó, việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard là một giải pháp khả thi để nâng cao hiệu quả sản xuất.

1.1. Giới thiệu về công nghệ dệt jacquard

Công nghệ dệt jacquard được phát triển bởi Joseph Marie Jacquard vào thế kỷ 19, cho phép tạo ra các mẫu hoa văn phức tạp trên vải. Công nghệ này sử dụng các thẻ đục lỗ để điều khiển các sợi chỉ, giúp tạo ra các mẫu dệt đa dạng và phong phú. Tuy nhiên, việc sử dụng thẻ đục lỗ truyền thống đã trở nên lỗi thời và không còn phù hợp với nhu cầu sản xuất hiện đại. Việc chuyển đổi sang hệ thống điều khiển số sẽ giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thiết kế, đồng thời nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm dệt may Việt Nam trên thị trường quốc tế.

II. Thiết kế cấu hình hệ thống điều khiển số

Thiết kế cấu hình cho hệ thống điều khiển số là một bước quan trọng trong việc hiện đại hóa máy dệt jacquard. Hệ thống này bao gồm các thành phần như phần mềm CAD/CAM, bộ điều khiển trung tâm và các thiết bị ngoại vi. Việc tích hợp các công nghệ này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu thời gian và chi phí. Hệ thống điều khiển số cho phép người dùng dễ dàng thay đổi mẫu dệt mà không cần phải thay đổi thiết bị vật lý. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tăng tính linh hoạt trong sản xuất. Hệ thống cũng cần được thiết kế sao cho dễ dàng bảo trì và nâng cấp trong tương lai.

2.1. Giải pháp thay thế bìa đục lỗ

Một trong những vấn đề lớn trong sản xuất dệt hiện nay là việc sử dụng bìa đục lỗ. Giải pháp thay thế bìa đục lỗ bằng hệ thống điều khiển số sẽ giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thiết kế. Hệ thống này cho phép người dùng thiết kế mẫu dệt trực tiếp trên máy tính và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điều khiển cho máy dệt. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong quá trình sản xuất. Hơn nữa, việc sử dụng phần mềm CAD/CAM sẽ giúp tạo ra các mẫu dệt phức tạp mà không gặp phải những hạn chế của bìa đục lỗ.

III. Thiết kế bộ điều khiển số cho máy dệt jacquard

Bộ điều khiển số là thành phần cốt lõi trong hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard. Thiết kế bộ điều khiển này cần phải đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao. Bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ phần mềm thiết kế và chuyển đổi chúng thành các lệnh điều khiển cho máy dệt. Việc sử dụng các cảm biến trong bộ điều khiển sẽ giúp theo dõi và điều chỉnh quá trình dệt một cách tự động, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống cũng cần được thiết kế với khả năng mở rộng để có thể tích hợp thêm các tính năng mới trong tương lai.

3.1. Nhiệm vụ của bộ điều khiển số

Bộ điều khiển số có nhiệm vụ chính là điều khiển các hoạt động của máy dệt, bao gồm việc điều chỉnh tốc độ, kiểm soát các sợi chỉ và thực hiện các mẫu dệt phức tạp. Việc phân tích và lựa chọn phương án truyền dữ liệu là rất quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả của hệ thống. Bộ điều khiển cần phải có khả năng xử lý nhanh chóng các tín hiệu từ cảm biến và đưa ra các lệnh điều khiển kịp thời. Điều này sẽ giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

IV. Chế tạo mô hình thử nghiệm

Chế tạo mô hình thử nghiệm là bước cuối cùng trong quá trình nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard. Mô hình này sẽ được sử dụng để kiểm tra và đánh giá hiệu suất của hệ thống trước khi đưa vào sản xuất thực tế. Việc thử nghiệm sẽ giúp phát hiện và khắc phục các vấn đề có thể xảy ra trong quá trình vận hành. Mô hình thử nghiệm cũng cần được thiết kế sao cho có thể dễ dàng thay đổi và điều chỉnh để phù hợp với các yêu cầu khác nhau trong sản xuất.

4.1. Kết quả vận hành mô hình

Kết quả vận hành mô hình thử nghiệm sẽ cung cấp những thông tin quý giá về hiệu suất của hệ thống điều khiển số. Các thông số như tốc độ dệt, độ chính xác của mẫu dệt và khả năng xử lý dữ liệu sẽ được ghi nhận và phân tích. Những kết quả này sẽ giúp đánh giá tính khả thi của hệ thống và đưa ra các điều chỉnh cần thiết trước khi triển khai vào sản xuất thực tế. Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó tăng cường khả năng cạnh tranh của ngành dệt may Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành dệt may Việt Nam đóng góp khoảng 20-25% kim ngạch xuất khẩu hàng năm, chiếm 13-14% tổng kim ngạch xuất khẩu quốc gia và tạo việc làm cho khoảng 1,6 triệu lao động. Năm 2003, kim ngạch xuất khẩu ngành dệt may đạt khoảng 3,6 tỷ USD, dự kiến tăng lên 5 tỷ USD năm 2005 và 10 tỷ USD năm 2010. Tuy nhiên, ngành dệt may Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế về trình độ công nghệ, năng suất lao động thấp và chi phí sản xuất cao, đặc biệt trong lĩnh vực máy dệt Jacquard cơ khí truyền thống. Máy dệt Jacquard cơ khí hiện nay sử dụng bìa đục lỗ để điều khiển các mũi dệt, dẫn đến thời gian thiết kế kéo dài, chi phí cao và hạn chế khả năng tạo mẫu hoa văn phức tạp.

Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt Jacquard cơ khí nhằm thay thế bìa đục lỗ truyền thống bằng công nghệ CAD/CAM và điều khiển số, qua đó nâng cao năng suất, giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong sản xuất. Nghiên cứu tập trung vào cải tiến máy dệt Jacquard thế hệ thứ nhất lên thế hệ thứ hai, thiết kế cấu hình hệ thống điều khiển số, thiết kế bộ điều khiển số và chế tạo mô hình thử nghiệm. Phạm vi nghiên cứu chủ yếu tại các doanh nghiệp dệt may tại Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2003-2005.

Việc hiện đại hóa máy dệt Jacquard cơ khí có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu ngày càng gay gắt, giúp ngành dệt may Việt Nam nâng cao năng lực thiết kế, rút ngắn thời gian sản xuất và đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường với chi phí hợp lý.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Công nghệ dệt Jacquard: Nguyên lý hoạt động của máy dệt Jacquard cơ khí dựa trên việc điều khiển từng mũi dệt thông qua bìa đục lỗ, với các chuyển động cơ học của dao nâng, lăng trụ và kim dệt. Máy dệt Jacquard thế hệ thứ nhất sử dụng bìa đục lỗ, thế hệ thứ hai tích hợp hệ thống điều khiển số liên kết với CAD/CAM, còn thế hệ thứ ba là máy dệt điện tử hoàn toàn.

• Hệ thống điều khiển số (Numerical Control - NC): Áp dụng công nghệ điều khiển số để thay thế các bộ phận cơ khí truyền thống, sử dụng vi xử lý để điều khiển các solenoid thay cho bìa đục lỗ, giúp số hóa quá trình điều khiển mũi dệt.

• Công nghệ CAD/CAM trong dệt may: Sử dụng phần mềm CAD để thiết kế mẫu hoa văn và CAM để chuyển đổi mẫu thiết kế thành tín hiệu điều khiển số, giúp rút ngắn thời gian thiết kế và tăng khả năng tạo mẫu phức tạp.

Các khái niệm chính bao gồm: solenoid DC, giao tiếp RS-232, vi xử lý AT89C51, bộ khuếch đại công suất, và phần mềm điều khiển.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu từ thực tế hoạt động của các máy dệt Jacquard cơ khí tại các doanh nghiệp dệt may TP. Hồ Chí Minh, tài liệu kỹ thuật, phần mềm CAD/CAM, và các tiêu chuẩn giao tiếp truyền thông.

• Phương pháp phân tích: Phân tích nguyên lý hoạt động của máy dệt Jacquard cơ khí, thiết kế cấu hình hệ thống điều khiển số, lựa chọn solenoid DC phù hợp, thiết kế mạch điều khiển trung tâm và bộ khuếch đại công suất, phát triển phần mềm điều khiển trên nền vi xử lý AT89C51, và mô phỏng thử nghiệm mô hình.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu và thiết kế từ năm 2003 đến 2005, với các giai đoạn chính gồm khảo sát hiện trạng, thiết kế hệ thống điều khiển số, chế tạo mô hình thử nghiệm và đánh giá kết quả vận hành.

Phương pháp chọn mẫu tập trung vào các máy dệt Jacquard cơ khí phổ biến tại Việt Nam, sử dụng vi xử lý phổ biến và phần mềm CAD/CAM đã được phát triển trong nước.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng máy dệt Jacquard cơ khí tại Việt Nam: Có khoảng 5.000-6.000 máy dệt Jacquard cơ khí đang hoạt động, chủ yếu là thế hệ thứ nhất sử dụng bìa đục lỗ. Máy thế hệ thứ hai và thứ ba rất ít được sử dụng do chi phí cao và khó tiếp cận.

2. Thiết kế hệ thống điều khiển số: Hệ thống điều khiển số bao gồm phần mềm CAD/CAM, máy tính điều khiển, bộ điều khiển trung tâm với 10 vi xử lý AT89C51, bộ khuếch đại công suất và 1.200 solenoid DC để điều khiển từng kim dệt. Mỗi vi xử lý điều khiển 120 solenoid, tổng cộng 180 byte dữ liệu được truyền qua giao tiếp RS-232 với tốc độ 9.600 baud, đảm bảo thời gian truyền dữ liệu dưới 0,2 giây, đáp ứng yêu cầu vận hành máy.

3. Lựa chọn solenoid DC: Solenoid DC được thiết kế với kích thước nhỏ gọn (đường kính 4 mm, chiều cao 50 mm, lõi 1,7 mm), cấu trúc 2 tầng để đảm bảo lực đẩy và duy trì ổn định trong chu kỳ làm việc 0,4 giây. Solenoid có khả năng hoạt động liên tục với tần suất lên đến 9.000 chu kỳ/giờ, phù hợp với yêu cầu vận hành máy dệt Jacquard.

4. Phần mềm điều khiển: Phần mềm được phát triển bằng Visual Basic và Visual C++ trên nền vi xử lý MCS-51, có khả năng nhận dữ liệu mẫu hoa văn từ CAD/CAM, xử lý và truyền tín hiệu điều khiển đến bộ điều khiển trung tâm. Giao tiếp RS-232 được lựa chọn do khoảng cách truyền ngắn (3-5 m) và chi phí thấp, đảm bảo độ tin cậy và ổn định.

Thảo luận kết quả

Việc thay thế bìa đục lỗ bằng hệ thống điều khiển số giúp rút ngắn thời gian thiết kế mẫu hoa văn từ khoảng một tuần xuống còn vài giờ, đồng thời giảm chi phí sản xuất và tăng khả năng tạo mẫu phức tạp. So với các nghiên cứu về máy dệt Jacquard điện tử tại các nước phát triển, giải pháp này phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của Việt Nam, tạo bước đệm cho việc hiện đại hóa ngành dệt may.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh thời gian thiết kế và chi phí sản xuất giữa máy dệt Jacquard cơ khí truyền thống và hệ thống điều khiển số mới, cũng như bảng thống kê hiệu suất hoạt động của solenoid DC trong điều kiện thực tế.

Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm tỷ lệ lỗi trong sản xuất và tăng tính linh hoạt trong việc thay đổi mẫu mã, đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường và tăng sức cạnh tranh cho ngành dệt may Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai ứng dụng hệ thống điều khiển số cho máy dệt Jacquard cơ khí hiện có: Các doanh nghiệp dệt may nên đầu tư cải tiến máy dệt Jacquard thế hệ thứ nhất lên thế hệ thứ hai bằng cách tích hợp hệ thống điều khiển số, nhằm giảm chi phí và tăng năng suất. Thời gian thực hiện dự kiến trong vòng 12-18 tháng.

2. Đào tạo nhân lực vận hành và bảo trì hệ thống điều khiển số: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ CAD/CAM, vi xử lý và bảo trì hệ thống điều khiển số cho kỹ thuật viên và công nhân vận hành. Mục tiêu nâng cao trình độ kỹ thuật và giảm thiểu sự cố trong quá trình sản xuất.

3. Phát triển phần mềm điều khiển tích hợp và nâng cao: Tiếp tục nghiên cứu và phát triển phần mềm điều khiển với giao diện thân thiện, khả năng xử lý dữ liệu nhanh và tích hợp các tính năng kiểm soát chất lượng tự động. Thời gian phát triển dự kiến 6-12 tháng.

4. Khuyến khích hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ: Các viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp cần phối hợp chặt chẽ để nâng cao hiệu quả nghiên cứu, đồng thời thúc đẩy chuyển giao công nghệ vào sản xuất thực tế, góp phần hiện đại hóa ngành dệt may Việt Nam.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp dệt may vừa và nhỏ: Có thể áp dụng giải pháp cải tiến máy dệt Jacquard cơ khí với chi phí hợp lý, nâng cao năng suất và giảm thời gian thiết kế mẫu.

2. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư cơ khí chế tạo máy: Tham khảo phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển số, lựa chọn solenoid và phát triển phần mềm điều khiển trong lĩnh vực tự động hóa máy dệt.

3. Sinh viên và giảng viên ngành cơ khí chế tạo máy, công nghệ dệt may: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc học tập, nghiên cứu và phát triển các đề tài liên quan đến công nghệ dệt Jacquard và điều khiển số.

4. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành dệt may: Hiểu rõ về nhu cầu hiện đại hóa công nghệ, từ đó xây dựng các chính sách hỗ trợ đầu tư và phát triển ngành dệt may bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống điều khiển số có thể áp dụng cho tất cả các loại máy dệt Jacquard không?
   Hệ thống được thiết kế chủ yếu cho máy dệt Jacquard cơ khí thế hệ thứ nhất, giúp nâng cấp lên thế hệ thứ hai. Với máy dệt điện tử thế hệ thứ ba, hệ thống điều khiển số có thể không cần thiết do đã tích hợp sẵn công nghệ hiện đại.

2. Lợi ích chính của việc thay thế bìa đục lỗ bằng solenoid là gì?
   Giúp giảm thời gian thiết kế mẫu hoa văn từ khoảng một tuần xuống vài giờ, giảm chi phí sản xuất, tăng khả năng tạo mẫu phức tạp và nâng cao tính linh hoạt trong sản xuất.

3. Tại sao chọn solenoid DC thay vì solenoid AC?
   Solenoid DC có lực từ ổn định trong suốt thời gian cuộn dây có điện, đáp ứng tốt yêu cầu duy trì lực đẩy trong chu kỳ làm việc 0,4 giây của máy dệt Jacquard, đồng thời có thời gian đáp ứng phù hợp và dễ thiết kế.

4. Giao tiếp RS-232 có phù hợp cho hệ thống điều khiển số không?
   Với khoảng cách truyền ngắn (3-5 m) và tốc độ truyền 9.600 baud, RS-232 đáp ứng tốt yêu cầu truyền dữ liệu ổn định, chi phí thấp và dễ tích hợp trong môi trường sản xuất.

5. Phần mềm CAD/CAM đóng vai trò như thế nào trong hệ thống?
   Phần mềm CAD/CAM giúp thiết kế mẫu hoa văn trên máy tính, chuyển đổi mẫu thiết kế thành dữ liệu số điều khiển solenoid, rút ngắn thời gian thiết kế và tăng khả năng tạo mẫu phức tạp.

Kết luận

• Nghiên cứu đã thiết kế thành công hệ thống điều khiển số cho máy dệt Jacquard cơ khí, thay thế bìa đục lỗ truyền thống bằng solenoid DC và vi xử lý AT89C51.
• Hệ thống điều khiển số giúp rút ngắn thời gian thiết kế mẫu hoa văn, giảm chi phí sản xuất và tăng tính linh hoạt trong sản xuất dệt may.
• Phần mềm điều khiển và giao tiếp RS-232 đảm bảo truyền dữ liệu ổn định, đáp ứng yêu cầu vận hành máy với 1.200 solenoid điều khiển riêng biệt.
• Giải pháp phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của ngành dệt may Việt Nam, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh hội nhập toàn cầu.
• Đề xuất triển khai ứng dụng thực tế, đào tạo nhân lực và phát triển phần mềm điều khiển nâng cao trong giai đoạn tiếp theo nhằm hoàn thiện và mở rộng ứng dụng.

Call-to-action: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu trong ngành dệt may nên phối hợp triển khai và tiếp tục phát triển công nghệ điều khiển số cho máy dệt Jacquard nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng yêu cầu thị trường ngày càng đa dạng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH MẪN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO MÁY DỆT JACQUARD NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 0 3 0 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2005 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØN H PHOÁ HOÀ CHÍ MINH LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ KS. NGUYEÃN MINH MAÃN ÑEÀ TAØI : NGHIEÂN CÖÙU THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN SOÁ CHO MAÙY DEÄT JACQUARD Chuyeân ngaønh : Cô khí cheá taïo maùy Maõ soá ngaønh : 60 52 40 Tp.Hoà Chí Minh, thaùng 09 naêm 2005 Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 1 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH ÑEÀ CÖÔNG LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ KS.

NGUYEÃN MINH MAÃ N ÑEÀ TAØI : NGHIEÂN CÖÙU THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN SOÁ CHO MAÙY DEÄT JACQUARD Chuyeân ngaønh : Cô khí cheá taïo maùy Maõ soá ngaønh : 60 52 40 Hoï vaø teân hoïc vieân: KS. NGUYEÃN MINH MAÃN Ngöôøi höôùng daãn: TS. PHAÏM NGOÏC TUAÁN Tp.Hoà Chí Minh, thaùng 09 naêm 2005 Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 2 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÕ NGHÓA VIEÄT NAM TRÖÔØNG ÑH SPKT.

TPHCM Ñoäc Laäp - Töï Do - Haïnh Phuùc PHOØNG QLKH-QHQT-SÑH Tp. Hoà Chí minh , ngaøy thaùng naêm 2005 NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN THAÏC SIÕ Hoï vaø teân hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn Phaùi : Nam Ngaøy thaùng naêm sinh :01/ 01/ 1978 Nôi sinh : Ñoàng Nai Chuyeân ngaønh : Cô Khí Cheá Taïo MSHV : I – Teân ñeà taøi: “Nghieân cöùu thieát keá heä thoáng ñieàu khieån soá cho maùy deät Jacquard” II – Nhieäm vuï luaän vaên : 1. Nghieân cöùu ñaàu maùy deät Jacquard nhaèm caûi tieán theá heä maùy deät Jacquard cô khí hieän coù taïi Vieät Nam. Thieát keá caáu hình heä thoáng ñieàu khieån soá 3.

Thieát keá boä ñieàu khieån soá cho maùy deät Jacquard cô khí 4. Cheá taïo moâ hình thöû nghieäm III – Ngaøy giao nhieäm vu :Ï IV – Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï : Caùn boä höôùng daãn Phoøng QLKH-QHQT-SÑH Chuû nhieäm ngaønh PHAÏM NGOÏC TUAÁN Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 3 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn TOÙM TAÉT LYÙ LÒCH TRÍCH NGANG Hoï vaø teân : NGUYEÃN MINH MAÃN Ngaøy sinh : 01 / 01 / 1978 Nôi sinh : Ñoàng Nai Ñòa chæ lieân laïc: 223/10 Phöôøng Phöôùc Bình , Quaän 9 Ñieän thoaïi: 08.7313422 (home) Mobile: [phone] QUAÙ TRÌNH ÑAØO TAÏO: Töø 1999 ñeán 2003: Hoïc ñaïi hoïc chuyeân ngaønh Cô Khí Cheá Taïo taïi tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TPHCM. Töø 2003 ñeán 2005: Hoïc Cao hoïc chuyeân ngaønh Cô khí Cheá taïo maùy - Khoa Cô khí - Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TPHCM.

Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 4 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn LÔØI CAÛM ÔN Em xin chaân thaønh caûm ôn Thaày PHAÏM NGOÏC TUAÁN ñaõ taän tình höôùng daãn, giuùp ñôõ ñeå em coù theå hoaøn thaønh luaän vaên naøy. Thaày ñaõ daønh cho Em söï giuùp ñôõ heát söùc nhieät tình trong suoát thôøi gian thöïc hieän luaän vaên. Em cuõng xin caûm ôn caùc thaày coâ laø Phaûn Bieän vaø Uûy Vieân Hoäi Ñoàng ñaõ daønh thôøi gian ñeå ñoïc, nhaän xeùt vaø cho yù kieán ñoùng goùp ñeå luaän vaên ñöôïc hoaøn thieän.

Cuoái cuøng, Em xin caûm ôn caùc Thaày Coâ trong Khoa Cô Khí, Tröôøng Ñaïi hoïc SPKT-TPHCM ñaõ trang bò cho chuùng Em nhöõng kieán thöùc heát söùc quí baùu vaø caàn thieát ñeå tieáp böôùc con ñöôøng nghieân cöùu khoa hoïc. Chaân thaønh caûm ôn caùc Thaày Coâ Tp. Hoà Chí minh , ngaøy thaùng naêm 2005 Hoïc vieân Nguyeãn Minh Maãn Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 5 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Hieän nay, ngaønh deät Vieät Nam vaãn coøn söû duïng loaïi maùy deät Jacquard cô khí duøng bìa ñuïc loã daãn ñeán : + Keùo daøi thôøi gian thieát keá, thu heïp naêng löïc thieát keá, khoâng theå thieát keá caùc hoa vaên phöùc taïp.

+ Chi phí mua bìa ,thôøi gian thieát keá vaø ñuïc loã bìa cao. Bôûi vì, neáu maãu hoa vaên phöùc taïp thì soá löôïng bìa ñuïc loã taêng leân, khi ñoù vaán ñeà dieän tích trôû neân khoù giaûi quyeát, hôn nöõa thôøi gian vaø chi phí taïo ra saûn phaåm seõ laâu vaø cao hôn nhieàu. Vì vaäy, moät nhu caàu caáp thieát laø phaûi ñoåi môùi vaø naâng caáp thieát bò theo höôùng khoâng söû duïng bìa ñuïc loã baèng caùch öùng duïng coâng ngheä CAD/CAM vaø ñieàu khieån soá cho maùy deät Jacquard cô khí. Luaän vaên naøy nghieân cöùu giaûi phaùp soá hoùa caùc maùy deät Jacquard cô khí noùi treân.

Ñeå thöïc hieän ñöôïc ñieàu naøy thì luaän vaên caàn phaûi giaûi quyeát caùc vaán ñeà sau : + Nghieân cöùu ñaàu maùy deät Jacquard nhaèm caûi tieán theá heä maùy deät Jacquard cô khí hieän coù taïi Vieät Nam. + Thieát keá caáu hình heä thoáng ñieàu khieån soá + Thieát keá boä ñieàu khieån soá cho maùy deät Jacquard cô khí + Cheá taïo moâ hình thöû nghieäm Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 6 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn SUMMARY Nowadays, mechanical Jacquard power-looms with punched cards are still used in the Vietnamese textile , this results : + Extend time-design, reduce design ability , complex patterns can not design. + Spending to buy cards, design time and punched cards are expensive.

Because, if complex patterns are going to increase the number of punched card, then the area problems become difficulty. Furthermore , time and make product cost will be more long and hight price. Hence, a necessary demand is have to innovate and upgrade devices , according to the way reject punched cards by apply CAD/CAM technology and numerical control. This essay research solution to digitalize mechanical Jacquard power-looms.

To obtain the above objectives , the following problems have to be solve in this essay : + Research mechanical Jacquard power-looms to innovate it. + Design numerical control system configuration. + Design numerical controler for mechanical Jacquard power-looms. + Create model to test.

Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 7 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn MUÏC LUÏC Lôøi caûm ôn Toùm taét luaän vaên thaïc só Chöông 1: Toång quan 1.Ngaønh deät cuûa Vieät Nam vaø nhu caàu hieän ñaïi hoùa. Giôùi thieäu veà coâng ngheä deät Jacquard. Caùc giaûi phaùp veà deät Jacquard .Coâng ngheä deät Jacquard taïi caùc nöôùc phaùt trieån .Coâng ngheä deät Jacquard taïi Vieät Nam hieän nay.

Nhu caàu phaùt trieån. Muïc tieâu cuûa ñeà taøi .24 Chöông 2: Thieát keá caáu hình heä thoáng ñieàu khieån soá 2. Giaûi phaùp thay theá bìa ñuïc loã. Caáu hình cuûa heä thoáng ñieàu khieån soá.

Boä phaàn meàm CAD/CAM. Phaàn meàm ñieàu khieån. Boä ñieàu khieån trung taâm. Boä khuyeách ñaïi coâng suaát.

Boä taùc ñoäng .29 Chöông 3: Thieát keá boä ñieàu khieån soá cho maùy deät Jacquard cô khí 3. Nhieäm vuï cuûa boä ñieàu khieån soá. Phaân tích vaø löïc choïn phöông aùn truyeàn döõ lieäu. Thieát keá boä ñieàu khieån trung taâm.

Thieát keá boä khueách ñaïi coâng suaát. Coâng suaát tieâu thuï. Phaàn meàm ñieàu khieån.49 Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 8 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn 3.

Giaûi thuaät chöông trình ñieàu khieån. Giao dieän chöông trình ñieàu khieån. Thieát keá boä taùc ñoäng .52 Chöông 4: Cheá taïo moâ hình thöû nghieäm 4. Bo maïch ñieàu khieån.

Thöû nghieäm moâ hình. Keát quaû vaän haønh moâ hình.59 Taøi lieäu tham khaûo .60 Toùm taét lyù lòch trích ngang.61 Phuï luïc Phuï luïc 1. Code cuûa chöông trình ñieàu khieån. Maùy deät Jacquard cô khí duøng bìa ñuïc loã.

Truyeàn thoâng noái tieáp.94 Tröôøng ÑH SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. Hoà Chí Minh – Khoa Cô Khí 9 Luan van Luaän vaên Thaïc Só Kyõ Thuaät Hoïc vieân : Nguyeãn Minh Maãn CHÖÔNG 1: TOÅNG QUAN 1. NGAØNH DEÄT CUÛA VIEÄT NAM VAØ NHU CAÀU HIEÄN ÑAÏI HOÙA. Deät may laø ngaønh coâng nghieäp quan troïng taïi caùc nöôùc ñang phaùt trieån , trong ñoù coù Vieät Nam.

ÔÛ Vieät Nam trong thôøi gian qua, giaù trò xuaát khaåu haøng deät may taêng khoaûng 20- 25%/ naêm, chieám 13-14% toång kim ngaïch xuaát khaåu caû nöôùc vaø taïo vieäc laøm cho 1,6 trieäu lao ñoäng. Saûn phaåm deät may Vieät Nam thaâm nhaäp vaøo nhieàu thò tröôøng Quoác teá, keå caû nhöõng thò tröôøng khoù tính nhaát nhö Nhaät Baûn, EU vaø Canada. Theo muïc tieâu chieán löôïc taêng toác phaùt trieån ngaønh deät may Vieät Nam ñaõ ñöôïc Thuû Töôùng pheâ duyeät thì ngaønh naøy caàn ñaàu tö 35.000 tæ ñoàng ñeán naêm 2005 vaø theâm 30.000 tæ ñoàng ñeán naêm 2010. Theo chöông trình muïc tieâu phaùt trieån ngaønh deät may TP.HCM thì caàn ñaàu tö 18.000 tæ ñoàng ñeán naêm 2005 vaø 15.000 tæ ñoàng ñeán naêm 2010.

Naêm 2003 kim ngaïch xuaát khaåu cuûa ngaønh deät may vaøo khoaûng 3,6 tæ USD, ñöùng haøng thöù hai sau ngaønh daàu khí vaø döï kieán seõ laø 5 tæ USD trong naêm 2005, 10 tæ USD vaøo naêm 2010. Tuy ñaõ laø moät trong nhöõng ngaønh xuaát khaåu chuû yeáu cuûa ñaát nöôùc nhöng neáu so vôùi caùc nöôùc khaùc trong khu vöïc thì ngaønh deät may nöôùc ta vaãn coøn nhoû beù veà nhieàu maët, coøn neáu so vôùi trình ñoä coâng ngheä cuûa theá giôùi thì ngaønh deät may nöôùc ta cuõng ñaõ laïc haäu hôn 20 naêm. Töø 1-1-2005 haïn ngaïch cuûa vieäc xuaát khaåu deät may seõ ñöôïc baõi boû treân toaøn theá giôùi, caïnh tranh seõ voâ cuøng khoác lieät. Con soá 53 quoác gia vaø vuøng laõnh thoå saûn xuaát haøng deät may (2002) seõ chæ coøn laïi 26 (2005).

Ñoù laø nhöõng thoâng tin ñöa ra töø hoäi thaûo ”Tìm kieám nguoàn nguyeân lieäu cho ngaønh deät may Vieät Nam” do Hieäp hoäi Deät may Vieät Nam vaø Trung taâm Thöông maïi quoác teá (ITC) thuoäc WTO phoái hôïp toå chöùc 7/12/2004. Vì vaäy ngaønh deät may Vieät Nam seõ phaûi gaëp nhieàu thaùch thöùc, ñaëc bieät laø ngaønh deät. Hieän nay ngaønh deät Vieät Nam ñang gaëp khoù khaên veà nhieàu maët: - Trình ñoä coâng ngheä quaù thaáp, naêng löïc saûn xuaát, chuûng loaïi maãu maõ haøng hoùa ngheøo naøn, naêng suaát lao ñoäng thaáp daãn ñeán giaù thaønh saûn phaåm cao.