CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là sự kết hợp của công nghệ trong các lĩnh vực vật lý, công nghệ số và sinh học, tạo ra những khả năng sản xuất hoàn toàn mới và có tác động sâu sắc đến đời sống kinh tế, chính trị, xã hội của con người. Nắm bắt được nhu cầu thực tế về nhãn in hầu như có mặt khắp mọi nơi. Ứng dụng trong khắp các lĩnh vực trong xã hội, từ nhận diện đến mã vạch thanh toán,,, Trước tình hình thực tế đó, Nhóm đã quyết định thực hiện nghiên cứu và chế tạo máy đánh nhãn, với mục đích nhằm khắc phục được những hạn chế từ các loại máy in đã có trước đó, đồng thời giúp cho Nhóm có thêm công cụ để phục vụ cho công việc nghiên cứu sau này.
Đề tài được xây dựng trên cơ sở những ưu điểm của công nghệ in, phát huy những ưu điểm và hạn chế một số nhược điểm của máy in đi trước. Nội dung của đề tài là nghiên cứu thiết kế truyền động cho máy đánh nhãn, tối ưu hóa đường di chuyển đầu bút in, để có thể tối ưu hóa thời gian in. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Ngày trước, việc dán nhãn các sản phẩm đều được sử dụng bằng phương pháp thủ công, nhân công dán tay tốc độ dán sẽ không được cao, độ đồng đều của tem nhãn sẽ không đảm bảo dẫn đến năng suất thấp không thực sự hiệu quả, chi phí nhân công cao. Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu của khách hàng về sản lượng thì hầu hết các đơn vị đã và đang đầu tư các thiết bị máy dán nhãn tự động để tự động hóa, giúp cho sản phẩm đảm bảo được mĩ quan, năng suất được tăng cao cũng như giảm bớt chi phí nhân công so với dán nhãn thủ công.
Đa số những máy in nhãn trên thị trường là máy cầm tay hoặc máy in mã vạch. Nên chưa có một hệ thống máy chuyên dụng nào phục vụ cho yêu cầu in nhãn hàng loạt ứng dụng trong công nghiệp. Vì vậy Nhóm quyết định thiết kế chế tạo máy đánh nhãn để phục vụ cho các kỹ sư trong việc bảo trì các máy móc một cách dễ hơn dựa trên các nhãn mác mà máy in ra. Trên thị trường Việt Nam có rất nhiều loại máy có chức năng in mã vạch, kí hiệu - kí tự lên sản phẩm để thuận tiện cho quá trình quản lý kho và lưu kho, có thể nhìn thấy rõ nhất 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG với cái lĩnh vực trong ngành Logistic, thương mại điện tử,,, Bên cạnh đó, những nhãn in trong công nghiệp tự động hóa hiện nay cũng phát triển không ngừng nghỉ.
Đó cũng là lý do tại sao hiện nay trên thị trường có rất nhiều kiểu máy khác nhau luôn cải tiến về mọi mặt về độ thẩm mỹ, năng suất làm việc,,,để tìm được một máy đánh nhãn ứng dụng trong tự động hóa có thương hiệu trong nước hầu như không có. Tuy nhiên, để các sản phẩm Việt Nam canh tranh được với các nước trên thế giới thì rất khó. Với các nước có nền công nghiệp đi đầu như Đức, Nhật,,, họ luôn sử dụng những công nghệ, thiết bị tiên tiến bậc nhất do đó giá cả cũng khá là đắt đỏ khi thương mai trên thị trường. Những máy của Đức luôn cho ra sản phẩm có độ bền và chất lượng cao, với kết cấu máy nhỏ gọn và có thể hoạt động dưới điều kiện khắc nghiệt.1: Máy Plotter and Engaver của Đức[6] 1.
Lý do chọn đề tài Chúng ta đã quá quen thuộc với những chiếc máy in 3D, máy in văn phòng. Hay nói rộng ra là công nghệ in có mặt khắp mọi nơi và chính là xu hướng của thế giới tương lai. Những kỹ sư trong tương lai cần phải nắm bắt được công nghệ như vậy. Vì vậy được sự hướng dẫn của thầy Dương Thế Phong mà Nhóm đã thiết kế, chế tạo máy dựa trên công nghệ in hiện tại và kiến thức đã được học.
Ngày nay, hầu như xung quanh chúng ta đều là những hệ thống số, muốn hiểu hết được những chỉ dẫn hay trao đổi thông tin giữa thiết bị và con người, thiết bị và thiết bị thì chúng ta phải cần có những bảng chỉ dẫn, nhãn dán thông tin, mã vạch. Chính vì vậy mà nhu cầu về nhãn in nói chung là một nhu cầu tất yếu của cuộc sống ngày nay. Với số ít công ty yêu cầu về sự đặc biệt về sản phẩm như đánh trực tiếp lên vỏ Box hoặc đánh trực tiếp lên thanh Domino với không gian nhỏ chỉ khoảng 0.5 cm2 để tạo nét riêng 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG cho sản phẩm thì Nhóm chúng em quyết định chọn đề tài với mục đích đáp ứng số ít những yêu cầu đặc biệt như thế và có thể thay thế cho những máy trên thị trường với chi phí cao hiện nay. Tính thiết thực của đề tài Công nghệ in không hề có giới hạn, để một người kỹ sư hiểu được thiết bị, linh kiện mình sử dụng là gì? Thông số hoạt động, yêu cầu kỹ thuật hay nhân viên siêu thị chỉ cần quét mã vạch là biết được sản phẩm, thanh toán được nhanh chóng.
Tất cả đều cần có nhãn in, chính vì thế mà máy in nhãn sẽ là một lựa chọn cho xu thế hiện nay. Thiết kế mẫu máy đánh nhãn với chất lượng mẫu in tốt phục vụ cho công việc nghiên cứu và giảng dạy trên trường lớp. Phát triển chất lượng về nhãn in, kết cấu máy so với những dòng máy khác trên thị trường nhưng vẫn phải đảm bảo về mức giá hợp lý. Giới hạn của đề tài 1.
Máy đánh nhãn tập trung đánh các kí tự - kí hiệu trên thanh Terminal như hình 1.2: Đánh nhãn trên Dominal [7] 2. Máy đánh mạch điện trên bìa giấy cứng như hình 1.3: Đánh mạch điện 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG 3. Máy đánh các kí tự - kí hiệu lên vỏ Box hoặc các cầu đấu điện như hình 1.4: Cầu đấu dây điện [8] Tốc độ in của máy in thường được quy về đơn vị IPS, là thông số thể hiện chiều dài được in ra trên mỗi giây. Tùy vào nhu cầu sử dụng, mà tốc độ in cũng là một trong những yếu tố quan trọng để khách hàng lựa chọn.
Đối với các dòng máy công nghiệp thì tốc độ in thường cao hơn so với các dòng máy khác. Tốc độ Kích thước Đối tượng in (mm/s) (mm) Đầu bút 1. Kí tự - trên miếng Phoenix UTC-TM 8 và các miếng khác (76,118) Bút lông dầu cùng loại theo hình 1. Mạch điện – Bìa cứng A4 (210,297) Bút lông dầu hoặc bút bi theo hình 1.
Kí tự- trên Box hoặc cầu đấu (90,145) Bút lông dầu điện theo hình 1.4 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG Các sản phẩm của máy đáp ứng nhu cầu cho các công ty với mong muốn đánh trực tiếp lên sản phẩm như vỏ Box, miếng Phoenix hoặc mạch điện trên bìa giấy cứng để tạo nén đặc trưng riêng cho sản phẩm. Hoặc phạm vi diện tích đánh lên nhỏ mà các máy khác không làm được. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ 2. Tổng quan về dự án Chức năng sử dụng: máy hoàn thành đúng yêu cầu, kích thước bản vẽ, chính xác về mặt tính toán.
An toàn, bền vững: đảm bảo an toàn về mặt cơ khí và hệ thống điện, hạn chế sai hỏng. Kinh tế: phù hợp kinh tế, đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu đặt ra vừa hợp lý về tài chính. Các thiết bị được sử dụng cho máy là các thiết bị tiêu chuẩn luôn có sẵn trên thị trường dễ tìm, dễ mua từ đó tạo điều kiện thuận lời cho quá trình bảo trì và thay thế. Tổng quan về CNC 2.
Giới thiệu về máy CNC Máy CNC là viết tắt của cụm từ Computer Numerical Control – (điều khiển hệ thống máy vi tính). Nói một cách dễ hiểu, đây là một hệ thống máy móc chuyên gia công cơ khí tự động, hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng các chương trình viết bằng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D (thường gọi là mã G). Để máy CNC hoạt động được, cần phải nạp chương trình vào hệ thống vi tính thông minh, máy vi tính có nhiệm vụ xử lý và điều khiển các bộ phận của máy như đầu cắt, tốc độ cắt, biên độ cắt,… theo chương trình có sẵn để gia công sản phẩm [1]. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Máy CNC có 1 hoặc nhiều trục chính.
Trục chính có tốc độ quay rất cao, đầu trục chính được gắn vào đầu cắt như mũi khoan để cắt sản phẩm theo trục lên xuống( trục Z). Thân máy có bàn gá để cố định sản phẩm và di chuyển theo các trục X,Y. Kết hợp với trục chính ( phương Z) để đưa lưỡi cắt di chuyển theo các phương hướng, bề mặt muốn gia công của sản phẩm. Phân loại máy CNC Trong ngành công nghiệp sản xuất nói chung, máy CNC có khá nhiều chủng loại và chức năng khác nhau.
Chính vì vậy mà việc phân loại cũng có những tiêu chí khác nhau: 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG - Theo phương pháp truyền động: truyền động điện, thủy lực, khí nén. - Theo phương pháp điều khiển: điều khiển điểm, điều khiển đoạn, điều khiển theo đường cắt ( máy 2D, máy 3D). - Theo phương pháp thay dao: thay dao bằng tay, phương pháp tự động kiểu rơ-vôn- ve. - Theo hệ điều hành: Fanuc, Siemens, Fagor, EMCO,… - Theo số lượng trục của máy.
- Theo kích cỡ và trọng lượng máy [1]. 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG Một số hình ảnh của máy CNC trong công nghiệp: Hình 2.1: Máy khoan CNC[9] Hình 2.2: Máy phay CNC[10] 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THẾ PHONG 2. Ưu và nhược điểm của máy CNC ➢ Ưu điểm: - Độ chính xác làm việc cao, thông thường các máy CNC có độ chính xác là 0.001mm và có thể đạt được độ chính xác cao hơn như thế. - Chất lượng gia công ổn định, độ chính duy trì theo thời gian.
- Tốc độ cắt cao, nhờ cấu trúc cơ cấu cơ khí chắc chắn của máy, những vật liệu cắt hiện đại như kim loại cứng có thể sử dụng tốt hơn. - Thời gian gia công ngắn hơn, tiết kiệm nhân công. - Có khả năng vận hành liên tục, ổn định và ít xảy ra lỗi [1]. ➢ Nhược điểm - Giá thành chế tạo máy cao.
- Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cao. - Người đứng máy cần phải có chuyên môn để hiểu được nguyên lý hoạt động của máy [1].