Chương I: TỰ ĐỘNG HÓA TRONG CÁC CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT Chƣơng này trang bị cho ngƣời học kiến thức cơ bản về tự động hóa trong các công đoạn sản xuất; từ công đoạn cắt, may và hoàn tất sản phẩm từ đó phân tích đƣợc lợi ích và hạn chế của tự động hóa trong sản xuất ngành may cũng nhƣ ứng dụng đƣợc những lợi ích của tự động hóa vào quá trình sản xuất. KHÁI NIỆM TỰ ĐỘNG HÓA 1. Khái niệm Tự động hóa hoặc điều khiển tự động, là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết bị hoạt động nhƣ máy móc, xử lý tại các nhà máy, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, chuyển mạch trong mạng điện thoại, chỉ đạo và ổn định của tàu, máy bay và các ứng dụng khác với con ngƣời can thiệp tối thiểu hoặc giảm. Một số quy trình đã đƣợc hoàn toàn tự động.
Khái niệm “tự động hóa” (automation), bắt nguồn từ “tự động” (automatic) và trở nên phổ biến từ năm 1947, khi tập đoàn General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa. Đây cũng là lúc các ngành công nghiệp bắt đầu ứng dụng cơ chế điều khiển phản hồi (feedback controller) một cách mạnh mẽ, mặc dù công nghệ này đã đƣợc phát minh từ những năm 1930. Tự động hóa là một nhân tố quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Nhờ có tự động hóa trong công nghiệp, các nhà máy đã và đang trở nên hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lƣợng, nguyên vật liệu và nguồn nhân lực.
Tự động hóa trong công nghiệp là việc sử dụng các hệ thống quản lý nhƣ máy tính, robot và công nghệ thông tin để điều khiển các loại máy móc và quy trình sản xuất khác nhau trong công nghiệp. Sau cơ khí hóa, tự động hóa chính là bƣớc thứ hai trong trong quá trình công nghiệp hóa. Các kỹ sƣ công nghiệp từng kỳ vọng rằng các nhà máy sẽ trở nên hoàn toàn tự động ít nhất là từ giữa thế kỷ 20. Các cuộc chạy đua tự động hóa bắt đầu từ những năm 1980, khi các nhà sản xuất xe hơi của Mỹ đã đƣa ra tầm nhìn về một “dây chuyền sản xuất không con ngƣời”, nghĩa là toàn bộ quy trình sản xuất sẽ do robot thực hiện.
Tuy nhiên, cho đến tận ngày nay ý tƣởng này vẫn chƣa thực hiện đƣợc. Viễn cảnh về một nhà máy tự động hóa hoàn toàn có thể sẽ rất lâu mới trở thành hiện thực, song hiện nay, tự động hóa đã đƣợc ứng dụng phổ biến và có ý nghĩa quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp trong đó có ngành công nghiệp dệt may. Lợi ích của tự động hóa Ngày nay tự động hóa đƣợc thực hiện trong tất cả các quá trình sản xuất. Vì nó mang lại nhiều lợi ích.
Những lợi ích chính của tự động hóa là: Giảm chi phí vận hành: Tự động hóa công nghiệp giúp giảm thiểu số nhân công cần thiết để vận hành máy móc dẫn đến việc giảm đƣợc các chi phí liên quan đến Chƣơng I: Tự động hóa trong các công đoạn sản xuất 2 con ngƣời nhƣ tiền lƣơng, tiền bảo hiểm y tế, tiền lƣơng nghỉ lễ, nghỉ ốm, tiền làm thêm giờ hay lƣơng hƣu. Tăng năng suất: Hệ thống tự động hóa có thể cho phép một nhà máy họat động 24/7 trong một tuần, một tháng và thậm chí là cả năm. Nhờ vậy, năng suất sản xuất sẽ đƣợc cải thiện và nâng cao đáng kể. Cải thiện chất lƣợng sản phẩm: Tự động hóa có khả năng giảm các sai sót mà con ngƣời có thể gặp phải.
Hơn nữa, các sản phẩm đƣợc tạo nên bởi hệ thống tự động hóa sẽ có chất lƣợng đồng đều hơn. Tăng tính linh hoạt: Khi thêm một bƣớc mới vào quy trình sản xuất, các nhà quản lý sẽ thƣờng phải hƣớng dẫn, đào tạo ngƣời lao động về bƣớc mới đó. Tuy nhiên, robot và các hệ thống máy tính hoàn toàn có thể đƣợc lập trình để thực hiện các thao tác mới mà không cần qua đào tạo hay hƣớng dẫn, nhờ đó giúp quy trình sản xuất trở nên linh hoạt hơn. Tăng mức độ an toàn: Hệ thống tự động hóa có thể thay thế con ngƣời trong những môi trƣờng nguy hiểm nhƣ ở dƣới nƣớc, khu vực có lửa, cơ sở hạt nhân hay ngoài vũ trụ, v.
Hạn chế của tự động hóa Trong công nghiệp tự động hóa mang lại nhiều lợi ích. Tuy nhiên, nó cũng có những hạn chế nhƣ: Chi phí đầu vào cao: Việc chuyển từ sử dụng nhân công con ngƣời sang dây truyền sản xuất tự động đòi hỏi chi phí đầu tƣ ban đầu rất cao. Ngoài ra, cũng cần có chi phí cho việc đào tạo nhân công vận hành các loại thiết bị, máy móc hiện đại và phức tạp. Các mối đe dọa an ninh: Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính hay robot hoàn toàn có nguy cơ bị hack.
Khi hệ thống tự động hóa bị tấn công hay xâm nhập, sản xuất của một nhà máy sẽ bị đình trệ và gây ra những thiệt hại nghiêm trọng. TỰ ĐỘNG HÓA TRONG CÔNG ĐOẠN CẮT Công đoạn cắt có ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng của sản phẩm may, thể hiện qua chất lƣợng các công đoạn nhƣ: xổ vải trƣớc khi trải, trải vải, đặt sơ đồ lên bàn vải, cắt bán thành phẩm, đánh số, ép keo, phối kiện…Vì vậy, trong quá trình thực hiện ở công đoạn cắt để nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm việc áp dụng các trang thiết bị tự động hóa là điều hết sức cần thiết. Giới thiệu máy trải vải tự động 1. Giới thiệu máy trải vải tự động Morgan Fox 50 Chƣơng I: Tự động hóa trong các công đoạn sản xuất 3 Hình 1.
Máy trải vải tự động Morgan Fox 50 Máy trải vải tự động Morgan Fox 50 (Hình 1.1) đƣợc thiết kế nhỏ gọn, rất lý tƣởng cho sản xuất tiêu chuẩn, sử dụng tất cả các loại vật liệu. Mọi chi tiết đều đƣợc thiết kế cẩn thận để giúp ngƣời vận hành cảm thấy thoải mái, thiết kế hiện đại và tiện dụng và máy dễ sử dụng, nhờ vào cảm ứng máy tính tƣơng tác với Windows OS và phần mềm đƣợc phát triển, theo hầu hết các kỹ thuật hiện đại. Tháp pháo đƣợc gắn với đai PVC đơn đảm bảo độ bám hoàn hảo và đồng đều trên toàn bộ chiều rộng của vải. Thanh vũ công điều khiển điện tử, thanh và bộ mã hóa cho sự căng thẳng miễn phí của rải rác và không có ngƣời bắt đầu.
Bằng cách sử dụng thiết bị gấp đặc biệt với con lăn xoắn ốc có động cơ, Morgan Fox 50 có thể trải rộng không chỉ cuộn vải, mà còn mở vải dệt kim gấp, với kết quả chất lƣợng độc đáo. Tất cả các chuyển động đều đƣợc điều khiển bằng điện tử và kỹ thuật số, với khả năng đa chức năng có thể đƣợc thiết lập, để mọi ngƣời dùng thực sự có thể tạo và lƣu trữ các cấu hình khác nhau, đƣợc tùy chỉnh cho các nhu cầu riêng và loại vật liệu. Thông số kỹ thuật của máy trải vải tự động Morgan Fox 50: Tốc độ tối đa 100 m / phút. Chiều rộng có sẵn 180 - 230 cm Công suất tối đa 50 Kg Đƣờng kính cuộn tối đa 50 cm Điện áp 400V 3Ph 50 / 60 Hz.
Chƣơng I: Tự động hóa trong các công đoạn sản xuất 4 1. Giới thiệu máy trải vải tự động Xido SIII-160 Hình 1. Máy trải vải tự động Xido SIII-160 Máy trải vải tự động Xido SIII-160 (Hình 1.2) là dòng máy đƣợc thiết kế để chuyên trải cho vải dệt thoi nên có tốc độ trải nhanh và có giá thành cạnh tranh nhất với các dòng máy trải vải khác. Máy trải vải tự động xido SIII-160 có những đặc tính sau PLC kiểm soát, dễ dàng để sử dụng màn hình cảm ứng LCD.
Bộ căng vải tự động với PLC kiểm soát dỡ hàng với hệ thống điều khiển tốc độ đồng bộ. Vải hệ thống kiểm soát căng thẳng để trải vải linh hoạt và những loại vải khó trải. Khả năng nhập tất cả các thông số với màn hình cảm ứng LCD. Khả năng đánh dấu để xác định chiều dài và số lớp.
Tự động dừng lại khi số lớp đạt đƣợc. Tự động dừng lại khi cuộn vải đƣợc hoàn thành. Tốc độ di chuyển cao trong khi di chuyển mà không rung. Tự động điều chỉnh chiều cao lan rộng theo vải dày.
Dễ dàng thiết lập chiều dài bàn trải, số lớp trải và tốc độ trải. Kiểm soát tự động căn biên trong quá trình trải vải. Thiết bị mở rộng theo khổ của vải, có thể điều chỉnh theo bề rộng của vải giúp cho vải không bị nhăn. Máy có thể trải một chiều hoặc mặt úp mặt.
Một đƣờng dây dừng khẩn cấp ngay dƣới mặt bàn có thể kéo để máy dừng khẩn cấp bất kỳ khi nào. Thiết bị cảm biến tự động điều chỉnh để xả cấp vải giúp vải đƣợc giảm độ co rút khi trải vải. Cảm biến nhận biết hết vải và máy sẽ trở về vị trí đầu bàn khi vải bị hết. Chƣơng I: Tự động hóa trong các công đoạn sản xuất 5 Tự động nâng cao hệ thống cấp vải trƣớc máy theo từng lớp trải.
Giới thiệu máy trải vải tự động Jack JK-2000SKW Hình 1. Máy trải vải tự động Jack JK-2000SKW Máy trải vải tự động Jack JK-2000SKW (Hình 1.3) có thể trải đƣợc cả vải dệt kim, dệt thoi và vải tráng nhựa… Trải đƣợc tất cả các loại vải nhƣ Silk, Cotton, thun, Jean, Kaki… Khổ tối đa là 190cm – 210cm – 220cm Đƣờng kính cây vải tiêu chuẩn 50cm, nặng tối đa 60 kg Tốc độ trải tối đa: 94m / phút Trải vải hoàn toàn tự động với độ chính xác cao, trải 1 chiều, trải ziczac và trải mặt úp mặt Điều khiển bằng PLC, màn hình điều khiển LCD cảm ứng Hệ thống khử sức căng mặt vải khi trải Mắt điện tử điều khiển canh biên vải và độ cao bàn vải tự động Có thể thay đổi vị trí đầu bàn trải Có bệ đứng cho ngƣời điều khiển, bảo vệ an toàn cho cả 2 bên máy Hiển thị: Tổng số lớp của bàn vải, số lớp đã trải và số lớp cần phải hoàn tất Kẹp đầu bàn di động cho trải 1 mặt hoặc mặt úp mặt, nâng cao tốc độ trải Cảm biến vải máy tự động lùi về vị trí gốc khi trải hết vải Bàn trải có hệ thống thổi khí nâng vải khi kéo lên máy cắt tự động Thiết bị tự động mài dao, dựa theo tỉ lệ số lần cắt mà tiến hành tự động mài dao, có thể thay đổi tham số phù hợp.