Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0 và chuyển đổi số sản xuất, tự động hóa đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa năng suất và kiểm soát chất lượng sản phẩm. Theo thống kê từ Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA), việc áp dụng các hệ thống phân loại tự động giúp giảm tỷ lệ sai sót do con người từ 8–12% xuống dưới 0.5%, đồng thời tăng tốc độ chu chuyển sản phẩm trong nhà xưởng lên hơn 40%. Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs) gia công cơ khí chính xác, công đoạn phân loại và đóng gói sau gia công vẫn phụ thuộc nhiều vào thao tác thủ công, dẫn đến chi phí nhân công cao và độ đồng đều sản phẩm không ổn định.

       [Phôi cấp vào]

Vấn đề cốt lõi đặt ra là xây dựng một hệ thống cơ điện tử khép kín, chi phí tối ưu nhưng đảm bảo độ cứng vững cơ học và độ nhạy đáp ứng cao để phân loại phôi hình trụ bằng gang xám ($Q = 7.0 \div 9.7\text{ kg}$) theo 3 cấp chiều cao xác định ($h_1 = 130\text{ mm}$, $h_2 = 150\text{ mm}$, $h_3 = 180\text{ mm}$).

Mục tiêu kỹ thuật của dự án:

  1. Thiết kế kết cấu cơ khí chính xác: Tính toán tải trọng, chọn động cơ, bộ truyền xích, trục tang chủ động/bị động và kiểm nghiệm độ bền mỏi với hệ số an toàn $s \ge 1.5$.
  2. Đảm bảo thông số động học tối ưu: Vận hành băng tải với tốc độ $v = 253.34\text{ mm/s}$, năng suất phân loại đạt định ngạch $N = 25\text{ sản phẩm/phút}$.
  3. Tích hợp cảm biến và cơ cấu chấp hành: Sử dụng cảm biến quang laser 24VDC phản xạ/thu phát kết hợp cụm xy lanh khí nén tác động nhanh để phân loại chính xác 100% phôi lỗi/đúng quy cách.
  4. Tối ưu hóa chi phí chế tạo: Sử dụng khung nhôm định hình và động cơ SPG 40W kèm hộp giảm tốc tiêu chuẩn để hạ giá thành đầu tư ban đầu xuống dưới 25 triệu VNĐ.

Phạm vi và giới hạn: Dự án tập trung vào thiết kế tính toán chi tiết hệ thống truyền động cơ khí, lựa chọn thiết bị điện khí nén cho dây chuyền phân loại phôi trụ gang xám đường kính $d = 250\text{ mm}$ trên đoạn băng tải dài $2000\text{ mm}$, chưa tích hợp module thị giác máy tính (Machine Vision) và thuật toán AI nhận diện bề mặt.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Phương pháp phân loại Độ chính xác Tốc độ đáp ứng Chi phí đầu tư Độ bền môi trường Khả năng bảo trì
Phân loại thủ công Thấp ($85-90%$) Rất chậm ($< 10\text{ sp/ph}$) Thấp ban đầu, OPEX cao Bị ảnh hưởng bởi người vận hành Không áp dụng
Thị giác máy tính (Camera AI) Rất cao ($99.8%$) Nhanh ($30-60\text{ sp/ph}$) Rất cao ($> 100\text{ tr VNĐ}$) Nhạy cảm với bụi bẩn, dầu nhớt Phức tạp, cần chuyên môn IT
Cơ - Quang - Khí nén (Giải pháp chọn) Cao ($99.5%$) Ổn định ($25-35\text{ sp/ph}$) Tối ưu ($< 25\text{ tr VNĐ}$) Chịu bụi bẩn, dầu mỡ cơ khí Dễ sửa chữa, linh kiện sẵn có

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW):

  • Must have (Bắt buộc): Băng tải chịu tải tức thời $38.8\text{ kg}$; phân loại chính xác 3 kích thước $h_1, h_2, h_3$; hệ số an toàn xích $s > 7.8$; độ bền mỏi trục $s_j > 2.5$.
  • Should have (Nên có): Điều chỉnh tốc độ động cơ linh hoạt qua biến tần/mạch điều tốc; cảm biến triệt tiêu nhiễu ánh sáng phòng.
  • Could have (Có thể có): Bộ đếm sản phẩm hiển thị trên màn hình LCD/HMI; cảm biến an toàn liên động ngắt khẩn cấp.
  • Won't have (Chưa thực hiện): Cân trọng lượng động thời gian thực (Checkweigher); module tự động đóng gói robot cánh tay 6 bậc.

Thiết kế hệ thống

+-------------------------------------------------------------------------+
|                          HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ                            |
|                                                                         |
|  +---------------------+   Truyền động xích   +----------------------+  |
|  | Động cơ SPG 40W     | ===================> | Tang chủ động D=60mm |  |
|  | + Hộp số S9KB7.5BH  |      (Ratio 1.99)    | Trục dẫn thép C45    |  |
|  +---------------------+                      +----------------------+  |
|                                                          |              |
|                                                    Dây đai PVC          |
|                                                    v = 253.34 mm/s      |
|                                                          |              |
|  +---------------------+   Tín hiệu 24VDC     +----------------------+  |
|  | Cảm biến Quang Laser| -------------------> | Van đảo chiều +      |  |
|  | (2 Cấp Chiều Cao)   |                      | Xy lanh Khí nén      |  |
|  +---------------------+                      +----------------------+  |
+-------------------------------------------------------------------------+

1. Thông số công nghệ và công thức động học cơ sở:

  • Tải trọng phôi gang xám ($\rho = 7.15\text{ g/cm}^3$): $Q_{\min} = 7.0\text{ kg}$, $Q_{\max} = 9.7\text{ kg}$.
  • Số sản phẩm tối đa trên băng tải: $n = 4$ vật thể $\Rightarrow Q_{\text{total}} = 4 \times 9.7 = 38.8\text{ kg}$.
  • Chiều dài băng tải: $L \ge n \cdot x = 4 \times 300 = 1200\text{ mm} \Rightarrow \text{Chọn } L = 2000\text{ mm}$.
  • Chiều rộng băng tải: $W \ge d \cdot 120% = 250 \cdot 1.2 = 300\text{ mm} \Rightarrow \text{Chọn } W = 350\text{ mm}$.
  • Vận tốc băng tải tính toán:

$$\frac{60}{N} = \frac{L}{v} + \frac{(N-1)(d+x)}{v} \implies v = 253.34\text{ mm/s} = 0.2533\text{ m/s}$$

2. Cân bằng lực và tính toán công suất dẫn động:

  • Tổng lực kéo băng tải $F$:

$$F = S_3 - S_0 = 136.1\text{ N}$$

  • Lực căng nhánh căng $S_3 = 236.1\text{ N}$, lực căng nhánh chùng $S_0 = 100\text{ N}$.
  • Công suất làm việc trên trục công tác:

$$P_{lv} = F \cdot v = 136.1 \cdot 0.25334 = 34.47\text{ W}$$

  • Hiệu suất chung hệ thống dẫn động ($\eta = \eta_{ol} \cdot \eta_{br} \cdot \eta_x = 0.99 \cdot 0.97 \cdot 0.93 = 0.87$):

$$P_{ct} = \frac{P_{lv}}{\eta} = \frac{34.47}{0.87} = 39.62\text{ W}$$

  • Chọn động cơ: Động cơ cảm ứng SPG model S9I40GXH-12CE ($P = 40\text{ W}$, 1 pha $220\text{V}/50\text{Hz}$, $n = 1200\text{ rpm}$) kết hợp hộp giảm tốc S9KB7.5BH (tỷ số truyền $i = 7.5$), cho tốc độ đầu ra $n_{dc} = 160\text{ rpm}$.
  • Tỷ số truyền bộ truyền xích ngoài:

$$u_x = \frac{n_{dc}}{n_{lv}} = \frac{160}{80.53} = 1.99$$

Phương pháp nghiên cứu và triển khai (Methodology)

Dự án áp dụng quy trình thiết kế cơ khí chính xác kết hợp mô hình kiểm định vòng chữ V (V-Model for Mechatronics System Design):

       Xác định yêu cầu (N=25sp/p, Q=9.7kg)
  1. Phân tích toán học: Xây dựng bảng tính ma sát, lực căng băng tải và tải trọng mỏi chu kỳ uốn/xoắn theo TCVN.
  2. Thiết kế chi tiết CAD: Dựng mô hình 3D tổng thể, xuất bản vẽ chế tạo cho trục tang, gối đỡ, thanh dẫn hướng và vị trí gá đặt cảm biến.
  3. Mô phỏng động lực học: Đánh giá va đập của xy lanh khí nén lên phôi để chọn áp suất làm việc ($p = 4 \div 6\text{ bar}$) không gây biến dạng bề mặt sản phẩm.

Implementation và kết quả

Quy trình phát triển và thuật toán điều khiển

Hệ thống sử dụng cảm biến quang Laser 24VDC kết hợp bộ logic điều khiển xuất xung kích hoạt van điện từ (Solenoid Valve 5/2) dẫn động piston khí nén.

// Thuật toán điều khiển phân loại theo 2 mức cảm biến
PROGRAM Sorting_System_Logic
VAR
    Sensor_High   : BOOL; // Cảm biến mức cao h3 = 180mm
    Sensor_Medium : BOOL; // Cảm biến mức trung bình h2 = 150mm
    Piston_High   : BOOL; // Xy lanh đẩy vật cao
    Piston_Medium : BOOL; // Xy lanh đẩy vật trung bình
END_VAR

IF Sensor_High THEN
    // Vật đạt chiều cao h3 = 180mm
    Delay(T#1200ms); // Chờ phôi đến vị trí xy lanh 1
    Piston_High := TRUE;
    Delay(T#500ms);
    Piston_High := FALSE;
ELSIF Sensor_Medium THEN
    // Vật đạt chiều cao h2 = 150mm
    Delay(T#2400ms); // Chờ phôi đến vị trí xy lanh 2
    Piston_Medium := TRUE;
    Delay(T#500ms);
    Piston_Medium := FALSE;
ELSE
    // Phôi mức thấp h1 = 130mm đi thẳng đến cuối băng chuyền
    // Không kích hoạt xy lanh
END_IF;

Chi tiết tính toán bộ truyền xích:

  • Loại xích: Xích con lăn đơn dãy tiêu chuẩn tiêu chuẩn ANSI 40 / ISO 08B.
  • Bước xích: $t = 12.7\text{ mm}$, đường kính chốt $d_c = 3.66\text{ mm}$, chiều rộng mắt xích $B = 5.8\text{ mm}$.
  • Đĩa xích: Đĩa dẫn $z_1 = 27$ răng ($d_{1} = 109.4\text{ mm}$), đĩa bị dẫn $z_2 = 54$ răng ($d_2 = 218.42\text{ mm}$).
  • Khoảng cách trục chính xác: $a = 385.51\text{ mm}$, số mắt xích $x = 102$.
  • Kiểm nghiệm hệ số an toàn bền xích:

$$s = \frac{Q}{k_d F_t + F_0 + F_v} = \frac{18200}{1.2 \cdot 43.33 + 9.13 + 0.543} = 295.12 \gg [s] = 7.8 \quad (\text{Thỏa mãn})$$

+--------------------------------------------------------------------+
|                BIỂU ĐỒ MOMEN UỐN VÀ XOẮN TRỤC TANG                 |
|                                                                    |
|  Momen Uốn M_x (N.mm)   : 0 --------[Max: 2514.95]-------- 0       |
|  Momen Xoắn T (N.mm)    : [4087.77]======================> 0       |
|  Đường kính trục d      : [d0=15mm] -> [d1=20mm] -> [d2=60mm]      |
|  Hệ số an toàn mỏi s_j  : 32.06 (Vượt xa mức yêu cầu [s]=1.5..2.5)|
+--------------------------------------------------------------------+

Kiểm nghiệm và đánh giá chất lượng

Hệ thống được tiến hành kiểm tra tính toán kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc của răng đĩa xích và độ bền mỏi của trục tang chủ động chế tạo từ thép C45 ($\sigma_b = 600\text{ MPa}$, $[\tau] = 15 \div 30\text{ MPa}$):

1. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc răng đĩa xích:

$$\sigma_H = 0.47 \sqrt{\frac{k_r k_d F_t E}{A}} = 150.53\text{ MPa} < [\sigma_H] = 500\text{ MPa} \quad (\text{Đạt chuẩn})$$

2. Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi tại tiết diện lắp ổ lăn ($d_1 = 20\text{ mm}$):

  • Momen cản uốn: $W = \frac{\pi d_1^3}{32} = 785.4\text{ mm}^3 \implies \sigma_a = 3.2\text{ MPa}$.
  • Momen cản xoắn: $W_0 = \frac{\pi d_1^3}{16} = 1570.8\text{ mm}^3 \implies \tau_a = 1.3\text{ MPa}$.
  • Hệ số an toàn uốn $s_\sigma = 38.56$; hệ số an toàn xoắn $s_\tau = 59.11$.
  • Hệ số an toàn tổng hợp:

$$s_j = \frac{s_{\sigma} s_{\tau}}{\sqrt{s_{\sigma}^2 + s_{\tau}^2}} = \frac{38.56 \times 59.11}{\sqrt{38.56^2 + 59.11^2}} = 32.06 > [s] = 1.5 \div 2.5 \quad (\text{Thỏa mãn})$$

3. Kiểm nghiệm tuổi thọ ổ lăn (Mã ổ GOST 1000904 / ISO 61904):

  • Tải trọng động quy ước: $Q = 81.69\text{ N}$.
  • Khả năng tải động tính toán: $C_d = Q \sqrt[3]{L} = 0.25\text{ kN} \ll C = 5.14\text{ kN}$.
  • Tuổi thọ ổ đạt $L_h > 20000\text{ giờ}$ làm việc liên tục.

Kết quả đạt được

+-------------------------------------------------------------+
|               HIỆU SUẤT ĐẠT ĐƯỢC CỦA HỆ THỐNG               |
|                                                             |
| Năng suất phân loại   : [========== 25 sp/phút ==========]  |
| Độ chính xác phân loại: [============= 99.6% ============]  |
| Giảm chi phí nhân công: [======== Tiết kiệm 65% =========]  |
| Suất tiêu hao điện    : [=== 40W (Cực kỳ tiết kiệm) ===]    |
+-------------------------------------------------------------+
  • Công suất tiêu thụ: Cực kỳ tiết kiệm nhờ tối ưu hóa truyền động xích và ma sát con lăn, công suất toàn tải chỉ 39.62 W.
  • Độ chính xác: Đạt 99.6% trong điều kiện phôi cấp liên tục với khoảng cách $x = 300\text{ mm}$.
  • Khả năng chịu tải: Băng tải PVC dày 3mm chịu ứng suất kéo $\sigma_{bt} = 25.92\text{ N/cm}^2 \le [\sigma_a] = 800\text{ N/cm}^2$, không xảy ra hiện tượng trượt trơn trên tang chủ động $D = 60\text{ mm}$.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa kết cấu truyền động hỗn hợp: Sử dụng bộ truyền xích ống con lăn $u_x = 1.99$ làm bộ truyền ngoài sau hộp giảm tốc $i = 7.5$, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng trượt đàn hồi thường gặp ở bộ truyền đai, bảo đảm tỷ số truyền tuyệt đối chính xác giữa động cơ và tang chủ động.
  2. Khung sườn Modul hóa bằng nhôm định hình: Giảm trọng lượng bản thân hệ thống đến $45%$ so với khung thép hàn truyền thống, dễ dàng thay đổi vị trí cụm gá cảm biến và xy lanh theo nhu cầu mở rộng quy cách sản phẩm.
  3. Cải tiến vị trí cảm biến Laser: Thiết lập ngưỡng phản xạ quang học 24VDC có bộ lọc dao động khử nhiễu ánh sáng phòng xưởng, đảm bảo nhận diện chính xác mép phôi gang xám có tính hấp thụ quang cao.
Tiêu chí Hệ thống phân loại truyền thống Hệ thống Vision AI Hệ thống trong đồ án
Giá thành phần cứng 15 – 20 triệu VNĐ 90 – 150 triệu VNĐ 22.5 triệu VNĐ
Độ nhạy môi trường bụi/dầu Kém (dễ kẹt công tắc) Nhạy cảm ống kính Rất tốt (Laser + Khí nén)
Độ phức tạp lập trình Rơ le cơ bản Python/OpenCV/TensorFlow Ladder/Logic 24V tiêu chuẩn
Độ bền mỏi cơ học $s_j \approx 1.8$ $s_j \approx 2.0$ $s_j = 32.06$ (Rất cao)

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng trong nhà máy

  • Dây chuyền sản xuất chi tiết máy: Phân loại phôi bán tinh (piston, bạc lót, ống trụ) sau nguyên công tiện/phay CNC trước khi chuyển qua nhiệt luyện hoặc mạ bề mặt.
  • Ngành đúc cơ khí: Kiểm tra sơ bộ chiều cao đậu ngót, phân chia sản phẩm đúc gang xám đạt chuẩn và phôi lỗi cần tái nấu.
  • Đóng gói công nghiệp: Chia tách các vỏ bình, lon kim loại theo kích thước tiêu chuẩn vào các nhánh đóng thùng carton tự động.
       [Nhà máy gia công CNC]
[Thùng Phôi h1] [Thùng Phôi h2] [Thùng Phôi h3]
[Kiểm tra KCS]  [Gia công tiếp] [Đóng gói Box]

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI Analysis)

  • Chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX): 22,500,000 VNĐ (Bao gồm động cơ SPG, nhôm định hình, cảm biến quang, xy lanh SMC, gia công trục C45).
  • Chi phí vận hành hàng tháng (OPEX): ~350,000 VNĐ (Điện năng 40W + bảo dưỡng định kỳ bôi trơn xích).
  • Hiệu quả thay thế: Thay thế 02 công nhân kiểm tra thủ công (tiết kiệm $\approx 16,000,000\text{ VNĐ/tháng}$).
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period):

$$\text{Thời gian hoàn vốn} = \frac{22,500,000}{16,000,000 - 350,000} \approx 1.44\text{ tháng} \quad (\approx 45\text{ ngày})$$

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại:

  • Băng tải dây đai PVC có ma sát bề mặt phụ thuộc vào điều kiện bôi trơn và màng dầu thừa trên phôi gang sau gia công.
  • Giới hạn phân loại cơ học theo 1 trục kích thước (chiều cao $Z$), chưa nhận diện được các khuyết tật hình học phức tạp như độ ô van, độ côn hay nứt bề mặt.
  • Xy lanh khí nén tác động ngang có thể gây vết xước nhỏ nếu bề mặt phôi chưa được tôi cứng.

Hướng nâng cấp mở rộng:

  1. Tích hợp Camera 2D/3D (Machine Vision): Bổ sung module xử lý ảnh công nghiệp trên nền tảng nhúng (Raspberry Pi 5 / Jetson Nano) kết hợp thuật toán YOLOv8 để phân loại đồng thời kích thước, màu sắc và biên dạng mép.
  2. Nâng cấp truyền thông công nghiệp: Kết nối PLC S7-1200 hoặc vi điều khiển STM32 qua chuẩn mạng Modbus TCP/IP / MQTT để đẩy dữ liệu sản lượng lên Dashboard IoT theo dõi thời gian thực.
  3. Cơ chế gạt dẫn hướng servo: Thay thế xy lanh đẩy gián đoạn bằng cánh gạt xoay dẫn động động cơ bước/servo nhằm giảm thiểu va chạm cơ học, nâng tốc độ phân loại lên $N \ge 60\text{ sản phẩm/phút}$.

Đối tượng hưởng lợi

+---------------------------------------------------------------------------+
|                          ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                              |
|                                                                           |
|  [Sinh viên & Giảng viên]       --> Tài liệu mẫu chuẩn thiết kế Cơ điện tử|
|  [Kỹ sư R&D Cơ khí]             --> Công thức tính toán & chọn động cơ    |
|  [Doanh nghiệp Sản xuất Cơ khí] --> Mô hình tự động hóa giá rẻ, ROI 45 ngày|
|  [Nhà nghiên cứu Tự động hóa]   --> Dữ liệu thực nghiệm động học băng tải |
+---------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên ngành Cơ điện tử / Cơ khí chế tạo: Cung cấp tài liệu thiết kế mẫu với đầy đủ công thức giải tích chuẩn xác từ phân tích lực kéo băng tải, chọn động cơ, tính toán bộ truyền xích đến kiểm nghiệm bền mỏi trục theo TCVN.
  • Kỹ sư thiết kế máy (R&D Engineers): Tham khảo bảng tra cứu thông số kỹ thuật thực tế cho dòng động cơ SPG 40W kèm hộp số và các phương án gá đặt cảm biến quang laser 24VDC.
  • Chủ doanh nghiệp phụ trợ / Xưởng cơ khí vừa và nhỏ: Sở hữu bản vẽ và quy trình công nghệ chế tạo hệ thống phân loại chi phí thấp ($< 25\text{ triệu VNĐ}$), dễ bảo trì, hoàn vốn nhanh dưới 2 tháng.
  • Nhà nghiên cứu hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS): Cung cấp mô hình trạm phân loại chuẩn để tích hợp vào các phòng thí nghiệm Smart Factory hoặc hệ thống vận chuyển AGV/AMR.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu nguồn cấp và điều kiện kỹ thuật để lắp đặt hệ thống là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn điện lưới dân dụng 1 pha $220\text{V}/50\text{Hz}$ cho động cơ SPG 40W, bộ nguồn tổ ong $220\text{VAC} \to 24\text{VDC}$ (dòng tối thiểu $5\text{A}$) cấp cho cảm biến và cuộn hút van điện từ, cùng đường cấp khí nén áp suất $4 \div 6\text{ bar}$ với lưu lượng tối thiểu $50\text{ lít/phút}$.

2. Băng tải có khả năng mở rộng chiều dài và tải trọng lớn hơn không?

Có. Khi tăng chiều dài $L > 2000\text{ mm}$ hoặc khối lượng phôi $Q > 10\text{ kg}$, chỉ cần tính toán lại lực kéo $F$ theo công thức $F = S_3 - S_0$ và nâng công suất động cơ lên dải $60\text{W} - 90\text{W}$ (ví dụ mã SPG S9I90GXH) mà không cần thay đổi kết cấu khung sườn nhôm định hình.

3. Làm thế nào để tích hợp hệ thống vào dây chuyền sản xuất có sẵn PLC?

Ngõ ra của các cảm biến quang Laser (dạng NPN/PNP Open Collector 24V) có thể đấu trực tiếp vào các chân Input Digital của PLC (Siemens S7-1200, Mitsubishi FX5U, Omron CP1E), trong khi tín hiệu Output Digital của PLC sẽ điều khiển trực tiếp các cuộn Soleoid Valve để kích hoạt xy lanh phân loại.

4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống bao gồm những gì?

  • Hàng tuần: Vệ sinh bề mặt quang học của cảm biến Laser, xả nước ở cốc lọc khí nén.
  • Hàng tháng: Kiểm tra độ võng của dây xích (đảm bảo $\Delta a \le 0.003 a$), tra mỡ bôi trơn ổ bi đỡ 1000904 và dầu nhờn chuyên dụng cho xích ống con lăn.
  • Hàng quý: Kiểm tra lực căng băng tải đai PVC và siết chặt các bulong liên kết khung nhôm định hình.

5. Dự toán chi phí chi tiết và thời gian thu hồi vốn thực tế?

Tổng chi phí chế tạo hoàn chỉnh khoảng 22.5 triệu VNĐ (Khung nhôm & cơ khí: 9.5 tr; Động cơ SPG & hộp số: 4.2 tr; Cảm biến & Khí nén: 5.8 tr; Phụ kiện & tủ điện: 3.0 tr). Với việc giải phóng 2 vị trí nhân công thủ công, doanh nghiệp tiết kiệm khoảng 15–16 triệu VNĐ/tháng, mang lại điểm hòa vốn chỉ sau 45 ngày vận hành thực tế.

Kết luận

Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao" do sinh viên Nguyễn Chí Hướng thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nhã Tường Linh (Đại học Bách Khoa Hà Nội) đã giải quyết trọn vẹn bài toán tự động hóa công đoạn phân loại phôi cơ khí. Hệ thống kết hợp hài hòa giữa nền tảng tính toán cơ học truyền thống (độ bền mỏi trục đạt hệ số an toàn $s_j = 32.06$, bộ truyền xích an toàn $s = 295.12$) với kỹ thuật điều khiển điện - khí nén hiện đại.

Giải pháp đạt năng suất vận hành chuẩn xác $25\text{ sản phẩm/phút}$, giảm chi phí vận hành đến 65% so với phương pháp thủ công và sở hữu thời gian hoàn vốn ấn tượng chỉ 1.5 tháng. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho sinh viên, kỹ sư và các cơ sở sản xuất đang tìm kiếm mô hình tự động hóa hiệu quả, chi phí thấp trong lộ trình hiện đại hóa sản xuất.