Đặt vấn đề: Trong những năm gần đây, Việt Nam đã phát triển và hội nhập vào nền kinh tế thế giới bằng nền sản xuất đa dạng và đầy tiềm năng. Trên đà phát triển đó, đã có nhiều vấn đề tự động hóa trong sản xuất trên nhiều lĩnh vực, đồng thời hoạt động sinh hoạt hằng ngày của con người đã trở thành nhu cầu cần thiết. Ngày nay, với sự ra đời và cải tiến của các Chip điện tử, PLC, máy tính, CNC…Cùng với việc sử dụng rộng rãi và bao trùm của nó đã đẩy mạnh và sự phát triển của tự động hóa lên một tầm cao hơn. Quy trình này đã diễn ra nhanh chóng và cực kỳ chuẩn xác.
Công nghệ kỹ thuật tự động hóa đã được áp dụng vào việc phân loại, bốc xếp và dán thùng sản phẩm. Đây là ứng dụng tiến hành đưa một phần hoặc toàn bộ hoạt động sản xuất từ sức lao động của con người đến cho máy móc thiết bị. Điểm đặc biệt của quy trình tự động hóa là không cần sự can thiệp quá nhiều của con người để vận hành máy móc. Máy móc có thể tự hoạt động một cách linh hoạt và trơn tru nhờ vào các hệ thống điều khiển khác nhau.
- Lợi ích của hệ thống phân loại, bốc xếp và dán thùng sản phẩm: - Sử dụng ít nhân công và diện tích để chứa hàng hóa. - Phân loại được các hàng hóa khác nhau (đa dạng hàng hóa thường để chung với nhau trong 1 kho rất khó để phân loại). - Bảo quản tốt hàng hóa khi có số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau dẫn đến hư hỏng móp méo). - Dễ soát số lượng hàng hóa xuất và nhập sản phẩm.
- Hạn chế các loại xe nâng hạ vận hành bằng tay và giảm thiểu tai nạn do lỗi vận hành của công nhân. - Loại bỏ các hư hỏng sản phẩm do lỗi xử lý thủ công trong kho. - Hệ thống theo dõi theo từng ngày, giờ và cập nhật quản lý hàng tồn kho theo thời gian thực một cách chính xác mà không cần nhiều sự giám sát từ con người - Làm gia tăng mạnh năng lực cho khâu dịch vụ khách hàng. - Cho phép rút ngắn thời gian thu hồi khoản đầu tư (ROI) Hiện nay một số các công ty lớn đã áp dụng hình thức này trong cách vận hành kho.
Năng suất kho hàng của công ty Amazon đã vươn lên 40% doanh thu còn chi phí vận hành giảm xuống chỉ còn dưới 10% khi sử dụng hệ thống phân loại thông minh. Công nghệ này đã giúp ích rất nhiều cho việc kinh doanh của công ty từ khi họ sử dụng đến hệ thống thông minh. SVTH: Nguyễn Đức Tính Nguyễn Quốc Trung 19CĐT Phạm Trung Hiếu 1 Đồ án: TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG Đây là bằng chứng thực tế nhất đã cho ta thấy được hiệu quả rõ ràng mà hệ thống phân loại, bốc xếp và dán thùng sản phẩm đem lại cho doanh nghiệp. Trong những năm gần đây, rất nhiều công ty tại Việt Nam cũng đã và đang dần sử dụng đến hệ thống vận hành thông minh trong việc lưu trữ, xuất nhập hàng hóa cũng như quản lý hàng hóa.
Các chuyên gia đã đưa ra các ý kiến khuyên doanh nghiệp không nên tiếp tục giữ cách phân loại và xử lý hàng hóa tại các kho hàng truyền thống. Bởi hình thức này khiến giá thành của sản phẩm, dịch vụ tăng cao nguyên nhân là do chi phí vận hành lớn. Về lâu dài, nó chính là nguyên nhân khiến doanh nghiệp dần mất đi sức hút với khách hàng khi so sánh với các công ty ứng dụng hệ thống tự động. Dự đoán của các chuyên gia cho rằng trong một vài năm tới, xu hướng sử dụng công nghệ phân loại tự động sẽ tiếp tục tăng cao và rộng rãi đến với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Phần lớn các doanh nghiệp sẽ chuyển dần từ kho truyền thống sang hệ thống vận hành thông minh để giảm bớt các chi phí cho công nhân trực kho. Mục đích sau cùng là nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh và giảm thiểu tối đa chi phí vận hành một cách tối đa. Từ đó giúp cho tăng lợi nhuận khi kinh doanh Tự động hóa việc xuất,nhập sản phẩm. Mục tiêu nghiên cứu: Mục đích của việc nghiên cứu và thực hiện đề tài này là phát huy, ứng dụng các kiến thức mà mình được được học trên trường lớp vào đề tài cụ thể.
Kiểm tra lại những kiến thức đã học tại trường, nâng cao trình độ chuyên môn trong quá trình nghiên cứu,đồng thời qua đó đánh giá được lượng kiến thức đã đạt để thi công mô hình, đồng thời phát huy tính sáng tạo, cải thiện khả năng giải quyết vần đề theo yêu cầu đặt ra. Đây cũng là cơ hội cho em khẳng định mình trước khi ra trường và làm việc cho các công ty trong môi trường chuyên nghiệp sau này. Với mục đích nhằm đáp ứng nhu cầu phân loại sản phẩm, hàng hóa một cách tự động giúp tiết kiệm thời gian và chi phí thì em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống phân loại, bóc xếp và dán thùng sản phẩm theo mã qr code sử dụng PLC”. Thực tiễn đề tài: Thiết kế và thi công mô hình hệ thống phân loại sản phẩm, bốc xếp và dán thùng sản phẩm theo mã qr code ứng dụng PLC S7-1200 nhằm nghiên cứu và có thể ứng dụng vào một vài công việc trong thực tế.
Làm tài liệu học tập cho sinh viên khóa sau , làm nguồn tài liệu tham khảo cho việc thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm, SVTH: Nguyễn Đức Tính Nguyễn Quốc Trung 19CĐT Phạm Trung Hiếu 2 Đồ án: TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG bốc xếp và dán thùng sản phẩm theo mã qr code ở các nhà máy. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: - PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC. - Phần mềm Tia Portal. - Driver TB6600 Phạm vi nghiên cứu: - Thiết kế phần cứng và tạo ra mô hình, sản phẩm hoàn chỉnh.
- Lập trình trên PLC S7-1200 điều khiển giám sát “Hệ thống phân loại sản phẩm, bốc xếp và dán thùng sản phẩm theo mã qr code sử dụng PLC”. Giới hạn đề tài: -Vì điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị và thời gian bị còn hạn chế nên chúng em chỉ tập trung tính toán và hoàn thành một máy có thể hoạt động được, còn rất nhiều vấn đề khác cần phải hoàn thiện thêm. -Do kinh phí để chế tạo hạn hẹp nên không thể sử dụng được hết những chi tiết, cơ cấu hiện đại, như động cơ Servo, các phần cơ khí tốt, bộ điều khiển hiện đại …. -Kiến thức còn hạn chế nên chúng em gặp rất nhiều khó khăn trong việc tiếp cận và lĩnh hội thông tin về đề tài.
Cơ sở thiết kế mô hình: -Việc tính toán thiết kế các bộ phận của máy hoàn toàn dựa vào lý thuyết của môn học máy cắt kim loại, môn sức bền vật liệu, vẽ kỹ thuật. Vậy cơ sở tính toán thiết kế bao gồm các chỉ tiêu sau: + Chỉ tiêu độ bền + Chỉ tiêu độ chính xác. + Chỉ tiêu về tính công nghệ. -Để đảm bảo các chỉ tiêu trên người thiết kế dùng các phương pháp sau đây: + Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu, tìm cách ứng dụng các công thức phương trình để tính toán, kiểm tra độ bền của các chi tiết, bộ phận máy.
+ Phương pháp phân tích: sử dụng các kiến thức với sự trợ giúp của máy tính để tính toán thiết kế, sử dụng các phần mềm để tính toán thiết kế. Đây là phương pháp cho độ chính xác tương đối cao, thời gian nhanh. SVTH: Nguyễn Đức Tính Nguyễn Quốc Trung 19CĐT Phạm Trung Hiếu 3 Đồ án: TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM TRONG SẢN XUẤT 2.
Giới thiệu về hệ thống phân loại: 2. Khái niệm: - Hệ thống phân loại là việc thực hiện phân loại hàng hóa theo một điểm đến nhất định. Các sản phẩm được phân chia một cách tư động theo các đặc tính như mã vạch được gắn trên sản phẩm. Hệ thống phân loại phổ biến là băng tải tự động, chúng di chuyển sản phẩm và chuyến hướng đến điểm đến cụ thể.1 Hệ thống phân loại trong sản xuất - Hệ thống phân loại sản phẩm tự động được sử dụng để phục vụ và hỗ trợ dây chuyền phân loại đóng gói, chế biến, xuất nhập kho, hàng hóa, bưu kiện.
Các sản phẩm được phân loại theo một số tiêu chí như: kích thước, chiều cao, trọng lượng, màu sắc. nhờ vào công nghệ Vision tiên tiến với Camera kiểm tra sản phẩm. - Các sản phẩm được phân loại giúp đảm bảo các tiêu chí thành phẩm, hình dáng, trọng lượng trước khi đóng gói hoặc các tiêu chí phân loại theo thông tin mục đích sử dụng của nhà sản xuất, dịch vụ. Sản phẩm được phân loại có thể được chuyển sang dây chuyền đóng gói tự động hoặc lưu/xuất kho.
SVTH: Nguyễn Đức Tính Nguyễn Quốc Trung 19CĐT Phạm Trung Hiếu 4 Đồ án: TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG Hình 2.2 Hệ thống phân loại trong thực phẩm 2.2 Ưu điểm nổi trội của dây chuyền phân loại tự động: - Với phương pháp phân loại sản phẩm truyền thống yêu cầu không gian làm việc rộng hơn cho số lượng người tham gia phân loại lớn, thời gian phân loại lâu và dễ sai sót. Nhờ vào phương pháp dây chuyền phân loại tự động, sử dụng camera kiểm tra sản phẩm, số lượng nhân công giảm xuống đáng kể (tới 80%) khi năng suất tăng lên từ 3 - 5 lần cùng với tỷ lệ nhầm lẫn, sai sót được kiểm soát. - Trong thời đại công nghệ số hiện nay, hệ thống phân loại sản phẩm tự động đã và đang là hình thức mà các đơn vị sản xuất, dịch vụ thương mại điện tử, giao nhận hướng tới nhờ vào những ưu thế vượt trội mà hệ thống mang lại. - Dây chuyền phân loại sản phẩm hoạt động theo cơ chế phân loại sản phẩm với máy phân loại cảm biến nhận diện sản phẩm, camera check ngoại quan sản phẩm, cân điện tử, hệ thống đo, cơ cấu chọn, vận chuyển (băng tải, băng chuyền, bẫy, tay gạt, băng tải góc, bộ gạt,.
Hệ thống phân loại sản phẩm tự động được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau: chế biến nông sản, rau củ quả, nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, cơ khí, kho trung chuyển, chuyển phát nhanh logistic, bưu chính thương mại điện tử trong phân loại bưu kiện, hàng hóa,. SVTH: Nguyễn Đức Tính Nguyễn Quốc Trung 19CĐT Phạm Trung Hiếu 5 Đồ án: TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƯỜNG Hình 2.