Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Thiết kế và chế tạo mô hình cơ khí Chương 3: Thiết kế mạch điều khiển Chương 4: Kết luận và phương hướng phát triển Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của thầy Lê Hồng Hiệu, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ 8 án này hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hồng Hiệu, các thầy cô trong ngành Kỹ thuật cơ khí trường Đại học Công Nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong thời gian qua.
GIỚI THIỆU CHUNG 1. Giới thiệu chung về hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton trong thực tế Trong hầu hết các ngành sản xuất công, nông, tiểu thủ công nghiệp, thực phẩm, dược phẩm, … các sản phẩm hàng hóa đạt chất lượng sẽ được mang đóng thùng. Khâu đóng thùng sản phẩm là khâu cuối cùng trong chuỗi sản xuất. Khâu này có ý nghĩa rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến hình thức sản phẩm, sự tiện lợi khi vận chuyển và xếp hàng hóa, ….
Việc đóng thùng thủ công do con người trực tiếp thực hiện có nhiều nhược điểm như: tốn nhân lực, hiệu quả công việc thấp, khó đồng bộ tự động hóa, … Hiện nay, trong các nhà máy, việc đóng thùng tự động ngày càng được chú trọng và sử dụng nhiều hơn. Hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton là giải pháp vô cùng hữu ích phục vụ cho các ngành công nghiệp sản xuất hiện nay như dược phẩm, thực phẩm, điện tử, gốm sứ… Hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton giúp tiết kiệm thời gian, công sức công nhân mà vẫn đảm bảo được chất lượng hàng hóa bên trong khi đóng gói thùng carton. Hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton là thiết bị hỗ trợ cho việc đóng gói hàng hóa bằng thùng carton một cách nhanh chóng, chắc chắn với độ chính xác cao, mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp. Ngày nay, hệ thống này được ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
1 Thiết bị dán băng keo lên thùng carton trong thực tế Hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton thường được sử dụng ở khâu cuối cùng trong quy trình sản xuất của doanh nghiệp. Khâu đóng gói này là công đoạn cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và uy tín của doanh nghiệp khi tiếp cận khách hàng. Hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton thường bao gồm: Băng truyền đưa thùng vào hệ thống. Hai băng tải đặt song song có điều chỉnh tốc độ.
Hai động cơ điều khiển 2 băng tải riêng biệt. Cơ cấu dán, cắt, gấp nếp cắt băng keo. Cảm biến đặt vào đầu hệ thống để phát hiện vật giúp động cơ hoạt động. Tùy vào mỗi nhu cầu đóng gói của khách hàng mà lựa chọn các sản phẩm máy đóng thùng hoặc dây chuyền máy đóng thùng phù hợp để phục vụ nhu cầu sản xuất và tiết kiệm chi phí.
Ưu điểm của hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton: Giúp doanh nghiệp tối ưu hóa được quy trình đóng gói. 11 Tiết kiệm thời gian, mang lại hiệu quả đóng gói cao hơn so với phương pháp thủ công. Máy dễ vận hành, thiết bị được tự động hóa với những thông số được setup sẵn nên dễ dàng sử dụng. Chất lượng máy ổn định, công nghệ hiện đại, đáp ứng được chất lượng dán băng keo lên thùng.
Các băng keo dán chắc chắn, bền và an toàn cho sản phẩm khi đóng gói. Tính thẩm mỹ cao, gọn đẹp. Tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.2 Giới thiệu phương thức dán băng keo của hệ thống trong thực tế Hình 1. 2 Phương thức dán băng keo của hệ thống trong thực tế Phương thức dán băng keo của hệ thống trong thực tế hiện nay: 12 Chú giải: 1 - Băng tải 2 - Thùng giấy 3 - Cuộn băng keo 4 - Bộ truyền xích 5 - Dao cắt băng keo 6 - Lò xo kéo Nguyên lý hoạt động - Băng tải (1) được đặt song song với nhau, cách một khoảng cách cho trước để lắp cụm dán băng keo trên và dưới, chuyển động nhờ một động cơ qua khớp nối đến hộp truyền động và bộ truyền xích (4).
- Dây băng keo được kéo ra từ 2 cuộn băng keo (3) vòng qua các con lăn có tác dụng làm căng băng keo và đến vị trí con lăn dán băng keo (CL1, CL2, CL3, CL4). - Thùng giấy (2) được băng tải (1) đưa vào cụm dán băng keo trên và dưới để tiến hành dán. Khi thùng giấy được đưa tới vị trí con lăn dán băng keo (CL1, CL2), tác động làm cho con lăn dán băng keo và dao cắt được đẩy lên (con lăn dán băng keo 13 và dao cắt cùng một khâu). Lúc này dây băng keo sẽ được dán vào thùng.
Sau khi thùng giấy đi qua con lăn dán băng keo (CL1, CL2), do không còn tác động nào nữa nên khâu này sẽ hạ xuống nhờ lò xo kéo, khi hạ xuống dao cắt sẽ cắt băng keo. Quá trình dán băng keo lên thùng giấy được kết thúc khi thùng giấy di chuyển ra khỏi 2 con lăn (CL3, CL4). Lúc đó tất cả các con lăn (CL1, CL2, CL3, CL4) sẽ được đồng thời hạ xuống nhờ lò xo kéo. Hai con lăn CL3 và CL4 sẽ có tác dụng ép chặt lại dây băng keo dán trên thùng.
Khi thùng đầu tiên được dán xong thì thùng thứ hai sẽ được đưa vào và quá trình cứ thế diễn ra liên tục. - Việc điều chỉnh máy theo chiều cao của thùng giấy sẽ nhờ trục vis. Trục vis sẽ di chuyển toàn bộ cụm dán băng keo phía trên lên hoặc xuống sao cho phù hợp với chiều cao của thùng.3 Cấu trúc của hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton Từ các nghiên cứu về thiết bị đóng thùng trong thực tế ở trên ta đưa ra sơ đồ khối máy dán băng keo tự động như sau: Sơ đồ khối hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton Hình 1. 3 Sơ đồ khối của hệ thống dán băng keo lên thùng Nhiệm vụ cơ bản của từng khối: Khối nguồn: chuyển đổi điện áp lưới 220VAC về điện áp 24 VDC cấp cho động cơ và 5VDC cấp cho mạch điều khiển.
Động cơ: truyền động cho băng tải Nút nhấn: khởi động cũng như dừng hệ thống hoạt động. 14 Cảm biến phát hiện vật thể: phát hiện có thùng vào băng tải và truyền tín hiệu về khối xử lý trung tâm. Khối xử lý trung tâm: xử lý các tác vụ chính trong mạch như đọc giá trị nút nhấn và giá trị của cảm biến qua đó điều khiển đóng mở nguồn cấp cho động cơ Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Sau khi nhấn nút Start thì hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động, cảm biến sẽ phát hiện vật thể chạy trên băng truyền và gửi tín hiệu đến khối xử lí trung tâm để xử lí. Sau đó các cơ cấu cơ khí sẽ bắt đầu làm việc: dán thùng, cắt băng keo, dán lại nếp cắt… Bên cạnh đó hệ thống sẽ có một nút nhấn dừng khẩn cấp để dừng hệ thống khi có sự cố xảy ra.
Giới thiệu thiết bị và yêu cầu công nghệ của hệ thống máy dán băng keo lên thùng carton - Các thiết bị cần dùng cho hệ thống: Cơ khí: khung giá đỡ, băng truyền, băng tải, động cơ, lò xo, con lăn, cơ cấu dán băng keo,… Điện, điều khiển: Vi điều khiển (Adruino), cảm biến, nguồn điện,… Yêu cầu công nghệ của hệ thống: - Hệ thống dán thùng hoạt động thì hai băng tải phải chuyển động đồng thời để đưa thùng giấy vào cơ cấu dán băng keo và tiến hành dán băng keo. Lúc đó hai động cơ điều khiển hai băng tải phải được khởi động một cách đồng bộ. - Khi hệ thống dán thùng gặp sự cố thì phải ngừng khẩn cấp. - Đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện.
Đơn giản và dễ sử dụng. 15 CHƯƠNG II. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CƠ KHÍ 2. Bài toán thiết kế: Mô hình cơ khí của máy dán thùng tự động cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo băng keo dán kín để bảo vệ sản phẩm.
- Vị trí băng keo được dán chính xác tạo thẩm mỹ cho hộp. - Độ dài băng keo mỗi khi niêm phong hộp luôn bằng nhau giúp tiết kiệm băng keo. - Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ thích hợp với mọi vị trí làm việc. - Phù hợp cho nhiều nhà máy có đóng gói sản phẩm hộp.
- Vận hành đơn giản phù hợp với mọi loại đối tượng. - Có thể dán được 5 thùng mỗi phút - Trọng lượng thùng tối thiểu 2kg - Máy có khả năng điều chỉnh được kích thước sao cho phù hợp với nhiều loại thùng các tông 2. Yêu cầu công nghệ: - Thùng được thực hiện trong hệ thống này là thùng carton (thùng giấy). - Thực hiện dán băng keo mặt phía trên của thùng carton.
- Miệng thùng giấy sau khi dán phải kín, đường băng keo phẳng, không có bọng khí. - Có thể dễ dàng thay đổi kích thước của thùng carton: Hình 2. 1 Kích thước thùng carton 16 Thông số Min Max Chiều cao a (mm) 100 200 Chiều dài b (mm) 300 450 Chiều rộng c (mm) 400 110 Khối lượng (kg) 2 6 Ở đây em chọn thùng có kích thước 200x300x100 và có cân nặng 4k Chọn phương thức dán băng keo Hình 2. 2 Phương thức dán băng keo Chú giải: 17 1 - Băng tải con lăn dùng đỡ thùng 2 - Thùng giấy 3 - Cuộn băng keo 4 - Hai băng tải PVC song song đặt riêng biệt 5 - Động cơ riêng biệt đặt vào từng băng tải Nguyên lý hoạt động - Băng tải PVC (4) được đặt song song với nhau, cách một khoảng cách cho trước để lắp cụm dán băng keo phía trên và chuyển động nhờ một động cơ riêng biệt được đặt vào mỗi băng tải.
Khi hệ thống hoạt động thì hai động cơ riêng biệt của từng băng tải phải hoạt động một cách đồng bộ để đảm bảo việc đưa thùng vào dán diễn ra một cách thuận lợi nhất. - Dây băng keo được kéo ra từ cuộn băng keo (3) vòng qua các con lăn có tác dụng làm căng băng keo và đến vị trí con lăn dán băng keo (CL1) - Thùng giấy (2) được băng tải con lăn (1) đưa vào hai băng tải PVC (4) và cụm dán băng keo để tiến hành dán.