Đồ Án Tốt Nghiệp: Hệ Thống Chiết Rót Và Đóng Nắp Tự Động

• Tác giả: Trần Văn Thể
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tử Đức
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển
• Đề tài: Hệ Thống Chiết Rót Và Đóng Nắp Tự Động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TỔNG QUAN
• DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• DANH SÁCH HÌNH ẢNH
• DANH SÁCH BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Dây chuyền sản xuất trong công nghiệp
• 2.1.1. Giới thiệu chung về dây chuyền sản xuất
• 2.1.2. Lịch sử của dây chuyền sản xuất
• 2.1.3. Thành phần của một dây chuyền sản xuất
• 2.1.4. Các giai đoạn của dây chuyền sản xuất
• 2.1.5. Ứng dụng của dây chuyền sản xuất
• 2.2. Cánh tay Robot Magician
• 2.2.1. Lịch sử của Robot công nghiệp
• 2.2.2. Tổng quan về cánh tay Robot 3 bậc Magician
• 2.2.3. TIA Portal – phần mềm lập trình cho Siemens SIMATIC S7-1200
• 2.2.4. AC Servo Motor Mitsubishi MR-J3
• 2.2.4.1. Structure of an AC Servo Motor
• 2.2.4.2. Ưu điểm của việc sử dụng động cơ AC Servo
• 2.2.4.3. Tổng quan về AC Servo Motor Mitsubishi MR-J3
• 2.2.4.4. Bộ mã hóa tuyệt đối của động cơ Servo
• 2.3. Camera công nghiệp và ứng dụng xử lý ảnh trong công nghiệp
• 2.3.1. Giới thiệu về camera công nghiệp
• 2.3.2. Ứng dụng của máy ảnh công nghiệp và xử lý ảnh trong sản xuất
• 2.3.3. Các loại máy ảnh công nghiệp kiểm tra lỗi sản phẩm phổ biến
• 2.3.4. Camera Imi Tech USB
• 2.5. Thiết kế và mô phỏng phần mềm
• 2.5.1. Phần mềm Visual Studio 2022
• 2.6. Các dự án chiết rót và đóng nắp chai trước đây
• 2.6.1. Dự án của sinh viên
• 2.6.2. Hệ thống chiết rót và đóng nắp chai trong công nghiệp
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TOÀN VÀ CẤU TRÚC PHẦN CỨNG
• 3.1. Tính toán động học và vận tốc cho robot Magician
• 3.1.1. Xem xét bảng D-H và tính toán động học thuận
• 3.1.2. Động học nghịch
• 3.1.3. Tính toán vận tốc của robot
• 3.2. Thiết kế SolidWorks
• 3.2.1. Tổng quan về mô hình 3D của toàn bộ hệ thống
• 3.2.2. Thiết kế solidworks cho những thành phần chính được sử dụng trong hệ thống
• 3.2.3. Thiết kế hệ thống chiết rót và đóng nắp
• 3.2.4. Thiết kế cánh tay robot Magician
• 3.2.5. Thiết kế tủ điện
• 3.3. Cấu trúc chung của cánh tay robot Magician
• 3.3.1. Những ký hiệu về thiết kế cánh tay robot Magician
• 3.3.2. Đánh giá góc quay của động cơ
• 3.4. Mô phỏng Matlab
• 3.4.1. Mô phỏng động học nghịch
• 3.4.2. Băng tải đầu vào
• 3.4.3. Băng tải đầu ra
• 3.4.4. Các bộ phận cơ khí của cánh tay robot Magician
• 3.4.5. Thiết bị điện
• 3.4.6. Đánh giá dòng điện cực đại
• 3.4.8. Chi phí cho đồ án
• 4. CHƯƠNG 4: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH
• 4.1. Cài đặt thông số Mitsubishi AC servo MR-J3
• 4.2. Điều khiển chuyển động bằng Siemens Simatic S7-1200
• 4.2.1. Các loại tín hiệu của đầu ra xung (PTO)
• 4.3. PTO đếm A và đếm ngược B
• 4.4. PTO – Chuyển pha A/B (kể từ V4)
• 4.5. PTO - A/B dịch chuyển pha - bốn lần
• 4.6. Gán các đầu ra của PLC cho PTO
• 4.3. Lệnh điều khiển chuyển động
• 4.3.1. Hệ thống phát hiện vị trí tuyệt đối của Động cơ Servo AC Mitsubishi MR-J3
• 4.3.2. Chương trình đọc Absolute Encoder
• 4.5. Cấu trúc của chương trình
• 4.5.1. Sơ đồ hoạt động của Cánh tay robot Magician
• 4.5.2. Lưu đồ của phần còn lại của hệ thống
• 4.6. Chương trình xử lý ảnh
• 4.6.1. Phương pháp
• 4.7. Giao diện người dung
• 4.7.2. Màn hình WinForms
• 5. CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ
• 5.1. Kết quả phần cứng
• 5.2. Kết quả chạy thực nghiệm của hệ thống
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Kết quả đạt được
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Chiết Rót Và Đóng Nắp Tự Động

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất hiện đại. Nó giúp tăng năng suất, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm chi phí lao động. Hệ thống này thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và hóa chất. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình sản xuất không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1.1. Định Nghĩa Hệ Thống Chiết Rót Tự Động

Hệ thống chiết rót tự động là thiết bị sử dụng công nghệ để tự động hóa quá trình chiết rót chất lỏng vào chai hoặc bao bì. Nó bao gồm các bộ phận như băng tải, cảm biến và động cơ điều khiển.

1.2. Lợi Ích Của Hệ Thống Đóng Nắp Tự Động

Hệ thống đóng nắp tự động giúp giảm thiểu thời gian và công sức trong quá trình sản xuất. Nó cũng đảm bảo rằng nắp được đóng chặt, ngăn ngừa rò rỉ và bảo vệ chất lượng sản phẩm.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Hệ Thống Chiết Rót

Mặc dù hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong chiết rót, khả năng tương thích giữa các thiết bị và sự cố kỹ thuật có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

2.1. Độ Chính Xác Trong Chiết Rót

Độ chính xác trong chiết rót là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc sai lệch trong khối lượng chiết rót có thể dẫn đến lãng phí nguyên liệu và ảnh hưởng đến uy tín thương hiệu.

2.2. Khả Năng Tương Thích Giữa Các Thiết Bị

Sự tương thích giữa các thiết bị trong hệ thống là rất quan trọng. Nếu các thiết bị không hoạt động đồng bộ, có thể dẫn đến sự cố trong quy trình sản xuất.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Chiết Rót Tự Động

Thiết kế hệ thống chiết rót tự động bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn thiết bị đến lập trình điều khiển. Các phương pháp thiết kế hiện đại giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất.

3.1. Lựa Chọn Thiết Bị Phù Hợp

Việc lựa chọn thiết bị phù hợp là bước đầu tiên trong thiết kế hệ thống. Các thiết bị như cảm biến, động cơ và PLC cần được chọn lựa kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

3.2. Lập Trình Điều Khiển Hệ Thống

Lập trình điều khiển là bước quan trọng để hệ thống hoạt động hiệu quả. Sử dụng phần mềm như TIA Portal giúp lập trình và điều khiển các thiết bị trong hệ thống một cách dễ dàng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Chiết Rót

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Từ ngành thực phẩm đến dược phẩm, hệ thống này giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Trong ngành thực phẩm, hệ thống chiết rót tự động giúp đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và tăng năng suất sản xuất. Các sản phẩm như nước giải khát, nước tương thường sử dụng hệ thống này.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Dược Phẩm

Ngành dược phẩm cũng áp dụng hệ thống chiết rót tự động để đảm bảo chất lượng và độ chính xác trong việc chiết rót thuốc. Điều này giúp giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả sản xuất.

V. Kết Luận Về Hệ Thống Chiết Rót Tự Động

Hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động là một giải pháp hiệu quả cho các doanh nghiệp trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ còn phát triển hơn nữa với sự tiến bộ của công nghệ.

5.1. Tương Lai Của Hệ Thống Chiết Rót

Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống chiết rót tự động sẽ ngày càng hoàn thiện hơn. Các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet of Things (IoT) sẽ được tích hợp vào hệ thống.

5.2. Lợi Ích Dài Hạn Của Hệ Thống

Hệ thống chiết rót tự động không chỉ mang lại lợi ích ngắn hạn mà còn giúp doanh nghiệp duy trì sự cạnh tranh trong thị trường. Đầu tư vào công nghệ này sẽ mang lại giá trị lâu dài cho doanh nghiệp.