Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển máy gấp áo phông tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN MÁY GẤP ÁO PHÔNG TỰ ĐỘNG
Trần Xuân Đức


Ngành Cơ Điện Tử

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Phạm Minh Hải

Viện:

Cơ khí

HÀ NỘI, 7/2020


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên

i

i giảng viê h

ng

dẫn: TS. Phạm Minh Hải, Tr ởng bộ môn C

ở thi t k máy và robot đ

ận

ì hh

ng dẫ v

i i đ
r

ạy nhi u ki

và tạo mọi đi u kiện thuận l i h

h

đ

i r

rì h

hời
hiê

độ
v h

viê
h

h

ậ v
T i i

h

h

đỡ, chia sẻ và truy

h ả

hầy, cơ giáo thuộc việ C Khí đ

iúp

đạt cho tơi nhi u ki n th c bổ ích trong q trình tơi học

tập tại Viện.
Đặc biệt, t i i
ời đ

của tơi, nh
họ ập v h

h h

h

h

Xin trân trọng cả

ì h ả

ê
ậ v

i ủ

h

hộ độ

h

h

gửi t i i đì h

viê tơi trong suốt

ày.

!

Học viên

Trần Xn Đức

rì h


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

PLC

Programmable logic controller Bộ điều kiển Logic lập trình được

PVC

Polyvinylclorua

Nhựa nhiệt dẻo

CPU

Central Processing Unit

Bộ xử lý trung tâm

TPU

Thermoplastic Polyurethane

Nhựa nhiệt dẻo

RAM

Random Access Memory

Bộ nhớ khả biến

EPROM

Erasable Programmable ReadOnly Memory

TTL

Transistor-transistor logic

CMOS

Complementary Metal-OxideSemiconductor

Bộ nhớ không khả biến
Mạch logic transitor
Công nghệ CMOS

FBD

Function Block Diagram

Ngôn ngữ khối

IP

Internet Protocol

Giao thức liên mạng

SCL

Structured Text

Ngôn ngữ kiểu cấu trúc

TCP

Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển giao vận


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MÁY GẤP QUẦN ÁO TỰ ĐỘNG .................. 1
1.1 Nhu cầu về máy gấp quần áo tự động .............................................................. 1
1.2 Các hệ thống gấp áo phông tự động trên thế giới............................................. 2
1.3 Các hệ thống gấp áo phông tự động trong nước............................................... 5
1.4 Định hướng nghiên cứu .................................................................................... 5

1.4.1 Các cách g p áo phông ................................................................................. 5
1.4.2 Thông số của áo phông.................................................................................. 6
1.4.3 Yêu cầu bài toán ............................................................................................ 8
1.4.4 S đ tổng thể ................................................................................................ 9

CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ ................... 13
2.1 Tính tốn thiết kế động học ............................................................................ 13
2.1.1 Tính tốn thi t k

u g p ...................................................................... 13
h

2.1.2 Tính tốn thi t k

đổi chi u rộng g p ...................................... 18

2.2 Thiết kế các chi tiết máy ................................................................................. 20
2.2.1 C

u g p................................................................................................... 20

2.2.2 B

ải........................................................................................................ 21

2.3 Tính tốn lựa chọn nguồn động lực ................................................................ 24
2.3.1 Khảo sát các giải pháp truy
2.3.2 Chọ độ

động ............................................................ 24

............................................................................................... 27

2.3.3 Phân phối tỷ số truy n ................................................................................. 29

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................. 31
3.1 Lập sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển và giải thuật .................................. 31
3.1.1 Thi

ập

đ hệ hố

h – hí

.................................................. 31

3.2 Lựa chọn các phần tử của hệ thống điều khiển .............................................. 46
3.2.1 ệ hố

h v

hí

................................................................ 46

3.2.2 Bộ đi u khiển ............................................................................................... 52
3.2.3 Độ

h

đ ng bộ ba pha .................................................................. 58

3.2.4 Bi n tầ IG5A đi u khiể độ

3 ph .................................................... 60

3.3 Xây dựng giao diện người dùng ..................................................................... 63

CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT .... 65
4.1 Đánh giá về cơ cấu chấp hành ........................................................................ 65


4.2 Đánh giá về hệ thống điều khiển .................................................................... 67

KẾT LUẬN............................................................................................................. 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 70
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 71


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ .................................. 30
Bảng 2: Phân công tín hiệu vào ............................................................................ 32
Bảng 3: Phân cơng tín hiệu ra............................................................................... 33
Bảng 4: Thông số kỹ thuật động cơ HEM ............................................................ 60
Bảng 5: Bảng thống kê các sản phẩm của biến tần IG5A[4] ............................... 61
Bảng 6: Kết quả chạy thực nghiệm hệ thống gấp áo phông tự động ................... 68
Bảng 7: Bảng lựa chọn thông số kỹ thuật bộ truyền đai ...................................... 87
Bảng 8: Bảng thông số Pulleys. ............................................................................ 89
Bảng 9: 5mm Pitch Standard Metric Belts Type 5M ........................................... 90

Bảng 10: Hệ thống chiều dài Belt......................................................................... 91
Bảng 11: Tỉ lệ công suất với 5M Belt .................................................................. 91


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Máy gấp quần qáo Laundroid .................................................................... 2
Hình 2: Máy gấp quần áo Foldimate ...................................................................... 3
Hình 3: Máy FS-21 ................................................................................................. 3
Hình 4: Máy FS-23 ................................................................................................. 4
Hình 5: Máy STP 1000 ........................................................................................... 4
Hình 6: Cách gấp 1 ................................................................................................. 5
Hình 7: Cách gấp 2 ................................................................................................. 6
Hình 8: Kích thước áo ............................................................................................ 7
Hình 9: Áo phơng ................................................................................................... 8
Hình 10: Sơ đồ tổng thể Hệ thống máy gấp áo phông tự động .............................. 9
Hình 11: Đặt áo lên máy ......................................................................................... 9
Hình 12: Gấp dọc áo ............................................................................................. 10
Hình 13: Áo đến điểm gấp 1................................................................................ 10
Hình 14: Gấp ngang áo 1 ...................................................................................... 10
Hình 15: Áo đến điểm gấp 2................................................................................. 11
Hình 16: Đặt khn áo ......................................................................................... 11
Hình 17: Gấp ngang áo 2 ...................................................................................... 12
Hình 18: Đưa áo đến bộ phận đóng gói ................................................................ 12
Hình 19: Cơ cấu gấp thơng thường ...................................................................... 13
Hình 20: Cơ cấu gấp cải tiến ................................................................................ 14
Hình 21: Cơ cấu gấp 4 khâu bản lề ...................................................................... 14
Hình 22: Xác định kích thước khâu trung gian BC .............................................. 15
Hình 23: Cơ cấu gấp 4 khâu với khâu AB cong ................................................... 16
Hình 24: Cơ cấu gấp ngang .................................................................................. 17
Hình 25: Tính tốn kích thước động học cơ cấu gấp ngang................................. 17

Hình 26: Điều chỉnh chuyển động của 2 trục gấp độc lập với 2 động cơ tịnh tiến
.............................................................................................................................. 19
Hình 27: Điều chỉnh chuyển động của 2 trục gấp với 1 động cơ ......................... 19
Hình 28: Mơ tả cơ chế hoạt động cơ cấu thay đổi chiều rộng gấp ....................... 20
Hình 29: Cơ cấu gấp dọc ...................................................................................... 20
Hình 30: Cơ cấu gấp ngang .................................................................................. 21


Hình 31: Bản vẽ lắp cơ cấu gấp ngang và dọc ..................................................... 21
Hình 32: Bản vẽ lắp cơ cấu gấp và cơ cấu thay đổi chiều rộng gấp..................... 21
Hình 33: Chiều dài sơ bộ băng tải ........................................................................ 22
Hình 34: Kích thước sơ bộ băng tải...................................................................... 22
Hình 35: Tấm truyền băng tải ............................................................................... 23
Hình 36: Kết cấu băng tải ..................................................................................... 23
Hình 37: Sơ đồ bộ truyền sử dụng đai răng .......................................................... 25
Hình 38: Sơ đồ băng tải máy gấp áo phơng ......................................................... 25
Hình 39: Hiệu suất bộ truyền ổ lăn ....................................................................... 27
Hình 40: Thơng số kỹ thuật động cơ .................................................................... 28
Hình 41: Sơ đồ truyền động ................................................................................. 29
Hình 42: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển máy gấp áo phông tự động ................. 31
Hình 43: Sơ đồ khối cơ cấu chấp hành hệ thống gấp áo phơng tự động .............. 31
Hình 44: Sơ đồ giải thuật phase 1......................................................................... 33
Hình 45: Sơ đồ giải thuật phase 2......................................................................... 34
Hình 46: Sơ đồ giải thuật phase 3......................................................................... 35
Hình 47: Sơ đồ giải thuật phase 4......................................................................... 36
Hình 48: Sơ đồ hệ thống y lanh khí n n ............................................................. 37
Hình 49: Trình tự trong phas 1 ........................................................................... 37
Hình 50: Đặt áo l n

áy ....................................................................................... 38

Hình 51: ấp hai b n áo ....................................................................................... 38
Hình 52:

1-

6 Trình tự phas 2 ................................................................... 40

Hình 53: ấp đi ................................................................................................ 41
Hình 54: Đi áo đ được gấp .............................................................................. 41
Hình 55:

1-

5 Trình tự phase 3 ................................................................... 43

Hình 56: ấp đơi áo ............................................................................................. 43
Hình 57: Áo được gấp đôi 1 nửa n

tr n khuôn áo .......................................... 44

Hình 58: X 1 – X 6 Trình tự phas 4 .................................................................... 45
Hình 59: Xy lanh CDM2E20-150Z ...................................................................... 47
Hình 60: Các thơng số hình học của y lanh ........................................................ 47
Hình 61: Trạng thái bình thường van đóng .......................................................... 48
Hình 62: Trạng thái được cấp khí n n – van

.................................................. 49

Hình 63: an điện t 5 cổng S 5120-5LZD-C6 ................................................. 50
Hình 64: Cả

biến t

-M9B .............................................................................. 51

Hình 65: Sơ đồ cấu trúc của PLC ......................................................................... 55
Hình 66: PLC S7 1200 ......................................................................................... 58
Hình 67: Sơ đồ năng lượng của

áy điện KĐB................................................... 59

Hình 68: Động cơ không đồng bộ 3 pha HEM .................................................... 60
Hình 69: Sơ đồ đấu dây của biến tần IG5A[4] ..................................................... 62
Hình 70: Biến tần SV040IG5A-4 ......................................................................... 63
Hình 71: Giao diện người dùng HMI ................................................................... 64
Hình 72: Cơ cấu gấp dọc ...................................................................................... 65
Hình 73: Cơ cấu gấp ngang .................................................................................. 66
Hình 74: Cụm chuyển động và cơ cấu kẹp áo đưa vào túi đóng gói .................... 67
Hình 75: Hệ thống mạch điều khiển PLC ............................................................ 67
Hình 76: Xích tải đơn .......................................................................................... 71
Hình 77: Xích tải rộng .......................................................................................... 71
Hình 78: Băng tải con lăn ..................................................................................... 72
Hình 79: Băng tải trên máy gấp quần áo .............................................................. 72
Hình 80: Thang đo độ cứng shore ........................................................................ 73
Hình 81: mẫu P10 ................................................................................................. 74
Hình 82: Mẫu E-15ENME.................................................................................... 75
Hình 83: Mẫu Matt Black .................................................................................... 76
Hình 84: Sơ đồ băng tải tính lực căng .................................................................. 77

Hình 85: Các loại con lăn ..................................................................................... 80
Hình 86: Kích thước con lăn ................................................................................ 81
Hình 87: Thơng số kỹ thuật con lăn .................................................................... 82
Hình 88: Hệ thống băng tải con lăn ..................................................................... 83
Hình 89: Lực tác động tr n con lăn ...................................................................... 84
Hình 90: Trục con lăn chủ động ........................................................................... 84
Hình 91: Lựa chọn bộ truyền đai .......................................................................... 86
Hình 92: Sơ đồ bộ truyền đai................................................................................ 87
Hình 93: Đồ thị lựa chọn Belt .............................................................................. 88


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN MÁY GẤP QUẦN ÁO TỰ
ĐỘNG

1.1 Nhu cầu về máy gấp quần áo tự động
Thế kỉ 21 là thế kỉ của công nghiệp 4.0 với vô số đổi mới và thành tựu. Trong số
đó ngành cơng nghiệp dệt may có vai trị quan trọng và được chú trọng đầu tư
phát triển. Kinh tế đời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu ăn
chỉ d ng lại
cịn để là

ặc không

chỗ chỉ để phục vụ cho việc bảo vệ cơ thể, sức khoẻ con người mà
đẹp thêm cho cuộc sống. Thêm nữa, dệt

ay là ngành “ti n phong”

trong chiến lược xuất khẩu hàng hóa Việt Nam ra thị trường thế giới, thu về cho
đất nước một lượng ngoại tệ khá lớn. Nhiều nă

qua đ cho thấy đây là ngành có

đóng góp lớn và ổn định vào mục ti u tăng trư ng xuất khẩu.
Về cơ cấu công ty theo s hữu, doanh nghiệp tư nhân chiế

đến 84% tổng số

doanh nghiệp trong khi doanh nghiệp FDI chỉ chiếm tỷ trọng 15%, phần còn lại
1% là các doanh nghiệp nhà nước. Tuy nhiên, xuất khẩu hàng dệt may của khối
FDI trong 9 tháng của nă
nă

2017 đạt 11,6 tỷ US

tăng nhẹ 9,5% so với cùng kỳ

trước và chiếm 60,5% trị giá xuất khẩu hàng dệt may của cả nước. Một số

doanh nghiệp v a và nhỏ cịn khá khó khăn trong việc kinh doanh, tiếp cận khách
hàng cũng như đầu tư trang thiết bị, máy móc hiện đại.
Về phương thức xuất khẩu: Hàng dệt may Việt Nam có chất lượng và uy
tín, có thể đáp ứng được các đơn hàng lớn, sản lượng linh hoạt. Xuất khẩu hàng
dệt may của Việt Nam hiện nay chủ yếu may gia cơng theo hình thức CMT đơn
giản cho các h ng nước ngoài. Muốn ngành dệt may vận hành hiệu quả nhất, các
thiết bị công nghệ vô cùng quan trọng phải đi song song cùng với năng suất và
trình độ của người lao động.
Ngày nay, hàng may mặc đang ngày càng tr nên phổ biến, với sự quen thuộc

của sản phẩm này trong cuộc sống, dường như khiến cho mọi người qu n đi sự
tồn tại của quy chuẩn đóng gói hàng hóa. Quy trình đểđóng gói hàng may mặc
ln tn theo một tiêu chuẩn gồ
phẩ

các bước như: gấp sản phẩ

đưa vào bao bì đóng thùng sản phẩ

Với cơng đoạn gấp và đóng gói hàng

ay
1

đóng gói sản

để vận chuyển, xuất khẩu sản phẩm.
ặc tư ng ch ng là đơn giản và dễ


dàng, nhưng trong đó chúng vẫn có một số tiêu chuẩn về đóng gói hàng hóa

ay

mặc mà bạn phải tuân theo.
Do vậy các công ty sản xuất hàng may mặc có nhu cầu rất lớn trong việc
tự động hóa quá trình đóng gói sản phẩm may mặc nói chung, cũng như

ặt

hàng áo phơng nói riêng, nh m tiết kiệm thời gian, nhân công mà vẫn đáp ứng
được các yêu cầu quy chuẩn đóng gói
1.2 Các hệ thống gấp áo phơng tự động trên thế giới
Laundroid là máy gấp quần áo đầu tiên ra đời vào nă

2015 (Hình 1). Đây

là một thiết bị gia dụng robot được sử dụng để tự động giặt, sấy khô, phân loại
và gấp quần áo vào tủ quần áo chuyên dụng. Nó lần đầu ti n được giới thiệu và
trình diễn tại triển l

điện tử tiêu dùng CEATEC 2015

Tokyo. Thiết bị này

được hợp tác phát triển b i Daiwa House, Panasonic và Seven Dreamers. Hệ
thống nhận dạng hình ảnh và cánh tay robot của nó hiện mất t ba đến 10 phút để
chọn và gấp t ng

ón đồ, hoặc để qua đ

cho

ột khối lượng đồ giặt Sau đó

trong CES 2017 FoldiMat Inc đ giới thiệu Foldimate, máy giặt gấp các mặt
hàng quần áo được kẹp vào một giá đỡ thẳng đứng để đưa qua

Hình 1: Máy gấp quần qáo Laundroid
2

áy gấp (Hình 2).


Hình 2: Máy gấp quần áo Foldimate

Hình 3: Máy FS-21

3


Hình 4: Máy FS-23

Hình 5: Máy STP 1000
Các máy trên thị trường như
gấp để hoàn thiện sản phẩ

áy FS-21, FS-23, ... hầu hết đều chỉ có chức năng
thì cơng đoạn đóng gói phải thực hiện thủ cơng hoặc

được đóng gói tự động nhưng áo không đảm bảo phẳng Hơn nữa, các loại máy
chủ yếu có nguồn gốc t Châu Âu như STP 1000 có giá rất đắt vào khoảng

4


50 000 đơ la/máy. Hoặc các dịng

áy được sản xuất t Trung Quốc chất lượng

trung bình, nhưng giá thành khá cao khoảng trên 25 000 đô la/ áy
1.3 Các hệ thống gấp áo phông tự động trong nước
Th o như khảo sát trên thị trường các hệ thống gấp áo phơng trong nước chủ yếu
được nhập về t nước ngồi như: Trung Quốc, Châu Âu, Mỹ đ được khảo sát
tr n Đây cũng là nguy n nhân và là động lực để tôi thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu thiết kế hệ thống điều khiển cho máy gấp áo phông tự động” do kỹ sư
Nam trực tiếp thực hiện.
1.4 Định hướng nghiên cứu
1.4.1 Các cách gấp áo phơng
Quy trình gấp áo phông thường theo 2 cách sau [1, 2]:
a) Cách gấp 1





Gấp ngang p dưới áo
Gấp dọc thân áo lần lượt 2 b n (để nguyên tay áo)
Gấp nốt phần tay áo th a
Gấp đơi thân áo để hồn thiện

Hình 6: Cách gấp 1

5

iệt


Hình 7: Cách gấp 2
b) Cách gấp 2:






Gấp cánh tay
Gấp dọc theo mép t cổ áo
Là tương tự với bên cịn lại
Gấp đơi thân áo để hồn thiện

So sánh 2 cách gấp trên:
Cách 1 có bước gấp

p dưới của áo trước Ưu điểm với áo dài sẽ giảm bớt

chiều dài áo để dễ dàng gấp đôi bước cuối cùng.
Cách 2 có bước gấp cánh tay áo trước. Ưu điể

tránh được phần th a của cánh

tay nếu gấp dọc áo luôn.
Thời gian gấp thủ cơng trung bình là 15s/áo
c) Các bước gấp cho máy [1, 2]
T tham khảo một số kiểu gấp áo thủ cơng ta lập quy trình gấp cho máy
Kết hợp cả 2 cách gấp để tận dụng ưu điểm của t ng cách ta có được cách gấp tối
ưu cho t ng cỡ áo phù hợp. Tổng hợp lại quy trình gấp sẽ trải qua 3 bước chính:
 Bước 1: Gấp dọc áo: Áo được gấp dọc th o thân áo để đạt chiều rộng v a
với miệng túi bao sản phẩm.
 Bước 2: Gấp ngang áo 1: Áo được gấp ngang th o p dưới với chiều dài
gấp tùy chỉnh để giảm bớt chiều dài áo

 Bước 3: Gấp ngang áo 2: Áo được gấp đôi và đưa vào đóng gói
1.4.2 Thơng số của áo phơng
6


Để tính tốn thiết kế máy ta cần quan tâ

đến một vài thông số của đối tượng. Ở

đây ta cần chú ý tới 2 thơng số chính là kích thước và khối lượng.
a) Kích thước áo phơng
Kích thước cơ cấu gấp sẽ phải thích hợp với kích thước áo.

Hình 8: Kích thước áo
b) Khối lượng áo
Tham khảo số liệu t trang www.omo.com. Trọng lượng trung bình của áo sơ
mi và áo phông là 200gr/cái.

7


Hình 9: Áo phơng
1.4.3 u cầu bài tốn
T phân tích đối tượng ta thấy có 3 vấn đề:
 Thiết kế hệ thống tích hợp gấp và đóng gói: Nếu chỉ cần gấp áo thì mẫu
FS-21 (Hình 3) đ giải quyết được yêu cầu. Nên ta cần tìm ra giải pháp kết
hợp được 2 việc gấp và đóng gói
 Thiết kế cơ cấu gấp: Chuyển đổi t gấp thủ công sang máy. Chọn cơ cấu
gấp thế nào để áo phẳng phiu và tốc độ phải nhanh hơn gấp thủ cơng, kích
thước áo thay đổi. Năng suất của máy phải đạt ít nhất gấp đơi.

 Thiết kế cơ cấu có thể thay đổi chiều rộng gấp theo chiều rộng áo

8


1.4.4 Sơ đồ tổng thể
T yêu cầu về chức năng là chế tạo hệ thống gấp và đóng gói áo phơng các kích
cỡ khác nhau ta ác định được sơ bộ các cơ cấu được sắp xếp như sau:

Hình 10: Sơ đồ tổng thể Hệ thống máy gấp áo phông tự động
Giải pháp đặt ra là dùng băng tải di chuyển áo đến các vị trí gấp và đóng gói
Như vậy ta có quy trình gấp mơ tả như sau:

Hình 11: Đặt áo lên máy
Bước 1: Áo được đặt l n

áy Kích thước ban đầu là chiều dài L, chiều rộng B

9


Hình 12: Gấp dọc áo
Bước 2: Các tấm gấp dọc lần lượt gấp vào. Chiều rộng áo giảm xuống còn C,
chiều dài vẫn là L

Hình 13: Áo đến điểm gấp 1
Bước 3: Băng tải đưa áo đến điểm gấp 1 với chiều dài gấp là L1.

Hình 14: Gấp ngang áo 1
10

Bước 4: Gấp ngang áo lần 1. Chiều dài áo cịn lại là L-L1

Hình 15: Áo đến điểm gấp 2
Bước 5: Băng tải đưa áo đến điểm gấp 2- điểm giữa áo (áo sẽ được gấp đôi)
Đồng thời

đầu băng tải chiếc áo nữa được đặt lên.

Hình 16: Đặt khn áo
Bước 6: Khuôn áo được đặt vào 1 nửa trước của áo (phần cố định)
Khn áo có tác dụng để đưa áo vào túi giữ cho áo không bị nhàu khi đút vào
túi.

11


Hình 17: Gấp ngang áo 2
Bước 7: Áo được gấp đơi

ột nửa được n m trên khn áo.

Hình 18: Đưa áo đến bộ phận đóng gói
Bước 8: Khn áo đưa áo đi hết băng tải và đến bộ phận đóng gói
Như vậy, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các phần mềm lập trình trên máy tính, t
đó thay đổi, cải tiến phương pháp lập trình để tì

ra phương án đơn giản nhất, dễ

sử dụng nhất, phù hợp với điều kiện hiện tại. Thiết bị nghiên cứu bao gồm:
-

Máy tính

-

Bộ điều kiển PLC

-

Băng tải

-

Các cảm biến quang, cảm biến màu

-

Các thiết bị ghép nối, lắp đặt và các thiết bị phụ trợ.

12


CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
2.1 Tính tốn thiết kế động học
2.1.1 Tính tốn thiết kế cơ cấu gấp
a) Cơ cấu gấp dọc

Hình 19: Cơ cấu gấp thông thường
Cơ cấu gấp về cơ bản là một tay gấp quay quanh trục cố định và được đẩy
băng

ột y lanh Nhưng nếu chỉ gồm 1 xy lanh và tay gấp thì góc quay của tay

gấp sẽ bị hạn chế rất nhiều b i khoảng cách d và hành trình xy lanh. Nếu muốn
góc quay khoảng

100o thì xilanh phải dài ra gấp đơi tức hành trình băng

chiều dài thân xy lanh, khơng có, hoặc nếu khoảng cách d q bé góc quay cịn
chẳng vượt qua được 90o

. Vì vậy ta thay đổi b ng cách nối thêm 2 thanh nữa

được cơ cấu như Hình 20.

13


Hình 20: Cơ cấu gấp cải tiến
Về cơ bản cơ cấu gấp có dạng 4 khâu bản lề ABC như Hình 21 dưới đây

Hình 21: Cơ cấu gấp 4 khâu bản lề
Khâu dẫn là AB. Khâu công tác là CD, vì vậy góc quay alpha cần đủ lớn.
T thực tế ta thấy góc alpha tối thiểu là 120 độ và để lực lúc gấp là mạnh nhất
(gia tốc nhanh) thì

vị trí ban đầu BC nên vng góc với CD.

14


Hình 22: Xác định kích thước khâu trung gian BC
Cố định thơng số chiều dài AD=100,AB=CD =200 ,góc
Tì

độ dài BC

15

,


Khi hoạt động góc

bé có thể gây va chạm giữa các khâu nên ta có thể làm khâu

AB cong 1 chút.

Hình 23: Cơ cấu gấp 4 khâu với khâu AB cong
b) Các thơng số cần tính chọn xy lanh:
c: đường kính trong của xi lanh (mm)
r: đường kính trục trong của xi lanh (mm)
A: diện tích bề mặt bên trong (m2)
P: áp suất N / m2
F: giá trị của lực (N)
Tải trọng
Vì trọng lượng của áo phơng rất nhỏ có thể bỏ qua, ta tính tải trọng cho khối

lượng của cơ cấu ước ch ng khoảng 3kg. (F= 30N)
Chọn áp suất hệ thống

=

Diện tích bề mặt bên trong

16

)