Hệ thống chiết rót đóng nắp chai và dán nhãn tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG CHIẾT RÓT, ĐÓNG NẮP CHAI VÀ DÁN NHÃN TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S PHẠM QUỐC PHƯƠNG Sinh Viên Thực Hiện: MSSV: Lớp: Đỗ Quốc Hoàng 1711060120 17DTDA2 Huỳnh Việt Thiện 1711050264 17DTDA2 Nguyễn Tấn Minh 1711050187 17DTDA2 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 09/2021 BM01/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: CQ………………………… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm: 3……): (1) Đỗ Quốc Hồng MSSV: 1711060120 Lớp:17DTDA2 Điện thoại: 0587134322…………… Email: doquochoang99@gmail.com (2) Huỳnh Việt Thiện MSSV:1711050264 Lớp:17DTDA2 Điện thoại: 0989849497…………… Email: huynhvietthien070299@gmail.com (3) Nguyễn Tấn Minh MSSV:1711050187 Lớp: 17DTDA2 Điện thoại: 0868238636…………… Email: ntminh29081999@gmail.com Ngành : Điều Khiển Và Tự Động Hóa Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa (4) Tên đề tài đăng ký: Mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 05 tháng 04 năm 2021 Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Quốc Phương Đỗ Quốc Hoàng Huỳnh Việt Thiện MÃ ĐỀ TÀI:208 … Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Đỗ Quốc Hoàng MSSV: 1711060120 Điện thoại : 0587134322 Email: doquochoang99@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Lớp :17DTDA2 Tên đề tài: Mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động Nhiệm vụ thực đề tài: Thi cơng mơ hình tính tốn thông số hệ thống TP HCM, ngày 12 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Đỗ Quốc Hoàng Phạm Quốc Phương MÃ ĐỀ TÀI:208 … Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Tấn Minh MSSV: 1711050187 Lớp :17DTDA2 Điện thoại : 0868238636 Email: ntminh29081999@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Tên đề tài: Mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động Nhiệm vụ thực đề tài: Lập trình thiết kế giao diện TP HCM, ngày 12 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Tấn Minh Phạm Quốc Phương MÃ ĐỀ TÀI:208 … Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Huỳnh Việt Thiện MSSV: 1711050264 Lớp :17DTDA2 Điện thoại : 0989849497 Ngành : Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Email: huynhvietthien070299@gmail.com Tên đề tài: Mơ hình chiết rót, đóng nắp chai dán nhãn tự động 10 Nhiệm vụ thực đề tài: Thiết kế mơ hình khí TP HCM, ngày 12 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Huỳnh Việt Thiện Phạm Quốc Phương LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi, Đỗ Quốc Hoàng, Huỳnh Việt Thiện, Nguyễn Tấn Minh xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu nhóm Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có đồ án liệt kê nêu rõ phần tài liệu tham khảo Đồng thời số liệu hay kết có đồ án mang tính chất trung thực, khơng chép đạo nhái Nếu sai nhóm xin chịu hồn tồn trách nhiệm chịu tất kỷ luật môn nhà trường đề Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 09 năm 2021 (Ký tên ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu từ thầy cô, anh chị bạn Với kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn trân thành tới: Ban Giám hiệu Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM Thầy Cô Bộ Môn Điều Khiển Và Tự Động Hóa dạy bảo tạo điều khiện thuận lợi giúp đỡ em trình học tập thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Phạm Quốc Phương quan tâm nhiệt tình hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Tuy nhiên hạn chế kiến thức thời gian có hạn nên chắn đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong đóng góp ý kiến quý Thầy Cơ để đồ án hồn thiện Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 09 năm 2021 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii MỤC LỤC HÌNH ẢNH vii MỤC LỤC BẢNG vii LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Phạm vi đề tài 1.4 Tổng quát toàn dây chuyền .4 1.4.1 Chiết rót nước vào chai 1.4.2 Đóng nắp chai 1.4.3 Dán nhãn vào chai 1.5 Khả ứng dụng dây chuyền chiết rót, đóng nắp dán nhãn 1.5.1 1.6 Ứng dụng vào sản xuất Một số dây chyền chiết rót, đóng nắp, dán nhãn Việt Nam 1.7 Mục đích nghiên cứu 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 11 2.1 Giới thiệu hệ thống tự động 11 2.1.1 Tổng quát .11 2.1.2 Vai trò hệ thống tự động .12 2.1.3 Khó khăn việc ứng dụng hệ thống tự động 12 2.2 Các thiết bị sử dụng thị trường 13 2.2.1 Thiết bị thủ công 13 2.2.2 Thiết bị tự động 13 2.2.3 Thiết bị bán tự dộng 14 2.3 Mục tiêu .14 2.4 Từng khâu hệ thống .15 iii 2.5 Nội dung nghiên cứu 15 2.6 Bố cục đề tài 16 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 17 3.1 Phương pháp phương tiện nghiên cứu 17 3.2 Phương án giải 17 3.2.1 Hệ thống chiết rót 17 3.2.2 Hệ thống lấy nắp 18 3.2.3 Hệ thống đóng nắp 18 3.2.4 Hệ thống dán nhãn 19 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 23 4.1 Quy trình nghiên cứu 23 4.2 Yêu cầu hệ thống 24 4.3 Phương án thiết kế 24 4.3.1 Chọn kết cấu khí cho phận vận chuyển chai .24 4.3.1.1 Phương án băng tải PVC .24 4.3.1.2 Phương án băng tải 25 4.3.1.3 Phương án băng tải lăn 26 4.3.2 Chọn kết cấu khí cho phận dẫn động 27 4.3.2.1 Phương án hộp giảm tốc .27 4.3.2.2 Phương án biến tần .28 4.3.3 Chọn động điện cho hệ dẫn băng tải 30 4.3.3.1 Phương án chọn động AC 30 4.3.3.2 Phương án động DC 31 4.3.3.3 Phương án động AC servo 32 4.3.4 Nút nhấn 33 4.3.5 Cảm biến tiệm cận .34 4.3.6 Cảm biến lưu lượng nước 37 4.3.7 Màn hình HMI 40 4.3.8 Máy bơm nước 42 4.3.9 Xi lanh 43 4.3.10 PCL Mitshubishi FX5U-32MR/ES 45 iv 4.4 Tính tốn băng tải 47 4.4.1 Xác định thông số bảng băng tải .47 4.4.2 Xác định công suất dẫn động băng tải 48 4.4.3 Xác định lực kéo băng tải .48 4.4.4 Xác định lực căng băng nhánh vào nhánh tang trống chủ động 49 4.4.5 Kiểm tra lực căng băng tải 49 4.5 Xác định công suất động .49 4.6 Tính tốn xi lanh định lượng vòi chiết: 50 4.7 Chế tạo khí 51 4.7.1 Dụng cụ chế tạo 51 CHƯƠNG 5: THI CÔNG 54 5.1 Các thiết bị cần sử dụng mơ hình: 54 5.1.1 Băng tải 54 5.1.2 Động DC 54 5.1.3 Cảm biến tiệm cận .56 5.1.4 Rơ le trung gian 58 5.1.5 Xi lanh 59 5.1.6 Van điện từ AirTAC 60 5.1.7 Van tiết lưu chiều điều khiển tay 61 5.2 Thi công hệ thống 63 5.2.1 Bản vẽ Sketchup 63 5.2.2 Lập trình GX Works3 66 5.2.3 Q trình mơ MELSOFT GT Designer3 (GOT2000) 68 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 77 6.1 Kết đạt 77 6.1.1 Phần khí 77 6.1.2 Phần điện lập trình 77 6.1.3 Toàn hệ thống 77 6.2 Những vấn đề chưa đạt .77 6.3 Hạn chế đề tài 77 v Hình 5.18: Giao diện GX Works  Bước 2: Vào New – bảng New – Series – chọn FX5U – chọn OK Hình 5.19: Chọn Ok 67  Bước 3: Bắt đầu viết chương trình Hình 5.20: Giao diện lập trình 5.2.3 Quá trình mơ MELSOFT GT Designer3 (GOT2000) 68 Bước 1: Mở GT Designer3 chọn New Hình 5.21: Chọn New Bước 2: Chọn Next Hình 5.22: Chọn Next 69 Hình 5.23: Chọn Next Hình 5.24: Chọn Next 70 Hình 5.25: Chọn loại PLC Hình 5.26: Chọn giao thức kết nối 71 Hình 5.27: Chọn Next Hình 5.28: Chọn Next 72 Hình 5.29: Thiết lập địa IP Hình 5.30: Chọn hình 73 Hình 5.31: Chọn Next Bước 3: Chọn Finish Hình 5.32: Chọn Finish 74 Bước 4: Tiến hành mơ Hình 3.33: Giao diện mơ Hình 5.34: Thiết kế mơ hình mơ 75 Chương trình mơ hồn thành Hình 5.35: Mơ hình mơ Phỏng 76 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Kết đạt 6.1.1 Phần khí - Thiết kế, tính tốn chạy thực nghiệm thành cơng cấu chiết rót, đóng nắp dán nhãn tự động - Chế tạo cấu vặn nắp - Tính toán thiết kế băng tải 6.1.2 Phần điện lập trình - Xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống điện, khí nén Chọn đầy đủ thiết bị khí cụ điện động lực, điều khiển thiết bị khí nén - Lập lưu đồ giải thuật, viết chương trình điều khiển 6.1.3 Tồn hệ thống - Hệ thống chạy tương đối ổn định - Hệ thống chiết rót 20 chai/phút 6.2 Những vấn đề chưa đạt - Chỉ tính tốn kết cấu khí chủ yếu dây chuyền - Khâu chiết rót, đóng nắp hoạt động theo nguyên lý gián đoạn nên suất chưa cao, thích hợp với sản xuất vừa nhỏ - Phần kiểm tra chất lượng sản phẩm chưa kiểm tra như: nắp bị vênh, chiết chưa thể tích, chưa thực 6.3 Hạn chế đề tài Dây chuyền chiết rót đóng nắp chai dán nhãn sản phẩm ứng dụng thực tế sản xuất điều mà nhóm mong muốn thực Tuy nhiên với kiến thức nhiều hạn chế với điều kiện khách quan khác mà phạm vi 77 đồ án Em thi cơng mơ hình, mơ lại thực tế, dù nhóm tìm hiểu chế hoạt động, ngun lý giống thực tế sản xuất 6.4 Hướng phát triển Do hạn chế mặt kiến thức, thời gian, điều kiện kinh tế nên phạm vi đồ án dừng lại mơ hình, hi vọng đề tài ngày nghiên cứu phát triển hoàn thiện tương lai để ứng dụng nhà máy sản xuất thực tế Đó hướng phát triển đề tài mà nhóm mong muốn thực 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo sách - Ts Nguyễn Như Hiền, Ts Nguyễn Mạnh Tùng (2007), Điều khiển Logic PLC, Nhà xuất khoa học tự nhiên cơng nghệ Hà Nội - Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xn Minh (2000), Tự động hoá với Simatic S7200, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Tài liệu tham khảo từ nguồn internet [1] http://www.plcvietnam.com.vn [2] http://opac.vimaru.edu.vn/edata/Vbook/May%20truc%20Van%20chuyen.pdf [3] http://www.dientuvietnam.net [4] http://www.youtube.com 79 PHỤ LỤC  Chương trình PLC 80 81