CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của đề tài - Việt Nam và nhiều nước trên thế giới đang đang có nền kinh tế đang phát triển và phát triển nên nền công nghệ 4.0 có tác động sâu sắc đến nền kinh tế của các quốc gia này. Đặt biệt là sự tăng trưởng kinh tế, công nghệ 4.0 mang lại tiềm năng tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ thông qua sự tự động hóa, tăng năng suất và cải thiện hiệu quả sản xuất. Qua việc sử dụng các công nghệ như tự động hóa quy trình, robot hợp tác và trí tuệ nhân tạo, các quốc gia đang phát triển có thể nâng cao năng lực cạnh tranh và gia tăng sản lượng kinh tế.
Và vì công nghệ tự động hóa ảnh hưởng mạnh đến nền kinh tế nên nhu cầu sử dụng các sản phẩm công nghiệp của người tiêu dùng là rất cao. - Dựa trên những nhu cầu đó máy đã được tạo ra với mục đích là tăng năng suất sản xuất quả dừa được xử lí sẵn để đem đến với người tiêu dùng trong và ngoài nước 1 sản phẩm được xử lí gọn, sạch đẹp, tinh tế và có tiềm năng kinh tế. Nên tính ứng dụng của nó với các nhà doanh nghiệp sản xuất quả dừa là khá cao so với 1 thị trường đang hướng đến các sản phẩm công nghiệp hơn là thủ công.1” là hình ảnh về gáo dừa. 1 - Mặt khác máy rủi ro tai nạn lao động, an toàn và tiện lợi hơn.
Máy cắt rãnh sọ quả dừa được thiết kế để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Chúng thường đi kèm với các biện pháp an toàn như cảm biến và hệ thống tự động tắt khi gặp sự cố. Đồng thời việc sử dụng máy cắt rãnh sọ quả dừa có thể giảm nguy cơ chấn thương cho người sử dụng. Máy có thể được thiết kế để thực hiện cắt một cách nhẹ nhàng và chính xác, giảm nguy cơ hư hỏng hoặc vỡ sọ và làm giảm nguy cơ chấn thương do cắt tay.
Máy cắt rãnh sọ quả dừa tự động được lập trình để thực hiện quá trình cắt rãnh sọ một cách chính xác và nhất quán. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và công sức so với việc cắt thủ công. Ngoài ra, tính tự động cũng đảm bảo độ chính xác và hiệu suất cao trong quá trình xử lý sọ quả dừa. - Tiết kiệm thời gian và công sức quá trình thực hiện công việc cắt sọ tự động, giảm đáng kể thời gian và công sức so với việc thủ công.
Thay vì phải cắt sọ một cách thủ công bằng công cụ tay, máy cắt sọ dừa có thể thực hiện công việc nhanh chóng và hiệu quả. - Giảm tỷ lệ hư hỏng so với phương pháp cắt thủ công. Máy có thể thực hiện cắt sọ một cách chính xác và nhẹ nhàng, giảm nguy cơ gây hư hỏng hoặc vỡ sọ. Tăng hiệu suất và năng suất khi xử lý một lượng lớn sọ trong một thời gian ngắn, đảm bảo tăng hiệu suất và năng suất của quy trình sản xuất.
Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi số lượng lớn sọ quả dừa như sản xuất xơ dừa hoặc vật liệu xây dựng.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học. - Nghiên cứu vật liệu: Máy cắt rãnh sọ quả dừa giúp cung cấp mẫu sọ dừa chuẩn để nghiên cứu và phân tích các tính chất vật liệu. Các nhà khoa học có thể sử dụng các mẫu sọ cắt từ máy để tiến hành các thí nghiệm về cấu trúc, độ bền, tính chất cơ học và hóa học của vật liệu sọ dừa.
Điều này cung cấp thông tin quan trọng để phát triển và cải tiến các ứng dụng của vật liệu này trong các ngành công nghiệp khác nhau. - Ý nghĩa về lĩnh vực cơ học: phân tích nghiên cứu về lực tác động, ảnh hưởng của tốc độ của lưỡi cưa lên sọ dừa, sức bền và lực ma sát phải chịu của lưỡi cưa, tốc độ quay của step 42 (vit-met) ảnh hưởng đến độ rung của máy. - Ý nghĩa về lĩnh vực điện tử: Đấu nối, đi dây các linh kiện điện tử nắm được kiến thức điện áp, dòng điện định mức của các linh kiện điện, xung được phát ra từ các step thông qua bộ driver step qua đó có thể tỉ lệ giữa xung và khoảng cách thực. - Ý nghĩa về lĩnh vực điều khiển tự động: Quét biên dạng bề mặt quả dừa dựa trên 2 phương pháp lưu nhiều điểm trên bề mặt quả dừa thông qua cảm biến khoảng cách, cảm biến sẽ lưu khoảng cách tới từng điểm trên bề mặt quả dừa sau đó dùng hàm tỉ lệ khoảng cách và xung để chuyển khoảng cách đo được thành xung và lưu vào trong bộ nhớ PLC, sử dụng biến tần để điều khiển động cơ 3 pha và có thể điều chỉnh thông số tùy ý bằng HMI.
Ý nghĩa thực tiễn. - Sản xuất công nghiệp: Máy cắt sọ quả dừa được sử dụng rộng rãi trong các quy trình sản xuất công nghiệp liên quan đến sọ dừa. Các nhà sản xuất xơ dừa có thể sử dụng máy để cắt sọ dừa thành các mẫu vật liệu sợi dừa đồng nhất và chính xác. Điều này đảm bảo chất lượng và độ đồng đều của sản phẩm xơ dừa cuối cùng.
Ngoài ra, máy cắt sọ cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp xây dựng để tạo ra các tấm ván, gỗ dừa hoặc vật liệu xây dựng khác từ sọ dừa. - Tái chế và sử dụng bền vững: Máy cắt sọ quả dừa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các sản phẩm tái chế và sử dụng bền vững. Với sọ dừa đã qua xử lý, máy có thể cắt thành các mẫu sọ nhỏ để tạo ra các sản phẩm như đồ trang trí, đồ nội thất và đồ trang sức. Việc sử dụng sọ dừa tái chế giúp giảm lượng chất thải và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên, đồng thời góp phần vào phát triển bền vững và giảm thiểu tác động môi trường.
- Tăng năng suất: Máy móc thường có khả năng thực hiện công việc nhanh hơn, hiệu quả hơn và ít lỗi hơn so với lao động con người. Điều này giúp tăng năng suất sản xuất và cải thiện hiệu quả công việc. - Tiết kiệm thời gian và nhân lực: Máy móc có thể thực hiện công việc một cách tự động hoặc bán tự động, giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao động con người và giảm thời gian thực hiện công việc. Điều này giúp giảm bớt công việc vật lý và tăng khả năng tập trung vào các công việc khác quan trọng hơn.
- Cải thiện chất lượng: Máy móc thường có độ chính xác và độ tin cậy cao, giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm hoặc dịch vụ tốt hơn. Chúng có khả năng lặp lại các quy trình sản xuất và kiểm soát các tham số quan trọng, từ đó giảm thiểu sai sót và lỗi nhân tạo. - Giảm tác động môi trường: Máy móc hiện đại thường được thiết kế để tiết kiệm năng lượng và tài nguyên, từ đó giảm tác động đến môi trường. Chúng cũng có thể giúp xử lý và tái chế các chất thải và khí thải, đóng góp vào bảo vệ môi trường tự nhiên.
- Đảm bảo an toàn: Máy móc có thể thực hiện các công việc nguy hiểm hoặc khó khăn mà người không thể thực hiện an toàn. Việc sử dụng máy móc trong các tác vụ nguy hiểm giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và đảm bảo an toàn cho con người. 3 - Khả năng mở rộng và linh hoạt: Máy móc thường có khả năng mở rộng và linh hoạt, cho phép thay đổi quy trình sản xuất và thích ứng với nhucầu thị trường nhanh chóng. Điều này giúp doanh nghiệp và tổ chức có thể tăng cường sự linh hoạt và khả năng cạnh tranh.
Mục tiêu nghiên cứu đề tài. - Thiết kế và mô phỏng 3D - Xuất tập bản vẽ chi tiết 2D - Nắm rõ kiến thức tính toán chọn linh kiện - Lập trình, thiết kế giao diện điều khiển HMI đơn giản, hiệu quả. - Nghiên cứu thành phẩm được tạo ra từ các loại máy cắt rãnh sọ dừa hiện có trên thị trường. - Thiết kế, chế tạo được máy có các chức năng cơ bản và đáp ứng được yêu cầu đã đề ra từ đầu.
- Phân tích, xử lí dữ liệu thu thập được từ các linh kiện điện tử, cơ khí trên thị trường phù hợp cho việc nghiên cứu, thiết kế mô hình. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. - Các loại dừa ở Việt Nam, đặc biệt là các loại dừa có tiềm năng xuất khẩu cao như dừa xiêm, loài dừa này cho ra sản lượng năng suất cao và cũng như là sự ưa chuộng của thị trường tiêu thụ rất lớn vì vị ngon ngọt.
- Nhu cầu của thị trường về việc thưởng thức cơm dừa ở bên trong từ đó nhắm đến đối tượng cần nghiên cứu, giải quyết chính là cắt rãnh sọ dừa để dễ dàng tách hai để người tiêu dùng có thể thưởng thức được cơm dừa ở bên trong. - Các chi tiết, linh kiện và các bộ truyền động cơ khí có trên thị trường hộ trợ cho việc xây dựng phần cơ khí của máy và các thiết bị điện, công nghệ hỗ trợ trong việc điều khiển tự động hóa để xây dựng phần điện tử của máy và để có tính công nghiệp hóa cao thì cần phải có phần vận hành máy trên giao diện lập trình sẵn. - Những sản phẩm về máy cắt rãnh sọ dừa hiện có trên thị trường Việt Nam và các nước trong khu vực cũng như là trên thế giới 1. Phạm vi nghiên cứu.
- Đề tài tập trung chủ yếu vào nghiên cứu phương pháp để cắt rãnh sọ dừa theo đúng biên dạng và kích thước được yêu cầu. - Tập trung vào việc thiết kế phần cứng bao gồm bộ điều khiển, cảm biến, động cơ cắt 4 ba pha, động cơ bước truyền động, các thiết bị điện tử hỗ trợ điều khiển như bộ truyền xung, cổng tín hiệu, đồng thời lập trình chương trình tự động để điều khiển thiết bị cũng như giao diện điều khiển HMI giúp người sử dụng dễ dàng thao tác. - Phạm vi nghiên cứu của để tài chỉ giới hạn ở mô hình có chức năng cắt rãnh sọ dừa bán tự động phù hợp với các cơ sở cung cấp vừa và nhỏ. Phương pháp nghiên cứu.
Dựa vào các yêu cầu và mục tiêu của đề tài đưa, nhóm đã đưa ra phương pháp tiếp cận và hướng nghiên cứu như sau - Tìm hiểu các máy cắt rãnh sọ dừa có sẵn trên thị trường trong và ngoài nước.