I. Giới thiệu về Máy dán thùng carton tự động
Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào thiết kế và chế tạo máy dán thùng carton tự động, giải quyết vấn đề năng suất thấp trong đóng gói hiện tại. Việc sử dụng máy đóng gói tự động giúp tăng tốc độ đóng gói, nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm. Ngành công nghiệp đóng gói đang ngày càng phát triển, đòi hỏi giải pháp hiện đại, hiệu quả. Máy dán thùng carton tự động là một trong những giải pháp tối ưu, đáp ứng nhu cầu này. Giải pháp đóng gói tự động này giảm thiểu chi phí nhân công và thời gian, góp phần nâng cao năng suất. HCMUTE, với vai trò là đơn vị nghiên cứu, đã thực hiện nghiên cứu khoa học để thiết kế và chế tạo máy móc thiết bị đóng gói này.
1.1. Máy dán thùng carton trên thị trường Việt Nam
Nhiều loại máy dán thùng carton hiện có trên thị trường Việt Nam, chủ yếu là các sản phẩm nhập khẩu từ Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc như máy dán thùng carton WP-5050TB, máy dán thùng carton DINGYE FXJ 6050, máy dán thùng carton MK-AS823A. Mỗi loại máy có thông số kỹ thuật khác nhau về kích thước thùng, tốc độ dán, chiều rộng băng keo... Việc nghiên cứu các loại máy này giúp nhóm nghiên cứu đánh giá ưu, nhược điểm để thiết kế máy sao cho phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Ứng dụng máy dán thùng carton tự động mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, từ việc tăng năng suất, giảm chi phí đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm. So sánh máy dán thùng carton tự động với các phương pháp thủ công cho thấy sự vượt trội của giải pháp tự động hóa. Giá máy dán thùng carton tự động tùy thuộc vào tính năng và nhà sản xuất. Bảo trì máy dán thùng carton tự động là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động bền bỉ của máy. Cấu tạo máy dán thùng carton tự động bao gồm nhiều bộ phận: cơ cấu vận chuyển, cơ cấu dán, hệ thống điều khiển.
1.2. Thiết kế máy dán thùng carton tự động
Phần này tập trung vào thiết kế cơ khí của máy dán thùng carton tự động. Các yếu tố được xem xét bao gồm: thiết kế cấu trúc máy, chọn lựa vật liệu, tính toán động học, thiết kế cơ cấu dán. Bản vẽ kỹ thuật được sử dụng để thể hiện chi tiết các bộ phận của máy. Mô phỏng 3D giúp trực quan hóa thiết kế và phát hiện lỗi sớm. Thùng carton và băng keo là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến thiết kế. Yêu cầu kỹ thuật đối với máy được xác định dựa trên các thông số kỹ thuật của thùng carton và băng keo. Chọn động cơ phù hợp để đảm bảo hiệu suất hoạt động. Tính toán động học đảm bảo cơ cấu vận hành chính xác và hiệu quả. Quy trình đóng gói được tối ưu hóa để tăng năng suất. Cơ cấu dán được thiết kế để đảm bảo chất lượng dán. Thực hành chế tạo được thực hiện để kiểm chứng thiết kế.
II. Hệ thống điều khiển tự động
Hệ thống điều khiển của máy dán thùng carton tự động sử dụng điện tử tự động hóa. Việc chọn lựa các thành phần điện tử như PLC, HMI, các cảm biến và bộ truyền động phù hợp là rất quan trọng. Mạch điều khiển được thiết kế để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn. Điều khiển tự động cho phép máy hoạt động liên tục và ổn định. Mô hình toán học được sử dụng để mô phỏng và phân tích hệ thống. Tối ưu hóa quy trình nhằm đạt được hiệu quả cao nhất. Điện tử tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy. Mục tiêu tối ưu hóa là giảm thiểu thời gian chu kỳ, tăng hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Phân tích dữ liệu từ quá trình vận hành giúp cải tiến hệ thống.
2.1. Lựa chọn thiết bị điện và khí nén
Thiết bị khí nén được sử dụng rộng rãi trong hệ thống do tính linh hoạt và độ an toàn cao. Các thành phần chính bao gồm: xylanh khí nén, van điện từ, bình chứa khí nén. Ống dẫn khí nén cần được thiết kế phù hợp để đảm bảo áp suất và lưu lượng khí. Thiết bị điện được chọn lựa để đảm bảo sự hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Các thành phần quan trọng bao gồm: công tắc hành trình, nút nhấn, contactor, rơle nhiệt. PLC (Programmable Logic Controller) đóng vai trò điều khiển trung tâm, thực hiện các lệnh lập trình. HMI (Human Machine Interface) cung cấp giao diện người dùng để giám sát và điều khiển máy. Việc lựa chọn thiết bị dựa trên các yếu tố như: độ bền, độ tin cậy, chi phí và khả năng tích hợp.
2.2. Quản lý và bảo trì
Bảo trì định kỳ là rất cần thiết để đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu quả của máy dán thùng carton tự động. Kế hoạch bảo dưỡng cần được lập ra để định rõ các công việc cần thực hiện và tần suất bảo dưỡng. Hướng dẫn vận hành chi tiết được cung cấp để người vận hành có thể sử dụng máy một cách an toàn và hiệu quả. Sửa chữa và thay thế các bộ phận hư hỏng cần được thực hiện kịp thời. Báo cáo bảo trì cần được lưu trữ để theo dõi tình trạng hoạt động của máy. An toàn vận hành là ưu tiên hàng đầu, do đó, các biện pháp an toàn cần được tuân thủ nghiêm ngặt. Vận hành và bảo trì đúng cách sẽ kéo dài tuổi thọ và hiệu suất của máy. Phát hiện và xử lý sự cố kịp thời giúp giảm thiểu thiệt hại và gián đoạn sản xuất.
