Hệ thống robot tự động đóng túi: Giải pháp hiện đại cho ngành sản xuất

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

Danh sách các hình

1. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1.1. Tình hình sản xuất kinh doanh lƣơng thực ở nƣớc ta hiện nay

1.2. Tính cấp thiết của đề tài

1.3. Lý do chọn đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.4. Mục đích nghiên cứu và đối tƣợng nghiên cứu

1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài

1.6. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

2.1. Hiện trạng sử dụng trang thiết bị trong và ngoài nước

2.2. Các vấn đề khoa học tồn tại cần nghiên cứu để giải quyết hiện nay

2.3. Phân tích một số nghiên cứu, giải pháp liên quan và hiện có trên thị trường

2.4. Phân tích một số ưu, nhược điểm của máy đóng bao bán tự động do Việt Nam chế tạo

2.5. Phân tích một số ưu, nhược điểm của hệ thống đóng bao bán tự động do Trung Quốc chế tạo

2.6. Phân tích ưu nhược điểm của “hệ thống đóng bao tự động hoàn toàn” công nghệ của Anh do Thái Lan sản xuất

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

3.1. Tổng quan về điều khiển tự động

3.2. Điều khiển cổ điển (classical control)

3.3. Điều khiển hiện đại (modern control)

3.4. Điều khiển thông minh (intelligent control)

3.5. Các bộ điều khiển ứng dụng trong tự động hóa

3.6. Bộ điều khiển gián đoạn (on/off)

3.7. Bộ điều khiển PID

3.8. Các chuẩn giao tiếp dùng trong chương trình điều khiển hệ thống

3.9. Tìm hiểu về chuẩn truyền thông RS-232

3.10. Tìm hiểu về chuẩn truyền thông RS-485

3.11. Một số kiểu truyền của chuẩn RS485

3.12. Tìm hiểu về Modbus RTU

4. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VÀ ĐỊNH HƢỚNG CHẾ TẠO

4.1. Tóm tắt ý tưởng nội dung nghiên cứu

4.2. Các yêu cầu đặt ra cho việc phân tích, lựa chọn giải pháp khi thiết kế hệ thống

4.3. Các yêu cầu ban đầu đặt ra khi thiết kế hệ thống

4.4. Phân tích, lựa chọn giải pháp cho việc thiết kế hệ thống

4.5. Phân tích một số thiết bị cần thiết được ứng dụng trong “Hệ thống Robot đóng túi tự động”

4.6. Lựa chọn các loại vật tư cơ khí

4.7. Phân tích chọn lựa thiết bị điều khiển tự động

4.8. Phân tích lựa chọn bộ lập trình PLC (Programable logic controller)

4.9. Phân tích lựa chọn màn hình cảm ứng HMI (Human Machine Interfaces)

4.10. Phân tích lựa chọn Đầu cân

4.11. Phân tích lựa chọn Loadcell (cảm biến lực)

4.12. Phân tích lựa chọn cảm biến quang

4.13. Phân tích lựa chọn bộ nguồn 24VDC - 2

4.14. Cấu hình hệ thống

4.15. Tính toán lựa chọn thiết bị khí nén

4.16. Xây dựng kế hoạch thực hiện triển khai sản xuất thử nghiệm

4.17. Kế hoạch triển khai thực hiện phần cơ khí

4.18. Kế hoạch triển khai thực hiện phần điều khiển

4.19. Kế hoạch triển khai thực hiện phần khí nén

4.20. Định hướng chế tạo “Hệ thống Robot đóng túi tự động”

4.21. Nguyên lý hoạt động của “hệ thống Robot đóng túi tự động”

4.22. Sơ đồ khối dây chuyền đóng gói

4.23. Sơ bộ về nguyên lí hoạt động của phần định lượng

4.24. Sơ bộ nguyên lý hoạt động của cụm may đóng bao

4.25. Phương pháp xác định độ chính xác của cụm định lượng

4.26. Thiết kế sơ bộ phần định lượng sản phẩm

4.27. Thiết kế sơ bộ phần may đóng bao

4.28. Về kiểu dáng, kết cấu

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG

5.1. Viết chương trình điều khiển cho cụm định lượng sử dụng PLC Omron CP1E-N30

5.2. Xây dựng lưu đồ giải thuật cho cụm cân

5.3. Viết chương trình cho cụm cân sử dụng PLC Omron CP1E-N30

5.4. Thiết kế chương trình HMI cho hệ thống sử dụng màn hình Easyview của hãng Weintek

5.5. Viết chương trình điều khiển cho cụm may đóng bao sử dụng PLC Zen

5.6. Xây dựng lưu đồ giải thuật cụm may đóng bao

5.7. Sơ đồ kết nối ngõ vào, ngõ ra PLC ZEN

5.8. Viết chương trình điều khiển cụm may đóng bao trên PLC Zen

6. CHƯƠNG 6: MÔ TẢ QUÁ TRÌNH THI CÔNG, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ KỸ THUẬT

6.1. Một số yêu cầu ban đầu về độ chính xác khi vận hành thử nghiệm hệ thống

6.2. Mô tả quá trình thi công và vận hành hệ thống

6.3. Mô tả quá trình thi công

6.4. Vận hành thử nghiệm, đánh giá thông số kỹ thuật giai đoạn 1

6.5. Quá trình ghi nhận kết quả thử nghiệm giai đoạn 1

6.6. Nhận xét về kết quả thử nghiệm cho 50 lần cân giai đoạn 1

6.7. Lí giải nguyên nhân vì sao cân hoạt động không ổn định và có nhiều sai số vượt mức cho phép

6.8. Biện pháp khắc phục

6.9. Vận hành thử nghiệm, đánh giá thông số kỹ thuật giai đoạn 2

6.10. Quá trình ghi nhận kết quả thử nghiệm giai đoạn 2

6.11. Nhận xét về kết quả thử nghiệm cho 50 lần cân giai đoạn 2

7. CHƯƠNG 7: TÍNH MỚI, TÍNH SÁNG TẠO, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA HỆ THỐNG

7.1. Mô tả tính mới và sáng tạo của “Hệ thống robot đóng túi tự động”

7.2. Lĩnh vực kỹ thuật của sáng chế

7.3. Tình trạng kỹ thuật của sáng chế

7.4. Bản chất kỹ thuật của sáng chế

7.5. Khả năng áp dụng

7.6. Hiệu quả kinh tế - xã hội

8. CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

8.1. Hướng phát triển đề tài

PHỤ LỤC 1: BẢN VẼ CHI TIẾT CỤM ĐỊNH LƢỢNG TỰ ĐỘNG

PHỤ LỤC 2: BẢN VẼ CHI TIẾT CỤM MAY ĐÓNG BAO TỰ ĐỘNG

PHỤ LỤC 3: MÔ TẢ VẮN TẮT CÁC HÌNH VẼ CỦA CỤM MAY ĐÓNG BAO

PHỤ LỤC 4: LẬP DỰ TOÁN CHO HỆ THỐNG

PHỤ LỤC 5: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ THI CÔNG PHẦN CƠ KHÍ

PHỤ LỤC 6: MỘT SỐ HƢ HỎNG THƢỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về hệ thống robot tự động đóng túi trong sản xuất

Hệ thống robot tự động đóng túi đang trở thành một giải pháp hiện đại cho ngành sản xuất, đặc biệt trong lĩnh vực chế biến nông sản. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn giảm thiểu chi phí lao động. Hệ thống này cho phép tự động hóa quy trình đóng gói, từ việc định lượng sản phẩm đến việc may miệng bao, mang lại sự chính xác và đồng nhất trong sản phẩm. Theo nghiên cứu của Đinh Phú Hiệp, việc ứng dụng robot trong quy trình sản xuất giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.1. Lợi ích của hệ thống robot tự động trong sản xuất

Hệ thống robot tự động đóng túi mang lại nhiều lợi ích cho ngành sản xuất. Đầu tiên, nó giúp giảm thiểu chi phí lao động, khi mà nhiều công đoạn trước đây cần đến sự can thiệp của con người giờ đây có thể được thực hiện tự động. Thứ hai, hệ thống này cải thiện hiệu suất sản xuất, cho phép doanh nghiệp đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thị trường. Cuối cùng, việc sử dụng robot cũng giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu sai sót trong quy trình đóng gói.

1.2. Tình hình hiện tại của công nghệ đóng gói tự động

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp trong ngành chế biến nông sản vẫn sử dụng phương pháp đóng gói thủ công, dẫn đến hiệu suất thấp và chi phí cao. Theo thống kê, chỉ một số ít doanh nghiệp đã đầu tư vào hệ thống robot tự động đóng túi. Điều này cho thấy tiềm năng lớn cho việc áp dụng công nghệ này trong tương lai, nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh cho ngành sản xuất.

II. Thách thức trong việc áp dụng hệ thống robot tự động đóng túi

Mặc dù hệ thống robot tự động đóng túi mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng công nghệ này cũng gặp phải một số thách thức. Đầu tiên, chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống robot có thể cao, khiến nhiều doanh nghiệp ngần ngại trong việc chuyển đổi từ phương pháp thủ công sang tự động hóa. Thứ hai, việc đào tạo nhân viên để vận hành và bảo trì hệ thống cũng là một yếu tố cần được xem xét. Cuối cùng, sự thiếu hụt về kiến thức và kinh nghiệm trong việc triển khai công nghệ mới có thể gây khó khăn cho doanh nghiệp.

2.1. Chi phí đầu tư và lợi nhuận

Chi phí đầu tư cho hệ thống robot tự động đóng túi có thể là một rào cản lớn đối với nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp nhỏ và vừa. Tuy nhiên, nếu nhìn nhận từ góc độ dài hạn, việc đầu tư này có thể mang lại lợi nhuận cao hơn thông qua việc tiết kiệm chi phí lao động và nâng cao hiệu suất sản xuất.

2.2. Đào tạo nhân viên và quản lý hệ thống

Để hệ thống robot hoạt động hiệu quả, việc đào tạo nhân viên là rất cần thiết. Nhân viên cần được trang bị kiến thức về cách vận hành, bảo trì và khắc phục sự cố cho hệ thống. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất.

III. Giải pháp cho việc triển khai hệ thống robot tự động đóng túi

Để giải quyết các thách thức trong việc áp dụng hệ thống robot tự động, doanh nghiệp cần có những giải pháp cụ thể. Đầu tiên, cần thực hiện một nghiên cứu khả thi để đánh giá lợi ích và chi phí của việc đầu tư vào công nghệ này. Thứ hai, doanh nghiệp nên tìm kiếm các nguồn tài trợ hoặc hỗ trợ từ chính phủ để giảm bớt gánh nặng tài chính. Cuối cùng, việc hợp tác với các chuyên gia trong lĩnh vực tự động hóa cũng sẽ giúp doanh nghiệp triển khai hệ thống một cách hiệu quả.

3.1. Nghiên cứu khả thi và đánh giá lợi ích

Trước khi đầu tư vào hệ thống robot tự động, doanh nghiệp cần thực hiện một nghiên cứu khả thi để đánh giá lợi ích và chi phí. Nghiên cứu này sẽ giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về tiềm năng của công nghệ và đưa ra quyết định đúng đắn.

3.2. Tìm kiếm nguồn tài trợ và hỗ trợ

Doanh nghiệp có thể tìm kiếm các nguồn tài trợ từ chính phủ hoặc các tổ chức tài chính để hỗ trợ cho việc đầu tư vào hệ thống robot tự động. Điều này sẽ giúp giảm bớt gánh nặng tài chính và tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai công nghệ mới.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống robot tự động đóng túi

Hệ thống robot tự động đóng túi đã được áp dụng thành công tại nhiều doanh nghiệp chế biến nông sản. Các doanh nghiệp này đã ghi nhận sự cải thiện rõ rệt về hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm. Việc tự động hóa quy trình đóng gói không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất. Theo nghiên cứu của Đinh Phú Hiệp, các doanh nghiệp áp dụng công nghệ này đã giảm được 30% chi phí sản xuất.

4.1. Các doanh nghiệp điển hình áp dụng công nghệ

Nhiều doanh nghiệp chế biến nông sản tại Việt Nam đã áp dụng hệ thống robot tự động đóng túi và ghi nhận những kết quả tích cực. Các doanh nghiệp này không chỉ nâng cao năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm, từ đó tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.

4.2. Kết quả nghiên cứu và đánh giá hiệu quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng hệ thống robot tự động đóng túi đã giúp các doanh nghiệp giảm thiểu chi phí sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc. Các số liệu cho thấy, doanh nghiệp có thể tăng sản lượng lên đến 50% chỉ sau một thời gian ngắn áp dụng công nghệ này.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai của hệ thống robot tự động

Hệ thống robot tự động đóng túi đang mở ra nhiều cơ hội cho ngành sản xuất, đặc biệt trong lĩnh vực chế biến nông sản. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Trong tương lai, việc phát triển và cải tiến hệ thống robot sẽ tiếp tục là một xu hướng quan trọng, giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai

Trong tương lai, công nghệ robot tự động sẽ tiếp tục phát triển với nhiều tính năng mới, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các doanh nghiệp cần theo dõi xu hướng này để không bị tụt lại phía sau.

5.2. Tầm quan trọng của việc đầu tư vào công nghệ mới

Đầu tư vào công nghệ mới là một yếu tố quan trọng giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực cạnh tranh. Việc áp dụng hệ thống robot tự động đóng túi sẽ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tạo ra lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Luận văn thạc sĩ về hệ thống robot tự động đóng túi