Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ điện tử: Thiết kế hệ thống cấp bàn chải tự động

Minh họa sự khác nhau cua trọng tâm cua mỗi loại bàn chảiDựa vào hình trên, thì các loại bàn chải có cán to như ZZ — l5 sẽ cótrọng tâm lệch khoảng 10 mm về phía đuôi so với 3 loại bàn ch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRỊNH HOÀI NAM

THIẾT KE HE THONG CAP BAN CHAI TỰ DONG

DESGIGN THE TOOTHBRUSHES AUTO LOADER SYSTEM

Chuyén nganh : KY THUAT CO DIEN TUMã số: 60520114

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 12 năm 2017

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —ÐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc :PGS.TS Nguyễn Tan Tiến

(Ghi rõ họ, tên, học ham, học vi và chữ ky)

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS TS Võ Tường Quân

2 TS Lê Thanh Hải3 TS Đoàn Thế Thảo4.PGS TS Võ Tường Quân3 TS Võ Hoàng Duy

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯƠNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Trịnh Hoài Nam -<<<5- MSHV: 1570628Ngày tháng, năm sinh: 17/3/1992 , Ặ 7S s2 Nơi sinh: TP.HCMChuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tu . -5+<<<<5 Mã số : 60520114I TÊN DE TÀI: 5-5252 22222122122 2221221221211211.11211.11112 1e.Thiết kế hệ thống cấp ban chải tự động

Design the toothbrushes auto loader systemNHIỆM VU VA NỘI DUNG: oo.ceccccccccccccccsescscscscssscscscscscsesssscscscsesescscssessssssssssesseseaeesMục tiêu : Nghiên cứu giải pháp cấp bàn chải tự động cho máy dong gói

Nội dung :- Tìm hiểu tông quan bàn chai và hệ thống đóng gói tự động- Tìm hiểu các phương pháp cấp bản chải khả thi từ đó xác định nguyên lý cấp- Thiết kế và mô phỏng giải pháp đề nghị

- Thực nghiệm và mô phỏng giải pháp đề nghịIl NGÀY GIAO NHIEM VU : (Ghi theo trong QD giao dé tài): 10/7/2017HI NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: (Ghi theo trong QD giao dé tai) : 03/12/2017CAN BO HUONG DAN (Ghi rõ hoc ham, học vi, ho, tên): PGS.TS Nguyễn Tan Tiến

Tp HCM, ngày tháng năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TRUONG KHOA

(Ho tên và chữ ky)

Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang dau tiên của tập thuyết minh LV

LỜI CÁM ƠNLuận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành cơ điện tử với dé tài “Thiết kế hệthong cấp ban chải tự động” là kết quả của quá trình cố gắng của bản thân va đượcsự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thây, bạn bè đồng nghiệp và người thân Quatrang viết này em xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gianhọc tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.

Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo PGS.TS NguyễnTan Tiến đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp những kiến thức thực tếdé để em có thể hoàn thành dé tài

Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp và ban lãnh đạo công ty ColgatePalmolive, chi nhánh Mỹ Phước 3, Bình Dương đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thànhtôt công việc nghiên cứu khoa học của mình.

TÁC GIÁ

Trịnh Hoài Nam

TÓM TAT LUẬN VĂNTự động hóa đang là nhu cầu bức thiết trong công nghiệp Việt Nam hiện nay.Xuất phát từ nhu cầu thực tế tại nhà máy Colgate Palmolive Việt Nam, luận văn tậptrung giải quyết van dé cấp ban chải tự động cho máy đóng vi.

Đầu bài kĩ thuật cụ thé cho nghiên cứu được đề xuất dựa trên khảo sát các hệthống cấp phôi thông dụng, kết hợp với các yêu cầu thực tế trên dây chuyền sảnxuất tại công ty và được trình bày trong phân tổng quan Dựa trên kết quả mô phỏngcác phương án khả thi, sơ đồ nguyên lý của máy được xây dựng Từ đó các bài toánthiết kế được thực hiện cho các phần cơ, điện, điều khiển Thực nghiệm được tiếnhành cho bộ phận tách phôi nhằm kiểm chứng tính khả thi của giải pháp đề nghị Từcác kết quả thực nghiệm, thiết kế đã được hiệu chỉnh để đảm bảo mục tiêu đề ra

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã chứng minh tính khả thi của giải pháp đượcđề nghị

ABSTRACTNowadays factory automation is the need of the Vietnam production Fromthe actual demand at the packaging area of the Colgate Palmolive Vietnam factory,the thesis focus on finding solution to design the toothbrushes auto loader system toreplace manual human works.

The requirements, which was given base on researches on common autofeeder system and actual production situation at factory, was written in theOverview chapter After using computer simulation, the machine principle wasbuild and after that, we design the detail 3D mechanism, electrical system andcontrol The experiment was conducted in toothbrush separating and feeding systemto ensure the possibility of the design With the simulation result, we remodeling the3D design to make sure that the machine meets all requirements.

The result of the research proves that the solution was feasibility

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi.Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng và được thực nghiệmmột cách khách quan và trung thực Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tựtìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan Các kết quả này chưa từng đượccông bồ trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.

HỌC VIÊN

Trịnh Hoài Nam

MỤC LỤC

1 PHAN 0(90)0090 90077 |1.1 Các loại bàn chải, cách đóng gói và cách phối màu cho vỉ l1.1.1 Các loại bàn Chal - << << 1913133111111 11111111 1 1 1 se l1.1.2 Loại vi bàn chải, hướng bàn chải trong vỉ và cách phối màu cho vi 41.2 Cách cấp ban chải vào máy đóng gói hiện hành - 5-5555: 81.2.1 So lược vé các cum va nang suất làm việc của hệ thông hiện hanh 81.2.2 Công đoạn cấp bàn chải tại cụm 3 của hệ thống hiện hành 101.3 Tông quan tình hình nghiêm cứu trong và ngoài nước về công việc cap bànchải Il

1.3.1 Hệ thống bỏ bàn chai tự động của công ty Boucherie (Bìỉ) 111.3.2 Hệ thống bỏ ban chai cua một công ty tại Nhật Bản 131.3.3 Hệ thống bỏ bàn chải của công ty Trực Quan, Việt Nam 14LBA Nhận XÉT Q Ga 141.4 ĐẦU BÀI ĐẶT RA CAN PHAI GIẢI QUYET -ccs-c5s-e: l62 PHUONG AN 0000100407 172.1 Hệ thống tách bàn Chai c.ccccccscsccssessssssessescsessesesessesesessesesessesessessseeeesesen 172.].] — Xét cụm tách thổ - «<< << S913 1311111111 1 1111111 1v vế 192.1.2 — Xét cụm tách tinh oo eeeescccccceeesseecccecceeseecccssseeseeccesseeeeeees 222.1.3 Phương án cho hệ thông tách bàn chải 2-5-5 255+s+5s552 252.1.4 | Chuyến ban chải từ hệ thống tách sang hệ thống định hướng 292.2 Hệ thong định hướng bàn chải ¿2-5 255252 £E+E+E£E£EeEerxrrerererreee 312.2.1 Xét cơ cau vận chuyền ban chải 5- - 25525252 s+x+ezezeerecs2 322.2.2 Xét module xoay bàn chải XuÔ1/nĐƯỢC 55s esess 372.2.3 Xét module xoay bàn chải Úp/ngỬa 255555 1 + ssesd 382.24 Xét module định vị bàn chải cho robot gặp -5-5555¿ 392.3 Robot cấp bàn chải . ¿6 52t E21 3 E1 1111121211121 1 111111 cxye 402.3.1 Phuong an 1: Robot 2 bậc tự dO -ccs s1 xxx, 402.3.2 Phuong án 2: Robot 1 bậc tự dO -cĂss n1 s2 4I2A Xét cơ câu gắp -cc Sàn HT 1111 112111112111111 111101 111111111111 ru 4224.1 Cac phương án gap bàn chải ¿555cc ecececeseerrerereee 42

2.42 — Xét cơ cau thay đổi khoảng cách giữa các cây bàn chải 432.5 Phương án phối mầu - ¿2 +£+E+E+E#EEEE+E£E£E#EEEEEEEEEEEEEEErkrkrrerrrered 452.5.1 Phương phối màu bàn chải Ï: ¿5252 2 2+s+s+£+£z£zezszeeẻ 452.5.2 Phuong phối màu bàn chải 2: + ¿2s + 2 2+s+£+E+£z£zszxzcee 413 PHAN THUC NGHIỆM - 5-55 1E E21 1 1515111121 11111 111111 exrk 5]3.1 Mục tiêu cua phan thực nghiỆm S9 ng, 513.2 Nội dung thực nghiỆm (<< <5 1131331010011 119 09 vn ng 51

3.2.2 60: 07217 “<< 613.2.3 Ap dụng với những mau ban chải khác nhau - 25+: 69A PHAN THIET KẾ - - E2 2E ST E1E15151 111111111 cxckrkg724.1 Thiết kế hệ cơ khí -¿-¿- + S2 SE 2E E9 E1 E21 151152121 1151515 111111111 cxe 724.1.1 Chức năng của Phéu chứa bàn chải đầu vào - s5: 724.1.2 _ Chức năng hệ thống định hướng bàn chải - 2-55 s25: 784.1.3 Chức năng Robot cấp ban chải vào vỉ form - - 255555552 874.2 Tính toán đồng bộ hóa giữa các cụm chức năng -25-5-5555¿ 8942.1 Tính toán tốc độ cụm co cau bước (Step feeder) 9042.2 Tinh toán tốc độ của bánh Star wheel c.cccscscceseseseesececeseseesecsceceees 904.2.3 Tinh toán tốc độ của băng tải cấp đầu vào woes 92424 Tinh toán tốc độ Băng tải định hướng ¿55525552 934.2.5 Tinh toán tốc độ Picker rObot c-s s + 6xx EsEsE£E+ESeEsEseeeseseree 954.2.6 Tinh toán tốc độ Loader rObot -c-cs + 6xx EsEsE£E+E£eEeEseeeseseree 964.3 Thiết kế hệ thong điện và giải thuật điều khiến - - 25555255552 96A3.1 Thiết kế bộ điều khiẾn ¿ - - + 2+2 +E£E+E2EEE£E£E+ESEEEErkrkrrrrees 964.3.2 Giải thuật điều khiến 5-5-5253 3E SE v2 2E 1xx rrrree 995 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIEN DE TÀI - 55s5s5s5se: 1165.1 KẾt an ecccccccccccscsssscscscscsssscscscscsssscsescscscsssscscssssssssesessssssscscsssesssseseess 1165.2 Huong phat trién 8n .- ẼỐ 1166 TÀI LIEU THAM KHẢO 2c 2< 3 1 E1 1 151121211511 1115 11111111 1177 PHAN PHU LỤC - ¿5 S52 S121 1 15 1112111511511 11 1111511111111 1187.1 Phụ lục tính toán thiết kế hệ cơ khí essssesescssssessesesesseeseens 1187.1.1 _ Hệ thống cấp bàn chải đầu VO cccccccsesesesessesssessesesseseseseeseseeeeees 118

Tính toán động lực học cho hệ Step feeder «5+ <<<<<<«2 121Tinh toán trục chính của co cầu bước (Step feeder) 132Hệ thong định hướng bàn chai cccccccccccscssssessesssessesescsseseseseseeeees 137Hệ thông ROboLL 5-5-5 S222 SE 3 E2 3911212111211 re 139

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mẫu cán bàn chải PC - l⁄4 6 set eo |Hình 1.2 Mẫu cán bàn chải ZZ - 15 + ©5+c+eEeEkttEEEketkitrerkerriereried |Hình 1.3 Mẫu cán bàn chải EC - l5 6 ©+e5c++teEeEkttEEEetkirrierkerriereried |Hình 1.4 Mẫu cán bàn chải TA - c5 5+EéExetEEEEEkEEE reo |

Hình 1.5 Minh họa cấu tạo của bàn chải PC — 14 và EC - 15 - 5s scscsxsxe: 2Hình 1.6 Minh họa cấu tạo của bàn chải ZZ - Ì5 - -¿-s + xxx sEsESEeESEEeEseserkes 2

Hình 1.7 Minh họa sự khác nhau của trọng tâm cua mỗi loại ban chải 3

Hình 1.8 Sắp xếp phôi đầu vào với dạng phôi là bàn chải cho người lớn 4Hình 1.9 Sắp xếp phôi đầu vào với dạng phôi là bàn chải cho trẻ em - 4Hình 1.10 Loại vi 6 pack single - - <5 G6 0019000 190 ng ke 5Hình 1.11 Loại vỉ 4 pack triple <5 + 11119001011 990v ng ke 5Hình 1.12 Loại vi 4 pack EWIT Gv 5Bảng 1.13 Cách phối màu 6 pin single đối với bàn chải thường .- 6Bảng 1.14 Cách phối màu 6 pin single cho bàn chải trẻ em - 2 55+: 6Bảng 1.15 Cách phối màu 4 pin fWin - +2 + 2 2s+SS£+E+EeEE£EvEeEErkrkererrrrererree 7Bang 1.16 Cách phối màu 4 pin triple - + +5 2 2+2 S£+E+E££+E+xe£ezxexerscxee 8Hình 1.18 Công nhân cấp bàn chải vào Vi blister - 555552 5s+s+scscse2 IIHình 1.19 Vị trí làm việc của công nhân trong hệ thống -55- 2 55+: IIHình 1.20 Hệ thống cấp bàn chải tự động của công ty Boucherie (Bi) 12

Hình 1.21 Phéu chứa bàn chải -+- 2-2-5 +++S+E+S£EvEEEEEE+E+Eetetrtrtrtererrrrrrerees 13

Hình 1.22 Cơ cau bỏ ban chải vô blister eeeecsesseesseesseeesseesseestesnesseeesneensees 13Hình 1.23 Hệ thống cấp bàn chải của một công ty tại Nhật Bản - 13Hình 1.24 Ý tưởng máy bỏ bàn chải của công ty Trực Quan, Việt Nam 14Hình 2.2 Ngăn chứa bàn chải (Hopper) - 25G 50 11993011 19931 1n re 18Hình 2.3 Ví dụ về cơ cau tách thô trong hệ thống ¿2252 ++s+sz s52 18Hình 2.4 Ví dụ về cơ cau tách tinh trong hệ thống -2- 52 55+ 5s>5+2 19Hình 2.5 Sơ đồ bó trí không gian của hệ thống cấp cán - 5552: 19Hình 2.7 Minh hoa co cau Step feeder c.ccccccccsessssessssssessssesesssesessesssessssseesseseeeeees 20Hình 2.8 Minh hoa cơ cau băng tải gầu c.cccccccscsesssscsessesesesscsesessesesessesesesseseeeeees 21Hình 2.9 Cơ cau tách tinh sử dung Step feeder c.cccccccssssesessssesessesesessesesssssseeeees 22Hình 2.10 Minh hoa cơ cau Step feeder dạng nghiêng - 2 55552555522 23Hình 2.11 Cơ cau Step feeder có phan tác động dạng răng lược - 23Hình 2.12 Nguyên lí hoạt động của cơ cấu chữ Y - + + s+ccscs+esrsceee 24Hình 2.13 Bánh star wheel dây chuyển rót chai - + 255252 s+s+scscse2 25Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lí phương án 1 của hệ thống tách -. - - +: 26Hình 2.15 So đồ nguyên lí phương án 2 của hệ thống tách -5- +: 27Hình 2.16 So đồ nguyên lí phương án 3 của hệ thống tách -. - +: 28Hình 2.17 Bàn chải tự lăn vào vau định vị trên dây Ởa1 -ĂẶSSSSSSSSSSssssseses 29

Hình 2.18 Bàn chải tự lăn vào cơ cấu lƯỢC - ccSc te EE SE SE sEeErkrereeresee 29Hình 2.19 Bàn chai gây ket máy tai chỗ chuyển tiẾp -2- 525555252 5s>5+2 30

Hình 2.20 Ban chải kẹt bên trong máy dé gây kẹt dây đai -. - 30

Hình 2.21 Minh họa ý tưởng dùng robot gap bàn chải 55525555: 3lHình 2.22 Sơ đồ hệ thông định hướng bàn chải - + 2555252 2s+s+Ss>xzsze: 32Hình 2.23 Các chiều cần định hướng của bàn chải - + 5552 5s+s+sz s52 32Hình 2.24 Cơ cau vận chuyền bàn chải sử dụng dây đai răng - 33Hình 2.25 Vấu định vị bàn chải trên dây dai ((1) + 2 555522 £ecxcesesrersred 33Hình 2.26 Vấu định vị bàn chải trên dây đai (2) - + 2 2 552s+£+££ezEcesesrrsred 33Hình 2.27 Vấu định vị bàn chải trên dây đai (3) + + 555 c+c+ccececesesrrsred 33Hình 2.29 Minh họa nguyên lý hoạt động của cơ cấu răng lược - 34Hình 2.30 Phương án sử dụng cơ cau bàn XOay -¿-¿- 5 c2 2e2xctsrcrrxrereee 35Hình 2.31 Pallet COIV€WOT << 00.0 gọn 36Hình 2.32 Sơ đồ nguyên lí ¿6 5£ 2E+E+EE£E£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErkrrkrkrreee 36Hình 2.33 Phương án 4 module định hướng «<1 s2 ssssseees 36Hình 2.34 Minh họa xi lanh nâng hạ bàn chải << 5 555 erseeess 38Hình 2.35 Minh hoa cơ cau xi lanh kẹp bàn chảiI +5 «+ ssssssseeks 38Hình 2.36 XI lanh bàn XOay - - G0 Họ nen 38

Hình 2.37 Xi lanh xoay 18Ú” ¿2c S121 121 11114111111 1111111 1111111111 111111 11c 39

Hình 2.38 Cơ cau xoay bàn chải trong hệ thống của Boucherie - 39Hình 2.39 Sơ đồ nguyên lý co cau xoay úp bàn chải - + 5 sex 40Hình 2.40 Minh họa robot 2 bậc tự dO - - c1 111111111 111111 1111111111555 x6 40Hình 2.41 Robot 1 bậc tự đO - + + 111111133310 111111335 111 11v na4IHình 2.42 Cơ cau lay bàn chai dạng giác hút 5-5 + 5s+sSscs+eeeszscxee 42Hình 2.43 Cơ cau gap bàn chải khi kẹp ở phần đâu - + 55+ =s+s+see 42Hình 2.44 Cơ cau gap bàn chải khi gap ở thân - 52552552 s+esescscsee 43Hình 2.45 Khoảng cách giữa 2 cây bàn chải trong 2 pack «5< s««<<+<+s44Hình 2.46 Cơ cau dạng cây Kéo ¿6-52 S222 E9 121211121111 11 111111 xe 44Hình 2.47 Mô hình của phương án 1 cách phối MAU - - 225 + £2£s+s246Hình 2.48 Quy trình cấp của phương án Ì - ¿55252 2s+E+£ecevxererxererecree 47Hình 2.49 Mô hình của phương án cấp 2 cecccccsccceesescsscsescecssssesescssssssesessesseeeees 48Hình 2.50 Quy trình cấp phương án 2 - - + 2E SE+E+E2EEE£E£E+ESEEErErkrrrrrrered 49Hình 2.51 Vị trí đặt các hệ thong - ¿2 S2 2E2E2EE2EEEE 2E E211 1E Eerrrreo 50Hình 3.1 Nguyên lí hoạt động của cơ cầu đầu Xọc - 2 scc+cscsceseeced 51Hình 3.2 Các version mô hình 3D của CO câu XỌC -¿- 2 + xxx £EsEsesxzeseree 52Hình 3.3 Mô phỏng hoạt động của cơ cầu chữ Y - 52 5s+csscxsecreceee 54Hình 3.4 Mô hình cơ cấu đầu xọc dùng để test thựC tẾ - se cEseseseseseree 54Hình 3.5 Thực nghiệm kiểm chứng khả năng tách của cơ cau chữ Y 35Hình 3.6 Các bản thiết kế biên dạng của Star wheel + 5552 s+s+scscse2 56Hình 3.7 Các mô hình 3D mô phỏng cơ cau Star wheel - +55 25555: 56Hình 3.8 Một số trường hop co cấu Star wheel không đáp ứng được yêu cầu 58

Hình 3.9 Version của Star wheel hoạt động đạt yêu 0mm 59Hình 3.10 Mô hình cơ cau Star wheel dùng dé test thực tế ¿ -55+: 59Hình 3.11 Bàn chải bị kẹt trong Star wheel khi mật độ đầu vào nhiều 60Hình 3.12 Cơ cầu Star wheel tách được ban chải - se xxx £eEsesesees 60Hình 3.13 So đồ nguyên lí của cơ cau Step feeder -¿5- + + cs+cscscsccee 6lHình 3.14 Kích thước của co cấu Step feeder -¿- + + 5s+c+S+cxcxczecxvverererreee 62Hình 3.15 Mô hình version 1 của cơ cau Step feeder -. -¿5- 5c 5scs+csscse2 63Hình 3.16 Version | hoạt động không hiệu qua 555 «<< se 64Hình 3.17 Mô hình version 1 của cơ cau Step feeder -. -5-5+5scs+ccscse2 65Hình 3.18 Mô phỏng version 2 cơ cau Step feeder đạt kết quả tốt - 66Hình 3.19 Minh hoa các trường hợp version 2 không dat yêu CẦU c-ccececsrsei 66Hình 3.20 Mô hình version 3 của cơ cau Stepfeeder cccecescsssessesesesssesssseseeeees 68Hình 3.21: Mô hình version 3 thực tế của co cau Stepfeeder -: 68Hinh 3.22 Két quả dat được của mồ hình version Ổ << k2 69Hình 3.23 Chú thích các kích thước cần quan tâm của bàn chải - 70Hình 4.1 Hệ thông cấp bàn chải ¿26 5£ 2E+E#EE£E£EvEEEEEEEEErkrkerkrkrrrrerree 72Hình 4.2 Phéu chứa bàn chải đầu vào ¿5:5 t2tvEx2E2ESEtErerkerkerkerrerrrree 73Hình 4.3 Chỗi gạt trong hOpper - ¿2 5226x223 2x23 E231 E111, 73Hình 4.4 Cụm Step Í€€€T - - - <0 nọ ng 74Hình 4.5 Cơ cấu bánh Star wlheel - - - - s sEsS9EE St EE 39128 E3 ve rxei 75Hình 4.6 Định hướng bàn chải trong bánh xoay (Star wheel) «««+- 75Hình 4.7 Picker rObO( c1 1111110111110 0911111111110 10 111111 0 9 re 76Hình 4.8 Bước | của Picker rODOf - - + + + + 1111100121111 1111111111111 1 1 ren 76Hình 4.9 Bước 2 của Picker rObOf - - + + + + 31111111011 1111 1111111111111 11 ccrr ren 77Hình 4.10 Bước 3 của Picker rODOt - - + + + +11 11 1111111111111 1 11x re ree 77Hình 4.11 Hệ thong định hướng bàn Chal - 5< <1 111199 kvseesse 78Hình 4.12 Cách hoạt động của trạm phát hiện bàn chải năm XUOU/NQUOC 79Hình 4.13 Bước | của trạm xoay ban chải Xuôi ngƯỢC - «5555 << ++2 79Hình 4.14 Bước 2 của trạm xoay bàn chải XuÔi ngƯỢC - «55+ << ++2 S0Hình 4.15 Bước 3 của trạm xoay bàn chải Xuôi ngƯỢC «555 s+2 S0Hình 4.16 Bước 4 của trạm xoay bàn chải Xuôi ngƯỢC «5555 << s+2 81Hình 4.17 Bước 5 cua trạm xoay bàn chải XuGO1 ngưỢcC 5< << sseesss 81Hình 4.18 Cách hoạt động của tram phát hiện bàn chải nằm úp/ngửa 32Hình 4.19 Bước | của trạm xoay bàn chải Úp/TĐỬa 55555 << 1 + kessss 83Hình 4.20 Bước 2 của trạm xoay bàn chải Úp/nØỬa -c se 83Hình 4.21 Bước 3 cua trạm xoay bàn chải Up/N ga eee eeeeeceeseeeeeeesseeeeeeseaees 84Hình 4.22 Bước | của tram định hướng 0 S5Hình 4.23 Bước 2 của trạm định hướng 0 85Hình 4.24 Bước 3 cua trạm định hướng 0 S6Hình 4.25 Bước 4 của trạm định hướng 0 S6Hình 4.26 Loader rOO( + + + +2 + 11101101 91111181 1111111335 1 1111111 1111111 3 xe 87

Hình 4.27 Loader robot lay bàn chải từ băng tải định hướng -. - 88Hình 4.28 Bàn tay Loader robot khi lay bàn chải trên băng tải định hướng 88Hình 4.29 Bàn tay Loader robot khi cấp bàn chai vào Vi form -. 5-: 89Hình 4.30 Sơ đồ nguyên lý truyền động cho Starwheel - 55-52: 91Hình 4.31 Sơ đồ nguyên lý băng tải đầu Va0 wee ceceeeeeseseesesescsssesescssseseeseseens 92Hình 4.32 Sơ đồ nguyên lý truyền động băng tải đầu vào . -c - 92Hinh 4.33.4 cay ban chai san sàng ở trạm định vi CUỐI SG 3x2 sesecees 94Bang 4.34 Biéu đồ phân tích thời gian cho Băng tải định hướng - 94Hình 4.35 Sơ đồ truyền động của hệ băng tải định hướng -2-5- - 94Bang 4.36 Biéu đồ phân tích thời gian cho Picker robot - 5s 25555: 95Bảng 4.37 Biéu đồ phân tích thời gian cho Loader robot +55 25555: 96Hinh S)9.9/1089000000015Ẻ57 97Hình 4.39 Khối nguGn ccccccccsesscscsesscsesssscscsscscscssesesesscsesesscsesesscsesesscsesesscseeesssseeeeees 97Hình 4.40 Khối input 16 ngõ VàO - ¿2-5 2562223239 2x31 212111111 xcre 97Hình 4.41 Khối output 16 ngÕ ra ccececccesscscsecsssessescsessesssessesesessesesessesesesssssessssseeeeees 97Hình 4.42 Khối Position control NC213 w.ccccccccscsessecsescssssescsssssssescesssssssessesseeeees 97Hình 4.43 Khối Position control ÌNC [ 13 - + +55 +2 £E£E£E+EeEererkrerrerersred 97Hình 4.44 Man hình HMI OMRON NB 7 Inch - <5 S9 re 98Hình 4.45 Biến tan OMRON 3G3MX2 wu scsessssesssesseesseesseesssesseesssesssecsterseeratecsseraes 98Hình 4.46 Driver servo OMRON ïŠ Go 99Hình 4.47 Encoder OMRON E6@H-CWZ6C ooo eee ecccccccceeessnneeceeeeeesnaeeeeseeseeneeeeeees 99Hình 4.48 Giải thuật điều khiến chung toàn hệ thống cccceccesesseeseeeseseeeeee 101Hình 4.49 Giải thuật điều khiến băng tải cấp cán đầu vào 55555552 102Hình 4.50 Giải thuật điều khiến Cơ cau Step feeder ¿5-5-5255 sscsccee 103Hình 4.51 Giải thuật điều khiển Picker robot - cc-c5ccssrxcerxeerxeerkrrrk 105Hình 4.52 Giải thuật điều khiển Loader robot -. c+-5+cs++cxcsrxverxrerxesre 107Hình 4.53 Giải thuật điều khiến băng tải định hướng - sec 108Hình 4.54 Giải thuật xác định chiều ban chải c6 + SE ££sEseeesesecee 109Hình 4.55 Giai thuật xoay xuôi bàn Chal - 255555129 1 1e IIIHình 4.56 Giải thuật xoay Up bàn Chải - - <5 5500011119931 1 1999 1n 1 re 113Hình 4.57 Giải thuật của tram định hướng CUỒỐI Gv 11212111 515151515 sed 115Hình 7.1 Sơ đỗ nguyên lý băng tải cấp CAI ecceeseesesescsessssesessscssssesesssssseseseens 118Hình 7.2 Sơ đỗ nguyên lý co cau Step feeder cccccecscscsessssesessesssesessseseeeseens 121Hình 7.3 Tach khâu trong CO cẫu + ¿+ + 2+2 +E£E£E#ESEEEEEEEEEEEErkrkrrrrerrred 126Hình 7.4 Khâu 1 và khâu S - E99 126Hình 7.5 Kết quả tính toán lực Stepfeeder ¿5-5 22s +x+xsEcxvrerererreee 130Hình 7.6 Đồ thị thé hiện công suất của động cơ Stepfeeder ‹‹ s2 131Hình 7.7 Biéu đồ lực tác dụng lên trục Step feeder lúc quay được 19 độ 134Hình 7.8 Biểu đồ lực tác dụng lên trục Step feeder lúc quay được 263 độ 136Hình 7.9 Biểu dé lực tác dụng lên trục Băng tải định hướng - 138Hình 7.10 Sơ đồ nguyên lý của ÑObot 5255 +52 2e+xEEEeEerkrrerererrees 139

Hình 7.11 Phân tích lực trong cơ cấu robot ¿-¿- + + 2 2+s+x+x+£z£zkzereerrered 141Hình 7.12 Khảo sát lực tại khớp A của Picker robot( - «se 142Hình 7.13 Vận tốc của đầu ra hộp giảm tốc của động co Picker robot 143Hình 7.14 Torque đầu ra của hộp giảm tốc động co Picker robot - 144Hình 7.15 Công suất yêu cầu của động co Picker robot . - + s55: 144Hình 7.16 Khao sát lực tai khớp A của Loader Robot eee eeeessneeeeeeeeeeenneees 145Hình 7.17 Torque đầu ra của hộp giảm tốc động co Loader robot 146Hình 7.18.Công suất yêu cau của động co Loader robot - + 5555: 147Hình 7.19 Sơ đồ lực tác dụng lên trục B của Picker robotL -««««««<<<<<s 149Hình 7.20 Đồ thị phản lực tại RBx và RBy trong nửa chu kì chuyển động của10 {00i9 0 117 150Hình 7.21 Đồ thi momen uốn tác dụng lên D của trục Picker robot 151Hình 7.22 Sơ đồ lực tác dụng lên trục B của Loader robot - «+ 152Hình 7.23 Đồ thị phản lực tại RBx và RBy trong nửa chu kì chuyển động củaLoader robot 117 6 4 153Hình 7.24 Đồ thị momen uốn tác dụng lên D của trục Loader robot 154

1 PHAN TONG QUAN1.1 Cac loại ban chai, cách đóng gói va cách phôi mau cho vi

Thành phần màu

Hình 1.6 Minh họa cấu tạo của bàn chai ZZ - 15Do lớp màu được làm từ nhựa TPE nên cây ban chải ZZ — 15 sẽ có hệ SỐma sát với kim loại lớn hơn các loại bàn chải PC — 14 và EC — 15 Và điềunày sẽ gây khó khăn cho các hệ thống cấp tự động do nguy cơ gây kẹt

Hình 1.7 Minh họa sự khác nhau cua trọng tâm cua mỗi loại bàn chảiDựa vào hình trên, thì các loại bàn chải có cán to như ZZ — l5 sẽ cótrọng tâm lệch khoảng 10 mm về phía đuôi so với 3 loại bàn chải còn lại.Do trong tâm không năm chính giữa bàn chải nên ZZ — 15 dễ bị rối tronglúc sắp xếp do bàn chải bị xoay

Dạng phôi đầu vào là bàn chải với phan đầu đã được xếp trong thùngtheo cùng 1 hướng Hầu hết các mẫu ban chải dành cho người lớn có kíchthước 190 đến 200 mm nên được xếp trong thùng thành 2 hàng

Hình 1.8 Sắp xếp phôi đầu vào với dạng phôi là bàn chải cho người lớnNgoại trừ loại bàn chải cho trẻ em Kid 2+ và Kid 5+ thì do chiều dàingăn nên được xếp trong thùng thành 3 hàng.

Hình 1.9 Sắp xếp phôi đầu vào với dạng phôi là bàn chải cho trẻ em

Mỗi thùng bàn chải chứa khoảng 1000 cây

1.1.2.Loại vi ban chải, hướng bàn chai trong vi và cách phối mau cho vi1.1.2.1 Loại vi bàn chai

Do nhu cau của khách hang, bàn chải được đóng gói với các yêu caurất đa dạng Thực tế, hệ thống máy đóng gói của HoongA có thể đáp ứngđược một sô định dạng về vỉ blister như sau:

- 6 pack single: mỗi pack chứa | cây bàn chải Có 6 packtrén mot day vi blister.

- 4 pack twin: mỗi pack chứa 2 cây bàn chải Có 4 packtrén mot day vi blister.

- 4 pack triple: mỗi pin chứa 3 cây ban chải Có 4 packtrên một day vỉ blister.

1.1.2.2 Loại định hướng ban chải- 0°: Lông ban chải quay sang ngang

: 90: Lông bàn chải úp xuống bên dưới.- 45° Lông ban chai sẽ nghiêng 1 góc 45 độ so với mặt phẳng1.1.2.3 Cách phối màu cho vi

- Với dạng đóng gói 6 pack single:Tat cả bàn chải trong cùng | hàng thì có cùng 1 màu 4 hàngliên tiếp nhau phải có 4 màu khác nhau

Tuy nhiên đối với loại bàn chải cho trẻ em thì cứ 1 hàng sẽ có 2màu 2 hàng kế tiếp nhau sẽ có 4 màu khác nhau Xét trong 2 hàngkế tiếp nhau, mỗi màu sẽ có 3 cây bàn chải.

Có 2 góc quay của bàn chải khi năm trong pin: 0° (bàn chải nămngang), 90° ( bàn chải năm úp)

Dương Đỏ Xanh lá TímDương Đỏ Xanh lá TímDương Đỏ Xanh lá TímDương Đỏ Xanh lá TímDương Đỏ Xanh lá TímDương Đỏ Xanh lá Tím

Bảng 1.13 Cách phối màu 6 pin single đối với bàn chải thường

Xanh lá Dương Xanh lá DươngXanh lá Dương Xanh lá DươngXanh lá Dương Lá DươngTím Hông Tím HôngTím Hông Tím HôngTím Hông Tím Hông

Bảng 1.14 Cách phối màu 6 pin single cho bàn chải trẻ em- Với dạng đóng gói 4 pack twin:

Trong | pin bàn chai thi 2 cây luôn khác mau.

Trong | pin bàn chải thì sẽ có | cây bàn chải định hướng 90°

(lông bàn chải quay sang ngang), cây bàn chải còn lại thì địnhhướng 0° (lông bàn chải úp xuống)

Cứ 2 hàng kế tiếp nhau sẽ có đủ 4 màu Xét trên cùng 1 hàng thìcác pin đều sẽ giông nhau.

Đỏ ỖXanh lá

Đỏ ĐỏXanh lá Xanh lá

Trong | pin bàn chải thì sẽ có | cây bàn chải định hướng 90°

(lông bàn chai quay sang ngang), 2 cây ban chải con lại thì địnhhướng 0° (lông bàn chải úp xuống)

Cứ 2 hàng kế tiếp nhau sẽ có đủ 4 màu Xét trên cùng 1 hàng thìcác pin đều sẽ giỗng nhau

Xét 2 hàng liên tiếp, vị trí số 1 và 3 của mỗi pin đều cùng | màu(theo như ví dụ hình 9 là xanh dương và xanh lá).

Vị trí số 2 của pin trên hàng 1 và hàng 2 sẽ khác nhau, như ví dụtrên thì vị trí số 2 của pin trên hang 1 là màu vàng và vị trí số 2 củapin trên hàng 2 là mau hông

VàngXanh láXanh lá

Xanh láDương

Xanh láDương

Xanh láXanh láXanh láXanh lá

Bảng 1.16 Cách phối màu 4 pin triple1.2 Cách cấp bàn chải vào máy đóng gói hiện hành

1.2.1.Sơ lược về các cụm và năng suất làm việc của hệ thông hiện hànhHiện tại, hệ thống cấp bàn chải vào vỉ blister được sử dụng trong nhàmáy Colgate Palmolive tại khu công nghiệp Mỹ Phước là máy đóng gói tựđộng của tập đoàn HoongA ( Hàn Quốc) Hệ thống máy bao gồm 6 cụmchính, được thể hiện trong hình bên dưới

Trong đó, chức năng của từng cụm là- Cum 1: Cụm xả PVC

- Cụm 2: Cum tạo hình vỉ bàn chải (Blistering)- Cụm 3: Bé bỏ bàn chải

- Cụm 4: Cụm cấp card và hàn dính- Cụm 5: Cụm động cơ kéo (Draw off)- Cụm 6: Cụm khuôn đột và băng tải thành phẩmQuá trình đóng gói của hệ thống trên có thể chia thành các bước

PVC trong cuộn sẽ được xả ra thông qua động cơ xả PVC

Vi blister có ban chải sẽ được cấp card bởi tay gap card (card loader)

Hàn dính 1 đường dé định vi tờ card (pre-sealing)

1.2.2.Công đoạn cấp bàn chải tại cụm 3 của hệ thống hiện hànhHiện tại đối với việc sử dụng hệ thong máy đóng gói tiêu chuẩn củaHoongA, để cung cấp đủ bàn chải ở cụm 4 phục vụ cho việc hoạt động củahệ thống, phải sử dụng 6 công nhân nhằm thực hiện việc trên Do đó tiêutôn rat nhiêu chi phí vê mặt lương, bảo hiêm, phụ câp

Nhằm giải quyết van dé trên, yêu cầu đặt ra cần thiết kế một hệ thốngcấp phôi bàn chải tự động để giảm bớt nhân công và tăng năng suất Hệthống được thiết kế phải có kích thước vừa trong không gian cho phép củanha may, năng suất bằng hoặc hơn với năng suất của 6 công nhân.

1.3 Tổng quan tình hình nghiêm cứu trong và ngoài nước về công việc cấpbàn chải

1.3.1.Hệ thông bỏ bàn chải tự động của công ty Boucherie (Bi)

vi = me

Bước 5

Hình 1.20 Hệ thống cấp bàn chải tự động của công ty Boucherie (Bi)

Mô tảBước 1: Bàn chải được xếp theo màu và định hướng trên khayBước 2: Khay sẽ được vận chuyền băng hệ thống băng chuyên đến vị trírobot gap

Bước 3: Định vi bàn chải theo hướng tương ứngBước 4: Robot sẽ gap bàn chải trong khay dé đưa vao vi blister trên máyđóng gói trong nhịp dừng của máy

Bước 5: Khay trong sẽ được chuyền ra ngoài bang băng chuyên

Hình 1.21 Phễu chứa bàn chải Hình 1.22 Cơ cấu bỏ bàn chải

vô blister

Hình 1.23 Hệ thống cấp bàn chải của một công ty tại Nhật Bản

Mô tảBước 1: Bàn chải được xếp theo màu và định hướng sẵn trong các phéu(hopper) dưới dạng băng đạn

Bước 2: Tại vị trí xác định, robot sẽ thả bàn chải có màu tại phéu tuongứng vào vi blister trên máy đóng gói 4 mau sé được nap song song vớinhau.

1.3.3.Hệ thông bỏ bàn chải của công ty Trực Quan, Việt Nam

Hình 1.24 Ý tưởng máy bỏ bàn chải của công ty Trực Quan, Việt NamMô tả

Bước 1: Bàn chải được xếp theo màu vào hộc chứa với hướng đã đượcquy định sẵn

Bước 2: Bàn quay sẽ chuyển bàn chải từ hộc chứa đến khu vực chờ.Bước 3: Robot gắp bàn chải từ khu vực chờ và bỏ vào vỉ blister trên máyđóng gói.

1.3.4 Nhận xét

Mô hình 1:

Ưu điểm:- Luôn đảm bảo bàn chai được cấp day đủ cho máy đóng gói, tránh

tình trạng máy đóng gói dừng vì không có bàn chải hoặc phải đónggói pack bàn chải trống

- Bàn chải được định hướng sẵn trên khay từ máy bào nên giảm luôn

đảm bảo nguồn cung cấp bàn chải Do đã được định hướng khôngcần khâu tách và định hướng bàn chải nên hệ thống đơn giản, vậnhành 6n định vì theo thực tế khảo sát, hệ thống tách và định hướngbàn chải chiếm 70% lỗi dừng máy

Nhược điểm:Hệ thống phức tạp do phải có khâu xếp chồng, vận chuyển khay vàđưa khay đến cho robot gắp Không thể linh động cách phối màu vìbàn chải đã nằm sẵn trên vỉ từ máy bào Muốn thay đổi thì phải thayđối từ máy bảo (là khâu trước của khâu đóng gói)

Mo hình 2:

Ưu điểm:Hệ thống đơn giản, kích thước gọn.Nhược điểm:

- Dạng phéu hoạt động tốt đối với những loại bàn chải có cán dep,cạnh vuông góc Đối với các loại cán có biên dạng phức tạp thì dễbị kẹt.

- Không linh động khi thay đổi loại bàn chải vì phải thay mới toàn bộ

phéu chứa ban chải tương ứng

Mô hình 3:

Ưu điểm:

Hệ thông đơn giản, ít bước trung gian.Nhược điểm:

Không phối màu khi chạy những mặt hàng yêu cầu bàn chải nhiềumau, định hướng khác nhau trong cùng | pack.

1.4.ĐẦU BÀI ĐẶT RA CAN PHAI GIẢI QUYẾTTừ nhu câu tự động hóa khâu cấp bàn chải cho hệ thống đóng gói nhằm tăngnăng suất cũng như độ tin cậy, nhà máy yêu cau thiết kế một hệ thống cấp phôitự động nhăm giảm sô lượng công nhân từ 6 xuông còn | người

Dé thực hiện yêu câu trên, luận văn cân giải quyết bài toán cụ thê sau- Tự động hóa công việc phân tách, định hướng và cấp bàn chải vào vỉ đóng

gói 4 pack (twin va triple)- Đạt năng suất 25 nhịp máy đóng gói / phút- Có khả năng phối 4 màu theo yêu cầu đặt ra cho các mẫu vi bàn chải 4 pack- Có kích thước tổng thé của hệ thống cấp phôi tự động phù hợp với khoảng

trong tại nhà máy là 2.4m x 2.7m- Hopper chứa đủ bàn chải để cấp cho máy đóng gói chạy liên tục trong vòng

khoảng 30 phút

2 PHƯƠNG AN THIET KESau khi tìm hiểu tổng quan, nhận thấy dé có thé cấp bàn chải vào vi blister thìtừng cây bàn chải cần phải được cô định riêng biệt và theo cùng 1 hướng.

Bàn chải được xếp trong thùng, công nhân sẽ đem cho vào phéu chứa khoảng2000 cây Để có thé tách rời từng cây riêng biệt trong phễu chứa 2000 cây, ta cần |

trạm tách (Separator) ngay sau phéu chứa

> Can có tram SeparatorMặc dù ban chải đã được xếp theo cùng 1 hướng trong thing, nhưng trong qua

trình cho vào phéu và trong quá trình tách ở trạm Sepearator, hướng và chiều(úp/ngửa của mặt lông bàn chải) là không xác định.

> Cần có trạm định hướng (Orientation)Sau khi ban chải được định hướng giống như cách nó nam trong vi blister, cần cóhệ thống mang chúng đi và cho vào vỉ blister đang chờ bên máy đóng gói

> Cần có trạm cấp bàn chải cho máy đóng gói (Loader)Tổng kết lại, một hệ thống cấp bàn chải tự động hoàn chỉnh cần có các trạm nhưhình bên dưới

(mm Separator = Orientation = Loader (ome

Hình 2.1 Mô tả các module cần có trong hệ thông máy cấp phôi ban chải2.1 Hệ thống tách bàn chải

Hệ thống cấp và bàn chải gồm 3 khâu:- Khâu 1: Ngăn chứa ban chải đầu vào (Hopper)

Hình 2.2 Ngăn chứa bàn chải (Hopper)- Khâu 2: Cơ cau tách thô

Từ lượng bàn chải đầu vào, cơ cấu tách thô sẽ chia thành từng phân bànchải nhỏ hơn (5 — 8 cây/phần) Qua đó, mật độ bàn chải sang cơ cấu tiếptheo sẽ được dàn mỏng nhằm đạt hiệu quả tách tốt nhất

Hình 2.3 Ví dụ về cơ cau tách thô trong hệ thống- Khâu 3: Cơ cau tách tinh

Từ phan ban chai được cấp từ co cấu tách thô, co cấu tách tinh sẽ chiathành từng phan tử bàn chải riêng rẽ và cấp lần lượt vào hệ thong địnhhướng (Orientation) kế tiếp

Hình 2.4 Ví dụ về cơ cau tách tinh trong hệ thốngĐề tiết kiệm không gian thì những hệ thống cấp cán bàn chải tại nhà máyColgate đều có bồ trí chung như sau:

» Cơ cấu tách thô

Thông qua quá trình này, môi lân chỉ có khoảng vài cây bàn chải leođược bên bước tiếp theo Càng lên cao thì số lượng bàn chải sẽ càng ít

II

Step feeder trong thực tế Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.7 Minh họa cơ cau Step feeder2.1.1.2 Phương án 2: Sử dụng băng tai gau

Khi băng tải chuyển động, phôi sẽ từ hopper rơi vào gầu và được đưalên đỉnh của băng tải để cung cấp cho quá trình tiếp theo

Hình 2.8 Minh họa cơ cau băng tải gầu2.1.1.3 Nhận xét

- Dung băng tải gầu sẽ có năng suất tốt hon do cơ cau Step feeder cóhành trình chạy không (lúc đi xuống)

- Dùng băng tải đảm bảo vệ sinh do ban chải ít bị ma sát với các bậcthang và thành máy 2 bên

>>Chọn phương an 2

2.1.2 Xét cụm tách tinh2.1.2.1 Phương án 1: Sử dụng cơ cau Step feeder

Hình 2.9 Cơ cau tách tinh sử dung Step feederMô tả:

- Bàn chải được đưa vào thùng theo 1 hướng nhất định- Co câu cam đưa răng lược chuyên động lần lượt lên/xuống.- Khi cơ cấu lược đi lên thì sẽ mang theo một vài cây bàn chải đi từ bậc

thấp lên đến bậc thang tiếp theo Khi cơ cấu lược đi xuống thì một sốcây bàn chải sẽ rớt theo, một số khác thì sẽ năm lại trên bậc thang.- Nhờ chuyển động lên/xuống liên tục của co cấu lược mà bàn chải đi

qua từng bậc, càng lên cao thì số bàn chải càng ít dần đến khi lên đếntầng trên cùng thì chỉ còn 1 cây

Những điểm khác nhau giữa step feeder ở bước tách thô và táchtinh:

- Khoảng cách giữa 2 bước (step) ở co cau cấp thô sẽ lớn hon.- Bề rộng | bước (step) ở cơ cầu cấp thô sẽ lớn để lay duoc nhiéu ban

chai cùng lúc và tránh gây ket vì lúc này có nhiều bàn chải xếp lộnxôn

- Số bước bước (step) ở cơ cầu cấp thô sẽ ít hơn (từ 3 đến 4) so với cơcau tách tinh (từ 5 đến 7 bước)

- Toc độ cơ cau tách thô chậm hơn nhiều so với của cơ câu tách tinh.Do mật độ bàn chai ban dau rat lớn nên can di chuyên chậm đê tránhtình trạng hư cán bàn chải

Một vài biến thé của cơ cau Step feeder dạng tinh:

Step feeder dạng nghiêng trong thực tế Sơ đồ nguyên lí

Hình 2.10 Minh họa cơ cau Step feeder dạng nghiêngSo với co cau Step feeder đứng, co câu dạng nghiêng ít phụ thuộc vàoquán tính của vat hơn Thay vì chờ vật lăn từ bước này sang bước kianhờ trọng lực, cơ câu nghiêng cung cấp thăng cho vật một vận tốc để vậtthực hiện quá trình chuyển bước, do đó giảm thời gian cấp phôi

Cơ cau Step feeder có phan tác động dạng răng lược:

Hình 2.11 Cơ cau Step feeder có phan tác động dạng răng lược

Phần tác động dạng rang lược đem lại một lợi thé trong việc thay đôibiên dạng phân tác động theo biên dạng cán bàn chải Do đó, giữ đượccán bàn chải tốt hơn.

2.1.2.2 Phương án 2: Sử dụng cơ cấu day thanh chữ Y (đang đượcphát triển)

Từ thiết kế của cơ cấu Step feeder, yêu cầu đặt ra cần giải quyếtnhược điểm về việc phân tác động có dạng mặt (giữa các mặt sẽ tạothành các rãnh gây kẹt lông bàn chải) Do đó, co cau day thanh chữ Y

Hình 2.12 Nguyên lí hoạt động của cơ cau chữ YTuy nhiên, đề thực hiện được quá trình này, bàn chải mà cơ câu chữ Yđược cap cân phải luôn ở mật độ mong, tôi ưu nêu được tran déu Do đó,ở đầu vào của cơ câu yêu cân can có một cụm bàn rung ho trợ đê đạtnăng suât cao nhât.

2.1.2.3 Phương án 3: Sw dụng bánh Star wheel

Bánh Star wheel là dạng bánh xoay tròn có rãnh, ứng với mỗi góc

xoay thì mỗi rãnh sẽ lay đi 1 phôi đầu vào

Hình 2.13 Bánh star wheel dây chuyên rót chaiTuy nhiên, để bánh Star wheel có thé hoạt động thì bàn chải mà cơcau được cấp cần phải luôn ở mật độ mỏng, tối ưu nếu được tran đềugiông như cơ câu chữ Y đã nêu ở Phương án 2

2.1.2.4 Nhận xét- Step feeder có tinh khả thi cao hơn 2 phương án còn lại do đã được áp

dụng vào hệ thống cấp cán tự động cho máy căm lông bàn chải hiệnđang sử dụng tại nhà máy.

- Tuy nhiên step feeder và co cau chữ Y lại có hành trình chạy không(lúc đi xuống) nên năng suất không cao như bánh Star wheel

- Đối với phương án bánh Star wheel, cần thiết kế lại biên dạng và môphỏng để kiểm chứng tính khả thi

2.1.3 Phương án cho hệ thống tách bàn chai

2.1.3.1 Phương án 1: Tach thô dùng gau tải, tách tinh dùng cơ cauStep feeder

Hình 2.14 So đồ nguyên lí phương án 1 của hệ thống táchMô ta:

- Bàn chải từ hộc chứa (A) sẽ được tách thô bang băng tải gau (B),mỗi gau trên băng tải có thé chứa được khoảng 5 đến 7 cây bànchải.

- Bang tải sầu sẽ thả bàn chải xuống một bang tải phụ (C), bangtải (C) đóng vai trò như một nơi chứa bàn chải thứ cấp Bàn chảisẽ được dàn mỏng trên băng tải (C) sau khi rơi xuống từ băng tải

(B)

- Băng tải (C) cap bàn chải vài co cau cấp phôi bước Cơ cau cấpphôi bước (D) (Step feeder) sẽ có 5 bước (theo thực nghiệm tạinhà máy) là có thé đảm bảo chỉ còn 1 cây ban chải khi lên đếnđỉnh.

- Tam chặn (E) sẽ đi xuống dé bàn chai đi vào hệ thống địnhhướng.