I. Giới thiệu
Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào việc thiết kế và phát triển một hệ thống robot gantry để tự động hóa quy trình pick and place các hộp thuốc. Hệ thống này nhằm mục đích tối ưu hóa quản lý kho dược phẩm, giảm thiểu sai sót do con người và nâng cao hiệu quả hoạt động trong các cơ sở y tế. Robot gantry được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ một cách chính xác và nhất quán, đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và cải thiện chất lượng dịch vụ y tế.
1.1. Vấn đề nghiên cứu
Việc quản lý kho dược phẩm thủ công gặp nhiều thách thức như sai sót trong nhập xuất, tốn nhiều thời gian và công sức. Hệ thống tự động hóa sử dụng robot gantry được đề xuất để giải quyết các vấn đề này, đặc biệt là trong việc phân loại, lưu trữ và quản lý kho dược phẩm.
1.2. Mục tiêu của đồ án
Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế và lắp ráp thành công một mô hình robot gantry có khả năng thực hiện các chức năng như nhận diện sản phẩm qua mã vạch, điều khiển và giám sát qua màn hình HMI, đồng thời tối ưu hóa không gian lưu trữ và quy trình vận hành.
II. Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các phương pháp lưu trữ dược phẩm phổ biến, bao gồm lưu trữ lạnh, lưu trữ thường và lưu trữ khô. Đồng thời, các giao thức truyền thông như EtherCAT được giới thiệu để đảm bảo sự tương tác liền mạch giữa các thành phần trong hệ thống.
2.1. Phương pháp quản lý dược phẩm
Các phương pháp quản lý dược phẩm bao gồm quản lý thủ công, phần mềm ERP và sử dụng robot. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, trong đó robot công nghiệp được đánh giá cao về khả năng tăng cường độ chính xác và hiệu quả.
2.2. Giao thức truyền thông
Các giao thức như EtherCAT và MQTT được sử dụng để kết nối các thiết bị trong hệ thống, đảm bảo quá trình truyền dữ liệu nhanh chóng và ổn định.
III. Thiết kế phần cứng
Chương này tập trung vào quá trình thiết kế phần cứng cho mô hình robot gantry, bao gồm việc lựa chọn các thành phần như động cơ, cảm biến và bộ điều khiển PLC. Các tiêu chí thiết kế điện cũng được đề cập để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
3.1. Lựa chọn giải pháp
Các giải pháp cho băng tải và hệ thống truyền động được phân tích để chọn ra phương án tối ưu nhất, đảm bảo khả năng vận hành liên tục và ổn định.
3.2. Thiết kế điện
Các tiêu chí thiết kế điện bao gồm việc lựa chọn nguồn điện, thiết kế mạch điều khiển và tích hợp các cảm biến để giám sát hoạt động của hệ thống.
IV. Thiết kế phần mềm
Phần mềm được thiết kế để lập trình PLC và phát triển giao diện HMI, đảm bảo sự tương tác liền mạch giữa người dùng và hệ thống. Các yêu cầu lập trình và cấu hình cho PLC và driver được trình bày chi tiết.
4.1. Lập trình PLC
Các yêu cầu lập trình PLC bao gồm việc điều khiển chuyển động của robot gantry, xử lý tín hiệu từ cảm biến và quản lý quy trình nhập xuất dược phẩm.
4.2. Thiết kế giao diện HMI
Giao diện HMI được thiết kế để hiển thị thông tin hệ thống, cho phép người dùng điều khiển và giám sát hoạt động của robot gantry một cách trực quan.
V. Kết quả thực hiện
Chương này trình bày các kết quả đạt được từ hệ thống, bao gồm hoạt động của robot gantry, giao diện điều khiển HMI và các video mô phỏng quá trình vận hành. Các kết quả thử nghiệm nhập xuất dược phẩm cũng được phân tích để đánh giá hiệu quả của hệ thống.
5.1. Hoạt động của hệ thống
Hệ thống được vận hành thông qua giao diện HMI, cho phép người dùng điều khiển robot gantry một cách dễ dàng và chính xác.
5.2. Kết quả thử nghiệm
Các kết quả thử nghiệm nhập xuất dược phẩm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa thời gian vận hành.
VI. Kết luận và hướng phát triển
Đồ án đã thành công trong việc thiết kế và lắp ráp một mô hình robot gantry tự động hóa quy trình pick and place hộp thuốc. Hệ thống mang lại nhiều lợi ích như tăng cường độ chính xác, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót. Các hướng phát triển trong tương lai bao gồm nâng cao khả năng tải trọng và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
6.1. Kết luận
Hệ thống robot gantry đã chứng minh hiệu quả trong việc tự động hóa quy trình quản lý dược phẩm, mang lại nhiều lợi ích cho các cơ sở y tế.
6.2. Hướng phát triển
Các hướng phát triển bao gồm tích hợp thêm các công nghệ như AI và IoT để nâng cao khả năng tự động hóa và mở rộng phạm vi ứng dụng của hệ thống.
