BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ
CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN LỤA TỰ
ĐỘNG
Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Giáo viên hướng dẫn : Th.s Hồng Văn Vinh

Sinh viên thực hiện :

MSSV :

Cù Xuân Đức

1711050108

17DTDA2

Huỳnh Ngọc Lâm

1711050180

17DTDA2

Trần Văn Thức

1711050123

17DTDA2

TP. Hồ Chí Minh, 2021
I

Lớp :


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ
CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN LỤA TỰ
ĐỘNG
Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Giáo viên hướng dẫn : Th.s Hồng Văn Vinh

Sinh viên thực hiện :

MSSV :

Lớp :

Cù Xuân Đức

1711050108


17DTDA2

Huỳnh Ngọc Lâm

1711050180

17DTDA2

Trần Văn Thức

1711050123

17DTDA2

TP. Hồ Chí Minh, 2021

II


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

LỜI CẢM ƠN

Thường nghe câu “Khơng ai có thể thành cơng một mình”. Quả thực là như vậy.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè mà nhờ đó có thể hồn
thành tốt đồ án tốt nghiệp. Với tình cảm chân thành, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH đã tạo điều kiện cho chúng em có mơi trường tốt trong suốt thời gian chúng em
học tập, nghiên cứu tại trường.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên Th.s HOÀNG VĂN
VINH. Người đã giúp chúng em có được một đề tài vừa hay vừa thực tiễn, đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của Trường ĐẠI HỌC
CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH nói chung, các thầy cô của Bộ môn Kỹ
thuật điều khiển và tự động hóa nói riêng đã dạy cho chúng em kiến thức về các môn
đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết
vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập.
Sau cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt q trình học tập và hồn thành
đồ án tốt nghiệp.
Một lần nữa, xin cảm ơn, xin chúc sức khỏe bằng tấm lòng chân thành nhất!

VIII


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. VII
LỜI CẢM ƠN................................................................................................. VIII
MỤC LỤC ............................................................................................................ I
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. V
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ....................................................................... VI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ............................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài:...................................................................... 1

1.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước và đánh giá kinh tế của máy in lựa

tự động………………….. ......................................................................................... 4
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................... 4
1.2.2. Đánh giá kinh tế của máy in lụa tự động ........................................ 6
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 6

1.4.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu đề tài ................................................ 7

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 7
1.4.2. Phạm vi đề tài ................................................................................... 7
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
QUYẾT…… ………….………………………………………………………………8
2.1.

Các công cụ của ngành in lụa .............................................................. 8

2.2.


Công nghệ làm bản in ........................................................................... 8

2.3.

Phân loại kỹ thuật in lụa ...................................................................... 9

2.4.

Tìm hiểu ngun lí máy in lụa ............................................................. 9

2.5.

Phân tích và lựa chọn phương án thích hợp .................................... 11
I


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

2.5.1. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cụm in ....................... 12
2.5.1.1. Truyền động bằng xích ............................................................. 12
2.5.2. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cụm nâng hạ ............. 15
2.5.2.1. Nâng hạ cụm in......................................................................... 15
2.5.2.2. Nâng hạ bàn in ......................................................................... 16
2.6.

Yêu cầu và giải pháp ........................................................................... 16

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ KHÍ ................................................................ 18

3.1.

Ý tưởng thiết kế tổng quát ................................................................. 18

3.2.

Thiết kế chi tiết cơ khí ........................................................................ 19

3.2.1. Bộ phận băng tải ............................................................................ 19
3.2.2. Bộ phận khuôn in ........................................................................... 25
3.2.3. Bộ phận phận điều khiển dao gạt mực ......................................... 26
3.2.4. Bộ phận điều khiển hướng gạt ...................................................... 30
3.2.5. Bộ phận nâng hạ hệ thống in ........................................................ 33
3.3.

Chọn thiết bị cơ khí ............................................................................ 34

3.3.1.Bộ phận băng tải cấp liệu .................................................................. 34
3.3.2. Tính tốn xi lanh hệ thống in ........................................................ 35
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN ..................................... 39
4.1.

Thiết kế điện ........................................................................................ 39

4.1.1. Sơ đồ thiết kế điện .......................................................................... 39
4.1.2. Chọn động cơ .................................................................................. 39
4.1.2.1. Tính tốn vận tốc quy về trục động cơ truyền động. ................ 39
3.1.2.2 Tính tốn momen xoắn quy về trục động cơ truyền động............ 40
3.1.2.3 Tính tốn cơng suất ..................................................................... 41
II



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

3.1.2.4 Kết luận chọn động cơ truyền động ............................................. 42
4.1.3. Chọn cảm biến và cơng tắc hành trình ......................................... 42
4.1.4. Chọn relay động cơ dẫn động chính. ............................................ 43
4.1.5. Chọn biến tần ................................................................................. 44
4.1.6. Chọn van điện từ ............................................................................ 45
4.1.7. Chọn bộ điều khiển ........................................................................ 46
4.1.8. Chọn màn hình HMI...................................................................... 47
4.1.9. Sơ đồ nguyên lý tổng ...................................................................... 48
4.2.

Thiết kế điều khiển ............................................................................. 49

4.2.1. Quy trình hoạt động ....................................................................... 49
4.2.2. Lưu đồ giải thuật ............................................................................ 50
CHƯƠNG 5: THI CÔNG – LẮP RÁP MƠ HÌNH ...................................... 51
5.1.

Thi cơng – lắp ráp phần cơ khí .......................................................... 51

5.1.1. Gia cơng phần cơ khí ..................................................................... 51
5.1.1.1. Gia cơng bộ phận băng tải ....................................................... 51
5.1.1.2. Gia công bộ phận khuôn in ...................................................... 53
5.1.1.3. Gia công bộ phận điều khiển dao gạt mực............................... 53
5.1.1.4. Bộ phận khiển hướng gạt ......................................................... 55

5.1.1.5. Gia công bộ phận nâng hạ hệ thống in .................................... 56
5.1.1.6. Các khó khăn khi gia cơng ....................................................... 57
5.1.2. Lắp ráp phần cơ khí ....................................................................... 57
5.1.2.1. Lắp ráp bộ phận băng chuyền .................................................. 57
5.1.2.2. Lắp ráp bộ phận khung in ........................................................ 59
5.1.2.3. Lắp ráp bộ phận điều khiển dao gạt mực................................. 60
III


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

5.1.2.4. Lắp ráp bộ phận điều khiển hướng gạt .................................... 61
5.1.2.5. Lắp ráp bộ phận nâng hạ hệ thống in ...................................... 62
5.1.2.6. Lắp ráp tổng thể máy................................................................ 64
5.2.

Thi công – lắp ráp phần điện ............................................................. 65

5.2.1. Lắp đặt tủ ....................................................................................... 65
5.3.

Thi công điều khiển............................................................................. 66

5.3.1. Thiết kế giao diện HMI .................................................................. 66
5.3.2. Lập trình PLC ................................................................................. 69
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN .................................... 75
6.1. Các bước vận hành máy ......................................................................... 75
6.2. Những kết quả đạt được ......................................................................... 75

6.3. Hướng phát triển và một số đề xuất...................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 78
PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH .......................................................................... 79

IV


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1:Yêu cầu chức năng và giải pháp chế tạo ............................................ 17

Bảng 4. 1: Thông tin các thiết bị kết nối với PLC. .............................................. 46

V


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: In lụa thủ cơng ...................................................................................... 1
Hình 1. 2: Máy in lụa bán tự động ........................................................................ 2
Hình 1. 3:In chuyển nhiệt ...................................................................................... 3
Hình 1. 4:Máy in dạng trịn ................................................................................... 5
Hình 1. 5:Máy in dạng phẳng ................................................................................ 5
Hình 1. 6:Máy in dạng xoay .................................................................................. 6

Hình 2. 1: các thao tác in lụa .............................................................................. 10
Hình 2. 2:Sơ đồ truyền động bằng xích ............................................................... 12
Hình 2. 3:Sơ đồ bố trí cụm dao in truyền động bằng cơ ..................................... 12
Hình 2. 4:Sơ đồ hoạt động khi in ......................................................................... 13
Hình 2. 5:Sơ đồ hoạt động khi gạt mực ............................................................... 13
Hình 2. 6:Sơ đồ truyền động bằng khí nén .......................................................... 14
Hình 2. 7:Sơ đồ nâng hạ cụm in .......................................................................... 15
Hình 2. 8:Sơ đồ nâng hạ bàn in ........................................................................... 16
Hình 3. 1: ý tưởng thiết kế ................................................................................... 18
Hình 3. 2:Chân băng tải ...................................................................................... 19
Hình 3. 3: Bản vẽ chân băng tải .......................................................................... 21
Hình 3. 4: Khung băng tải ................................................................................... 22
Hình 3. 5: Bản vẽ khung băng tải ........................................................................ 22
Hình 3. 6:Gối đỡ vịng bi ..................................................................................... 23
Hình 3. 7: Bản vẽ gối đỡ vịng bi ......................................................................... 23
Hình 3. 8:Con lăn ................................................................................................ 24
Hình 3. 9:Dây đai băng tải .................................................................................. 24
Hình 3. 10:Bộ phận khn in ............................................................................... 25
Hình 3. 11: Bản vẽ Bộ phận khn in .................................................................. 25
Hình 3. 12:Bộ phận phận điều khiển dao gạt mực .............................................. 26
VI


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Hình 3. 13:Dao gạt mực ...................................................................................... 26
Hình 3. 14:Bát gắn dao gạt mực.......................................................................... 27
Hình 3. 15: Bản vẽ bát gắn dao gạt mực ............................................................. 27

Hình 3. 16:Bass cố định dao với xi lanh.............................................................. 28
Hình 3. 17: Bản vẽ bát cố định dao với xi lanh ................................................... 28
Hình 3. 18:Bát cố định hệ thống dao với xi lanh ................................................. 29
Hình 3. 19: Bản vẽ bát cố định hệ thống dao với xi lanh .................................... 29
Hình 3. 20:Xi lanh dẫn động dao gạt .................................................................. 30
Hình 3. 21:Bộ phận điều khiển hướng gạt........................................................... 31
Hình 3. 22:Xi lanh trượt dẫn động hướng gạt ..................................................... 31
Hình 3.23:Bát đỡ xi lanh ..................................................................................... 32
Hình 3. 24:Bát cố định khn in với xi lanh ........................................................ 32
Hình 3. 25:Bát bắt xi lanh với bộ phận in ........................................................... 33
Hình 3. 26: Bản vẽ Bộ phận nâng hạ hệ thống in................................................ 33
Hình 3. 27:Bass cố định xi lanh với băng tải ...................................................... 34
Hình 3. 28; Bản vẽ Bass cố định xi lanh với băng tải ......................................... 34
Hình 3. 29: Xi lanh nâng hạ khung in ................................................................. 37
Hình 3. 30:Xi lanh cho bộ phận điều khiển hướng quét ...................................... 38
Hình 3. 31:Xi lanh cho bộ phận dao quét ............................................................ 38
Hình 4. 1:Sơ đồ thiết kế điện ............................................................................... 39
Hình 4. 2:Sơ đồ nguyên lý của cảm biến từ. ........................................................ 43
Hình 4. 3:Sơ đồ nguyên lý relay điều khiển động cơ. .......................................... 44
Hình 4. 4: Sơ đồ biến tần ..................................................................................... 45
Hình 4. 5:Sơ đồ nguyên lý điều khiển van điện từ. .............................................. 45
Hình 4. 6: Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển. ........................................................... 47
Hình 4. 7:Sơ đồ nguyên lý kết nối màn hình HMI. .............................................. 48
Hình 4. 8:Sơ đồ nguyên lý tổng. .......................................................................... 48
Hình 4. 9: Quy trình hoạt động............................................................................ 49
Hình 4. 10:Lưu đồ thuật toán .............................................................................. 50
VII


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Hình 4. 11 Giao diện chương trình HMI. ............................................................ 69
Hình 5. 1:Chân băng tải ...................................................................................... 51
Hình 5. 2:Xương băng chuyền ............................................................................. 51
Hình 5. 3:Gối đỡ vịng bi ..................................................................................... 52
Hình 5. 4:Con lăn băng chuyền ........................................................................... 53
Hình 5. 5:Gia cơng bộ phận khn in ................................................................. 53
Hình 5. 6:Gia cơng bộ phận điều khiển dao gạt mực .......................................... 54
Hình 5. 7:Bass cố định dao với đầu xi lanh......................................................... 54
Hình 5. 8:Bass cố định hệ thống dao với xi lanh điều khiển hướng gạt.............. 55
Hình 5. 9:Bass cố định hệ thống dao gạt với khn in........................................ 55
Hình 5. 10:Gia cơng bộ phận nâng hạ hệ thống in ............................................. 56
Hình 5. 11:Bass cố định hệ thống in với xi lanh.................................................. 56
Hình 5. 12:Lắp ráp bộ phận băng chuyền ........................................................... 58
Hình 5. 13:Hình ảnh thực tế ................................................................................ 59
Hình 5. 14:Lắp ráp bộ phận khung in ................................................................. 59
Hình 5. 15:Hình ảnh thực tế ................................................................................ 60
Hình 5. 16:Lắp ráp bộ phận điều khiển dao gạt mực .......................................... 60
Hình 5. 17:Hình ảnh thực tế ................................................................................ 61
Hình 5. 18:Lắp ráp bộ phận điều khiển hướng gạt ............................................. 61
Hình 5. 19:Hình ảnh thực tế ................................................................................ 62
Hình 5. 20:Lắp ráp bộ phận nâng hạ hệ thống in ............................................... 62
Hình 5. 21:Hình ảnh thực tế ................................................................................ 63
Hình 5. 22:Lắp ráp tổng thể máy ......................................................................... 64
Hình 5. 23:Lắp ráp thiết bị điện vào trong tủ...................................................... 65
Hình 5. 24:Bố trí màn hình HMI ......................................................................... 66

VIII



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

LỜI MỞ ĐẦU
- Mục đích của đề tài:
Đối với Việt Nam chúng ta, một đất nước đang phát triển trong thời kì cơng nghiệp
hóa – hiện đại hóa, với nguồn lực nhân công rất dồi dào với khả năng tư duy và học hỏi
rất tốt. Việc đưa công nghệ máy móc tự động vào sản xuất ngày càng trở nên phổ biến.
Và công nghệ in lụa cũng không phải là ngoại lệ.
Đề tài máy in lụa tự động giúp chúng ta nhìn nhận được những bất cập của phương
pháp cũ, những ưu điểm vượt trội của khi sử dụng công nghệ in ấn tự động. Giúp các
cơ sở sản xuất, nhà máy tiết kiệm nhân công, cái thiện sản lượng, đảm bảo chất lượng
tốt, đồng đều.
-Trong quá trình thực hiện em có tham khảo:


Một số tài kiệu tham khảo đã được liệt kê



Các phương tiện tìm kiếm thơng tin như: Google, Cốc Cốc



Sử dụng các phần mêm đã được học tập như: Auto Cad, PLC và HMDI

- Đề tài đã đạt được các kết quả như:



Mơ hình được hồn thiện và có thể vận hành



Băng chuyền hoạt động và đưa phôi vào khuôn in



Khuôn in làm việc tốt và in thành phẩm rõ ràng như yêu cầu

- Kết cấu của đề tài bao gồm 6 chương:


Chương 1: Giới thiệu đề tài



Chương 2: Tổng quan giải pháp và phương pháp giải quyết



Chương 3: Quy trình thiết kế cơ khí



Chương 4: Thiết kế điện và điều khiển




Chương 5: Thi công - lắp ráp mơ hình



Chương 6: Đánh giá kết quả - kết luậ
IX


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

CHƯƠNG 1:
1.1.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Tính cấp thiết của đề tài:
Chúng ta đều biết xã hội đang phát triển rất nhanh chóng, chính phủ và nhà nước

đang khuyến khích và tạo điều kiện cho tất cả các ngành nghề phát triển trên cả hai
phương diện quy mô chiều rộng và chiều sâu. Ngành in cũng không ngoại lệ, nhiều
công nghệ in tiên tiến đang được du nhập vào Việt Nam với tốc độ rất nhanh, tạo sự đa
dạng về công nghệ trong ngành để phục vụ ngày càng tốt hơn nhu cầu của khách hàng.
Tuy nhiên ở Việt Nam chúng ta, vẫn còn rất nhiều cơ sở sử dụng cách in thơng thường
và tương đối lạc hậu đó là “kỹ thuật in lụa truyền thống hay in lụa thủ công” mang lại
hiệu quả công việc và chất lượng các sản phẩm tương đối thấp.Đối với công nghệ in lụa
thủ cơng chúng ta có 1 số ưu điểm sau:


Bảng 1

Hình 1. 1: In lụa thủ công

 Không cần nhiều vốn để tiếp cận với nghề
 Phục vụ nhu cầu in số lượng ít
 Nhưng có rất nhiều nhược điểm:
 Sản lượng không cao
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

 Chất lượng sản phẩm không đồng đều
 Nhược điểm về yếu tố kỹ thuật
 Với việc sử dụng công nghệ in lụa thủ công, một công nhân phải làm tất cả công
đoạn bằng tay. Từ pha màu in, cố định khuôn in trùng khớp với vật liệu in, kéo
mực qua lại để in hình lên vật liệu. Cơ cấu này tiêu tốn nhiều thời gian của công
nhân, một cơng nhân chỉ có thể làm ra khoảng vài trăm đến một nghìn sản phẩm
một ngày tùy theo sự tỉ mỉ của bản in yêu cầu. Hiện tại, nhu cầu sản lượng lớn
ngày một gia tăng vậy nên cần có một phương pháp khác thay thế có tính kinh
tế hơn về lâu về dài.
 Hiện nay trên thị trường cũng có rất nhiều kỹ thuật in ấn, nhưng chủ yếu sử dụng
hai phương pháp sau:
 Phương pháp in lưới (hay in lụa): In lưới là một dạng kỹ thuật in dựa trên ngun
lí mực thấm qua hình ảnh sẽ được in lên bề mặt vât liệu bởi trước đó mắt lưới đã
được bịn kín bằng hóa chất màu.


Hình 1. 2: Máy in lụa bán tự động

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

 Phương pháp in nhiệt: In chuyển nhiệt là kiểu in bằng máy chuyển nhiệt.
Hình in được in bằng máy in phun màu lên giấy chuyển nhiệt. Sau khi hình
in đã được in lên giấy chuyển nhiệt người in sẽ mang áo và giấy ra máy ép
nhiệt để chuyển mực in từ giấy sang áo. Áo trắng sẽ được đặt ở dưới cùng,
giấy chuyển nhiệt để ở trên áo, mặt giấy có họa tiết in sẽ úp thẳng vào vải
áo. Tùy từng loại vải và loại giấy in sẽ được ép ở nhiệt độ và thời gian phù
hợp. Sau khi ép xong mực in ở trên giấy chuyển nhiệt sẽ dính chắc vào vải
áo.

Hình 1. 3:In chuyển nhiệt
Tuy nhiên các loại máy nói trên có một số nhược điểm:
 Cả hai đều là dạng máy bán tự động, vẫn cần công nhân tham gia sản xuất
nhiều như: pha mực in, điều chỉnh góc độ in, căn chỉnh vật liệu in cho phù
hợp với khung
 Đối với in chuyển nhiệt thì giá thành rất cao, chỉ in được từng sản phẩm
nhỏ, hình in khơng được đẹp mắt như in lưới
 Vì những điểm khơng phù hợp trên nên khơng thể chọn dùng loại máy này.
Nếu miễn cưỡng dùng sẽ bị tốn không gian cất giữ, tiêu hao công suất và
tăng chi phí bảo trì máy khơng cần thiết.

3



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.2.

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Tình hình nghiên cứu trong nước và đánh giá kinh tế của máy in lựa tự

động
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Máy in lụa xuất hiện tại Việt Nam từ khá lâu, ban đầu du nhập vào trong nước
chủ yếu tập trung là máy cũ, bán sang tay. Các cơ sở sản xuất trong ngành in hiện nay
vẫn mang đậm quan điểm mua máy cũ (second hand) của Nhật, thậm chí Đài loan.
Nguyên nhân chính do sự chênh lệch giá của một máy mới với máy cũ là khá lớn. Bên
cạnh đó, mặc dù các loại máy này đã cũ, lỗi thời nhưng vẫn đáp ứng những nhu cầu sản
xuất nên càng phổ biến.
Lĩnh vực chế tạo máy của Việt Nam thời gian gần đây đã có những bước tiến bộ
đáng kể, tuy nhiên để thuyết phục một khách hàng đồng ý mua một máy chế tạo mới
trong nước vẫn cịn rất khó khăn.
Thời gian gần đây, khi máy móc giá rẻ của Trung Quốc, Malaisia tràn vào thị
trường Việt Nam thì khả năng cạnh tranh của những cơ sở chế tạo máy nhỏ, lẻ càng trở
nên khó khăn hơn.
Tuy nhiên, do nhu cầu ngày càng tăng trong thực tế sản xuất (tính đa dạng của
sản phẩm in, năng suất, chất lượng, …), việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy in lụa đã
và đang được tiến hành.
Các máy móc được sản xuất tại Việt Nam thường được thiết kế bán tự động,
chưa phát huy hết công suất in ấn.
Một số hình ảnh về các dạng máy in hiện nay:


4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Hình 1. 4:Máy in dạng trịn

Hình 1. 5:Máy in dạng phẳng

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Hình 1. 6:Máy in dạng xoay
1.2.2. Đánh giá kinh tế của máy in lụa tự động
In lụa là dạng in thủ công, tất cả các công đoạn in đều địi hỏi tay nghề của
cơng nhân phải có kinh nghiệm và điêu luyện. Nhưng tất cả các công đoạn gia công
đều rất rẻ tiền nên tồn tại được đến ngày nay. Vậy nếu có máy in bán tự động thì sẽ
lợi điểm về cơng nhân cũng như giá trị ổn định về chất lượng sản phẩm in. Còn hơn
thế nữa nếu máy in được tự động hoá sẽ giảm được nhiều chi phí về nhân cơng cũng
như có thêm lợi điểm về kinh tế. Người nhân công sẽ không bị áp lực về công việc do
liên tục làm một động tác trong nhiều giờ liền.
Do đó máy in lụa bán tự động là một sản phẩm kỹ thuật có giá trị kinh tế, cần
có trong kỹ thuật in để có được giá trị lợi nhuận cao. Các bề mặt sản phẩm có chất

lượng đồng đều hơn. Người thợ điều khiển máy in khơng cần có tay nghề in lụa cao.
Giảm thấp các chi phí về nhân cơng, và có lợi về kinh tế trong ngành in.
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu
Từ thực trạng và giải pháp trên là nguyên nhân để chúng em thực hiện đề tài tốt

nghiệp: “Thiết kế chế tạo mơ hình máy in lụa tự động”
Tạo ra một máy in lụa, sản phẩm được tạo ra với yêu cầu như sau:
6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

- Đạt kích thước theo yêu cầu cho trước: 217mm x 297mm
- Sản phẩm in ra màu sắc rõ ràng như bản in.
- Máy in phải có năng suất ngang bằng hoặc hơn một nhân công (<1000 sản
phẩm/ngày). Một nhân cơng có thể điều khiển, vận hành nhiều máy cùng lúc nhờ đó mà
giúp tăng năng suất và giảm chi phí nhân cơng khi sản xuất với số lượng lớn.
- Nghiên cứu chế tạo được máy in lụa có mang lại hiệu quả sản xuất và tối ưu giá
thành.
1.4.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu đề tài
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

 Nghiên cứu máy ia lụa được ứng dụng trong ngành in ấn.
 Nghiên cứu về động cơ truyền động thắng và ly hợp, bộ truyền động đai, ứng

dụng của PLC và màn hình HMI trong máy cơng nghiệp, và các loại cảm biến.
1.4.2. Phạm vi đề tài
 Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn và chế tạo thử nghiệm máy in lụa trong phạm
vi doanh nghiệp ngành may thêu.
 Phạm vi nghiên cứu được tóm gọn trong chương trình học Đại học chuyên ngành
kĩ thuật điều khiển và tự động hóa.
 Máy chỉ đáp ứng được nhu cầu cơ bản là in một bản in theo ý muốn của người
dùng về số lượng và kích thước.
 Máy chỉ in được một vật liệu là giấy có kích thước là rộng 217mm, rộng 297mm,
không in được lên các loại vật liệu khác.
 Điều khiển tốc độ động cơ theo biến tần.
 Phải có nguồn khí nén mới in được.
 Nhập trực tiếp dữ liệu cần thiết từ màn hình HMI và điều khiển bằng bộ điều khiển
PLC, không điều khiển từ xa.

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIẢI QUYẾT

2.1.

Các công cụ của ngành in lụa

 Bàn in
 Khung lụa có khuân khổ nhất định và phù hợp
 Cọ qt mực thanh gạt
 Các hóa chất thích hợp như xăng, dầu, keo in, xà bông dung môi và các loại
dầu có hoạt tính cao để pha màu in.
 Phim in hay bản in mẫu
 Vật liệu cần in

2.2.

Công nghệ làm bản in
 Là: dùng gỗ hoặc kim loại làm khn, căng một tấm lưới lên trên, hình ảnh
được tạo ra nhờ mực chảy qua các lỗ trống trong quá trình in. Trước đây,
người ta thường vẽ lên một lớp nến trắng, dầu bóng hoặc đất sét để chuyển
trực tiếp hình ảnh lên khn. Sau đó, cải tiến thành vẽ trên giấy. Nhưng
ngày nay, phương pháp cảm quang thường được sử dụng nhiều hơn.
 Vẽ lên nến trắng: làm nóng chảy nến, nhúng tấm lưới đã được khắc hoa văn
vào rồi để nguội.
 Vẽ trên đất sét: dùng tấm lưới đã được đục lỗ, khắc hoa văn nhúng vào hồ
đất sét rồi làm khơ.
 Vẽ trên dầu bóng: qt dầu bóng lên tấm lưới, vẽ hoa văn bằng bút lơng rồi
phơi khô.
 Vẽ trên giấy: úp mặt giấy nến đã được khắc sẵn bằng dao lên trên tấm lưới,
rồi làm chảy nến bằng bàn ủi, sau đó để nguội.
 Cảm quang, phương pháp được nâng cấp và cải tiến nhờ vào khả năng sao
chép nguyên mẫu một cách chân thực.

8



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.3.

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Phân loại kỹ thuật in lụa
Theo cách sử dụng khn in, có thể phân theo các hình thức:

 In lụa trên bàn in thủ công
 In lụa trên bàn in có cơ khí hóa một số thao tác
 In lụa trên máy in tự động
 Theo hình dạng khn in, có thể phân làm hai loại:
 In dùng khn lưới phẳng
 In dùng khn lưới trịn kiểu thùng quay
 Theo phương pháp in, có tên gọi:
 In trực tiếp: Là kiểu in trên sản phẩm có màu nền trắng hoặc màu nhạt, màu nền
không ảnh hưởng đến màu in
 In phá gắn: Là kiểu in trên sản phẩm có nền màu, mực in phải phá được màu nền
và gắn được màu cần in lên sản phẩm
 In dự phịng: Là in trên sản phẩm có màu nhưng khơng thể dùng kiểu in phá gắn
được
Cho dù in thủ công, bán thủ công hay thực hiện tự động bằng máy thì kỹ thuật
in lụa cũng bao gồm những cơng đoạn chính sau: làm khung lụa, chế tạo bàn in, thanh
gạt, pha chế chất tạo màu, hồ in và in.
2.4.

Tìm hiểu nguyên lí máy in lụa
Các thao tác in lụa dạng phẳng được thực hiện như sau:
Các thao tác in tay bao gồm: Người thợ in sẽ nâng khung lụa lên cao, quét qua


vùng in một lớp mực , sau đó hạ khung in xuống phôi in, dùng dao in quét lại một lần
nữa và mực sẽ thấm qua khe trống xuống phôi in tạo thành sản phẩm in.
Máy in lụa thực ra là cơ khí hóa các thao tác in tay mơ tả trên dưới các dạng mẫu
mã hình dáng khác nhau
Đối với những sản phẩm chỉ có 1 màu các thao tác bằng tay sẽ khá dễ dàng. Tuy
nhiên nếu là sản phẩm in có nhiều màu, việc thao tác bằng tay rất khó để đạt được độ
chính xác chồng màu, độ đồng đều của mực in, trong trường hợp đó ta phải in bằng máy
hoặc có đồ gạt chuyên dụng
9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Các thao tác in lụa dạng phẳng được thực hiện như sau

Hình 2. 1: các thao tác in lụa

Từ các thao tác in tay trên, máy in lụa chẳng qua là tự động hóa các khâu trong
q trình in tay. Vậy có sơ đồ hoạt động của một máy bất kì:

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG


Hình 2.2 Sơ đồ ngun lí máy in lụa
Vậy, vấn đề đặt ra ở đây là thực hiện các khâu trong sơ đồ hình 2.2 như thế nào
để mang lại hiệu quả tốt nhất cho một máy in lụa một màu dạng phẳng khổ lớn như đề
tài đã đặt ra.

2.5.

Phân tích và lựa chọn phương án thích hợp
Như đã đặt vấn đề ở phần trên, trong phần này, các phương án thiết kế sẽ được

đưa ra để phân tích và lựa chọn một phương án tốt nhất cho thiết kế.
Theo nhận định ban đầu từ sơ đồ hình 2.2, các thông số ảnh hưởng đến chất
lượng, giá thành của máy cũng như sản phẩm mà máy tạo ra là:
 Kết cấu máy
 Phương pháp chế tạo
 Bố trí các dao gạt và dao in, độ ổn định trượt dao trong quá trình in
 Cân chỉnh lực đè của dao in cũng như dao gạt
 Tốc độ in
 Độ ổn định của bàn in
 Độ rung của máy trong q trình in đây là các thơng số sẽ quyết định đến
chất lượng máy.
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Ngồi các thơng số trên, các yếu tố khác cũng quyết định đến chất lượng máy
nhưng không đáng kể.

2.5.1. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cụm in
Cụm in là bộ phận quan trọng nhất trong máy in lụa, vì vậy mục đích cuối cùng
của cụm này là thay thế các thao tác in bằng tay truyền thống bằng các thao tác máy.
Đối với các thao tác này, máy in lụa trong và ngoài nước đã thể hiện chủ yếu ở hai dạng
truyền động: cơ và khí nén cho các chuyển động lắc của dao gạt và dao in.
2.5.1.1.

Truyền động bằng xích

Hình 2. 2:Sơ đồ truyền động bằng xích

Hình 2. 3:Sơ đồ bố trí cụm dao in truyền động bằng cơ
Dao in 5 và dao gạt 6 được bố trí trên đế gá 4 sao cho có thể chỉnh được cao độ.
đế gá 4 được lắp với bộ trượt 1 bằng khớp bản lề 7, góc xoay của đế gá 4 được hạn chế
trong không gian giữa hai chốt định vị 3. Bộ trượt 1 có thể trượt dọc trục theo 2. Dây
xích 8 được liện kết với đế gá 4 bằng khớp bản lề.
12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY IN LỤA TỰ ĐỘNG

Hình 2. 4:Sơ đồ hoạt động khi in
Lúc dây xích 8 kéo về phía trái theo hướng mũi tên, đế gá 4 sẽ quay quanh chốt
7, ép dao in 5 xuống bề mặt lụa 9. đế gá 4 chỉ quay được một góc nhất định vì đầu trên
sẽ tì vào chốt 3. Lúc này dây xích 8 sẽ kéo theo cả bộ trượt 1 cùng đi và ta có cơng đoạn
in.

Hình 2. 5:Sơ đồ hoạt động khi gạt mực

Hình 2.5 thể hiện cơng đoạn gạt mực, khi dây xích 8 đổi chiều truyền động theo
hướng mũi tên, đế gá 4 sẽ quay quanh chốt 7 đến vị trí tì vào chốt 3 làm cho dao gạt
mực đè xuống mặt lụa 9, đồng thời nâng dao in 5 lên, lúc này dây xích 8 sẽ đẩy cả bộ
trượt 1 cùng đi và ta có cơng đoạn gạt mực. đối với nguyên lý in như trên, ta phải có sự
phối hợp đồng bộ chuyển động
13