Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY CẮT – TUỐT DÂY ĐIỆN TỰ
ĐỘNG
Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN ĐẮC LỰC
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HIẾU
Số thẻ sinh viên: 101120344
Lớp: 12CDT2
Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN CƯỜNG
Số thẻ sinh viên: 101120336
Lớp: 12CDT2

Đà Nẵng, 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thơng tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hiếu
2. Lớp: 12CDT2

Số thẻ SV: 101120344

3. Tên đề tài: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
4. Người hướng dẫn: Nguyễn Đắc Lực
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:

Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: /10
2. Đề nghị:

Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2017
Người hướng dẫn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thơng tin chung:
5. Họ và tên sinh viên: Trần Văn Cường
6. Lớp: 12CDT2

Số thẻ SV: 101120336

7. Tên đề tài: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
8. Người hướng dẫn: Nguyễn Đắc Lực

Học hàm/ học vị: Thạc sĩ
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
6. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
7. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
8. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
9. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
10.
Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: /10
2. Đề nghị:

Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày

tháng

Người hướng dẫn

năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1.Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hiếu
2.Lớp: 12CDT2
Số thẻ SV: 101120344
3.Tên đề tài: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
4.Người phản biện: ..………………………….…… Học hàm/ học vị: ………….
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
TT Các tiêu chí đánh giá

Điểm

Điểm

Điểm

tối đa

trừ

cịn lại

Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
1

quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao

80

- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
1a

nhiên trong vấn đề nghiên cứu

15

- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành
1b

trong vấn đề nghiên cứu

25

- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mơ phỏng,
1c

tính tốn trong vấn đề nghiên cứu

10

- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
1d
1e

dụng trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề

10
10

- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng
1f

thực tiễn:

10

2

Kỹ năng viết:

20

2a

- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích

15

2b

- Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định dạng

5

3

Tổng điểm đánh giá: theo thang 100
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)


11.

Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

………………………………………………………………………………………..
12.

Ý kiến khác:

………………………………………………………………………………………..
- Đề nghị:

Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày

tháng

năm 2017

Người phản biện


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

CÂU HỎI PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thông tin chung:
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hiếu
Lớp: 12CDT2
Số thẻ SV: 101120344
Tên đề tài: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
Người phản biện: ..……………………..…….………… Học hàm/ học vị: ………
Các câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời
……………….……………….……..………………………………………………
………………………………………………………………………………………
2. ………………………………………..……………………………………………..

I.
1.
2.

3.
4.
II.
1.

………………………………………………………………………………………
Đáp án: (người phản biện ghi vào khi chấm và nộp cùng với hồ sơ bảo vệ)
1. ……………….……………….……..………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
2. ………………………………………..……………………………………………..
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2017
Người phản biện


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I. Thông tin chung:
5.Họ và tên sinh viên: Trần Văn Cường
6.Lớp: 12CDT2
Số thẻ SV: 101120336
7.Tên đề tài: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
8.Người phản biện: ..………………………….…… Học hàm/ học vị: ………….
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
TT Các tiêu chí đánh giá

Điểm

Điểm

Điểm

tối đa

trừ

cịn lại

Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
1

quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao

80

- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
1a

nhiên trong vấn đề nghiên cứu

15

- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành
1b

trong vấn đề nghiên cứu

25

- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô phỏng,
1c

tính tốn trong vấn đề nghiên cứu

10

- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
1d
1e

dụng trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề

10
10

- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng

1f

thực tiễn:

10

2

Kỹ năng viết:

20

2a

- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích

15

2b

- Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định dạng

5

3

Tổng điểm đánh giá: theo thang 100
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

13. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
14. Ý kiến khác:
………………………………………………………………………………………..
- Đề nghị:
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2017
Người phản biện


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

CÂU HỎI PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thông tin chung:
Họ và tên sinh viên: Trần Văn Cường
Lớp: 12CDT2
Số thẻ SV: 101120336
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy bán hàng tự động
Người phản biện: ..……………………..…….………… Học hàm/ học vị: ………
Các câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời
……………….……………….……..………………………………………………
………………………………………………………………………………………

4. ………………………………………..……………………………………………..

J.
5.
6.
7.
8.
II.
3.

………………………………………………………………………………………
Đáp án: (người phản biện ghi vào khi chấm và nộp cùng với hồ sơ bảo vệ)
3. ……………….……………….……..………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
4. ………………………………………..……………………………………………..
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2017
Người phản biện


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

TĨM TẮT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT - TUỐT
DÂY ĐIỆN TỰ ĐỘNG

Họ và tên SV

: Nguyễn Hiếu
Mã SV :101120344
: Trần Văn Cường
Mã SV :101120336
: 12CDT2
: GV.ThS Nguyễn Đắc Lực
: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Lớp
GV hướng dẫn
GV duyệt

Nội dung đã làm được bao gồm các vấn đề sau:
1. Nhu cầu thực tế của đề tài
Trải qua hơn 20 năm phát triển, nền công nghiệp nước ta đang gặp phải những
thách thức vô cùng lớn. Các sản phẩm công nghệ do các doanh nghiệp trong nước
cung cấp cho thị trường đều là các sản phẩm lắp ráp, với tỉ lệ nội địa hóa khiêm tốn từ
10 đến 15%. Vấn đề được nhận định là do sự thiếu các doanh nghiệp phụ trợ sản xuất
các thiết bị cần thiết. Với chính sách ưu tiên phát triển công nghiệp phụ trợ. Nhiều nhà
máy đã được xây dựng để sản xuất các thiết bị như ác quy, đèn…đặc biệt là các nhà
máy sản xuất các bộ dây điện. Mỗi loại may móc,tủ điện ln có các bộ dây điện riêng

và các bộ dây điện này đã có kích thước được thiết kế từ trước. Hằng ngày tại các nhà
máy sản xuất dây điện phục vụ công nghiệp chế tạo hàng trăm bộ dây điện các chủng
loại. Nếu thực hiện việc cắt và tuốt dây bằng tay thì năng suất thấp, chất lượng sản
phẩm khơng đảm bảo. Vì vậy cần thiết phải tiến hành cơ khí hóa và tự động hóa q
trình cắt tuốt dây để nhằm nâng cao năng xuất lao động, đảm bảo chất lượng, sự thống
nhất và tính đồng đều của sản phẩm.
Tuy nhiên, một rào cản lớn cho việc đưa “ máy cắt tuốt dây điện tự động “ vào
ứng dụng rộng rãi trong sản xuất là các máy trên thị trường hiện nay chủ yếu phần lớn
là do các nhà sản xuất nước ngoài chế tạo như Hàn Quốc, Trung Quốc… nên giá thành
các máy là rất cao và việc vận hành cũng gặp nhiều khó khăn về vấn đề ngơn ngữ.
Trong q trình vận hành, sử dụng nếu xảy ra hỏng hóc, việc sửa chữa phải phụ thuộc
vào chuyên gia của hãng cung cấp. Các phụ tùng thay thế cũng phải đặt mua từ nước
ngoài nên làm tốn thời gian, chi phí cao và làm ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất của
công ty.


Nhằm mục tiêu khắc phục những khó khăn trên và mong muốn đóp góp một phần
nhỏ sức mình vào cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, chúng em đã tiến
hành thực hiện đề tài “ Thiết kế máy cắt tuốt dây điện tự động”.
2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp:
✓ Tìm hiểu nguyên lý làm việc của máy cắt tuốt dây điện.
✓ Phân tích, xây dựng và lựa chọn phương án thiết kế.
✓ Tính toán, thiết kế các cụm chi tiết.
✓ Nghiên cứu sử dụng Module ARDUINO UNO để điều khiển máy.
✓ Tìm hiểu về Driver TB6560, kết nối giữa LCD và máy tính.
3. Nội dung đề tài đã thực hiện :
✓ Số trang thuyết minh :
113 trang
✓ Số bản vẽ
:

2A0
3A1
✓ Mơ hình
1
4. Kết quả đã đạt được:
• Phần lý thuyết đã tìm hiểu:
✓ ARDUINO UNO (cách đấu nối ngõ vào ra, phần mềm Arduino
và phương pháp lập trình bằng ngơn ngữ C++ ).
✓ Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp điều khiển
động cơ bước.
✓ Tìm hiểu cách sử dụng Driver TB6560 (cách điều khiển vi bước,
nối dây).
✓ Phương pháp kết nối giữa LCD và ma trận phím với Arduino.
• Đã tính tốn thiết kế:
✓ Thiết kế bộ phận dẫn dây.
✓ Thiết kế bộ phận kéo dây.
✓ Thiết kế bộ phận cắt tuốt dây.
• Có mơ hình kèm CD
Đà Nẵng, Ngày 16 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA……CƠ KHÍ…………

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT

Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

1

Nguyễn Hiếu

101120344

12CDT2

Cơ Điện Tử

2

Trần Văn Cường

101120336

12CDT2

Cơ Điện Tử

1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
-Lực cắt dây điện 2N
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
1 Nguyễn Hiếu
2
1

Trần Văn Cường
Nguyễn Hiếu

2

Trần Văn Cường

b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên

Nội dung
Tìm hiểu về các phương pháp truyền động cơ khí ,các
cơ cấu cơ khí.
Tìm hiểu vể ngun lý và cách lập trình Arduino
Uno.Tính tốn cơ cấu truyền động.

Nội dung

1

Nguyễn Hiếu

Thiết kế mô phỏng 3D solidword cho hệ thống.
Tính tốn hệ thống kẹp dây.

2

Trần Văn Cường

Thiết kế mơ hình điều khiển.
Tính tốn hệ thống cắt, tuốt.

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
1 Nguyễn Hiếu

Nội dung
-Bản vẻ sơ đồ động học của máy.


TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

2

Trần Văn Cường

-Bản vẻ sơ đồ mạch điện.

1

Nguyễn Hiếu

2

Trần Văn Cường

-Bản vẻ hệ thống kẹp dây.
-Bản vẻ hệ thống cắt.
-Bản vẻ hệ thống dẫn dây

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

6. Họ tên người hướng dẫn:

Phần/ Nội dung:

Th.S Nguyễn Đắc Lực

Thiết kế máy cắt – tuốt dây điện tự động

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:…./…../201…..
8. Ngày hồn thành đồ án: ….. /…../201…..
Trưởng Bộ mơn……………………….

Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201
Người hướng dẫn


LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đồ án tuân thủ tốt các quy định về liêm chính học thuật: •
Không bịa đặt, đưa ra các thông tin sai lệch so với nguồn trích dẫn;
• Khơng ngụy tạo số liệu trong q trình khảo sát, thí nghiệm, thực hành, thực tập hoặc
hoạt động học thuật khác;
• Khơng sử dụng các hình thức gian dối trong việc trình bày, thể hiện các hoạt động
học thuật hoặc kết quả từ quá trình học thuật của mình;
• Khơng đạo văn, sử dụng từ ngữ, cách diễn đạt của người khác như thể là của mình,
trình bày, sao chép, dịch đoạn, hoặc nêu ý tưởng của người khác mà khơng có trích
dẫn.
• Khơng tự đạo văn, sử dụng lại thông tin nghiên cứu của mình mà khơng có trích dẫn
hoặc phân mảnh thơng tin về kết quả nghiên cứu của mình để cơng bố trên nhiều ấn
phẩm.

i


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................ ii
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... vii

Trang
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .................................................................... 2
1.1. Tính cấp thiết của đề tài. ...................................................................................... 2
1.2. Giới thiệu về máy ................................................................................................. 3
1.2.1. Thông số của máy: ......................................................................................... 3
1.2.2. Sơ đồ khối. .....................................................................................................4
1.2.3. Các bộ phận chính của máy. .......................................................................... 5
1.3. Sơ đồ động học của máy. .....................................................................................5
1.4. Nguyên lý hoạt động. ...........................................................................................6
1.4.1 Nguyên lý hoạt động chung. ...........................................................................6
1.4.2 Nguyên lý cắt dây, tuốt dây và điều chình cỡ dây. .........................................7

Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ......................................... 9
2.1. Phương án thiết kế bộ phận dẫn dây. ....................................................................9
2.2. Phương án thiết kế bộ phận kéo dây .....................................................................9
2.2.1. Phương án hai trục cùng quay .......................................................................9
2.2.2. Phương án một trục quay. ............................................................................14
2.2.3. Phương án lựa chọn. ....................................................................................18

2.3. Phương án thiết kế bộ phận cắt tuốt dây điện. ...................................................18
2.3.1. Phương án 1: Một lưỡi dao cố định và một lưỡi thực hiện chuyển động cắt.
................................................................................................................................ 18
2.3.2. Phương án 2: Cả hai lưỡi dao cùng chuyển động thực hiên chuyển động cắt.
................................................................................................................................ 19
2.3.3. Phương án lựa chọn. 19
2.4. Phương án truyền động cho máy. ......................................................................19
2.4.1. Động cơ. .......................................................................................................19
ii


2.4.2. Cơ cấu điều chỉnh khoảng cách. ..................................................................20

Chương 3: TỔNG QUAN CÁC PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM .............. 21
3.1.Giới thiệu về ARDUINO .................................................................................... 21
3.1.1.Giới thiệu chung ........................................................................................... 21
3.1.2.Các thông số kỹ thuật trên Arduino Uno ......................................................22
3.1.3.Các chân của ARDUINO.............................................................................. 23
3.2.Giới thiệu các module trong hệ thống .................................................................24
3.2.1.Giao tiếp I2C cho LCD .................................................................................24
3.2.2.Model hiển thị LCD 16x2 .............................................................................25
3.3. Động cơ bước .....................................................................................................25
3.3.1. Các loại động cơ bước .................................................................................26
3.3.2. Phương án lựa chọn .....................................................................................29
Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY .................................................................. 32
4.1. Bộ phận cấp dây. ................................................................................................ 32
4.1.1. Cấu tạo. ........................................................................................................32
4.1.2. Tính toán thiết kế bộ phận cấp dây. ............................................................. 32
4.2. Bộ phận kéo dây ................................................................................................. 34
4.2.1. Tính tốn lực kéo dây và lực kẹp cần thiết. .................................................34

4.2.2 Thiết kế bộ truyền. ........................................................................................34
4.2.3. Tính tốn trục chủ động. ..............................................................................37
4.2.4. Lựa chọn ổ lăn trục chủ động. .....................................................................41
4.2.5. Tính vítme đai ốc. .........................................................................................42
4.3. Bộ phận cắt tuốt dây điện. .................................................................................. 45
4.3.1. Cấu tạo. ........................................................................................................ 45
4.3.2. Tính tốn vítme. ........................................................................................... 46
4.3.3 Thiết kế bộ truyền .........................................................................................50

Chương 5: CHƯƠNG TRÌNH ........................................................................ 56
5.1. Chương trình cho toàn bộ hệ thống. ...................................................................56

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 71

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Dây điện trong tủ điện cơng nghiệp. .................................................... 2
Hình 1.2. Bộ dây HB120 dùng cho xe HYUNDAI BUS .................................... 2
Hình 1.3. Các sản phẩm máy có thể sản xuất. .......................................................
............................................................................................................................... 4
Hình 1.4. Sơ đồ khối của máy. ............................................................................. 4
Hình 1.5. Sơ đồ động học máy ............................................................................. 6
Hình 2.1. Bộ phận dẫn dây điện ........................................................................... 9
Hình 2.2. Hệ thống dẫn động một cặp bánh răng trụ. ........................................ 10
Hình 2.3. Hệ thống dẫn động hai cặp bánh răng trụ. ......................................... 10
Hình 2.4. Hệ thống dẫn động một cặp bánh răng trụ có bổ sung cánh tay địn. 11
Hình 2.5. Hệ thống dẫn động dùng bộ truyền bánh răng nón. ........................... 12
Hình 2.6. Hệ thống dẫn động dùng bộ truyền trục vít - bánh vít. ...................... 12

Hình 2.7. Hệ thống dẫn động dùng trục các-đăng kép. ...................................... 13
Hình 2.8. Hệ thống dẫn động dùng bộ truyền xích. .......................................... 14
Hình 2.9. Hệ thống dẫn động trực tiếp. .............................................................. 14
Hình 2.10. a) Hệ thống dẫn động dùng đai dẹt. ................................................. 15
Hình 2.11. Hệ thống dẫn động dùng đai răng. ................................................... 16
Hình 2.12. Hệ thống dẫn động dùng bánh răng. ................................................ 17
Hình 2.13. Hệ thống dẫn động dùng xích. ......................................................... 17
Hình 3.1 – Arduino Uno..................................................................................... 21
Hính 3.2. các chân của Arduino Uno ................................................................. 23
Hính 3.3.Module I2C giao tiếp màng hình LCD 16x2. ..................................... 24
Hình 3.4 – LCD 16x2 ........................................................................................ 25
Hình 3.5. Cấu tạo động cơ biến từ trở ................................................................ 26
Hình 3.6. Cấu tạo động cơ đơn cực .................................................................... 27
Hình 3.7. Cấu tạo động cơ lưỡng cực ................................................................ 27
Hình 3.8. Mạch điều khiển động cơ bước biến từ trở ........................................ 28
Hình 3.9. Mạch điều khiển động cơ bước đơn cực ............................................ 28
Hình 3.10. Mạch điều khiển động cơ bước lưỡng cực ....................................... 29
Hình 3.11. Mạch driver TB6560 ........................................................................ 30
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý mạch TB6560 ........................................................ 31
Hình 3.13. Sơ đồ kết nối mạch TB6560 ............................................................. 31
iv


vii


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp trong những thời gian qua,
nước ta đang gặp phải những khó khăn và thách thức vô cùng lớn. Vấn đề được nhận
định là do sự thiếu các doanh nghiệp phụ trợ sản xuất các thiết bị cần thiết. Với chính
sách ưu tiên phát triển cơng nghiệp phụ trợ. Nhiều nhà máy đã được xây dựng sản xuất
các thiết bị như ác quy, đèn…đặc biệt là các nhà máy sản xuất các bó dây điện.
Hằng ngày tại các nhà máy sản xuất dây điện phục vụ công nghiệp ôtô chế tạo
hàng trăm bộ dây điện các chủng loại. Nếu thực hiện việc cắt và tuốt dây bằng tay có
năng suất thấp, chất lượng sản phẩm khơng đảm bảo. Vì vậy cần thiết phải tiến hành
cơ khí hóa và tự động hóa q trình cắt tuốt dây để nhằm nâng cao năng suất lao động
và đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Với mục tiêu trên và mong muốn đóp góp một
phần nhỏ sức mình vào cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, chúng em
đã tiến hành thực hiện đề tài “ Thiết kế máy cắt tuốt dây điện tự động”.
Mặc dù chúng em đã cố gắng, nhưng với vốn kiến thức và kinh nghiệm cịn hạn
chế, nên trong q trình thực hiện đề tài khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng
em mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý từ thầy cơ, và các bạn.
Nhân đây, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo Nguyễn Đắc Lực và các
thầy giáo bộ môn đã giảng dạy, chỉ bảo cho em trong thời gian qua.
Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hiếu

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

1

Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Tính cấp thiết của đề tài.
Hệ thống dây điện trong các tủ điện, phương tiện giao thông được thiết kế tinh
vi, tương đối phức tạp. Hệ thống điện được chia là nhiều bộ dây như: bộ dây dẫn tín
hiệu , bộ dây dẫn điều khiển động cơ, điều khiển đèn chiếu sáng …

Hình 1.1. Dây điện trong tủ điện cơng nghiệp.

Hình 1.2. Bộ dây HB120 dùng cho xe HYUNDAI BUS

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

2


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

Hằng ngày tại các nhà máy sản xuất dây điện phục vụ công nghiệp ôtô chế tạo
hàng trăm bộ dây điện các chủng loại. Mỗi bộ dây đều có kích thước quy định sẵn,
được thiết kế riêng cho từng loại xe khác nhau.
Trước đây, việc đo đạc và cắt tuốt dây được thưc hiện bằng tay. Công việc này
địi hỏi nhiều nhân cơng nhưng năng suất thấp, chất lượng sản phẩm không đồng đều,
đặc biệt là gây ra lãng phí dây. Vì vậy việc sử dụng các máy “Cắt và tuốt dây điện tự
động” là rất cần thiết để nhằm nâng cao năng xuất lao động, nâng cao chất lượng sản

phẩm.
Với mong muốn làm chủ được nguyên lý hoạt động của máy, từ đó thiết kế, chế
tạo nên một chiếc máy cắt tuốt dây điện tự động có cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cao,
vật tư chế tạo thay thế có sẵn trên thị trường hoặc dễ gia cơng nhưng vẫn đảm bảo an
tồn và đáp ứng đầy đủ các tính năng, có thể thay thế sản phẩm ngoại nhập với giá
thành chỉ bằng 1/3. Vậy nên chúng em quyết định chọn đề tài ”Thiết kế và chế tạo
máy cắt tuốt dây điện tự động”.
1.2. Giới thiệu về máy
Phạm vi nghiên cứu của đề tài : đưa ra các phương án hợp lý để thực hiện chế
tạo máy cắt tuốt dây điện tự động.
1.2.1. Thông số của máy:
- Cơng suất

:

50W

- Cỡ dây

:

0.5mm2 ÷ 4mm2

- Kích thước máy

:

640x500x415 mm

- Chiều dài cắt

:

≥80 mm

- Chiều dài tuốt

:

5÷10 mm

- Dung sai cắt

:

0.5 mm

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

3


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

+ Sản phẩm đạt được

Hình 1.3. Các sản phẩm máy có thể sản xuất.
1.2.2. Sơ đồ khối.

a.Sơ đồ.

Hình 1.4. Sơ đồ khối của máy.

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

4


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

b. Chức năng
* Giao tiếp người dung:
+ Ma trận phím 4x4:
Đóng vai trị đưa dữ liệu từ người dung vào bộ phận xử lý. Nhập các dữ liệu
đầu vào cho bộ phận xử lý trung tâm tính toán.
+ Chức năng giao diện giao tiếp người dùng:
Cho phép nhập dữ liệu về số lượng sản phẩm, chiều dài sản phẩm, chiều dài
tuốt…
* Bộ xử lý trung tâm (ARDUINO):
Thu thập dữ liệu từ các thiết bị đầu vào như Driver, bàn phím ma trận để điều
khiển cơ cấu chấp hành theo chương trình. Đồng thời chuyển các dữ liệu này lên phần
mềm hiển thị LCD và nhận các lệnh điều khiển, cùng các thơng số tính tốn do phần
mềm điều khiển gửi về.
* Các cơ cấu chấp hành
Đây là các bộ phận của máy nhận các điều khiển từ bộ xử lý trung tâm và thực
hiện các chuyển động nhằm đáp ứng các lệnh điều khiển đó.
* Nguồn cung cấp

Có chức năng cung cấp nguồn điện cho các bộ phận của máy hoạt động.
1.2.3. Các bộ phận chính của máy.
+ Máy cắt tuốt dây điện tự động bao gồm các bộ phận sau:
- Giao tiếp người dung: Ma trận phím.
- Bộ xử lý trung tâm: ARDUINO UNO.
- Bộ phận cấp dây điện
- Bộ phận dẫn hướng dây điện.
- Cơ cấu kéo dây điện đúng chiều dài.
- Cơ cấu cắt dây.
- Động cơ và mạch điều khiển động cơ.
- Hệ thống đèn báo hiệu.
1.3. Sơ đồ động học của máy.
- Gồm các bộ phận là:
SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

5


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

1, 8 và 13: Động cơ bước.
2 và 10: Con lăn cuốn dây chủ động.
3 và 11: Con lăn cuốn dây bị động.
4, 7 và 12: Các vít me điều chỉnh khoảng cách.
5 và 9: Ống dẫn dây.
6: Cơ cấu dao.

Hình 1.5. Sơ đồ động học máy

1.4. Nguyên lý hoạt động.
1.4.1 Nguyên lý hoạt động chung.

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

6


Đồ án tốt nghiêp: Thiết kế máy cắt - tuốt dây điện tự động

Dây điện lấy từ bộ phận cấp dây được luồn qua bộ phận dẫn dây điện, đưa vào
bộ phận kéo dây. Dây điện sẽ được kẹp chặt giữa 2 puly kéo dây với lực kẹp phù hợp,
được điều chỉnh bằng cơ cấu vít me-đai ốc.
Từ dữ liệu chiều dài tổng thể của dây cũng như chiều dài phần cần tuốt vỏ do
người vận hành cung cấp từ bàn phím ma trận vào phần mềm điều khiển sẽ tính tốn
số xung cần cấp cho động cơ bước. Các thơng số xung sẽ được gữi về ARDUINO sau
đó ARDUINO thực hiện cấp xung cho động cơ bước hoạt động. Động cơ bước thông
qua bộ truyền đai thang để làm puly quay, kéo dây đạt đủ chiều dài cần thiết.
+ Trong chế độ nhập dữ liệu bằng tay, người sử dụng nhập các thông số :
- Chiều dài dây.
- Cỡ dây.
- Chiều dài phần tuốt ở mỗi đầu.
- Số lượng cần cắt.
Sau khi dữ liệu đã được xác nhận hợp lệ (chiều dài dây cần cắt tuốt và đường
kính dây nằm trong phạm vi cho phép của máy) thì nút nhấn START để máy bắt đầu
hoạt động. Để đảm bảo an toàn khi sử dụng hoặc khắc phục lỗi quy trình của máy ta có
thể tác động các nút nhấn STOP để mọi quy trình của máy dừng lại.
Hoặc chu trình cũng có thể dừng lại khi đã hồn thành số lượng sản phẩm.

1.4.2 Nguyên lý cắt dây, tuốt dây và điều chình cỡ dây.
a. Nguyên lý cắt dây.
Dây được dẫn vào giữa cơ cấu cắt (6) thông qua ống dẫn dây (9). Puly kéo dây
quay đủ số vòng quay nhất định để kéo dây đạt chiều dài cần thiết. Dựa vào bộ truyền
vítme bi động cơ (8) quay làm của cơ cấu cắt (5) duỗi ra tối đa để thực hiện cắt dây.
b. Nguyên lý tuốt dây.
Để tuốt đầu dây phía bên trái, puly kéo dây (10 và 11) sẽ quay với số vịng được
tính tốn sao cho phần dây đã đi qua lưỡi cắt đạt đúng chiều dài cần tuốt vỏ. Cơ cấu
dao duỗi ra tới vị trí nhất định được tính tốn sao cho vừa đủ cắt đứt lớp vỏ các điện
nhưng không làm đứt phần lõi dây phía trong. Puly kéo dây (10 và 11) sẽ đảo chiều
quay để kéo dây lùi lại. Do cụm dao (6) chưa lùi về nên sẽ có tác dụng tuốt vỏ dây.

SVTH: Nguyễn Hiếu –Trần Văn Cường

GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực

7