NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI NGHIÊN CỨU, THIÉT KÉ MÁY LÀM BÁNH TRUNG THU Tự ĐỘNG RESEARCH AND DESIGN AUTOMATIC MOON CAKE MAKER Lê Hoàng Anh, Duong Tấn Đạt Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỳ thuật Vĩnh Long[.]
NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI NGHIÊN CỨU, THIÉT KÉ MÁY LÀM BÁNH TRUNG THU Tự ĐỘNG RESEARCH AND DESIGN AUTOMATIC MOON CAKE MAKER Lê Hoàng Anh, Duong Tấn Đạt Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỳ thuật Vĩnh Long TÓM TẮT Mảy làm bánh trung thu tự động ngày sử dụng nhiều sở sản xuất vừa nhò Máy làm bánh trung thu tự động từ công việc cấp nhân công đoạn định hình cho bánh cách tự động với suất cẩu đơn gián mang lại hiệu cao chưa nghiên cứu nhiêu nước Bài báo giới thiệu kết quà nghiên cừu thiết kế cấu cấp nhân vỏ bánh cơng đoạn với hệ thơng dây mềm, định hình bánh bang hệ thong khí nén thực tự động băng hệ thống cảm biến Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm Inventor Profesional đê thiết kế thực nghiệm tiến hành với loại bảnh trung thu nhân chay với áp suất nén bar Từ khóa: Bảnh trung thu; Hệ thong tự động; Cảm biến; Định hình ABSTRACT Automatic moon cake making machines are increasingly used in small and medium production facilities The automatic mooncake making machine from filling the filling to shaping the cake automatically with productivity and simple structure but with high efficiency has not been studied much in the country This paper introduces the research results on the design of the filling mechanism and the crust at one stage with the soft wire system, the cake shaping by the pneumatic system is performed automatically by the sensor system In this study, the research team used Inventor Proesional software to design and experiment with vegetarian mooncakes with a compressed air pressure of bar Keywords: Moon cake; Automatic system; Sensor; Shaping ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, SỐ 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 107 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI l.ĐẶT VẤN ĐÈ kết hợp với phương pháp thực nghiệm đế kiểm tra kết thiết kế hiệu kết cấu Bánh trung thu sản phẩm bánh truyền thống vào ngày trung thu, sản phẩm gợi bao tuổi thơ cho người xa Ngày nay, với phát triển vượt bậc hệ thống tự động hóa, việc làm nhừng bánh đẹp mắt, thơm ngon dần đơn giản Máy làm bánh trung thu tự động đời đà làm cho sản phẩm bánh dần cải thiện chất lượng lần mầu mã Tuy nhiên, máy làm bánh trung thu tự động có kết cấu phức tạp, chi phí cao hộ sản xuất nhỏ Nghiên cứu chế tạo máy làm bánh trung thu tự động thực với mục đích đưa kết cấu cho máy nhằm khắc phục hạn che vần đảm bảo hiệu làm việc máy Trong nghiên cứu, máy làm bánh trung thu tự động thiết kế với phương án cấp nhân vỏ tự động hệ thống truyền động khí nén sử dụng thực chuyên động máy, vỏ bánh nhân cấp đồng bánh định hình ổn định thông qua cảm biến điều khiển Hiện tại, thị trường chưa có nghiên cứu máy làm bánh trung thu tự động ứng dụng cơng nghệ khí nén vào hoạt động cho tồn máy từ cơng đoạn cấp nhân đến cơng đoạn tạo hình cho bánh Phần lớn máy thị trường thiết bị đại, có cấu phức tạp sử dụng cấu trục vít để cấp nhân vỏ bánh, hệ thống vật sàn xuất từ nước Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ vừa nghiên cứu Trong nghiên cứu, mơ hình máy làm bánh trung thu tự động thực điều khiển thông qua hệ thống PLC, sử dụng cảm biến đê định lượng bánh xác định bánh hệ thống làm việc PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu Đẻ giải vấn đề, nhóm nghiên cứu áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiếu ứng dụng quy trình làm bánh thủ cơng vào thiết kế cấu máy tự động Nghiên cứu lý thuyết điều khiển tự động để xây dựng chương trình điều khiển thiết bị điều khiến quy trình hoạt động máy - Nghiên cứu thực nghiệm: Trên sở thiết kế kết cấu máy quy trình hoạt động máy, tiến hành thực nghiệm với nguyên liệu làm bánh chay, từ đưa đánh giá cải thiện thiết kế MÁY LÀM BÁNH TRUNG THU TỤ ĐỘNG 3.1 Thiết kế kết cấu khí Máy làm bánh trung thu tự động thiết kế ứng dụng hệ thống khí nén Kết cấu máy chia làm cấu bao gồm cấu tạo vỏ bánh cấp nhân, cấu định lượng bánh cấu định hình bánh Trên ý tưởng thiết kế cấu cấp nhân lúc với cấu tạo vò bánh Võ bánh trung thu dày hay mỏng phụ thuộc vào loại bánh, bánh chay có vỏ bánh dày so với bánh nhân thịt cấu tạo vỏ bánh thiết kế với kết cấu tùy chinh Trong nghiên cứu nhân bánh cấp lúc với vỏ bánh kết cấu thiết kế cấu có dạng hình Cơ cấu giúp cho nhân bánh vỏ bánh tỉ lệ với nhau, vỏ bánh mỏng đường kính hệ thống cấp nhân thay đổi theo làm cho nhân lớn hơn, cấu điều chỉnh thực tay ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 108 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI lượng bột, nhiệm vụ thứ hai tạo lực kẹp vỏ khơng cho nhân bánh rơi ngồi Đuởng ơng dần nhàn Ụ chứa bột Bộ phận tạo võ Hĩnh 1: Cơ cấu tạo vỏ bánh nhân bánh Hình 3: Cơ cấu định lượng bánh Thiết kế mơ hình thực với thê tích ụ chứa bột khoảng 5kg bột để tiến hành thực nghiệm cho cấu Hệ thống ép tạo vỏ bột cấp nhân thực thông qua xylanh thúy lực Xylanh thực nhiệm vụ kép, vừa tạo lực ép bột vừa tạo lực đẩy nguyên liệu nhân bánh 3.3 Cơ cấu định hình bánh Định hình bánh thực thơng qua cấu dập khí nén, khn định hình gia cơng máy CNC Định hình bánh thực tín hiệu cảm biến nhận ngun liệu bánh đến vị trí định hình Hình 2: Cơ câu tạo vỏ bảnh câp nhân thủy lực Hình 4: Cơ cấu định hình bánh trung thu 3.2 Cơ cấu định lượng bánh Định lượng khối lượng bánh giúp cho việc tạo hình bánh xác Cơ cấu định lượng bánh nhóm nghiên cứu thực thông qua cảm biến, cấu phân khối lượng nguyên liệu thực dựa cấu trúc dây mềm Khi khối lượng bột đạt khối lượng thiết lập cấu cắt bột dây mềm thông qua truyền động khí nén thực việc định lượng bột Cơ cấu dây mềm thực hai nhiệm vụ, thực việc cắt đứt khối Hình 5: Mô hỉnh máy làm bánh trung thu tự động ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 109 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI 3.4 Hệ thống điều khiển a Sơ đồ mạch điều khiến máy làm bánh trung thu tự động Hệ thống điều khiến máy làm bánh trung thu tự động thực thông qua thiết bị điều khiển trung tâm PLC tín hiệu đầu vào từ sensor Dựa vào quy trình hoạt động máy, sơ đồ mạch điều khiên máy sau: b Điều khiển hệ thống Hệ thống máy làm bánh trung thu tự động ứng dụng thiết bị khí nén thực thiện thơng qua xylanh tạo lực ép lên ụ chứa bột nhân bánh, sau cảm biến định lượng khối lượng bánh cần chia cấu cat bắt đầu hoạt động Trong lúc này, băng tải vận chuyển vỏ bánh có chứa nhân bánh đến vị trí định hình, thơng qua cám biến phát xylanh có lắp đặt khn bánh di chuyến xuống định hình bánh, trình định hình thực giây Sau thời gian này, khn định hình di chuyển vị trí cũ bánh chuyển sang công đoạn Quy trình thực tự động đến khối lượng bột có ụ chứa bột hết Cảm biến đặt cuối hành trình xylanh tạo vỏ bánh Hình 6: Sơ đồ mạch điều khiên máy làm bảnh trung thu tự động Hệ thống điều khiển thực việc điều khiển thiết bị hệ thống van khí nén dùng đế cấp nguồn cho cấu cat, cấu tạo vỏ bánh, cấu cấp nhân cấu định hình Bên cạnh đó, bánh vận chuyển nhờ cấu băng tải điều khiển cho đồng với cấu phía trước Hình Lưu đồ điều khiên máy làm bánh trung thu tự động ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 110 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI KÉT QUẢ THỰC NGHIỆM Thực nghiệm tiến hành với nguyên liệu bánh bột mì ngang nhào sằn theo tiêu chuấn bột bánh trung thu, nhân bánh làm từ đậu xanh chế biến thành bánh chay giống với thị trường Thực nghiệm tiến hành với áp suất áp suất khí nén -8 bar, khn bánh có kích thước 65 mm, trọng lượng bánh thực thông qua cảm biến đo Kết thống kê bảng cho thấy áp suất khí nén thực việc tạo vỏ bánh cấp nhân ảnh hưởng đến trình làm bánh Với áp suất bar bánh đêu đạt yêu cầu, tăng áp suất lên bar bánh không đạt yêu cầu mong muốn áp suất cao làm cho trình cấp nhân vỏ bánh không tỉ lệ với làm cho bánh không đạt yêu cầu Với thực nghiệm áp suất bar bánh khơng đạt u cầu trình điều khiển nguồn áp cho xylanh khí nén cần phải thực Hình 8: Mau bánh tạo từ mơ hình làm bánh trung thu tự động Bảng Thông kê thực nghiệm với cảm biến đo trọng lượng bánh Trong thực nghiệm này, nhóm tác giả cịn thực nghiệm với cấu cắt vỏ nhân bánh đe định khối cho bánh Thực nghiệm tiến hành với áp suất thay đổi từ bar đến bar Áp suất Khuôn bánh (mm) Trọng lượng (gr) bar 65 150 Bánh đạt hình dạng mong muốn bar 65 100 Bánh đạt hình dạng mong muốn Áp suất Tốc độ cắt Bánh chưa đạt bar Chậm hình dạng mong muốn, chua đầy bar Chậm Bột cắt đứt Bar Chậm Bột chưa cắt đứt hồn tồn Bánh chưa đạt Bar hình dạng A _ Chậm Bột chưa cắt đứt \vờịẤ\ Vídxx Bar 65 100 Ket qua Bảng Kết thực nghiệm cấu cắt phân khối bột cho bánh trung thu: khuôn L Bar — 65 A 90 VZ-A Kết Bột cắt đứt hoàn toàn ISSN 2615 - ■’^^"^A^T^cT^Vl^thang^nani 2022 111 NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI ảnh hưởng chất lượng bột cần phải giám sát dạng hồi tiếp Thực nghiệm khâu định hình cịn số hạn chế tốc độ băng tải Những hạn chế khắc phục hồn thiện thơng qua hệ thống tự động giám sát thông qua thiết bị vi điện tử Trong tương lai, máy làm bánh trung thu tự động phải nghiên cứu cấu điều chỉnh độ dày mỏng vỏ bánh theo yêu cầu, kích thước bánh cần lựa chọn giám sát thơng qua hệ thống hình Hệ thống máy làm bánh trung thu tự động có lựa chọn nhiều kích thước bánh, hệ thống Hình 9: Kết định lượng bánh Kết cấu cắt định lượng khối lượng bánh trung thu mang lại sổ kết tốt, với áp suất bar khối lượng bánh phân chia xác, nhân khơng bị rơi ngồi, đồng thời phần lại nguyên liệu bao lại Khi áp suất thấp, kết đạt không cao lực cắt không đu để cất vật liệu bột độ dẻo KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong nghiên cứu trên, số kết cấu khí ứng dụng hệ thống thủy lực khí nén vào điều khiển chế tạo máy làm bánh trung thu tự động mang lại kết khả quan, có thành sản phâlĩì, Tuy nhiên, cấu cịn có so hạn chế thể thực thương mại hỏa kêt câu định lượng cịn chưa xác, câu câp bột nhân nhiều khuyết điểm tự giám sát tự động thông qua xử lý ảnh đê tự động hóa khâu phân loại bánh hỏng ❖ Ngày nhận bài: 12/5/2022 Ngày phản biện: 15/6/2022 Tài liệu tham khảo: [ ] Nguyễn Ngọc Phương, Huỳnh Nguyễn Hoàng; “7/ệ thống điều khiển thủy lực", NXB Giáo dục, 2000 [2], Nguyễn Đắc Lộc; “Sổ tay công nghệ chế tạo mảy Tập r, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2007 [3], Nguyễn Tấn Đời, Tạ Văn Phương; “Bài giảng điều khiển lập trình 2'\ Trường Đại học Sư phạm Kỳ thuật TP Hồ Chí Minh, 2008 [4], Phạm Quang Thắng; “Inventor - CAM- HSM\ Trường Đai học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, 2014 [5], https://lonuongbanhrni.net.vn/danh-muc/dav chuyen-lam-banh-trung-thu/ 112 TẠP c°bhivietnam.vn ! 2022 ... cấu máy quy trình hoạt động máy, tiến hành thực nghiệm với nguyên liệu làm bánh chay, từ đưa đánh giá cải thiện thiết kế MÁY LÀM BÁNH TRUNG THU TỤ ĐỘNG 3.1 Thiết kế kết cấu khí Máy làm bánh trung. .. làm việc máy Trong nghiên cứu, máy làm bánh trung thu tự động thiết kế với phương án cấp nhân vỏ tự động hệ thống truyền động khí nén sử dụng thực chuyên động máy, vỏ bánh nhân cấp đồng bánh định... thống tự động hóa, việc làm nhừng bánh đẹp mắt, thơm ngon dần đơn giản Máy làm bánh trung thu tự động đời đà làm cho sản phẩm bánh dần cải thiện chất lượng lần mầu mã Tuy nhiên, máy làm bánh trung