I. Giới thiệu về đề tài
Đề tài 'Nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động tại HCMUTE' được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành sản xuất cọ sơn. Với sự phát triển của công nghệ, việc tự động hóa quy trình sản xuất không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Máy vô lông cọ sơn được thiết kế để thay thế công nhân trong công đoạn vào lông, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Theo ước tính, năng suất có thể tăng từ 3 đến 4 lần so với phương pháp thủ công. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường.
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu về cọ sơn ngày càng tăng cao, tuy nhiên quy trình sản xuất vẫn chủ yếu dựa vào phương pháp thủ công. Điều này dẫn đến năng suất thấp và chi phí sản xuất cao. Việc nghiên cứu và phát triển máy tự động không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào sản xuất cọ sơn là cần thiết để đáp ứng nhu cầu thị trường và nâng cao hiệu quả sản xuất.
II. Cơ sở lý thuyết
Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển máy vô lông cọ sơn tự động. Quy trình sản xuất cọ sơn bao gồm nhiều công đoạn phức tạp, từ việc làm cán gỗ đến việc gắn lông vào đầu cọ. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình này sẽ giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Công nghệ sơn hiện đại cho phép sản xuất cọ sơn với độ chính xác cao, đồng thời giảm thiểu lãng phí nguyên liệu. Việc sử dụng PLC làm bộ điều khiển trung tâm giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả.
2.1. Giới thiệu về cọ và công nghệ chế tạo cọ sơn
Cọ sơn là một sản phẩm truyền thống tại Việt Nam, với nhiều loại kích thước khác nhau. Quy trình chế tạo cọ sơn bao gồm nhiều bước như làm cán, gắn lông, và hoàn thiện sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các doanh nghiệp sản xuất cọ sơn hiện nay đang dần chuyển sang sử dụng máy móc hiện đại để đáp ứng nhu cầu thị trường. Điều này cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu và phát triển máy mộc công nghiệp để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
III. Thiết kế và thi công
Quá trình thiết kế máy vô lông cọ sơn tự động bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc khảo sát các phương pháp điều khiển đến việc lựa chọn thiết kế phù hợp. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành tính toán và thiết kế các cụm máy, bao gồm cụm cấp phôi, cụm cấp lông, và cụm rung vỗ lông. Mỗi cụm máy đều có nhiệm vụ riêng, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra một cách liên tục và hiệu quả. Việc sử dụng phần mềm thiết kế như SolidWorks và AutoCAD Electrical giúp nhóm có thể mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành chế tạo thực tế.
3.1. Nguyên lý cấu tạo của máy
Máy được chia thành nhiều cụm khác nhau, mỗi cụm đảm nhiệm một công đoạn trong quy trình sản xuất cọ sơn. Cụm cấp phôi sẽ cung cấp nguyên liệu đầu vào, trong khi cụm rung vỗ lông giúp đảm bảo lông được phân bố đều. Cụm căn chỉnh lông sẽ điều chỉnh vị trí của lông trước khi gắn vào đầu cọ. Tất cả các cụm này được điều khiển bởi PLC, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất sản xuất. Việc thiết kế và thi công máy không chỉ đảm bảo tính chính xác mà còn phải đáp ứng được yêu cầu về an toàn trong sản xuất.
IV. Kết quả và thực nghiệm
Sau khi hoàn thành quá trình thiết kế và thi công, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm máy vô lông cọ sơn tự động. Kết quả cho thấy máy hoạt động ổn định, năng suất đạt được như mong đợi. Các sản phẩm cọ sơn được sản xuất ra đều đạt tiêu chuẩn chất lượng, không thua kém gì so với sản phẩm làm thủ công. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa đã giúp giảm thiểu thời gian sản xuất và chi phí lao động, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp.
4.1. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy máy có thể sản xuất được 20 sản phẩm mỗi phút, gấp 3 đến 4 lần so với phương pháp thủ công. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào sản xuất cọ sơn là hoàn toàn khả thi và mang lại hiệu quả cao. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành so sánh hiệu quả sản xuất giữa máy và phương pháp thủ công, từ đó đưa ra những đánh giá và khuyến nghị cho các doanh nghiệp trong ngành sản xuất cọ sơn.
