BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐÓNG LON VÀ MÁY HÚT CHÂN KHÔNG Sinh viên thực hiện Nguyễn Chí Tâm[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐĨNG LON VÀ MÁY HÚT CHÂN KHƠNG Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Tâm MSSV: 19138070 Lớp: DH19TD Ngành: Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tp.HCM, tháng năm 2023 Máy đóng lon Nguyên lý hoạt động: Máy đóng nắp lon hoạt động dựa nguyên lý sử dụng lực ép nhiệt độ để đóng chặt nắp lon lên thân lon Q trình đóng nắp lon bắt đầu việc đưa lon đến vị trí đóng nắp Sau đó, nắp lon đặt lên đầu lon giữ chặt trục xoay chân kẹp Một đầu máy đưa nắp lên cách xác hướng đến thân lon, đầu lại đưa lực ép để đóng chặt nắp vào thân lon Trong q trình đóng nắp, nhiệt độ nắp thân lon tăng lên cách sử dụng hệ thống gia nhiệt cách sử dụng nhiệt độ tự nhiên nắp thân lon Nhiệt độ tăng lên để tạo co ngót giãn nở vật liệu, giúp nắp chèn chặt vào thân lon cách xác Sau nắp đóng chặt, lon chuyển đến bàn kiểm tra để kiểm tra độ chặt nắp Nếu nắp khơng đóng chặt cách, lon đưa vào trình sản xuất lại bị loại bỏ Nếu nắp đóng chặt cách, lon đóng gói đưa khỏi nhà máy để phân phối đến khách hàng Lưu đồ giải thuật Bắt đầu: Máy đóng nắp chai tự động bắt đầu q trình đóng nắp chai Chờ tải chai: Máy chờ đợi chai tải lên máy người sử dụng hệ thống tự động nạp chai Kiểm tra chai: Máy kiểm tra chai để đảm bảo phù hợp với máy đóng nắp Xếp chai: Máy xếp chai vào vị trí cho q trình đóng nắp Chờ đóng nắp: Máy chờ đợi nắp chai đưa đến vị trí đóng nắp Mở nắp chai: Máy mở nắp chai cách sử dụng tay đóng nắp để mở nắp Đóng nắp chai: Máy đóng nắp chai cách sử dụng tay đóng nắp để đóng chặt nắp chai Kiểm tra nắp chai: Máy kiểm tra nắp chai để đảm bảo nắp đóng chặt khơng có lỗi Thả chai: Máy thả chai xuống băng chuyền giá đỡ để lấy chai Kiểm tra kết thúc: Máy kiểm tra xem cịn nhiều chai cần đóng nắp, q trình lặp lại từ bước Nếu khơng, q trình đóng nắp chai tự động kết thúc Dưới lưu đồ giải thuật hoạt động máy đóng nắp lon: Bắt đầu | Chờ tải chai | Kiểm tra chai hợp lệ | Xếp chai | Chờ nắp chai | Mở nắp | Đóng nắp | Kiểm tra nắp | Thả chai | Kiểm tra kết thúc | Kết thúc Lưu đồ mang tính chất tương đối khác loại máy đóng nắp lon cụ thể DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐĨNG LON Chai để đóng lon có nhiều loại yêu cầu: Dưới yêu cầu chai để đóng lon: Chất liệu: Chai để đóng lon phải làm từ chất liệu phù hợp với loại nước đồ uống cần đóng lon Chẳng hạn, chai đựng nước uống phải làm từ nhựa thực phẩm an tồn Kích cỡ: Chai để đóng lon phải có kích cỡ phù hợp với máy đóng nắp lon sử dụng Độ bền: Chai để đóng lon phải có độ bền cao để đảm bảo khơng bị vỡ biến dạng q trình đóng nắp Độ sạch: Chai để đóng lon phải làm khử trùng trước sử dụng để đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm Độ bóng: Chai để đóng lon phải có độ bóng cao để sản phẩm đóng nắp lon trưng bày bán hàng tốt Thân thiện với môi trường: Chai để đóng lon cần phải làm từ chất liệu dễ tái chế phân hủy để giảm thiểu tác động đến mơi trường Những u cầu khác loại sản phẩm cụ thể quy định quan quản lý Cấp chai Cấp chai trình đưa chai từ kho chứa đến dây chuyền sản xuất đến trạm đóng nắp lon Q trình thực nhiều cách khác tùy thuộc vào quy mô sản xuất hệ thống vận chuyển nhà máy Các phương pháp cấp chai phổ biến bao gồm: Đưa tay: Các nhân viên sử dụng xe đẩy xe nâng để vận chuyển chai từ kho chứa đến vị trí sản xuất trạm đóng nắp lon Sử dụng băng tải: Chai đặt băng tải vận chuyển đến vị trí sản xuất trạm đóng nắp lon Phương pháp phù hợp với quy mô sản xuất lớn 3 Sử dụng robot: Một số nhà máy sử dụng robot để vận chuyển chai từ kho chứa đến vị trí sản xuất trạm đóng nắp lon Phương pháp tăng hiệu suất độ xác q trình sản xuất Sử dụng hệ thống ống dẫn: Trong số trường hợp, chai vận chuyển từ kho chứa đến vị trí sản xuất trạm đóng nắp lon thông qua hệ thống ống dẫn.Phương pháp phù hợp với sản phẩm loại quy mô sản xuất lớn Quá trình cấp chai quan trọng q trình sản xuất đóng nắp lon, việc vận chuyển chai đến vị trí thời điểm ảnh hưởng đến tốc độ hiệu suất trình sản xuất I Băng tải Băng tải hệ thống vận chuyển sản phẩm vật liệu trình sản xuất vận chuyển hàng hóa Hệ thống băng tải bao gồm dãy đai rộng vật liệu phẳng nằm khung thép nối tiếp với di chuyển liên tục bánh xe trục Băng tải thường sử dụng để vận chuyển sản phẩm đóng gói thành phẩm trình sản xuất II Cấp liệu Cấp liệu q trình cung cấp ngun liệu cho máy móc trình sản xuất để sản xuất sản phẩm thành phẩm Q trình cấp liệu đóng vai trị quan trọng q trình sản xuất đóng góp đáng kể vào hiệu sản xuất Các hệ thống cấp liệu phải thiết kế cho đảm bảo an tồn độ tin cậy q trình vận hành Họ phải đảm bảo nguyên liệu cấp đầy đủ thời điểm để đảm bảo hiệu sản xuất III Cấp nắp lon: Cấp nắp lon trình cung cấp nắp lon cho máy đóng nắp lon để hồn thành q trình đóng nắp Q trình cấp nắp lon đóng vai trị quan trọng q trình sản xuất đóng gói đóng nắp Các hệ thống cấp nắp lon thường thiết kế để cung cấp nắp lon cho máy đóng nắp lon tự động Quá trình cấp nắp lon thường bao gồm bước sau: Nắp lon chứa thùng pallet vận chuyển đến trạm cấp nắp lon Các nắp lon cấp từ thùng pallet vào hệ thống vận chuyển, thường cách sử dụng băng tải Hệ thống kiểm tra định vị vị trí nắp lon để đảm bảo nắp lon đưa vào vị trí sản phẩm Nắp lon chuyển đến máy đóng nắp lon để đóng nắp vào sản phẩm Các hệ thống cấp nắp lon phải thiết kế cho đảm bảo độ xác độ tin cậy trình vận hành Họ phải đảm bảo nắp lon cấp đầy đủ thời điểm để đảm bảo hiệu sản xuất V Đóng nắp Đóng nắp q trình đưa nắp lên sản phẩm kết nối chúng lại với để tạo thành bao bì đóng gói hồn chỉnh Đóng nắp bước quan trọng trình sản xuất đóng gói đảm bảo sản phẩm bảo vệ khỏi yếu tố bên ngoài, bụi bẩn, độ ẩm, ánh sáng vi khuẩn Các máy đóng nắp thiết kế để đóng nắp cách nhanh chóng hiệu sản phẩm khác nhau, bao gồm loại hình đóng gói chai, lon, túi, hộp sản phẩm đóng gói khác Các máy đóng nắp cần phải thiết kế điều chỉnh cho đảm bảo nắp đóng chặt an toàn sản phẩm Điều đặc biệt quan trọng sản phẩm đóng gói dùng cho thực phẩm đồ uống để đảm bảo chúng bảo quản vận chuyển an toàn Mối ghép kép Mối ghép đơn Lưu đồ giải thuật hoạt động máy đóng nắp lon Bắt đầu | | + - Chờ tải lon + | | | | | | Kiểm tra lon | | | | | | | | Xếp lon | | | | | | | | Chờ đóng nắp | | | | | | | | Mở nắp | | | | | | | | Đóng nắp | | | | | | | | | | Kiểm tra nắp | | | | | | | Kiểm tra phẩm chất | | | | | | | | Nếu sản phẩm lỗi | | | + + | | | | | | v | | Loại bỏ phế phẩm < -+ | | | | | | | | + + | | | | Thả lon | | | | | | | |+ Kiểm tra kết thúc + || | | || | | ++ Quay trở lại bước đầu -+ Sơ đồ tương tự sơ đồ cho máy đóng nắp lon tự động, với bổ sung thêm bước kiểm tra phẩm chất sản phẩm Nếu sản phẩm bị lỗi, máy loại bỏ sản phẩm tiếp tục q trình đóng nắp với lon Q trình lặp lại đầu tiếp tục khơng cịn lon cần đóng nắp đóng nắp đủ số lượng lon cần thiết Lưu đồ q trình hoạt động máy đóng nắp lon: Cấp liệu: Chai đưa vào máy đặt băng tải Cấp nắp lon: Nắp lon đưa vào máy từ băng tải khác Định vị chai: Máy định vị chai để đảm bảo nắp lon đóng xác Đóng nắp lon: Máy đóng nắp lon xuống chai Kiểm tra độ kín: Máy kiểm tra độ kín nắp lon để đảm bảo sản phẩm đóng gói an tồn khơng bị rị rỉ Tháo chai: Sau nắp lon đóng chặt kiểm tra, chai tháo khỏi máy Vận chuyển sản phẩm: Sau tháo chai, sản phẩm vận chuyển đến giai đoạn trình sản xuất đóng gói Cấu tạo máy Máy đóng nắp lon thiết bị tự động sử dụng q trình đóng nắp cho sản phẩm đóng gói lon Cấu tạo máy đóng nắp lon thường gồm có thành phần sau: Hệ thống đưa lon: phận có nhiệm vụ đưa lon vào vị trí cần đóng nắp Hệ thống đưa lon thiết kế theo nhiều kiểu dáng chế khác tùy thuộc vào yêu cầu sản xuất Hệ thống đóng nắp: phận có nhiệm vụ đóng nắp cho sản phẩm đóng gói Hệ thống đóng nắp thiết kế với kỹ thuật khác đóng nắp xốy, đóng nắp bấm, đóng nắp đẩy… Hệ thống định vị lon: phận có nhiệm vụ định vị cho lon đóng gói vị trí để tiến hành đóng nắp Hệ thống kiểm tra nắp: phận có nhiệm vụ kiểm tra tính đắn nắp sau đóng Hệ thống kiểm tra nắp thường trang bị cảm biến thiết bị đo lường để xác định chắn nắp đóng cách hay chưa Hệ thống điều khiển: phận quan trọng máy đóng nắp lon, có nhiệm vụ điều khiển hoạt động phận khác để đảm bảo trình đóng nắp diễn xác hiệu Khung máy: phận chịu lực cố định phận khác máy đóng nắp lon Ngồi ra, máy đóng nắp lon cịn trang bị thêm thiết bị khác hệ thống làm sạch, bôi trơn, hệ thống tạo áp suất, hệ thống định hình sản phẩm để nâng cao hiệu sản xuất Máy hút chân không Máy hút chân không thiết bị công nghiệp sử dụng để loại bỏ khơng khí chất lỏng khỏi bên bao bì sản phẩm Các ứng dụng phổ biến máy hút chân không bao gồm bảo quản thực phẩm, sản xuất sản phẩm y tế, sản xuất điện tử sản xuất cao su Cấu tạo máy hút chân không bao gồm: Bơm chân không: thiết bị tạo áp suất chân khơng cách loại bỏ khơng khí chất lỏng khỏi bên buồng hút chân không Buồng hút chân không: nơi chứa sản phẩm cần hút chân không đóng kín để ngăn khơng khí chất lỏng tràn vào bên Van: sử dụng để kiểm sốt dịng chân khơng khí bảo vệ cần thiết Bộ điều khiển: sử dụng để điều khiển q trình hút chân khơng Máy hút chân khơng có buồng buồng khác số lượng buồng hút chân không: Máy hút chân không buồng: có buồng hút chân khơng, thường sử dụng để xử lý lượng sản phẩm lớn liên tục Với máy này, q trình hút chân khơng phóng khí bảo vệ diễn đồng thời buồng, giúp tăng suất hiệu Máy hút chân khơng buồng: có buồng hút chân không, thường sử dụng để xử lý lượng sản phẩm nhỏ không liên tục Với máy này, trình hút chân khơng phóng khí bảo vệ diễn buồng, cần thực giai đoạn Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động máy hút chân không dựa nguyên lý áp suất khơng khí Khi khơng khí loại bỏ hoàn toàn khỏi buồng, áp suất buồng giảm xuống thấp, tạo áp suất áp đặt bề mặt sản phẩm buồng Áp suất giúp ngăn chặn khơng khí chất lỏng từ bên xâm nhập vào bên sản phẩm, giúp tăng cường độ bền kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Với máy hút chân không buồng, q trình hút chân khơng phóng khí bảo vệ diễn đồng thời buồng, giúp tăng suất hiệu Khi buồng q trình hút chân khơng, buồng phóng khí bảo vệ, sau họ đảo chỗ cho Điều đảm bảo trình sản xuất liên tục không bị gián đoạn Với máy hút chân khơng buồng, q trình hút chân khơng phóng khí bảo vệ diễn buồng, cần thực giai đoạn Quá trình thường chia thành giai đoạn riêng biệt, bao gồm: hút chân khơng, bảo quản, phóng khí bảo vệ mở Máy hút chân không buồng Bắt đầu | | + - Chuyển thùng hàng vào Buồng -+ | | | | | | | Đóng cửa Buồng | | | | | | | | Bắt đầu hút chân không | | | | | | | Kiểm tra áp suất Buồng | | | | | | | | Đóng van Buồng | | | | | | | | | Mở cửa Buồng 2, đổ khí bảo vệ | | | | | | | | Đóng cửa Buồng 1, Mở cửa Buồng | | | | | | | |+ - Chuyển thùng hàng khỏi Buồng + || | | || | | ++ - Quay trở lại bước đầu -+ Sơ đồ mơ tả q trình hoạt động máy hút chân không buồng để tạo môi trường chân không để bảo quản sản phẩm Đầu tiên, thùng hàng chuyển vào Buồng cửa Buồng đóng Sau đó, máy bắt đầu hút chân khơng Buồng kiểm tra áp suất Khi áp suất đạt mức yêu cầu, van Buồng đóng cửa Buồng mở để đổ khí bảo vệ Sau khí bảo vệ đổ, cửa Buồng đóng cửa Buồng mở để chuyển thùng hàng khỏi Buồng Quá trình lặp lại đầu để xử lý thùng hàng Máy hút chân không buồng Bắt đầu | | + Đặt thùng hàng Buồng + | | | | | | | | Đóng cửa Buồng | | | | | | | Bắt đầu hút chân không | | | | | | | Kiểm tra áp suất Buồng | | | | | | | | | | | | Mở van để phóng khí | | | | | | | | Dừng hút chân không | | | Đợi cho khí phóng | | | | | | |+ - Quay trở lại bước đầu | | |