đề tài dán nhãn chai tự động

Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển giúp tiện ích trong sinh hoạt, linh hoạt trong sản suất. Do đó, hầu hết trong các nhà máy công nghiệp đều ứng dụng khoa học nhằm tăng năng suất, chất lượng sản phẩm đảm bảo. Muốn làm được điều đó không thể không thực hiện tự động hóa,vì tự động hóa là phương án duy nhất nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. Từ thực tế đó, bộ môn tự động hóa ra đời cùng với môn đồ án tự động hóa nhằm nâng cao nhận thức và kiến thức sinh viên tạo những hành trang vững chắc bước vào đời. Từ yêu cầu thực tế về đóng chai, đóng gói đề tài “ dán nhãn chai tự động “ ra đời , đưa sinh viên tới gần hơn sản xuất thực tế. Đồ án hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của q thầy cô bộ môn nói chung, cùng sự tận tụy thầy VÕ TƯỜNG QUÂN nói riêng . Chúng em chân thành cảm ơn những tình cảm, những kiến thức q báo của q thầy cô dành cho chúng em trong suốt quá trình làm đồ án. Nhóm sinh viên thực hiện 1 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN PHẦN 1 : LÝ THUYẾT THIẾT KẾ MÁY DÁN NHÃN CHAI TRÒN 2 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG I. YÊU CẦU VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG: Dán nhãn chai có tầm quan trọng trong việc quyết đònh tính thẩm mỹ, thông qua đó nói lên chất lượng sản phẩm . Dán nhãn chai tự động được sử dung phổ biến trong các ngành sản xuất thực phẩm (chai bia, chai rượu, chai sirô, chai nước chấm ) và y tế ( chai, lọ chứa thuốc ) . Do đặt thù của nghành phục vụ mà yêu cầu nêu ra đối với máy dán nhãn tự động chủ yếu là đảm bảo được vò trí nhãn dán trên chai là đều, đẹp, không bò lệch, nhãn không bò tróc, tự động loại bỏ những sản phẩm không đạt yêu cầu. Nhãn được dán ở đây là loại băng một mặt, được cung cấp sẵn ở dạng cuộn . II. PHÂN LOẠI MÁY MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG : Trên thực tế hiện nay có nhiều kiểu máy dán nhãn sau: dùng băng ma sát (nhiều loại ), dùng con lăn di động , dùng cơ cấu kẹp thủy lực …. 1. Máy dán nhãn dùng con lăn di động : 3 7 8 5 6 9 5 2 3 4 1 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN Cơ cấu này gồm : + Mâm cấp chai 1. + Băng tải 2. + Con lăn cố đònh 3. + Cuộn nhãn ra 6. + Lò xo 7 + Con lăn di động 4. + Con lăn dẫn hướng 5. + Cuộn nhãn vào 8. + Đôi bánh ma sát 9. * Nguyên lý hoạt động : Chai được cấp vào thông qua mâm cấp chai 1 , qua băng tải 2 sẽ đi qua khe hở giữa con lăn di động và con lăn cố đònh .Nhãn được cấp liên tục , dẫn động bằng cặp bánh ma sát 9 . Dưới tác dụng kéo của băng tải , lực ép của lò xo 7 , các con lăn di động thì nhãn sẽ được dán lên chai. Ưu điểm :cơ cấu đơn giản , năng suất cao Nhược điểm : khả năng dán chính xác thấp , dể bung ra sau khi dán , yêu cầu nhãn dán phải có keo hai mặt điều này dẩn đến giá thành tăng ,gây rất nhiều khó khăn cho việc giử vệ sinh sau khi dán , nhìn chung phương án này không khả thi 2. dùng cơ cấu kẹp thủy lực 4 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN * Nguyên lý hoạt đông: Nhờ cơ cấu kẹp bằng thủy lực được dẩn hướng bằng hai rảnh , hai xylanh thủy lực được điều kiển do tín hiệu phát ra từ cảm biến màu, khi chai cách nhãn khoảng cách nhất đònh , cảm biến màu nhận ra chai sẻ điều khiển hai thanh kẹp kẹp chai lại đồng thời dán nhãn lên chai Ưu điểm : độ chính xác cao , năng suất lớn Nhược điểm : máy móc phức tạp, khó chế tạo , yêu cầu băng keo hai mặt nên giá thành cao và giử vệ sinh khó khăn sau khi dán vào chai do bề mặt ngoài còn keo sẻ bám bụi vào , hoặc phải thêm công đoạn dán lớp nilong vào mặt ngoài làm cho giá thành cao. 3. dùng cơ cấu băng ma sát 3.1. loại I *nguyên lý hoạt động : chai di chuyển trên băng tải đồng thời được quay tròn nhờ cơ cấu ma sát , trên băng ma sát được căng cuộn băng keo hai mặt , khi chai lăn không trượt sẻ cuốn theo cả nhản chai , nhản chai được dán cứng nhờ được lăn ép trên băng ma sát ưu điểm : độ chính xác cao , ít phế phẩm 5 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN nhược điểm : cũng như những máy ở trên cần phải sử dụng nhãn có keo hai mặt nên giá thành cao và vấn đề vệ sinh sau khi đã dán nhãn 3.2. loại II: * Nguyên lý hoạt động: nhãn được bóc ra do băng dán nhãn bò gấp khúc đột ngột ,chai từ cơ cấu cấp phôi đưa tới nhãn dính vào chai sau đó được dán chặt nhờ băng ma sát nếu một chai do sự cố không dính nhãn sẻ được nhận biết do cảm biến quang , chai được đưa ra ngoài qua cơ cấu gạt trong đó chai và nhãn được nhận biết nhờ các bộ cảm biến quang học và cảm biến màu. Ưu điểm : Năng suất cao , cơ cấu đơn giản , đạt độ chính xác cao Nhược điểm : chi phí ban đầu cao do yêu cầu các cơ cấu chính xác V. KẾT LUẬN : Qua những ưu , nhược điểm của các loại máy dán nhãn trên , ta chọn phương án máy dán nhãn chai dùng băng ma sát loại 2 6 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN CHƯƠNG 2 : CƠ CẤU CẤP PHÔI I . THÔNG SỐ YÊU CẦU : 1. Năng suất : Chọn năng suất thiết kế của máy dán nhãn tự động là 120 chai/phút. 2 . Hình dạng chai: Tất cả các loại chai tròn. II . TÍNH TOÁN SỐ VỊ TRÍ – SỐ VÒNG QUAY CỦA MÂM CẤP CHAI TRUNG GIAN, SỐ VÒNG QUAY CỦA BĂNG TẢI : Chọn khoảng cách giữa 2 trục chai trên băng tải là 0,25 m. Ta có vận tốc dài của băng tải là : Trong đó : v tg : vận tốc dài của tang dẫn động băng tải . 7       =       ×       =×= phut m 30 chai m 0.25 phut chai 120SNv tg Ø       =       ===⇒×= s 1 10 phut 1 600 0.05 30 r v ωωrv tg tgtgtg Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN S : khoảng cách giữa 2 trục chai , B = 0.25 m. N : năng suất thiết kế . Chọn sơ bộ đường kính tang dẫn động băng tải là d=0.1m . Vậy vận tốc góc của tang dẫn động băng tải là: Trong đó : r : bán kính tang dẫn động băng tải. tg ω : vận tốc góc của tang dẫn động băng tải. Số vòng quay của tang dẫn động băng tải là : Chọn động cơ có số vòng quay là : n dc =1450 (vòng/ phút) Tỉ số truyền : Ta chọn tỉ số truyền là i 1 = 15. Suy ra số vòng quay của tang dẫn động băng tải là : Từ số vòng quay của tang vừa tính được ta tìm được đường kính của tang dẫn động băng tải là : d tg = 98.8 mm. 8 ( ) phutvong 95.54 3.14 1030 π ω30 n 30 nπ 60 n2π ω tg tg tgtg tg = × = × =⇒ × = × = 15.18 95.54 1450 n n i tg dc 1 ===       === phut vong 96.67 15 1450 i n n 1 dc tg Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN Để khoảng cách giữa 2 chai luôn là 0.25m thì độ dài cung giữa 2 chai trên mâm cấp chai cũng phải bằng 0.25m . Gọi : Chiều dài cung chắn giữa 2 chai trên mâm cấp chai là l AB . Góc chắn cung AB là ϕ AB . l AB =r m x ϕ AB =0.25 (m) Với r m : là bán kính mâm cấp chai. Chọn sơ bộ đường kính mâm cấp chai là d m =0.6 m . ϕ AB = l AB /r m = 0.25/0.3 = 0.833 (rad) = 47.75 0 Số rãnh trên mâm cấp chai là : z = 360 o / 47.75 o = 7.74 (rãnh) Với z : số rãnh trên mâm cấp chai. Chọn z =8 rãnh. Từ đó ta tính lại được góc chắn cung AB là : ϕ AB = 360/8=45 0 =0.785 (rad) Vậy bán kính mâm quay r m = l AB / ϕ AB =0.25/ 0.875=0.318 (m) Từ đó ta có đường kính mâm quay : d m = r m x 2= 0.318 x 2=0.636 (m) =636 (mm) Ta có số vòng quay của mâm cấp chai là : Để khoảng cách giữa hai chai luôn là 0.25 (m) thì : l AB = v tg x t = ω tg x r tg x t (1) l AB = ϕ AB x r m = ω m x r m x t (2) 9 30 nπ ω m m × = Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN Từ đó ta được : ω tg x r tg = ω m x r m ⇒ n tg x r tg = n m x r m III . THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY : Chọn động cơ có số vòng quay là n đc = 1450 (vòng/phút) Ta có tỉ số truyền : Loại truyền động Tỉ số truyền nên dùng * Truyền động bánh răng trụ : - Để hở - Hộp giảm tốc 1 cấp -Hộp giảm tốc 2 cấp * Truyền động bánh răng côn - Để hở - Hộp giảm tốc 1 cấp -Hộp giảm tốc 2 cấp * Truyền động đai dẹt : - Thường -Có bánh căng đai * Truyền động đai thang * Truyền động xích * Truyền động bánh ma sát * Truyền động trục vít : - Để hở - Hộp giảm tốc 1 cấp - Hộp giảm tốc 2 cấp trục vít - Hộp giảm tốc 2 cấp trục vít – bánh răng hoặc bánh răng trục vít 4 6 3 5 8 40 2 3 2 4 10 25 2 4 4 6 3 5 2 5 2 4 15 60 10 40 300 800 60 90 10 m m tg tg r 30 nπ r 30 n π × = × ( ) vg/ph15 0.318 0.049496.67 r rn n m tgtg m ≈ × = × =⇒ 96.67 15 1450 n n i m dc ì ===⇒ [...]... lăn , nhãn bung ra và dính vào chai giả sử thời gian phát tín hiệu và thời gian động cơ đạt tốc độ tính toán bằng 0 khi đó khoảng cách từ cảm biến đến nhãn chai bằng khoảng cách giữa hai tâm chai 0.25 cảm biến quang cảm biến màu nhãn chai Cảm biến nhận biết nhãn 2.2 cảm biến nhận biết nhãn chai quá trình điều khiển cuộn nhãn do cảm biến màu, mục đích xác đònh vò trí chính xác nhãn chai khi nhãn chai. .. để điều chỉnh thay cuộn nhản 27 Đồ án tự động hóa Chương V GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN PHẦN KẾT LUẬN Là đề tài mang tính thời sự do đất nước chúng ta đang trên đường công nghiệp hoá hiện đại hoá thì vấn đề phát triển , áp dụng những nghiên cứu về tự động hóa trong các trường đại học là một bước đi không thể tránh khỏi Đề tài “ hệ thống dán nhãn chai tự động “là một đề tài mang tính thiết thực cao , do đây... ép động cơ nhãn BĐ CBM BTE ĐCN ĐCN ĐCN BTE 2) Nguyên lý hoạt động: Băng tải 1 được kích điện, quay đưa chai cấp vào mâm cấp chai, sau đó mâm cấp chai quay, đưa chai đến băng tải 2 , các cảm biến màu cảm nhận và kích cho động cơ mang nhản hoạt động, đồng thời lúc này các bộ đếm hoạt động, tiếp theo băng tải ép nhản hoạt động, vậy là kết thúc một chu trình, tiếp tục reset bắt đầu lại 26 Đồ án tự động. .. chuẩn bò dính vào chai đồng thời xác đònh vò trí nhãn chai kế tiếp , cảm biến này được đặt đối diện với nhãn chai chuẩn bò dính vào chai Khi đã nhận biết được nhãn chai đã vào vò trí xác đònh cảm biến phát tín hiệu điều khiển ngắt nguồn động cơ truyền động cuộn nhãn Tuỳ vào từng loại nhãn có màu sắc khác nhau mà xác đònh loại cảm biến màu khác nhau 2.3cảm biến phát hiện lổi sau khi dán nhằm đảm bảo... biết chai , nhãn đã được đưa đến đúng vò trí Các cảm biến màu được nối với các bộ khuyết đại tín hiệu để điều khiển các động cơ và các cơ cấu khác 2 vò trí chức năng của các cảm biến trong hệ thống 2.1 cảm biến quang nhận diện chai trước khi dán 23 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN nhiêm vụ của cảm biến này là nhận biết chai trước khi dán để phát tín hiệu kích hoạt cơ cấu cuốn cuộn nhãn , đưa nhãn. .. lổi sau khi dán nhằm đảm bảo cảm biến nhận biết chính xác chai bò lổi , yêu cầu nhãn chai phải đối diện với cảm biến vậy yêu cầu cảm biến được đặt tại 24 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN vò trí sao cho sau khi chai ra khỏi băng ma sát đến vò trí cơ cấu gạt đồng thời nhãn chai cũng đến vò trí cảm biến khoảng cách từ con lăn làm bong nhãn chai đến cơ cấu gạt l= d + l’ d khoảng cách hai trục bánh... TẤN CHƯƠNG IV : CON LĂN KÉO NHÃN VÀ BĂNG MA SÁT I SỐ VÒNG QUAY CON LĂN KÉO NHÃN Theo thời gian số vòng quấn của dải giấy để dán nhãn chai lên thay đổi từ bánh quấn bò động sang bánh quấn chủ động do đó cặp bánh quấn kéo nhãn có đường kính thay đổi theo thời gian , dẩn đến vân tốc quay cũng thay đổi theo từng thời điểm , điều này khá phức tạp do vậy đối với bánh quấn dùng động cơ bước được điều khiển... nghành thực phẩm , dược phẩm , các nghành mà sản phẩm được đóng chai như thuốc trừ sâu , sơn ,… Từ đề tài này chúng ta cũng có thể áp dụng thiết kế các hệ thống tương tự như dây chuyền in hạn sử dụng , dây chuyền in nhãn chai lên trực tiếp chai ,… Là một đồ án do đó thời gian đầu tư cũng như vốn kiến thức tại thời điểm hiện tại chưa đủ để một đề tài được nhiên cứu một cách hoàn chỉnh Tuy nhiên đây cũng là... Máy trục vận chuyển , Nhà xuất bản giao thông vận tải , Hà nội 2000 29 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN MỤC LỤC Lời nói đầu Phần 1: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ MÁY DÁN NHÃN CHAI TRÒN Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG Chương 2: CƠ CẤU CẤP PHÔI Chương 3: TÍNH TOÁN BĂNG TÃI Chương 4: CON LĂN KÉO NHÃN VÀ BĂNG MA SÁT Chương 5: PHẦN KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo 1 2 3 7 17 22 28 29 30 ... dẩn động mà bộ phận làm việc của nó là tang trống chủ động Đối với băng tải cao su khi truyền lực kéo là nhờ ma sát, do vậy sự phụ thuộc giữa lực căn của băng ở nhánh cuốn váo trống chủ động và lực căng của băng ở nhánh đi ra khỏi tang được xác đònh bằng lí thuyết ƠLE: 18 Đồ án tự động hóa GVHD : NGUYỄN ĐÀM TẤN SV S R = e µα µ : hệ số ma sát của bộ phận kéo α : góc ôm của băng tải với tăng chủ động . vấn đề vệ sinh sau khi đã dán nhãn 3.2. loại II: * Nguyên lý hoạt động: nhãn được bóc ra do băng dán nhãn bò gấp khúc đột ngột ,chai từ cơ cấu cấp phôi đưa tới nhãn dính vào chai sau đó được dán. MÁY DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG : Trên thực tế hiện nay có nhiều kiểu máy dán nhãn sau: dùng băng ma sát (nhiều loại ), dùng con lăn di động , dùng cơ cấu kẹp thủy lực …. 1. Máy dán nhãn dùng con lăn di động. bia, chai rượu, chai sirô, chai nước chấm ) và y tế ( chai, lọ chứa thuốc ) . Do đặt thù của nghành phục vụ mà yêu cầu nêu ra đối với máy dán nhãn tự động chủ yếu là đảm bảo được vò trí nhãn dán