I. Thiết kế hệ thống truyền động
Phần này tập trung vào thiết kế hệ thống truyền động cho máy dán bìa giấy tự động. Thiết kế cơ khí được thực hiện dựa trên phần mềm AutoCAD, tập trung vào việc cải tiến cơ cấu dán bìa. Cơ cấu truyền động chính sử dụng động cơ 3 pha kết hợp với hệ thống bánh răng để nâng hạ bàn giấy và động cơ AC Servo cho cơ cấu dán bìa. Việc lựa chọn động cơ AC Servo nhằm mục đích nâng cao độ chính xác và tốc độ dán bìa, thay thế phương pháp điều khiển bằng khí nén cũ. Thiết kế điện bao gồm việc lựa chọn và tính toán các thiết bị cho tủ điện, PLC và Driver AC Servo là các thành phần quan trọng trong hệ thống điều khiển. Sơ đồ mạch điện, sơ đồ đi dây động lực và sơ đồ nối dây PLC được thiết kế chi tiết để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống. Cảm biến quang và cảm biến tiệm cận đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện vị trí và điều khiển quá trình dán bìa. Thiết kế này hướng tới việc tự động hóa toàn bộ quá trình dán bìa, tăng năng suất và giảm thiểu sự can thiệp của con người.
1.1 Lựa chọn phương án thiết kế
Đề tài này so sánh ba giải pháp tự động hóa cho cơ cấu lấy-dán bìa: phương án đẩy bằng xylanh-di chuyển bằng băng tải, phương án hút-đẩy bằng xylanh-di chuyển bằng xylanh trượt và phương án hút-đẩy bằng xylanh-di chuyển bằng AC Servo. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án về mặt kỹ thuật và kinh tế. Phương án sử dụng AC Servo được lựa chọn vì mang lại độ chính xác cao, tốc độ nhanh và khả năng điều khiển tốt hơn, phù hợp với yêu cầu tự động hóa cao của máy dán bìa. Gia công chính xác các bộ phận cơ khí là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả của phương án này. Mục tiêu là tối ưu hóa quá trình dán bìa, giảm thời gian và tăng năng suất. Phân tích chi phí cho từng phương án cũng được thực hiện để tìm ra giải pháp kinh tế nhất. Bảng đánh giá các phương án được trình bày để minh họa rõ ràng sự so sánh. Kết quả cho thấy phương án sử dụng AC Servo là tối ưu nhất.
1.2 Thiết kế chi tiết các thành phần
Phần này trình bày chi tiết thiết kế từng thành phần của hệ thống truyền động, bao gồm: thiết kế động cơ 3 pha, thiết kế động cơ AC Servo, thiết kế cơ cấu truyền động, thiết kế hệ thống cảm biến, thiết kế tủ điện và lập trình PLC. Bản vẽ kỹ thuật chi tiết được sử dụng để minh họa. Tính toán các thông số kỹ thuật như công suất động cơ, mô-men xoắn, tốc độ quay, v.v... được thực hiện cẩn thận. Việc lựa chọn các thiết bị điện, bao gồm PLC, HMI, Driver AC Servo, cảm biến, phải đáp ứng yêu cầu về độ chính xác, độ bền và hiệu quả kinh tế. Tối ưu hóa thiết kế nhằm giảm thiểu kích thước, trọng lượng và chi phí sản xuất. An toàn điện được đảm bảo bằng việc tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện quốc tế. Mô phỏng hoạt động của hệ thống truyền động cũng được thực hiện để kiểm tra hiệu quả hoạt động trước khi thi công.
II. Thi công hệ thống truyền động
Phần này mô tả chi tiết quá trình thi công hệ thống truyền động. Lắp đặt các thiết bị cơ khí, bao gồm động cơ, bánh răng, cơ cấu dán bìa, và các cảm biến được thực hiện theo đúng trình tự và quy trình. Lắp đặt hệ thống điện, bao gồm tủ điện, PLC, Driver AC Servo, và các thiết bị ngoại vi cũng được trình bày chi tiết. Sơ đồ lắp đặt và hình ảnh minh họa giúp người đọc dễ dàng hiểu được quá trình thi công. Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống sau khi lắp đặt là bước quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác. Vận hành thử nghiệm hệ thống được thực hiện để đánh giá hiệu quả của hệ thống truyền động. Báo cáo kết quả vận hành thử nghiệm và các vấn đề phát sinh trong quá trình thi công được trình bày rõ ràng.
2.1 Lắp đặt cơ khí
Quá trình lắp đặt cơ khí bao gồm việc lắp ráp các bộ phận cơ khí của máy dán bìa theo đúng bản vẽ kỹ thuật. Lắp đặt động cơ 3 pha, động cơ AC Servo, cơ cấu dán bìa, bàn chứa bìa, và các bộ phận khác được thực hiện cẩn thận. Độ chính xác trong việc lắp đặt là yếu tố quyết định đến hiệu quả hoạt động của máy. Kiểm tra sự thẳng hàng, độ rung, và các thông số khác để đảm bảo hoạt động ổn định. Việc sử dụng các dụng cụ đo lường chính xác là cần thiết. An toàn lao động được đảm bảo trong suốt quá trình lắp đặt. Chất lượng các mối hàn, bu lông, và các kết nối khác được kiểm tra kỹ lưỡng để tránh các sự cố trong quá trình vận hành. Hệ thống truyền động cần được kiểm tra kỹ sau khi lắp đặt để đảm bảo hoạt động trơn tru.
2.2 Lắp đặt điện và lập trình PLC
Quá trình lắp đặt hệ thống điện bao gồm việc lắp đặt tủ điện, đấu nối các thiết bị điện như PLC, Driver AC Servo, các cảm biến, và các thiết bị ngoại vi khác. Việc đấu nối phải tuân thủ đúng sơ đồ mạch điện để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động. Lập trình PLC là công việc quan trọng để điều khiển hoạt động của máy dán bìa. Chương trình được viết dựa trên ngôn ngữ lập trình Ladder logic. Chức năng của chương trình là điều khiển các động cơ, cảm biến, và các thiết bị khác để thực hiện quá trình dán bìa tự động. Kiểm tra và gỡ lỗi chương trình PLC là cần thiết để đảm bảo hoạt động chính xác và ổn định của máy. Giao diện người máy (HMI) được sử dụng để giám sát và điều khiển quá trình hoạt động của máy một cách dễ dàng. Bảo trì và bảo dưỡng định kỳ hệ thống điện cần được thực hiện để duy trì hiệu quả hoạt động của máy.
III. Thử nghiệm và đánh giá
Phần này trình bày quá trình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của hệ thống truyền động. Các thông số kỹ thuật của máy dán bìa giấy tự động được đo đạc và ghi nhận. Kết quả thử nghiệm được phân tích để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống. Năng suất, độ chính xác, độ tin cậy và các chỉ tiêu khác được đánh giá. So sánh với các phương pháp dán bìa truyền thống giúp đánh giá hiệu quả kinh tế của hệ thống. An toàn hoạt động của hệ thống cũng được đánh giá. Đề xuất các biện pháp cải tiến để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.
3.1 Phân tích kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống truyền động hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra. Năng suất của máy dán bìa đạt được mức cao hơn so với phương pháp thủ công. Độ chính xác của vị trí dán bìa cũng được cải thiện đáng kể. Thời gian chu kỳ dán bìa được rút ngắn. Phân tích các lỗi và vấn đề phát sinh trong quá trình thử nghiệm. Đề xuất các giải pháp khắc phục các vấn đề phát sinh. Dữ liệu thử nghiệm được trình bày dưới dạng bảng biểu và đồ thị để dễ dàng phân tích và so sánh.
3.2 Đánh giá tổng thể và đề xuất
Hệ thống truyền động được đánh giá là thành công. Năng suất được cải thiện đáng kể so với phương pháp truyền thống. Chi phí vận hành giảm nhờ tự động hóa. Độ chính xác và hiệu quả được nâng cao. Đề xuất cho việc ứng dụng công nghệ này trong sản xuất công nghiệp. Hạn chế của hệ thống và hướng phát triển trong tương lai. Đề xuất nghiên cứu thêm về các công nghệ tiên tiến hơn để cải thiện hiệu quả hoạt động của máy. Bảo trì hệ thống cần được chú trọng để đảm bảo hoạt động lâu dài và ổn định. Tài liệu tham khảo được liệt kê đầy đủ.
