CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY DAN NHÃN CHAI TRỤ 1.1 Cơ sở lý thuyết Máy dán nhãn chai tròn tự động là sản phẩm có sự kết hợp giữa cơ khí và điện tử nên trong quá trình thực hiện nghiên cứu này, nhóm đã vận dụng cơ sở lý thuyết của nhiều môn học trong chương trình chuyên ngành Công nghệ Chế tạo máy. Đối với phần cơ khí: nhóm vận dụng những kiến thức đã học qua các môn học như thiết kế máy, nguyên lý chi tiết máy, dung sai kỹ thuật, độ bền vật liệu, thực hành CNC. để tính toán, thiết kế, kiểm tra độ bền và gia công, lắp ráp máy dán nhãn trai trụ Đối với phần điện tử: nhóm đã vận dụng những kiến thức đã học qua lý thuyết và thực hành về tự động hóa vào quá trình sản xuất cùng với các môn học điện - điện tử và điều kiển tự động hóa trong ngành để thiết kế mạch điện và chương trình điều khiển thông qua hệ thống PLC.1 Inventor Professional 2019 Autodesk Inventor là một phần mềm thiết kế mô hình chất rắn cơ học 3D được phát triển bởi Autodesk để tạo ra các nguyên mẫu kỹ thuật số 3D. Nó được sử dụng để thiết kế cơ khí 3D, giao tiếp thiết kế, tạo dụng cụ và mô phỏng sản phẩm.
Phần mềm này cho phép người dùng tạo ra các mô hình 3D chính xác để hỗ trợ thiết kế, hình dung và mô phỏng các sản phẩm trước khi chúng được chế tạo.1: Inventor Professional 2019 Software 10 1.2 GX Works 2 GX Works 2 là phần mềm lập trình PLC của Mitsubishi, là phiên bản nâng cấp và thay thế GX Developer với các tính năng hạn chế. Những cải tiến trong phiên bản phần mềm này bao gồm:The interface has been redesigned in a more intuitive way for user convenience • Thư viện được cập nhật đầy đủ • Hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình bổ sung như FBD và SFC • Tùy chỉnh các thông số dễ dàng Nhóm đã sử dụng phần mềm GX-Works 2 để lập trình hệ thống điều khiển PLC .2: GX Works 2 Software 1.3 OP Edit Tool Phần mềm lập trình OP20 Edit Tool là phần mềm lập trình màn hình HMI OP320, OP320-A, OP325-A, OP325-A-S Màn hình HMI OP320 hiện là một trong những màn hình phổ biến nhất trong phân khúc đơn sắc. Tuy nhiên, bên cạnh dòng OP320 Touchwin Xinje hiện nay trên thị trường còn có các loại somcve màn hình OP320 với tính năng và mẫu mã bên ngoài như nhau. Phần mềm TouchWin Edit Tool không có nhiều điểm nổi bật nhưng cũng có đủ công cụ và đối tượng để bạn lập trình HMI bằng thao tác kéo thả, tuy hơi thô và ít tùy biến.
Nhóm sử dụng OP Edit Tool để thiết kế giao diện người dùng cho máy thông 11 qua HMI.3: OP Edit Tool Software 12 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 2.1 Quy trình hoạt động: Máy dán nhãn chai lọ có hình trụ tròn bằng cơ chế hoàn toàn tự động. Dựa trên cơ sở và nguyên tắc nghiên cứu ban đầu để thiết kế một máy có các đặc điểm sau: Sản phẩm là chai có dạng hình trụ tròn • Băng tải chuyển phôi • Cảm biến phát hiện chai • Hệ thống dán nhãn • Hệ thống lăn chai ( băng tải ma sát và tấm ép chai vào băng tải Quá trình hoạt động được thể hiện trong sơ đồ sau: Biểu đồ 2.1: quy trình hoạt động 2.1 Thống số đầu vào • Chai dạng hình trụ tròn • Dường kính chai: 30 – 80 mm • Chiều cao của chai : 10-20 cmm • Chai khô gáo và sạch sẽ 13 • Chai đã được đong đầy • Chai không bị biến dạng 2.2 Thông số đầu ra Năng suất của máy phải đạt yêu cầu đề ra: ≥ 720 PPH Phần trăm bọt khí trên bề mặt nhãn: ≤ 5 % • Độ lệch của nhãn: ≤ 3 mm • • • Đảm bảo chai dán không bị biến dạng • Đảm bảo tính thẩm mỹ khi chai được dán nhãn 2.3 Nguyên lý hoạt động Biểu đồ 2.2: Nguyên lý hoạt động Chai di chuyển trên băng tải và khi cảm biến tiện cận phát hiện chai, nó sẽ gửi tín hiệu đến PLC để đưa nhãn ra ngoài cho đến khi cảm biến nhãn phát hiện ra khe nhãn (là một nhãn đã được đẩy ra) và cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến PLC để dừng hệ thống cấp nhãn. Lúc này nhãn được dính vào chai và di chuyển đến hệ thống ma sát. Tại đây hệ thống ma sát sẽ lăn và dán nhãn lên chai, tấm ép sẽ giữ và dán nhãn lên chai và băng tải chính sẽ đưa sản phẩm đến thùng chứa .2 Yêu cầu trong thiết kế 2.1 Động cơ chính • Vận chuyển chai bằng băng tải đến các hệ thống.
• Tạo động năng để kéo dãn ra kjoir cuộn và dán lên chai. • Làm quay chuyển động băng tải ma sát. Yêu cầu thiết kế Nhìn chung, xây dựng sơ đồ bố trí hệ thống tự động phải đảm bảo các điều kiện sau: • Người lao động thoải mái, dễ kiểm soát và không chịu quá nhiều áp lực. • Hệ thống đơn giản, dễ kiểm soát và đáng tin cậy.
• Đảm bảo an toàn và ổn định. • Đảm bảo tính thẩm mỹ và tính kinh tế khi thiết kế.3 Phân tích cơ cấu dán nhãn chai hiện tại 2.1 Cơ chế dán nhãn chai nằm ngang Hình 2.1: Cơ chế dán nhãn chai nằm ngang Nguyên lý hoạt động: 15 Đặt chai nằm ngang trên các con lăn, con lăn quay đưa chai đến cuộn cấp nhãn, con lăn chống trượt sẽ cuộn nhãn chai, nhãn chai được dán trên chai bằng cách ép con lăn trên băng ma sát. Ưu điểm: - Khi dán nhãn, chai sẽ tự động quay trên băng chuyền để dán nhãn hiệu quả nhất - Dể sử dụng - Dán các vật tròn nhỏ và dài - Chỉ dán được chai tròn, không dán được chai hình dạn khác - Chỉ phù hợp băng tải con lăn 2.2 Cơ chế máy dán nhãn đứng Hình 2.2: Máy dán nahxn đứng • Nguyên lý hoạt động: Đặt chai theo phương thẳng đứng trên băng tải, băng tải quay đưa chai đến bộ phận cấp nhãn, nhãn chai được dán vào chai bằng băng tải ma sát và tấm ép. • Ưu điểm : - Có thể dán chai tròn, vuông, phẳng, đủ các kích cỡ khác nhau 16 - Vận hành đơn giản, dễ vận hành - Phù hợp với nhiều loại băng tải khác nhau • Nhược điểm: - Chai dễ bị rung lắc, có thể rơi ra ngoài hệ thống nếu không có hệ thống bảo vệ => Qua phân tích ưu nhược điểm của 2 cơ cấu trên, nhóm quyết định lựa chọn cơ cấu dán nhãn chai đứng để tính toán thiết kế hệ thống.4 Tùy chọn thiết kế Trên thực tế, ngày nay có nhiều phương án dán nhãn khác nhau như: dùng băng ma sát, dùng con lăn di động, dùng cơ cấu kẹp thủy lực .1 Phương án 1: Máy dán nhãn sử dụng con lăn di động Figure 4.3: Máy dán nhãn sử con lăn di động Cơ cấu của máy: + Mâm cấp chai 1.
+ Con lăn cố định 3. + Con lăn di động 4. + cuộn nhãn ra 6. + con lăn dẫn hướng 5.
+ Cuộn nhãn vào 8. + Đôi bánh ma sát 9 Nguyễn lý hoạt động: Chai được cấp vào thông qua mâm cấp chai 1, qua băng tải sẽ đi qua khe hở giữa con lăn di động 4 và con lăn cố định 3. Nhãn được cấp liên tục, dẫn động bằng cặp bánh ma sát 9. Dưới tác dụng kéo của băng tải , lực ép của lò xo 7 , các con lăn di động thì nhãn sẽ được dán lên chai.
• Ưu điểm : - Cơ cấu đơn giản, - Năng suất cao. • Nhược điểm: - Khả năng dán chính xác thấp - Dể bung ra sau khi dán - Yêu cầu nhãn dán phải có keo hai mặt điều này dẫn đến giá thành tăng - Gây rất nhiều khó khăn cho việc giữ vệ sinh sau khi dán, nhìn chung phương án này không khả thi.2 Phương án 2: Máy dán nhãn dùng cơ cấu thủy lực Hình 4.4: Máy dán nhãn dùng cơ cấu thủy lực Cơ cấu của máy: + kẹp thủy lực 1. + xy lanh thủy lực 2. + xy lanh thủy lực 3.
+ cuộn nhãn vào 5. + cuộn nhãn ra 4. + thanh kẹp kẹp chai 6 Nguyên lý hoạt động: Nhờ cơ cấu kẹp bằng thủy lực được dẫn hướng bằng hai rảnh, hai xylanh thủy lực được điều khiển do tín hiệu phát ra từ cảm biến màu, khi chai cách nhãn khoảng cách nhất định , cảm biến màu nhận ra chai sẻ điều khiển hai thanh kẹp kẹp chai lại đồng thời dán nhãn lên chai Ưu điểm: - Cơ cấu đơn giản, - Năng suất cao. Nhược điểm: 19 - Máy móc phức tạp khó chế tạo.
- Yêu cầu băng keo 2 mặt nên giá thành cao. - Giữ vệ sinh khó khăn sau khi dán vào chai do bề mặt ngoài còn keo sẻ bám bụi vào. - Phải thêm công đạn dán lớp nilong vào mặt ngoài làm cho giá thành cao. Phương án 3: Máy dán nhãn dùng dùng cơ cấu băng ma sát Hình 2.5: Máy dán nhãn dùng dùng cơ cấu băng ma sát Cơ cấu của máy: + Mâm cấp chai 1.
+ Cảm biến phát hiện chai 3. + cuộn nhãn ra 5. + Cuộn nhãn vào 4. + Băng cao su 7 Nguyên lý hoạt động Nhãn được bóc ra do băng dán nhãn bị gấp khúc đột ngột, Chai từ cơ cấu cấp phôi được vận chuyển trên băng tải đến gặp cảm biến quang , cảm biến phát hiện điều chỉnh động cơ bước quay cuộn nhãn đã được lập trình sẵn… dẫn đến nhãn được dính vào chai, chai có dính nhãn theo băng chuyền vào cơ cấu băng ma sát , ở đây chai bị 20 lăng không trượt nhờ cơ cấu băng ma sat và băng cao su.
Tiếp tục chai sẽ di chuyển trên hàng băng tải rồi di chuyển ra ngoài • Ưu điểm : năng suất cao, cơ cấu đơn giản, đạt độ chính xác cao. • Nhược điểm: Chi phí ban đầu cao do yêu cầu các cơ cấu chính xác 2.4 Kết luộn chọn phương án Qua những ưu điểm , nhược điểm của các loại máy dãn nhãn chai tròn trên, ta chọn phương án máy dán nhãn chai dùng băng ma sát loại 2 để tính toán thiết kế , chế tạo hoàn thành mô hình 2.5 Tính toàn chọn động cơ của băng tải ma sát Hình 2.