Xây dựng các module tính toán động lực học để tối ưu thiết kế các cơ cấu phẳng và ứng dụng cho máy in lụa kiểu mới :Luận văn Thạc sĩ - Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VÕ THÀNH KIỆT

XÂY DỰNG CÁC MODULE TÍNH TOÁN ĐỘNG

LỰC HỌC ĐỂ TỐI ƯU THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU

PHẲNG VÀ ỨNG DỤNG CHO MÁY IN LỤA

KIỂU MỚI

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Mã chuyên ngành: 8520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Trọng Nhân

TS. Đặng Hoàng Minh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại

học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 20 tháng 03 năm 2022

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. Nguyễn Đức Nam - Chủ tịch Hội đồng

2. Đường Công Truyền - Phản biện 1

3. Phan Chí Chính - Phản biện 2

4. Nguyễn Hữu Thọ - Ủy viên

5. Đào Thanh Phong - Thư ký

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

Nguyễn Đức Nam Nguyễn Đức Nam

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Võ Thành Kiệt MSHV: 18104911

Ngày, tháng, năm sinh: 03/01/1995 Nơi sinh: Tây Ninh

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã chuyên ngành: 8520103

I. TÊN ĐỀ TÀI:

Xây dựng các module tính toán động lực học để tối ưu thiết kế các cơ cấu phẳng và

ứng dụng cho máy in lụa kiểu mới

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1. Phân loại các module cơ cấu động học phẳng

2. Xây dựng các hệ thức liên quan

3. Xây dựng các code module giải quyết các cơ cấu động học phẳng

4. Xây dựng các code giải bài toán tối ưu các cơ cấu phẳng, sử dụng các module ở

bước 3

5. Ứng dụng cho bài toán tối ưu thiết kế cơ cấu chuyển phôi của máy in lụa kiểu mới

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/03/2021

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/02/2022

IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Trần Trọng Nhân

TS. Đặng Hoàng Minh

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

(Họ tên và chữ ký)

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin cảm ơn những người thầy hướng dẫn luận văn của tôi – TS.Đặng

Hoàng Minh và TS.Trần Trọng Nhân - Giảng viên hướng dẫn trực tiếp của tôi. Một

lần nữa tôi xin cảm ơn các thầy vì những lúc tôi gặp khó khăn, rắc rối hoặc có câu

hỏi về vấn đề nghiên cứu của mình, các thầy vẫn luôn hết mình hỗ trợ và giúp tôi tìm

ra được những hướng đi đúng đắn trên con đường hoàn thành luận văn của mình.

Thầy vẫn luôn cho phép tôi tự do bày tỏ quan điểm dồng thời đưa ra những nhận xét,

góp ý, dẫn dắt tôi đi đúng hướng trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài

luận văn thạc sĩ.

Tôi cũng muốn bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phùng Văn Bình với tư cách là

người đọc thứ hai của luận án này, tôi rất cảm ơn thầy vì những câu hỏi và những

đóng góp của thầy để giúp tôi có thể hoàn thiện được luận văn một cách hoàn thiện

hơn.

Ngoài ra, tôi cũng muốn cảm ơn ban Lãnh đạo Khoa, bộ môn Cơ sở Thiết kế và quý

Thầy/Cô trong Khoa Cơ khí, như thầy PGS.TS. Nguyễn Đức Nam, PGS.TS. Lê

Thanh Danh, ThS.GV Nguyễn Thị Thuý Nga, TS. Nguyễn Khoa Triều, TS. Ao Hùng

Linh, v.v… cùng nhóm các bạn sinh viên khoá 12 – Lã Xuân Trường, Bùi Song Nin,

Lê Đình Toàn, v.v… đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thiện đề tài.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì đã luôn hỗ trợ tôi và

khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quá trình nghiên cứu và

viết luận văn này. Thành tựu này sẽ không thể có được nếu không có họ.

Xin chân thành cảm ơn!

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tên đề tài: “Xây dựng các module tính toán động lực học để tối ưu thiết kế các cơ

cấu phẳng và ứng dụng cho máy in lụa kiểu mới.”

Thời gian thực hiện: 10/03/2021 đến 14/02/2022

Địa điểm nghiên cứu: Trường Đại Học Công Nghiệp Hồ Chí Minh

Luận văn trình bày về việc xây dựng các môđun tính toán động học (Chương 2) và

động lực học (Chương 3) của các cơ cấu phẳng một bậc tự do tổng quát. Việc xây

dựng các môđun tính toán này dựa trên khái niệm cặp động học (kinematic pairs)

thay vì dựa trên khái niệm Dyads như các công bố trước đây. Bởi lẽ việc dự đoán và

xử lý các điểm dị biệt trong “các cặp” đơn giản hơn so với các Dyads. Dựa trên nền

tảng lý thuyết được xây dựng, học viên đã tạo ra một bộ mã nguồn dựa trên ngôn ngữ

MATLAB và một cẩm nang trang cứu môđun để tiện sử dụng cho người dùng. Tất

cả các môđun đều được kiểm chứng tính chính xác bằng việc giải một loạt các bài tập

cơ cấu phẳng phức tạp khi so sánh kết quả tính toán của chúng với phần mềm mô

phỏng Recurdyn. Với các môđun được xây dựng này, học viên đề xuất một quy trình

xây dựng mô hình toán thiết kế tối ưu cho các cơ cấu và kiểm nghiệm lại với việc tối

ưu thiết kế cơ cấu tay quay con trượt. Với 4 trường hợp xét hàm mục tiêu khác nhau

từ tiêu chuẩn động học đến động lực học, với các ràng buộc kỹ thuật. Bài toán tối ưu

được giải dựa trên hai mô hình toán: Mô hình thứ nhất được xây dựng dựa trên các

công thức giải tích tường minh và mô hình thứ hai được xây dựng bằng cách sử dụng

các lệnh gọi môđun đã có. Sau cùng, học viên đã ứng dụng toàn bộ kết quả này vào

việc tối ưu thiết kế cho máy in lụa bán tự động kiểu mới. Kết quả đã tìm ra được

phương án thiết kế vượt trội hơn sơ với phương án máy in lụa hiện tại ở tiêu chuẩn

kích thước và khối lượng cơ cấu. Kết quả nghiên cứu của luận văn hứa hẹn có thể

được ứng dụng để giải quyết rất nhiều các dạng bài toán tối ưu thiết kế cho nhiều cơ

cấu khác, cũng như mở đường cho việc giải các bài toán phi tuyến phức tạp khác

trong lĩnh vực Kỹ thuật.

iii

ABSTRACT

Project title: "Building dynamic calculation modules to optimize the design of flat

structures and applications for new-style screen printing machines."

Implementation period: March 10, 2021 to February 14, 2022

Research location: Industrial University of Ho Chi Minh City

The thesis presents the construction of the kinematics (Chapter 2) and dynamics

(Chapter 3) calculation modules of the general one-degree-of-freedom planar

structures. The construction of these computational modules is based on the concept

of kinematic pairs instead of the Dyads concept as previously reported. Because

predicting and dealing with outliers in “pairs” is simpler than in Dyads. Based on the

theoretical foundation built, student have created a set of source code based on the

MATLAB language and a modular lookup manual for user convenience. All modules

are verified for accuracy by solving a series of complex planar problems when

comparing their calculation results with Recurdyn simulation software. With these

built-in modules, student propose a process for building the optimal design

mathematical model of the mechanisms and retesting with the optimization of the

slider crank mechanism design. With 4 cases considering different objective function

from kinematics to dynamics criteria, with technical constraints. The optimization

problem is solved based on two mathematical models: The first model is built based

on explicit analytic formulas and the second model is built using the existing modulus

calls. Finally, the student applied all these results to optimize the design for the new

semi-automatic screen printing machine. The results have found a design plan that is

superior to the current screen printing machine in terms of size and structure. The

research results of the thesis promise that they can be applied to solve many types of

optimization problems designed for many other structures, as well as pave the way

for solving other complex nonlinear problems in the field of technical area.

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên

cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn

nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được

thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Học viên

(Chữ ký)

Võ Thành Kiệt

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ............................................................................ ii

ABSTRACT.............................................................................................................. iii

LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iv

MỤC LỤC...................................................................................................................v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................x

MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1

1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1

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

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................................... 7

4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 7

5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.................................................................................... 8

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................9

Tổng quan tình hình nghiên cứu.........................................................................9

Mục tiêu của đề tài ...........................................................................................26

XÂY DỰNG CÁC MODULE TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN ĐỘNG

HỌC CỦA CÁC CƠ CẤU PHẲNG.........................................................................27

Xây dựng các mô-đun tính toán động học .......................................................27

2.1.1 Module 0 và Module 00 .................................................................................27

2.1.2 Module 1 ........................................................................................................32

2.1.3 Module 2 ........................................................................................................35

2.1.4 Module 3 ........................................................................................................36

2.1.5 Module 4 ........................................................................................................44

2.1.6 Module 5 ........................................................................................................50

2.1.7 Module 6 ........................................................................................................56

2.1.8 Module 7 ........................................................................................................62

2.1.9 Module 8 ........................................................................................................72

2.1.10 Module 9 ........................................................................................................77

2.1.11 Module 10 ......................................................................................................78

2.1.12 Module 11 ......................................................................................................85

Quy trình sử dụng các mô-đun trong tính toán động học cơ cấu .....................91

2.2.1 Quy trình sử dụng module động học..............................................................91

XÂY DỰNG CÁC MODULE TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN ĐỘNG

LỰC HỌC CỦA CÁC CƠ CẤU PHẲNG................................................................99

vi

Phương pháp xây dựng mô-đun động lực học .................................................99

3.1.1 Vật rắn ............................................................................................................99

3.1.2 Chất điểm ở dạng con trượt..........................................................................103

3.1.3 Chất điểm ở dạng các khớp bản lề di động ..................................................104

Quy trình sử dụng các mô-đun trong tính toán động lực học cơ cấu .............105

3.2.1 Ví dụ 1 – Trường hợp không có ma sát .......................................................106

3.2.2 Ví dụ 2 – Trường hợp có ma sát...................................................................115

Kết luận ..........................................................................................................125

TỐI ƯU HOÁ THIẾT KẾ CƠ CẤU NHỜ CÁC MODULES TÍNH

TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ......................................................................................126

Quy trình xây dựng mô hình toán thiết kế cho cơ cấu ...................................126

Ví dụ tối ưu thiết kế cơ cấu tay quay con trượt..............................................127

4.2.1 Cơ sở lý thuyết động lực học cho bài toán cơ cấu tay quay con trượt .........128

4.2.2 Xây dựng mô hình toán bằng công thức ......................................................132

4.2.3 Xây dựng mô hình toán bằng các module....................................................134

4.2.4 Giải các mô hình toán tối ưu ........................................................................135

Kết luận ..........................................................................................................145

ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO VIỆC TỐI ƯU

THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN PHÔI CHO MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG KIỂU

MỚI ………….. ......................................................................................................146

Giới thiệu máy in lụa kiểu mới.......................................................................146

5.1.1 Ý tưởng thiết kế, nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật của máy in lụa tự

động kiểu mới..........................................................................................................146

5.1.2 Các cụm cơ cấu chính của máy in lụa kiểu mới...........................................147

Tối ưu hóa thiết kế cơ cấu chuyển phôi nhờ các module động lực học .........151

5.2.1 Mô hình toán của cơ cấu chuyển phôi..........................................................151

5.2.2 Giải mô hình toán tối ưu ..............................................................................152

Kết quả so sánh giữa cơ cấu hiện tại và cơ cấu tối ưu ...................................156

Kết luận ..........................................................................................................158

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................................159

1. Những kết quả đạt được .................................................................................159

2. Hạn chế của đề tài...........................................................................................159

3. Hướng phát triển của đề tài ............................................................................160

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA HỌC VIÊN ..........................162

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................163

PHỤ LỤC................................................................................................................167

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .......................................................173

vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Công việc tại xưởng in lụa ...........................................................................5

Hình 1.2 Đồ gá hiện tại được sử dụng ........................................................................5

Hình 2.1 Các trường hợp có thể xảy ra đối với 2 điểm trên 1 hệ trục toạ độ ...........27

Hình 2.2 Bài toán module 1 ......................................................................................33

Hình 2.3 Bài toán module 2 ......................................................................................35

Hình 2.4 Bài toán module 3 ......................................................................................36

Hình 2.5 Bài toán module 4 ......................................................................................44

Hình 2.6 Phân tích các góc........................................................................................44

Hình 2.7 Bài toán module 5 ......................................................................................51

Hình 2.8 Các trường hợp có thể xảy ra khi các điểm được xác định theo chiều

ngược kim đồng hồ....................................................................................................52

Hình 2.9 Tình huống 1, toạ độ vị trí điểm B và C nằm ở vị trí có độ cao thấp hơn A

...................................................................................................................................52

Hình 2.10 Các trường hợp có thể xảy ra khi các điểm được xác định theo chiều

ngược kim đồng hồ....................................................................................................53

Hình 2.11 Tình huống 1, toạ độ vị trí điểm B và C nằm ở vị trí có độ cao thấp hơn A

...................................................................................................................................53

Hình 2.12 Trường hợp tổng quát cho bài toán Module 5 .........................................54

Hình 2.13 Bài toán module 6 ....................................................................................57

Hình 2.14 Xét trường hợp �� ≠ �� ��à �� ≠ ��.............................................................58

Hình 2.15 Bài toán module 7, 8, 9 ............................................................................62

Hình 2.16 Phân tích các góc trong trường hợp 1 ......................................................63

Hình 2.17 Phân tích các góc trong trường hợp 2 ......................................................64

Hình 2.18 Bài toán Module 09..................................................................................77

Hình 2.19 Bài toán Module 10..................................................................................78

Hình 2.20 Phân tích bài toán Module 10 ..................................................................79

Hình 2.21 Bài toán Module 11..................................................................................85

Hình 2.22 Quy trình sử dụng module động học trong việc xác định, tính toán các

thông số động học .....................................................................................................91

Hình 2.23 Cơ cấu tay quay con trượt-ngược (Slide-back crank mechanism)...........92

Hình 2.24 Mô hình cơ cấu tay quay con trượt-ngược trên phần mềm Recurdyn .....93

Hình 2.25 Đồ thị vận tốc góc của thanh BC..............................................................93

Hình 2.26 Đồ thị vận tốc của điểm B theo phương y................................................94

Hình 2.27 Đồ thị gia tốc của điểm B theo phương x.................................................94

Hình 2.28 Mô hình cơ cấu và bảng thông số cho ví dụ 2 .........................................95

Hình 2.29 Mô hình cơ cấu tay quay con trượt-ngược trên phần mềm Recurdyn .....96

viii

Hình 2.30 Đồ thị so sánh vận tốc điểm S2 theo trục x ..............................................96

Hình 2.31 Đồ thị so sánh gia tốc của điểm S2 theo phương y ..................................97

Hình 2.32 Đồ thị so sánh vận tốc góc thanh BC .......................................................97

Hình 2.33 Đồ thị so sánh gia tốc góc của thanh BC..................................................97

Hình 2.34 Độ thị so sánh vận tốc điểm C theo phương y .........................................98

Hình 2.35 Đồ thị so sánh gia tốc điểm C theo phương x ..........................................98

Hình 3.1 Mô hình vật rắn i......................................................................................100

Hình 3.2 Phân tích chất điểm ở dạng khớp bản lề di động .....................................104

Hình 3.3 Quy trình xây dựng ma trận giải bài toán động lực học ..........................105

Hình 3.4 Cơ cấu bài toán ví dụ 1 – Động lực học...................................................106

Hình 3.5 Đồ thị so sánh lực momen tại điểm A ......................................................111

Hình 3.6 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề A theo phương x........................112

Hình 3.7 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề B theo phương x........................112

Hình 3.8 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề C theo phương y .......................113

Hình 3.9 Đồ thị so sánh phản lực tại con trượt C theo phương y............................113

Hình 3.10 Đồ thị so sánh phản lực tại con trượt E theo phương x..........................114

Hình 3.11 Đồ thị so sánh phản lực tại con trượt D theo phương y .........................114

Hình 3.12 Cơ cấu bài toán ví dụ 2 – Động lực học.................................................116

Hình 3.13 Đồ thị so sánh lực momen tại điểm A ....................................................122

Hình 3.14 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề B theo phương y......................122

Hình 3.15 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề C theo phương x .....................123

Hình 3.16 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề H theo phương x.....................123

Hình 3.17 Đồ thị so sánh phản lực tại khớp bản lề H theo phương y .....................124

Hình 3.18 Đồ thị so sánh phản lực tại con trượt C theo phương y..........................124

Hình 3.19 Đồ thị so sánh phản lực tại con trượt H theo phương y .........................125

Hình 4.1 Lưu đồ thực hiện bài toán tối ưu ..............................................................127

Hình 4.2 Cơ cấu tay quay con trượt ........................................................................127

Hình 4.3 Sơ đồ vật thể tự do ...................................................................................131

Hình 4.4 Sơ đồ lực quán tính ..................................................................................131

Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý máy in lụa kiểu mới ......................................................146

Hình 5.2 Cụm dao in ...............................................................................................147

Hình 5.3 Cụm khung in lụa .....................................................................................148

Hình 5.4 Cụm cơ cấu di chuyển phôi......................................................................148

Hình 5.5 Cụm cơ cấu nâng hạ khung in..................................................................149

Hình 5.6 Thùng cấp và thoát phôi...........................................................................149

Hình 5.7 Tủ điều khiển máy in lụa..........................................................................150

Hình 5.8 Máy in lụa kiểu mới hoàn thiện ...............................................................150

Hình 5.9 Mô hình cơ cấu bốn khâu bản lề ..............................................................151

ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Ma trận bài toán động lực học không có ma sát......................................110

Bảng 3.2 Ma trận bài toán động lực học có ma sát.................................................120

x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

(Xếp theo thứ tự A, B, C của chữ cái đầu viết tắt)

ĐHTL Đại học Thủy lợi

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

LVThS Luận văn Thạc sĩ

TSĐH Thông số động học

1

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

 Lý do chọn đề tài

Hiện nay để có thể thiết kế và chế tạo các cơ cấu cơ khí, người kỹ sư phải tốn rất

nhiều thời gian cho việc tính toán và phân tích kết cấu. Việc xây dựng được các công

thức chính xác trong việc tính toán và phân tích cũng đòi hỏi người kỹ sư phải nắm

vững nhiều kiến thức liên quan. Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường đã xuất hiện rất

nhiều phần mềm hỗ trợ thiết kế và mô phỏng như CAE, NX, v.v… Các phần mềm

này hỗ trợ rất nhiều trong việc thiết kế, nhưng vẫn còn một số mặt hạn chế như không

thể xử lý bài toán với tính huống đa dữ kiện đầu vào, hay đòi hỏi người dùng phải

thông thạo phần mềm cũng như kiến thức tính toán để kiểm định lại kết quả bằng lý

thuyết.

Ngoài ra sau khi thiết kế xong, người kỹ sư cần phải tính toán tối ưu các tham số thiết

kế, để sản phẩm sau thiết kế phải là tối ưu nhất và có thể cạnh tranh với các sản phẩm

khác trên thị trường, đối với thị trường hiện nay thì đây chính là một vấn đề khá là

phức tạp.

Với sự phát triển của xã hội ngày nay, thì nhu cầu in lụa để quảng bá về thương hiệu

sản phẩm hay thương hiệu của công ty là rất lớn. Ví dụ như để quảng bá về thương

hiệu và danh tiếng, một công ty, tập đoàn, cơ sở kinh doanh hoặc một tổ chức nào đó

sẽ cần in hình ảnh logo, khẩu hiệu thương mại hoặc thông tin liên hệ của mình trên

các vật phẩm như quần áo, bút viết, dây đeo thẻ, cốc nhựa hoặc thủy tinh, v.v… Qua

khảo sát thực tế tại một số xưởng in lụa với quy mô vừa và nhỏ trên địa bàn Tp.HCM,

học viên nhận thấy công tác in lụa hiện nay vẫn được thực hiện một cách thủ công là

chủ yếu, quá trình in ấn phụ thuộc vào tay nghề của người thợ, các loại máy in lụa

thường là những loại máy cơ đơn giản với năng suất thấp, cường độ công việc nặng

nhọc. Trên thị trường các loại máy in lụa tự động của nước ngoài thường có giá thành

2

khá cao và chỉ thích hợp với quá trình sản xuất công nghiệp, sản xuất hàng loạt, in ấn

chỉ với một loại sản phẩm là chủ yếu. Ngoài ra, ở thị trường nước ta hiện nay cũng

đã xuất hiện nhiều loại máy in lụa bán tự động khác, nhưng chỉ dừng lại ở việc in lụa

trên mặt phẳng và chưa có loại máy nào in bán tự động trên loại sản phẩm dạng tròn

xoay. Để thiết kế được và thỏa mãn các yêu cầu đặt ra, quá trình phân tích, tính toán,

cần được thực hiện trước khi chế tạo. Từ đó tiến hành mô phỏng và phân tích để dự

đoán các thông số cũng như điều chỉnh theo mong muốn.

Với những lý do cũng như nhu cầu đã được nêu ra ở trên, đề tài “Xây dựng các

module tính toán động lực học để tối ưu thiết kế các cơ cấu phẳng và ứng dụng cho

máy in lụa kiểu mới” đã được lựa chọn và thực hiện.

 Tính cấp thiết của đề tài

Trong hầu hết các thiết bị liên quan đến cuộc sống hiện nay như kìm kẹp cộng lực,

các loại máy xây dựng, hay các máy nâng chuyển v.v… thì sử dụng rất là nhiều các

loại cơ cấu khâu khớp phẳng, từ đó chúng ta có thể thấy được là ứng dụng của các

khâu khớp rất nhiều.

Để có thể xác định cũng như tính toán lựa chọn các loại cơ cấu khâu khớp phẳng thì

các kỹ sư thường sử dụng các phần mềm CAD để vẽ và tính tỉ lệ chính xác. Ngoài ra,

họ còn có thể sử dụng các phương pháp giải tích dựa trên các phương trình véc tơ

khép kín, đây là một phương pháp tổng quát và cho phép giải các bài toán bất kỳ, tuy

nhiên với các cơ cấu đa dạng khác nhau, việc sử dụng chúng sẽ tốn nhiều thời gian

và phải có các công cụ tính toán hỗ trợ.

Việc sử dụng các phần mềm phân tích động lực học nổi tiếng như ADAMS,

COMSOL, Working Model, Dynamic Designer, v.v… tốn khá nhiều thời gian và đòi

hỏi người dùng phải có kiến thức vững vàng về động lực học. Bên cạnh đó, khó có

phần mềm nào cho phép xử lý bài toán với nhiều tình huống dữ kiện đầu vào – đầu

ra khác nhau. Ví dụ có 3 nhóm tham biến A, B, C. Thì các phần mềm chỉ cho phép

nhập dữ liệu A, B với tư cách đầu vào và phần mềm sẽ tìm ra giá trị của nhóm C với

tư cách đầu ra. Những tình huống khác thì các phần mềm hầu như không thể giải