Thiết kế và chế tạo mô hình máy in thông tin sản phẩm trên chai nhựa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THƠNG TIN SẢN PHẨM TRÊN CHAI NHỰA NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS LÊ HOÀI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Trịnh Duy Tùng 1811032765 18DCTA2 Phạm Nguyễn Duy Thiên 1811032754 18DCTA2 Hà Thiên Tân 1811032750 18DCTA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Tóm tắt Ngày với phát triển ngành công nghiệp điện tử khí, điều khiển tự động hóa đóng vai trị quan trọng lĩnh vực Bên cạnh đó, Việt Nam đẩy mạnh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, mà cần phải học hỏi, tiếp thu vận dụng điều khiển tự động trình sản suất cách thật hiệu quả, góp phần phát triển khoa học kỹ thuật nước nhà Dựa theo trình quan sát tìm hiểu thực tế, nhóm nhận thấy dây chuyền sản suất doanh nghiệp khâu in thông tin sản phẩm khâu quan trọng q trình gia cơng sản suất Chính mà nhóm định tìm hiểu nghiên cứu sâu “Thiết kế chế tạo mơ hình máy in thông tin sản phẩm chai nhựa” Để thực đề tài nhóm tham khảo nghiên cứu internet, sách nguồn khác Bên cạnh nhóm áp dụng kiến thức học để áp dụng vào đề tài nghiên cứu Sau thời gian thực đề tài nhóm đạt số kết định như: Thiết kế mơ hình hệ thống in thơng tin sản phẩm Thiết kế hệ thống điện để điều khiển hệ thống hoạt động Đạt mục tiêu mà đề tài đặt iii Abstract Nowadays with the development of electronic and mechanical companies, in which automation control plays a very important role in all fields Besides, Vietnam is also promoting the process of industrialization and modernization of the country, but we need to learn, continue and apply automatic control in the production process effectively results, contributing to the development of the country's science and technology Do is too the management and seek in performance, the group found in the chain of production of the business, in the information is to if important in too the family product That's why the group was defined to learn and research more deeply about "Design and manufacture model machines in information products on plastic bottles" To done the group document was reference of the Internet research, books and other sources The edge group has been applying the knowledge they have learned to apply to resource research After implementing over time, the account group has achieved certain results such as: Designing a model system in information products Design the electrical system to control the operation of the system Achieve the titles that the topic sets iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii Tóm tắt iii Abstract iv MỤC LỤC v MỤC LỤC HÌNH VẼ ix DANH MỤC BẢNG xii Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 Tổng quan hệ thống in chai nhựa 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 1.3.1 Mục Tiêu 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Mực in 2.1.1 Mực in gốc nước (còn gọi mực nước hay water-based ink): 2.1.2 Mực in gốc dầu 2.1.3 Mực in Plastisol (gốc dầu nhẹ) 2.1.4 Mực UV 2.1.5 Mực in Sublimation 2.2 Khung in lụa 2.2.1 Khung thép 2.2.2 Khung gỗ 2.2.3 Khung nhôm 10 2.3 Vật liệu in 11 2.3.1 Chai nhựa dạng tròn vật liệu nhựa PP 11 v 2.3.1 Chai nhựa dạng hộp vuông vật liệu nhựa PET 13 2.4 Cấu tạo chung hệ thống in lụa tự động 14 2.4 Định hướng chai rời 15 2.5 Đưa phương án 16 2.6 Bộ phận in 16 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 18 3.1 Thiết kế hệ thống in sản phẩm 18 3.2 Yêu cầu hệ thống in sản phẩm 21 3.3 Sơ đồ hệ thống in sản phẩm 22 Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 24 4.1 Thiết kế băng truyền 24 4.1.1 Thiết kế băng tải 24 4.1.2 Thơng số thiết kế mơ hình 3D 29 4.2 Thiết kế cấu đẩy hơ nhiệt hộp nhựa 31 4.2.1 Thiết kế cấu đẩy hộp qua băng tải in 31 4.2.2 Thiết kế phận gia nhiệt 31 4.3 Thiết kế cụm gạt mực 32 4.3.1 Thiết kế dao gạt mực 34 4.3.2 Thiết kế xy lanh khí nén 34 4.3.3 Ổ trượt 36 4.3.4 Gối đỡ 37 4.3.5 Thiết kế trục 37 4.4 Thiết kế bệ đỡ cụm gạt mực khung in 39 4.4.1 Thiết kế bệ đỡ cụm khung in 39 4.4.2 Thiết kế bệ đỡ cụm gạt mực 39 4.5 Thiết kế cấu gắp hộp để in 40 4.6 Thiết kế hệ thống điều khiển 42 4.6.1 Khối sử lý trung tâm 43 4.6.2 Khối cảm biến 46 4.6.3 Khối nguồn 48 4.6.4 Khối băng tải 49 vi 4.6.5 Khối cụm in 51 4.7 Tính giá thành vật liệu cần mua 51 4.8 Tính thời gian gia cơng, cơng cụ cần thiết 51 Chương 5: THI CƠNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM HOẶC MƠ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 53 5.1 Mô hệ thống in thông tin sản phẩm 53 5.1.1 Mô ứng suất chi tiết 53 5.1.2 Mơ hình mơ 3D 55 5.3 Thi công chi tiết lắp ráp phần khí 56 5.3.1 Cụm gạt mực 56 5.3.2 Khung máy 59 5.4 Thi công lắp ráp phần điện 62 5.5 Kết sau hồn thành mơ hình 64 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 66 6.1 Kết đề tài 66 6.1.1 Thuận lợi 66 6.1.2 Khó khăn 67 6.2 Hướng phát triển đề tài 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 70 Phụ lục 1: Tính tốn thiết kế hệ thống 70 PL1.1 Tính tốn thông số, liệu đầu vào 70 PL1.2 Tính chọn động 71 PL1.3 Tính chọn băng tải 73 PL1.4 Tính chọn khớp nối 73 PL1.5 Tính lực dao gạt mực sản phẩm 74 PL1.6 Tính chọn lực kẹp xylanh kẹp chai nhựa để in 75 PL1.7 Tính tốn nhiệt độ sấy, làm khô mực 77 Phụ lục 2: Mô kiểm nghiệm 77 Pl2.1 Chương trình mơ 77 Pl2.3 Gá đỡ cụm gạt mực 80 vii PL2.4 Khung băng tải 82 PL2.5 Kẹp dao gạt mực 83 Phụ lục 3: 85 Pl3.1 Gia nhiệt 85 PL3.2 Cảm biến xylanh từ 86 PL3.3 Cảm biến hồng ngoại 88 Phụ lục 4: Bản vẽ chế tạo vẽ lắp 89 viii MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1: In lụa Hình 2: Phân bố sản xuất cơng nghiệp nhựa nước ta Hình 3: Biểu đồ tiêu thụ nhựa Hinh 1: Khung in gỗ 10 Hinh 2: Khung in nhôm 10 Hinh 3: PLC misubishi 11 Hinh 4: Chai nhựa dạng tròn vật liệu nhựa pp 13 Hinh 5: Hộp nhựa dạng vuông làm từ nhựa PET 14 Hinh 6: Ví dụ cấu định hướng phôi 15 Hinh Mô tả in lụa .17 Hình 1: Sản phẩm dùng để in 18 Hình 2: Băng tải pvc 20 Hình 3: Xylanh khí nén ty .21 Hình 4: Sơ đồ khối hoạt động hệ thống .22 Hình 5: Nguyên lý hoạt động hệ thống .22 Hình 1: Hệ thống băng truyền 24 Hình 2: Cấu tạo chung băng tải 25 Hình 3: Băng tải PVC 27 ix Hình 4: Động YGF 4632–370CH-143 28 Hình 5: Kích thước động 29 Hình 6: Mơ hình thiết kế băng tải .30 Hình 7: Xy lanh 31 Hình 8: Điện trở gia nhiệt 32 Hình 9: Cụm dao gạt mực 33 Hình 10 Dao gạt mực 34 Hình 11 Xy lanh khí nén .35 Hình 12 chi tiết thông số xy lanh .35 Hình 13 Chi tiết ổ trượt 36 Hình 14 Thơng số ổ trượt 36 Hình 15: Thông số gối đỡ SK12 37 Hình 16: Chi tiết trục 38 Hình 17: Thơng số trục .38 Hình 18: Thiết kế gá khung in 39 Hình 19: Bệ gá cụm gạt mực 40 Hình 20: Cơ cấu kẹp in .40 Hình 21: Xy lanh SMC MQPM 16-30 .41 Hình 22: Part gắn xylanh 41 Hình 24 Lưu đồ giải thuật 42 Hình 25 Sơ đồ khối hệ thống .43 Hình 26: PLC Mitsubishi FX3U-32MT 45 Hình 27: Cảm biến D – Z73 47 x Hình 28: Sơ đồ đấu dây cảm biến SMC D-Z73 47 Hình 29: Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 .48 Hình 30: Sơ đồ dấu dây cảm biến .48 Hình 31: Nguồn tổ ong 24V, 20A .49 Hình 32: Sơ đồ đấu dây động băng tải 50 Hình 33: Sơ đồ đấu dây đèn UV 50 Hình 34: Sơ đồ đấu dây điện trở nhiệt 50 Hình 35 Sơ đồ đấu dây xylanh từ 51 Hình Mơ hình 3D mơ hệ thống 55 Hình Bản vẽ chế tạo bệ đỡ .56 Hình Chi tiết bệ đỡ sau gia công 56 Hình Chi tiết bệ gá cụm gạt mực 57 Hình 5 Bản vẽ gia công chi tiết trục 57 Hình Chi tiết ty sau gia công 58 Hình Chi tiết kẹp dao gạt mực 58 Hình Cụm gạt mực 59 Hình Thanh nhơm định hình 60 Hình 10 Ke nhơm định hình .60 Hình 11 Khunng máy 61 Hình 12: Sơ đồ mạch PLC 63 Hình 13: Sơ đồ mạch hơ nhiệt 63 Hình 14: Bảng điện sau đấu nối 64 xi 120 106 26 40 ±0.4 2.50 40 ±0.4 6.20 14 35 5.20 16 ±0.4 19 158 Rz40 0.5 A A Người vẽ Kiểm tra Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước cịn lại dung sai ±0.8mm Độ lệch tâm vị trí lỗ ±0.5mm Nhóm máy in lụa 25/7/22 ThS Lê Hồi 25/7/22 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH GIÁ ĐỠ CON TRƯỢT Vật liệu: C45 Tỉ lệ: 1:2 Số vẽ: 2.50 30 5.20 R2 A R2 30 50 Rz20 2.50 Rz20 R2 16 ±0.5 50 0.05 A 16 ±0.5 22.5 ±0.5 45 5.20 R2 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 GIÁ ĐỠ TAY IN Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: INOX 304 Số vẽ: 12 150 ±0.02 B B M4 15 0.5 A A SECTION B-B SCALE : Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 TRỤC ĐỠ DAO GẠT MỰC Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm Kiểm tra ThS Lê Hồi TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH 25/07/22 Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: INOX 304 Số vẽ: 0.5 A Rz25 A 100 24 ±0.5 34 70 ±0.5 24 ±0.5 Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH GIÁ ĐỠ XILANH GẠT MỰC Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: C45 Số vẽ: 0.5 A Rz20 A 120 40 30 ±0.5 5.50 70 ±0.2 25 106 ±0.5 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 ĐỒ GÁ BỘ DAO GẠT MỰC Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 2:3 Vật liệu: C45 Số vẽ: 90 15 30 ±0.5 30 20 30 ±0.5 Rz20 0.05 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 ĐỒ GÁ XILANH DAO GẠT MỰC u cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: C45 Số vẽ: R5 0.1 Rz20 0.5 A 15 30 30 31 ±0.5 78 90 4.50 27 Rz20 40 R5 A 45 4.5 ±0.5 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 KẸP GIỮ DAO GẠT MỰC Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 Yêu cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: C45 Số vẽ: 30 15 10 30 23 ±0.5 105 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 GIỮ TRỤC CON LĂN BĂNG TẢI Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 u cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: C45 Số vẽ: STT Tên chi tiết Vật liệu Số lượng Xilanh kẹp Nhôm, Inox 304 2 Ke gá xilanh Inox 304 Long đền M6 Inox 304 Ốc M6 Inox 304 Ốc M5 Inox 304 Long đền M5 Inox 304 Xilanh đẩy Nhôm, Inox 304 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THƠNG TIN SẢN PHẨM Tỉ lệ: 1-2 BẢN VẼ LẮP Số vẽ: 10 4 STT Tên chi tiết Vật liệu Số lượng Ốc M6 Tán M6 Khung lụa in Inox 304 Inox 304 Gỗ, lụa 16 16 Nhơm định hình Kẹp khung Nhôm Inox 304 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THƠNG TIN SẢN PHẨM Tỉ lệ: 1-4 BẢN VẼ LẮP Số vẽ: 11 10 STT Tên chi tiết Vật liệu Số lượng Nhôm định hình 20x20 Giá đỡ lăn Ổ bi Con lăn băng tải Nhôm C45 Inox 304 C45 4 Belt băng tải Chân băng tải Long đền M4 Ốc M4 Inox 304 Inox 304 Inox 304 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THÔNG TIN SẢN PHẨM BỘ PHẬN BĂNG TẢI Tỉ lệ: 1-4 Số vẽ: 12 10 STT Tên chi tiết Vật liệu Số lượng Giá đỡ C45 2 LMK12UU Nhôm Trục đỡ dao gạt mực Inox304 Đồ gá xilanh quét Inox 304 Dao gạt mực C45, nhôm, Inox 304 Ốc M6 Inox 304 16 Ốc M5 Inox 304 25 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Long đền M6 Inox 304 16 Kiểm tra ThS Lê Hoài 25/07/22 Long đền M5 Inox 304 25 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ Tán M5 Inox 304 25 TP.HCM HUTECH 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THÔNG TIN SẢN PHẨM Bản vẽ lắp Cụm Tay In Tỉ lệ: 1-3 Số vẽ: 13 21 ±0.5 20 R2 40 3 24 R2 27 53 6.5 ±0.5 40 20.5 Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 GIÁ ĐỠ XILANH ĐẨY Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 u cầu kĩ thuật: Dung sai kích thước khơng ghi lấy ±0.8mm Độ lệch vị trí tâm lỗ ±0.05mm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM HUTECH Tỉ lệ: 1:1 Vật liệu: C45 Số vẽ: 14 12 10 13 11 12 14 STT Tên chi tiết Vật liệu Số lượng Giá đỡ xilanh C45 LMK12UU Nhôm Trục đỡ dao gạt mực Inox 304 4 Đồ gá xilanh quét Inox 304 Dao gạt mực Giá đỡ trục Ti xilanh 25x40 11 14 C45 Inox 304 Nhôm Xilanh 25x40 Bu lông M4x15 Inox 304 24 10 Bu lông M5x15 Inox 304 30 11 Bu lông M6x20 Inox 304 12 Long đền M4 Inox 304 24 13 Long đền M5 Inox 304 32 14 Long đền M6 Inox 304 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Người vẽ Nhóm máy in lụa 25/07/22 Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/07/22 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM HUTECH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN THÔNG TIN SẢN PHẨM BẢN VẼ LẮP BỘ PHẬN IN Tỉ lệ: 1-3 Số vẽ: 15 0VDC 24VDC Y5 Y4 Y3 Y1 Y0 DC3 DC2 Y2 CONTROL Y0 DC1 INPUT L OUTPUT N L N FAN N HEAT L Led Led Led Y17 Y16 Y15 Y14 Y13 Y12 Y11 CM1 Y10 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 DC- X17 X16 X15 X14 X13 X12 X11 X10 X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 RELAY CM0 Y0 PLC Fx3u 32mt DC+ COM ON OFF S5 S4 S3 S2 S1 RS N L +24V NPN -24V NPN SENSOR +24V NPN -24V NPN SENSOR +24V NPN -24V NPN SENSOR Người vẽ P.N.D.Thiên 25/7/22 Kiểm tra ThS Lê Hồi 25/7/22 Trường Đại Học Cơng Nghệ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tỉ lệ: Bản vẽ sơ đồ mạch điện Tờ số: 16 ... q trình gia cơng sản suất Chính mà nhóm định tìm hiểu nghiên cứu sâu ? ?Thiết kế chế tạo mô hình máy in thơng tin sản phẩm chai nhựa? ?? Để thực đề tài nhóm tham khảo nghiên cứu internet, sách nguồn... để in chai nhựa nên có cách in đặt sát bề mặt cần in lên khung in lụa → đẩy gạt mực để in [5] 16 Hinh Mô tả in lụa 17 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 3.1 Thiết kế hệ thống in sản phẩm 1) Để thiết. .. Tiêu - Thiết kế phần mềm solidworks chế tạo hệ thống in thông tin sản phẩm - Chế tạo chi tiết đơn giản cần độ xác thấp - Đấu nguồn cho plc, đấu nguồn cho cụm điện khí nén - Máy in hộp nhựa có