Trong ngành giày dép, công đoạn bôi keo chi tiết giày là công đoạn tiêu hao nhiều nhân công, môi trường làm việc độc hại do ảnh hưởng của hơi keo,… do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩ
Tình hình công nghi ệp sản xuất giày dép tại Việt Nam
Giày dép hiện là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam ra thị trường thế giới, đặc biệt là các nước EU, Mỹ, ASEAN, Nhật Bản, Trung Quốc Kim ngạch xuất khẩu của mặt hàng giày dép ra thị trường thế giới năm 2012 là 7,2 tỷ USD, đạt tỷ lệ tăng trưởng 10,6% so với cùng kỳ Thặng dư thương mại của ngành da giày năm 2012 cũng đạt ở mức cao trên 50% do các doanh nghiệp chủ động được trên 45% vật tư nội địa
Bên cạnh những thuận lợi, ngành da giày Việt Nam cũng gặp nhiều khó khăn khi liên tục phải chống đỡ với những chính sách bảo hộ, chống bán phá giá ở những thị trường lớn như Hoa Kỳ, Nhật Bản, EU cũng như việc sụt giảm đơn hàng Tính đến nay, tuy gặp nhiều khó khăn nhưng xuất khẩu giày dép vẫn đạt mức tăng trưởng nhất định, tồn kho không có Để đạt được kết quả này, bên cạnh những thị trường truyền thống, ngành da giày đã chuyển sang tìm kiếm đơn hàng từ các thị trường mới như thị trường Nam Mỹ, nghiên cứu, hợp tác đầu tư sản xuất và cung ứng nguyên, phụ liệu da giày với các nước có tiềm năng như Ấn Độ, Brazil
Theo hiệp Hiệp hội Da giày Việt Nam, năm 2013, EU chính thức bãi bỏ thuế chống bán phá giá đối với giày mũ da của Việt Nam và đây được xem là cơ hội để doanh nghiệp giày da đẩy mạnh cũng như mở rộng thị trường xuất khẩu toàn ngành phấn đấu đạt giá t rị kim ngạch xuất khẩu 8 tỷ USD và tiếp tục nâng cao tỷ lệ nội địa hóa các loại sản phẩm, cụ thể tăng tỷ lệ nội địa hóa đạt 60-65%, với sản phẩm xuất khẩu chủ lực vẫn là giày thể thao, giày vải cùng mặt hàng cặp và túi xách.[1]
Bảng 1.1: Thị trường xuất khẩu giày dép của nước ta trong tháng 11 và 11 tháng đầu năm 2012 [1]
Tại hội thảo đóng góp ý kiến cho dự thảo quy hoạch phát triển ngành da giày Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025 do Bộ Công Thương tổ chức Mục tiêu chung đến năm 2020 là xây dựng da giày Việt Nam trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của nền kinh tế, tiếp tục nằm trong nhóm các nước sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm da giày hàng đầu thế giới Tổng nguồn vốn đầu tư giai đoạn 2011-2020 là 59.570 tỉ đồng trong đó huy động trong nước là 43%, còn lại kêu gọi đầu tư nước ngoài Dự kiến kim ngạch xuất khẩu toàn ngành năm 2015 là 9,1 tỷ USD, năm 2020 là 14,5 tỷ USD và năm 2025 đạt 21 tỷ USD Nâng dần tỷ lệ nội địa hóa các loại sản phẩm là một trong những vấn đề được quan tâm đặc biệt trong quá trình xây dựng quy hoạch này, trong đó phấn đấu năm 2015 tỷ lệ nội địa hóa đạt 60-65%, năm 2020 đạt 75-80% và năm 2025 đạt 80 - 85%
Năng suất sản xuất giày hiện có khoảng 800 triệu đôi giày mỗi năm, các doanh nghiệp sản xuất giày dép tập trung chủ yếu ở Tp.HCM, Bình Dương, Đồng Nai, Hải Phòng, Hà Nội Công nghệ sản xuất hiện đang ở mức trung bình và trung bình khá so với khu vực, sản xuất vẫn theo phương thức cơ giới hoá Một trong những nội dung quan trọng của chiến lược của ngành da giày Việt Nam là bám sát công nghệ của thế giới, đặc biệt quan tâm đến công nghệ tự động hóa trong các công đoạn mài, bôi keo, tạo form, gò dán, Vì vậy cần phải quan tâm đến việc đổi mới công nghệ và thiết bị theo hướng tự động hóa trong sản xuất giày dép
Trong ngành giày dép, công đoạn bôi keo chi tiết giày là công đoạn tiêu hao nhiều nhân công, môi trường làm việc độc hại do ảnh hưởng của hơi keo,… do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và năng suất của nhà máy Vì thế, việc tự động hóa công đoạn bôi keo là cần thiết để cải thiện năng suất và điều kiện làm việc cho người lao động.
Qui trình s ản xuất giày tại Vina Giày
Hình 1.1: Qui trình công nghệ gia công giày ở Công ty Vina Giày
Gia công các chi tiết của cụm mũ
2 2.1 Cắt chi tiết mũ giày
1 Bôi keo và dán pho vào mũ giày
Gia công các chi tiết của cụm đế giày Gia công đế giày 3
3.1 2.4 Lắp ráp mũ giày, đế trong và hom
Lắp ráp đế giày, diễu và gót 3.2
2.6 3.3 Mài mặt ngoài đế giày
Làm phẳng mặt bên mũ giày 2.7
Mài mặt nghiêng bên trong đế giày 3.4
Xử lí bề mặt mũ giày
2.9 3.5 Xử lí bề mặt đế giày
Công đoạn lắp ráp các chi tiết của giày
4.1 Sấy mũ giày và đế giày 4.2 Lắp ráp mũ giày với đế giày Ép định hình 4.3
Làm sạch giày 4.4 Đóng hộp 4.5
Tuỳ theo điều kiện mà qui trình chế tạo giày tại các công ty có sự khác biệt Quy trình chế tạo giày cơ bản tại Công ty CP Giày Việt (Vina giày) được thể hiện ở hình 1.1 Quy trình này gồm 4 công đoạn cơ bản sau:
- Gia công các chi tiết của cụm mũ giày
- Gia công các chi tiết của cụm đế giày
- Lắp ráp các chi tiết của giày
Trong qui trình này, hai nhóm công đoạn làm mất nhiều thời gian, dễ gây ách tắc sản xuất là các công đoạn mài và bôi keo mũ giày, đế giày (2.8, 2.10 và 3.4, 3.6) (từ đây gọi tắt là chi tiết giày hay chi tiết) Các công đoạn này được thực hiện thủ công kết hợp với thiết bị đơn giản, cần nhiều công nhân có tay nghề cao nhưng năng suất thường rất thấp, tỷ lệ phế phẩm lớn, có nhiều chất độc hại (bụi cao su, các hóa chất từ hơi keo) phát sinh gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và điều kiện làm việc của các công nhân, không đảm bảo tiêu chuẩn về trách nhiệm xã hội SA8000 Vì vậy một số khách hàng nước ngoài không dám ký hợp đồng với các công ty này và đó cũng là một rào cản kỹ thuật được dựng lên bởi các nước tiên tiến nhằm hạn chế nhập khẩu sản phẩm giày dép của Việt Nam
Tình hình nêu trên trở thành những yêu cầu cấp thiết cần đổi mới công nghệ và thiết bị theo hướng tự động hóa các công đoạn bôi keo để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, thu nhập của công nhân, đồng thời cải thiện sức khỏe và điều kiện làm việc cho hàng trăm ngàn công nhân của các doanh nghiệp sản xuất giày dép Việt Nam.
Tính cấp thiết của đề tài
Việc xác định được mối quan hệ giữa các thông số vận hành và năng suất của máy bôi keo giúp điều chỉnh các thông số vận hành một cách hợp lý, nhằm tự động hóa hoàn toàn quá trình bôi keo đế, mũ giày tạo tiền đề tự động hóa hoàn toàn dây chuyền sản xuất giày dép, đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn và đạt năng suất là cao nhất trong quá trình bôi keo Thông qua đó sẽ nâng cao được khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp Việt Nam trên thị trường thế giới Như đã trình bày ở trên, việc nghiên cứu mối quan hệ giữa thông số vận hành và năng suất của máy bôi keo mũ, đế giày là cần thiết.
M ục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu mối quan hệ giữa các thông số vận hành và năng suất của máy bôi keo mũ, đế giày để từ đó xác định bộ thông số vận hành sao cho chất lượng bôi tốt nhất với năng suất và chất lượng lắp ráp sản phẩm được đảm bảo cao nhất.
N ội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra cần thực hiện các nội dung sau:
- Nội dung 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
- Nội dung 2: Xác định các thông số vận hành và năng suất của máy bôi keo đế, mũ giày
- Nội dung 3: Thiết kế các thí nghiệm
- Nội dung 4: Thực hiện các thí nghiệm
- Nội dung 5: Xử lý, phân tích các kết quả thí nghiệm và xác định bộ thông số vận hành để năng suất là cao nhất.
Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Luận văn nghiên cứu nâng cao năng suất máy bôi keo đế, mũ giày dừng lại ở việc:
- Xây dựng quy trình xử lí bề mặt chi tiết trước khi bôi keo
- Thực nghiệm trên mối quan hệ giữa nhiệt độ sấy, tốc độ sấy và năng suất trên loại giày nam tại công ty Vina giày
- Xác định phạm vi di chuyển của đầu bôi keo và vận tốc chuyển động của các trục
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tiếp cận thực tế dây chuyền sản xuất giày dép
Ý nghĩa khoa học của luận văn
Tài liệu tham khảo về mối quan hệ giữa các thông số vận hành và năng suất của máy bôi keo mũ, đế giày rất hạn chế do vậy khi thực hiện đề tài đòi hỏi phải có sự vận dụng nhiều kiến thức khác nhau để giải quyết vấn đề Tính mới và sáng tạo luôn luôn được thể hiện trong việc nghiên cứu trong đo đạc để xác định các thông số cũng như trong quá trình tính toán xử lý kết quả thực nghiệm Tạo nền tảng cho tự động hóa hoàn toàn máy bôi keo đế, mũ giày trong dây chuyền sản xuất giày dép.
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn
Ý nghĩa của đề tài này là nhằm cải thiện, hoàn chỉnh quy trình vận hành máy bôi keo để năng suất đạt được là cao nhất, khắc phục tình trạng vận hành điều chỉnh bằng kinh nghiệm thủ công, góp phần đẩy mạnh quá trình tự động hóa máy bôi keo đế, mũ giày ở Công ty cổ phần Giày Việt.
THIẾT BỊ BÔI KEO VÀ CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH
Mở đầu
Quá trình vận hành các thiết bị đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất
Thiết bị được chọn trên cơ sở các thông số tối ưu và đáp ứng được yêu cầu cao nhất trong hệ thống vận hành, để đảm bảo các thông số vận hành làm việc đúng và tiết kiệm chi phí và tối đa năng suất theo yêu cầu của nhà sản xuất.
B ố trí thiết bị bôi keo đế, mũ giày trong hệ thống mài và bôi keo
Một hệ thống tự động bôi keo chi tiết giày có cấu hình như trong hình 2.1:
Hình 2.1: Hệ thống tự động bôi keo chi tiết giày
Thiết bị mài chi tiết
Thiết bị bôi keo chi tiết
Thiết bị hút hơi keo
Vị trí đầu hệ thống vận chuyển
Vị trí cuối hệ thống vận chuyển
Quy trình vận hành của hệ thống:
Hệ thống tự động mài và bôi keo chi tiết giày cho phép lựa chọn chế độ vận hành, để từ đó có thể vận hành để mài và bôi keo đế giày hoặc mũ giày Theo kế hoạch sản xuất, người công nhân vận hành sẽ biết được kế hoạch sản xuất là bao nhiêu đôi giày Từ đó, người công nhân lựa chọn chế độ vận hành để mài và bôi keo toàn bộ đế và mũ chiếc trái (hoặc phải) và sau đó ngược lại
Người công nhân vận hành lựa chọn chế độ làm việc và cài đặt số lượng chi tiết cần mài và bôi keo Công nhân 1 sẽ đặt chi tiết giày vào đầu hệ thống vận chuyển, chi tiết giày sẽ được hệ thống này vận chuyển theo chiều mũi tên đến thiết bị mài chi tiết giày Tại đây, chi tiết giày sẽ được mài và bụi phát sinh trong quá trình mài được hút đi nhờ thiết bị hút bụi Tiếp theo, chi tiết được vận chuyển đến thiết bị bôi keo chi tiết giày Trong quá trình bôi keo, hơi keo sinh ra được thiết bị hút hơi keo hút và chứa vào thùng chứa Sau khi bôi keo xong, chi tiết sau sẽ đến vị trí cuối của hệ thống vận chuyển và được người công nhân 2 lấy chi tiết ra và chuyển đến công đoạn lắp ráp Sau khi hoàn thành số lượng chi tiết (đế và mũ) cho 1 chiếc giày (trái hoặc phải), người công nhân sẽ đổi chế độ làm việc cho máy để từ đó tiếp tục mài và bôi keo số lượng chi tiết giày tiếp theo để hoàn thành đủ số lượng đôi giày theo kế hoạch sản xuất.
C ấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị bôi keo đế, mũ giày
Thiết bị gồm có 2 trạm: một trạm bôi keo đế giày và một trạm bôi keo mũ giày Trên mỗi trạm gồm: một đầu bôi keo 4 bậc tự do với hai bậc tự do tịnh tiến theo trục x, z và hai bậc tự do quay quanh trục y, z; một bàn máy một bậc tự do tịnh tiến theo trục y; chi tiết được đưa vào theo chiều dọc của chi tiết
Hình 2.2: Kết cấu máy bôi keo đế và mũ giày
Theo sơ đồ nguyên lý này, đế giày (8) được gá trên bàn máy (9), mũ giày (18) được gá trên bàn máy (19) Bàn máy (9) và (19) có thể chuyển động tịnh tiến theo phương y nhờ bộ truyền vít me bi (10) và (20)
Trạm bôi keo đế giày: Cụm đầu bôi keo có thể tịnh tiến theo các trục x, z nhờ bộ truyền vít me bi (2), (4) và quay quanh hai trục z, x nhờ các động cơ (5), (6)
Trạm bôi keo mũ giày: Cụm đầu bôi keo có thể tịnh tiến theo các trục x, z nhờ bộ truyền vít me bi (12), (14) và quay quanh hai trục z, x nhờ các động cơ (15), (17) Ưu điểm:
- Có thể bôi keo chính xác theo biên dạng của chi tiết giày
- Dễ chế tạo, độ chính xác cao
- Độ cứng vững của máy cao
- Độ linh hoạt của máy cao
- Giảm sai số tích lũy khi bố trí chuyển động cho bàn máy
- Kết cấu chiếm không gian tương đối lớn z x y
Hình 2.3: Mô hình máy bôi keo đế, mũ giày
Tính năng và thông số kỹ thuật cơ bản
- Khả năng tự động bôi keo đế, mũ giày dựa trên các thông số đã lặp trình trước
- Có khả năng tích hợp và đồng bộ hoá các thiết bị trong hệ thống
- Có thành phần vận hành được bố trí rõ ràng, dễ sử dụng
- Các chức năng vận hành được hiển thị trên màn hình điều khiển
- Dễ dàng thay đổi chương trình bằng các nút nhấn
- Hệ thống phân loại tự động đối với các loại giày có các kích thước khác nhau
- Có hệ thống hút bỏ hơi keo
- Khả năng giám sát và hiển thị số lượng các chi tiết giày đã được bôi keo
- Tự động dừng máy khi đếm đủ số lượng chi tiết được lặp trình
- Có thể dùng cho nhiều loại keo khác nhau
- Ứng dụng bôi keo cho nhiều loại giày khác nhau
- Bôi keo dạng tiếp xúc
2.4.2 Thông số kỹ thuật cơ bản
- Năng suất: (500 đế giày + 500 mũ giày)/giờ
- Điều khiển CNC 5 bậc tự do
- Hai trạm công tác: một trạm công tác cho đế giày và một trạm công tác cho mũ giày
- Không gian làm việc: X*Y*Z: 200*400*120 (mm)
Các thông s ố vận hành của máy
Hầu hết quá trình bôi keo đế và mũ giày của các thiết bị bôi keo vẫn còn hạn chế là khi bôi keo toàn bộ bề mặt thì hành trình di chuyển đầu bôi keo còn lớn Cụ thể, đầu bôi keo sau khi di chuyển hết biên dạng của chi tiết giày thì phải di chuyển đến các phần diện tích bề mặt chưa được bôi keo hoàn toàn do vết bôi keo không phủ hết bề mặt chi tiết trong lần bôi keo đầu tiên Mục tiêu của máy bôi keo là bôi keo cho đế và mũ giày với thời gian nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo chất lượng cũng như độ bền chi tiết sau lắp ráp Để đạt được mục tiêu đó thì cần nghiên cứu giải quyết các thông số công nghệ của quá trình bôi keo sau:
- Diện tích và biên dạng bề mặt cần được bôi keo
- Kích thước đầu bôi keo và vận tốc quay của đầu bôi keo
- Vận tốc di chuyển của đầu bôi keo
- Lượng keo sử dụng trên đơn vị diện tích
- Áp suất bình chứa keo
2.5.1 Bề mặt đế, mũ giày cần được bôi keo
2.5.1.1 Vật liệu mũ, đế giày a Da thật
Da là loại vật liệu thích hợp nhất cho mũ giày, lớp lót đế trong, đế ngoài, gót, phần phủ các ngón chân, chất độn cứng Da cho giày thường sản xuất từ bê, trâu bò, dê, và cừu Các loại da được chuyển thành da thuộc theo các giai đoạn khác nhau b Da nhân tạo
Da nhân tạo là những chất liệu nhân tạo có vẻ ngoài giống như da, hầu hết được sử dụng làm mũ giày và lớp lót trong Một vài loại chất liệu này có thuộc tính vật lý tương tự như da thật Những loại vật liệu này có giá trị như các loại sợi phủ (fabric) Chúng có lớp phủ như PU, PVC trên sợi Sợi có thể tự nhiên hoặc nhân tạo hoặc một sự pha trrộn cả hai Những loại sợi này có thể được nhuộm màu, in, trang trí nổi cho lớp hoàn tất hấp dẫn như da thật
Hiện tại công ty Vina giày dùng bàn chải đánh răng để bôi keo và bề mặt bôi keo là toàn bộ bề mặt tiếp xúc giữa đế, mũ giày như được chỉ ra bên dưới:
Hình 2.4: Bôi keo trên đế giày
Hình 2.5: Bôi keo trên mũ giày Diện tích bề mặt cần được bôi keo là diện tích bề mặt của đế, mũ giày của loại giày nam có kích thước size từ 38 đến 46, size giày từ 38 đến 43 chiếm 80% đơn đặt hàng gia công và size giày 44, 45, 46 chiếm 20 % đơn đặt hàng Chi tiết giày có chiều dài lớn nhất là 356 mm, bề rộng lớn nhất là 130 mm, nơi nhỏ nhất có kích thước 70 mm và chu vi là 620 mm
Kích thước mũ lớn nhất là L x W x H = 356 x 130 x 120 mm
Kích thước đế lớn nhất là L x W x H = 356 x 130 x 50 mm
Nhược điểm của bôi keo thủ công:
- Tốn nhiều thời gian để bôi toàn bộ bề mặt chi tiết
- Chiều dày lớp keo được bôi không đều
- Dễ bị lem ra bên ngoài biên dạng
- Ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người thao tác
- Phụ thuộc nhiều vào kỹ năng của người làm, dễ gây lỗi cho sản phẩm
Bên cạnh tối ưu các thông số quy trình khác, nếu xây dựng được đường bôi keo tối ưu thì năng suất sản xuất tăng Nghĩa là khi đầu bôi keo đi một lần hết quãng đường cần bôi keo thì bề mặt cần bôi keo cũng có đủ keo, đảm bảo chiều dày lớp keo và keo không lem ra bên ngoài (không được lem ra bề mặt mà không tham gia vào quá trình lắp ghép giày)
Chu trình chuyển động của đầu bôi keo:
Hình 2.6: Biên dạng cần bôi keo của chi tiết
Hình 2.7: Biên dạng bôi keo các hãng trên thế giới [2] Đầu bôi keo di chuyển từ gót giày đi ngược chiều kim đồng hồ dọc theo biên dạng của chi tiết với một hành trình khép kín như được chỉ hình 2.6 Khi đi hết biên dạng chi tiết cũng chính là lúc kết thúc một quá trình bôi xong một chi tiết Trong hình vẽ trên, vết đường kính đầu bôi keo trên bề mặt chi tiết, đầu bôi keo chỉ đi một lần theo biên dạng
Tùy vào kích cỡ size giày, ở đây cần nói đến là các bán kính góc lượng trên chi tiết, mà đường kính đầu bôi keo sẽ được thiết kế và chọn phù hợp, sao cho khi đầu bôi keo chuyển động sẽ bo hết góc của bán kính trên chi tiết để không bị thiếu keo tại một vài điểm trên chi tiết và từ đó hành trình đi của đầu bôi keo là ít nhất nhưng vẫn đảm bảo đủ lượng keo, chiều dày keo
Tham khảo hình bên dưới là biên dạng bôi keo và đầu bôi keo
Hình 2.8: Biên dạng bôi keo và chổi bôi keo, Omav Ý
2.5.2 Keo dán giày và phụ gia
Keo dán là một loại hợp chất hóa học có chức năng hình thành sự kết dính tạm thời hoặc vĩnh viễn theo yêu cầu giữa các bề mặt, trong sản xuất hiện nay trong ngành giày có bốn loại keo cơ bản: [4]
- Keo dán trên cơ sở dung môi
- Keo dán trên cơ sở nước
- Keo dán trên cơ sở bức xạ
Các thông số của keo mà cần phải lưu ý lựa chọn để đảm bảo quá trình bôi keo như:
- Thành phần phần trăm của nước trong keo
Bảng 2.1: Một số loại keo thường được ứng dụng trong giày [5]
Loại keo Tính năng Độ nhớt
Dùng cho da, PU, PVC và cao su lưu hóa (cao su tự nhiên, SBR, TPR)
PU-3300H Sử dụng được nhiều loại 1500-1800
Dùng cho da, PU, PVC và cao su lưu hóa (cao su tự nhiên, SBR, TPR)
PU-339 Sử dụng được nhiều loại 1600-1900
Dùng cho da, PU, PVC và cao su lưu hóa (cao su tự nhiên, SBR, TPR)
PU-339H Sử dụng được nhiều loại Độ nhớt cao 3100-3700
Dùng cho da, PU, PVC và cao su lưu hóa (cao su tự nhiên, SBR, TPR)
PU-3700 Rất hữu dụng trong ngành giày thể thao 1600-1900
Dùng cho da, PU, PVC và cao su lưu hóa (cao su tự nhiên, SBR, TPR)
Chịu lực cao 2900-3300 Tốt cho cán EVA và da K-500 Dùng cho nhiều mục đích 3200-3700 Tốt cho cán EVA
Dùng cho PVC, ngành da giày dép: Dùng ít, độ kết dính bền trong đế và gót
Dùng cho ngành da giày dép: Dùng ít, độ kết dính bền trong đế và gót
A-150 Dùng cho nhiều mục đích 5000-5700
Dùng cho PVC, EVA, ngành da giày dép: Dùng ít, độ kết dính bền trong đế và gót
Dùng cho tất cả chất liệu, bao gồm da, cao su lưu hóa duy nhất bên ngoài & đế Neolite
Dùng cho tất cả chất liệu, bao gồm da, cao su lưu hóa duy nhất bên ngoài & đế Neolite lưu hóa
Rất hữu dụng trong ngành giày dép 12000-16000
Dùng cho giáy dép da: dùng ít, độ kết dính bền trong đế & gót
Dùng cho PVC, EVA, giày dép gia: dùng ít, độ kết dính bền trong đế & gót
Poly urethane được biết đến với độ dẻo và độ bám dính cao, đạt hiệu quả cao ở nhiệt độ thấp, tốc độ đóng rắn có thể điều chỉnh theo yêu cầu, có khả năng làm ướt hiệu quả bề mặt của hầu hết chất nền
Theo thống kê trong năm 2000 trên toàn cầu đã có trên 3 tấn keo dán, chất hàn gắn…Từ poli urethan được sản xuất, tiêu thụ tổng số 2,3 triệu tấn vật liệu urethan thô.
Keo dán PU-polyurethane: Với độ bền và tính linh hoạt ngay cả ở nhiệt độ thấp
Chúng có độ bền trượt tốt và có khả năng chống ẩm, chống nước rất tốt Keo polyurethane hình thành liên kết mạnh với cao su, nhựa, kim loại, gỗ, giấy, gốm sứ, và các loại vải Hầu hết các loại được giới hạn nhiệt độ dưới 120° C Loại này được tạo thành nhờ phản ứng giữa một isocyanate như toluene di isocyanate chẳng hạn với một diol Keo dán PU có 1 và 2 thành phần [6]
- Loại một thành phần có lượng dư nhỏ isocyanate Loại keo này được sử dụng mà không cần thêm vào bấc cứ loại hóa học nào
- Loại 2 thành phần chứa polyol Trước khi dùng phải cho thêm polysocyanate Keo dán PU xử lý dán dế và mũ với vật liệu bất kỳ Đặc tính:
- Khả năng chống mài mòn
- Khả năng chống chịu dầu và các chất hòa tan
- Khả năng chịu tải cao
- Có khả năng chống nứt gãy
- Khả năng chống chịu tác động của thời tiết
- Có đặc tính liên quan tới điện
- Khả năng chịu nhiệt và lạnh
Keo 3300H được sử dụng nhiều trong ngành giày dép, dùng để gián các loại giày dép và hiện nay công ty Vina giày đang sử dụng loại keo này cho lắp ráp đế và mũ giày [7]
Hình 2.9: Thùng keo 3300H Đặc tính:
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật
- Ứng dụng đối với đế giày PVC, đế giày urethane, da PVC, da cao su tổng hợp
- Để khô keo một cách hoàn toàn
- Chuẩn bị bề mặt đế, mũ giày đã được làm sạch
- Thời gian khô ít nhất: 20-25 phút tại nhiệt độ phòng hoặc 10 phút tại 50 0 C-60 0 C
- Lắp ráp đế, mũ giày với nhau bằng lực nén
Màu sắc Màu trắng đục Độ nhớt 1400~1800cps tại 30 0 C
Thành phần chính Urethane resin
Khả năng chịu nhiệt Lên đến 95 0 C Đóng gói Thùng thiết 3kg, 15kg
Tuổi thọ 12 tháng sau ngày sản xuất
- Tránh xa nguồn lửa hoặc ánh sáng mặt trời
- Không sử dụng thùng bằng kim loại có khả năng oxi hóa cao
- Chỉ được sử dụng trong điều kiện thoáng khí
- Đậy nắp kín khi không sử dụng
- Không để keo tiếp xúc trực tiếp với da và có đồ bảo hộ khi vận hành
- Rửa liền khi tiếp xúc da hay mắt
Hình 2.10: Độ bền bắt đầu của PU keo theo thời gian [8]
Trong đó: S- thành phần phần trăm của keo PU
Quy trình bôi keo 3300H tại công ty Vina giày:
Keo được mua về dưới dạng thùng chứa, khối lượng keo 3kg hoặc15kg được chia nhỏ ra thùng chứa khác để sử dụng trong 4,5 giờ đầu của ngày làm việc, tức từ 7h30-11h30 và cũng pha đủ dùng trong 4,5 giờ làm việc sau trong ngày từ 12h30- 17h30
Keo 3300H trước khi sử dụng phải pha chất đông rắn, chất này có tác dụng hoạt hóa keo tạo sự kết dính tốt giữa keo với bề mặt cần bôi Chất đông rắn được pha theo tỉ lệ nhất định, tỉ lệ: 3%-10% phụ thuộc mục đích sử dụng cuối cùng và được đề nghị pha ở tỉ lệ 5% chất đông rắn theo hướng dẫn của nhà sản xuất và pha đủ dùng trong nửa ngày làm việc Tỉ lệ phần trăm chất đông rắn được pha trong keo càng cao thì quá trình khô keo diễn ra nhanh hơn Sau nghỉ trưa lại pha để dùng trong nửa ngày còn lại
Vật tốc di chuyển của đầu bôi keo
Vận tốc đầu bôi keo chính là tổng hợp vận tốc của các cơ cấu, bao gồm các vận tốc của các trục tịnh tiến theo các phương X, Y, Z để bôi hết biên dạng chi tiết
Vận tốc đầu bôi keo trong quá trình làm việc ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt chi tiết cũng như ảnh hưởng đến năng suất sản xuất, nếu đầu bôi keo di chuyển quá nhanh hay quá chậm đều có tác dụng không tốt đến quá trình bôi Nếu nhanh quá thì lượng keo không đủ bám trên bề mặt chi tiết, do vậy tốn thời gian đầu bôi keo phải tiến hành chu trình bôi lần thứ hai Ngược lại, nếu quá chậm ảnh hưởng đến năng suất Chính do vậy mà vật tốt đầu bôi keo được tiến hành thực nghiệm dựa trên mối quan hệ giữa các thông số: vận tốc di chuyển của đầu bôi keo, chiều dày lớp keo và năng suất quá trình bôi
Khảo sát các máy bôi keo trên thế giới, cho kết quả: Đối với hãng OMAV thì vận tốc di chuyển này được hạn chế ở 20m/phút.
M ối quan hệ giữa năng suất và vận tốc
Trong thực tế sản xuất chúng ta muốn tăng tối đa vận tốc hoạt động của máy, thế nhưng việc làm này phụ tuyến tính vào các yếu tố khác như: độ dao động (hay cứng vững) của máy, độ chính xác của máy, các bộ phận cảm biến… Trong đề tài này nghiên cứu về độ dao động và cứng vững của máy
- Ảnh hưởng của vận tốc đến lực li tâm của lưới chổi của đầu bôi keo
Khi vận tốc quay của đầu bôi keo cao thì lưới của chôi quét sẽ bị loe đầu và điều này ảnh hưởng độ chính xác của đường biên bôi keo và lượng keo bị văng ra từ lưới quét.
PHƯƠNG ÁN BÔI KEO VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
Mở đầu
Trong bất kỳ hệ thống nào để quá trình làm việc hoạt động bình thường thì cần đưa ra các điều kiện ban đầu và điều khiển các thông số, quá trình hoạt động đúng theo yêu cầu đặt ra Chính vì vậy, trong luận văn về máy bôi keo này cũng tuân thủ các yêu cầu điều kiện về quá trình bôi keo, yêu cầu các thông số của quá trình,…
Điều kiện bôi keo đạt yêu cầu
Chất lượng của quá trình bôi keo ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền sảm phẩm
Do vậy, điều kiện của quá trình bôi keo sau:
- Đảm bảo sự đồng đều của lớp keo trên bề mặt được bôi
- Việc bôi keo không làm trầy hoặc hỏng bề mặt cần bôi
- Keo bôi không được lem ra bên ngoài biên quy định của chi tiết và sai lệch này (nếu có) là +/-1mm theo quy định tại Vina giày Đường biên này được lập trình trên máy và đầu bôi keo chuyển động theo chương trình đã lập trình sẵn
- Đầu bôi keo chỉ bôi một lần theo biên dạng
- Keo không được văng vãi ra môi trường xung quanh trong quá trình bôi
- Lượng keo được sử dụng trên mỗi chi tiết đế và mũ giày là nhỏ nhất và ít hơn lượng keo được sử dụng hiện tại để bôi keo cho đế và mũ giày tại Vina giày
- Thời gian sử dụng để bôi trên mỗi chi tiết đế và mũ giày là ít ngắn nhất.
Quy trình xử lí bề mặt chi tiết trước khi bôi keo
Quá trình xử lý bề mặt chi tiết trước khi bôi keo (công đoạn sau khi mài) rất quan trọng chiếm 80% chất lượng kết dính giữa keo và chi tiết giày Việc xử lí bề mặt có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng như năng suất, chất lượng và lượng keo sử dụng trong quá trình sản xuất Quá trình này làm sạch mề mặt chi tiết, giúp tạo sự kết dính tốt giữa hai bề mặt lắp ghép đế giày và mũ giày
Chi tiết đế và mũ giày sau khi mài được xịt bụi đi bằng khí nén, sau đó bôi chất xử lí 311 để khô trong điều kiện nhiệt độ môi trường 20-25 phút hoặc sấy khô trong lò sấy với thời gian và nhiệt độ thích hợp, thể hiện qua lưu đồ sau:
Chi tiết đế, mũ giày
Xịt bụi bẳng khí nén Bôi chất xử lí 311
Với năng suất sản xuất hiện nay tại Vina giày 60 đôi giày/ giờ (gồm 120 đế giày và 120 mũ giày), thời gian sấy từ 20- 25 phút thì hiện tại chỉ có một lò sấy là đáp ứng đủ năng suất Tuy nhiên, với năng suất thiết kế của máy tự động 250 đôi giày/ ngày (gồm 500 đế giày và 500 mũ giày) thì thời gian sấy như trên không đáp ứng đủ năng suất thiết kế Do vậy, cần tiến hành thực nghiệm để tối ưu hóa thời gian sấy, nhiệt độ sấy và vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm Điều kiện thường:
Bảng 3.1: Kết quả thực nghiệm về tốc độ băng tải, nhiệt độ, thời gian sấy tại công ty Vina giày
Tốc độ băng tải (cm/phút)
Thời gian đo được (phút)
Mối liên hệ giữa tốc độ và năng suất:
Trên biểu đồ, khi tăng tốc độ băng tải thì năng suất tăng theo, thời gian để sấy sản phẩm để đạt như năng suất thiết kế được rút ngắn lại và để đạt được năng suất thiết kế trên máy tự động thì tốc độ băng tải của máy sấy được cài đặt 700 cm/phút, nhiệt độ cài đặt trên hộp điều khiển là 90 0 C và nhiệt độ thực tế đo được trong lò lúc này là 71 0 C, thời gian là 2 phút 03 giây
Nhiệt độ thực tế đo trong lò được đặt tại tâm của băng tải, gắn trên chi tiết giày và lò đang trong quá trình sấy sản phẩm sản xuất thực tế tại Vina giày Các thiết bị được sử dụng để đo nhiệt độ được đã được hiệu chỉnh và còn trong thời gian hiệu lực Thiết bị này được mượn từ công ty II-VI Việt Nam và được mô tả như bên dưới: Đồng hồ đo nhiệt độ HH800A: [15]
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật thiết bị đo nhiệt độ
Phạm vi đo đề nghị -148 – 371 0 C
Nhiệt độ lưu trữ 18 – 50 0 C Độ chính xác tại 23 0 C +/-5 0 C +/-0,5 0 C
Phạm vi đo -200 – 1372 0 C Độ chính xác tại 23 0 C +/-5 0 C +/-0,5 0 C
Chất xử lí 311 có tác dụng tạo sự tương tác tốt giữa keo và mặt cần dán, nếu sau khi bôi chất xử lí và để quá lâu qua đêm trong điều kiện phòng thì nó lại có tác dụng không tốt đối với sự kết dính Bởi vì bề mặt chi tiết quá khô (do để lâu) sẽ làm trơ và không có sự kết dính với keo Do vậy, không nên bôi chất xử lí để qua đêm trong điều kiện nhiệt độ phòng.
Quá trình bôi keo
3.4.1 Định nghĩa Đầu bôi keo chuyển động phức tạp vừa tịnh tiến vừa quay quay tròn, nghiêng góc và kết hợp sự đồng thời chuyển động của các trục X, Y, Z, B, C theo biên dạng của chi tiết giày cần bôi Hành trình bôi keo được thược hiện góc quay 360 0 tức là đi vừa đủ hết biên dạng chi tiết là quét xong một chi tiết
3.4.2 Cách xác định bôi keo đạt yêu cầu Đầu bôi keo được cài đặt các thông số về kích cỡ biên dạng của từng size giày, thông số công nghệ bôi keo, như: tốc độ quay của đầu bôi keo, vận tốc chuyển động tịnh tiến theo trục y, góc quay của đầu bôi keo, ,đảm bảo quá trình bôi đạt yêu cầu
- Keo không được lem ra bên ngoài biên quy định của chi tiết
- Bề mặt chi tiết phải đủ keo (không có chỗ có keo, chỗ không có keo khi đầu bôi keo đi qua) và lượng keo phân bố đều trên bề mặt chi tiết
- Việc bôi keo không làm hỏng bề mặt chi tiết
- Đầu bôi keo chỉ đi một hết biên dạng chi tiết, tức là không có điểm nào được bôi hai lần trong một lần bôi Ưu điểm của bôi keo tự động so với bôi keo thủ công:
- Hạn chế hơi keo độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe nhân công
- Thời gian bôi keo được rút ngắn hơn một nửa
- Độ đồng đều keo trên bề mặt được bôi
- Độ bền sản phẩm được đảm bảo
- Không phụ thuộc vào tay nghề công nhân
- Tạo tác phong công nghiệp cho nhân công.
Phương án bôi keo
Hình 3.1: Phương án 1 Đầu bôi keo bắt đầu bôi tại vị trí số 1, chuyển động theo biên dạng của chi tiết giày đi qua các điểm 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ngược chiều kim đồng hồ về đến vị trí số 1 Sau đó tiếp tục chuyển động thẳng đến vị trí số 7
- Chiều kim đồng hồ được quy ước nhìn từ mặt trước của máy vào thẳng góc với trục oz
- Chiều quay của đầu bôi keo được chọn dựa trên đặc điểm chiều ren lắp ghép của đầu bôi keo Ưu điểm:
- Keo sẽ được điền đầy hoàn toàn trên bề mặt diện tích của đế giày và mũ giày Nhược điểm:
- Tại vị trí điểm xuất phát của đầu bôi keo như trên, có lực kẹp của đồ gá nên gây biến dạng tại vị trí đó nếu lực kẹp bị giải phóng cho vị trí xuất phát bôi keo
- Thời gian bôi keo tăng lên khi đi quãng đường dài hơn để bôi keo
- Lượng keo sử dụng nhiều hơn trên một đơn vị chit tiết x y z
Hình 3.2: Phương án 2 Đầu bôi keo chuyển từ vị trí số 1 đi qua các điểm 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ngược chiều kim đồng hồ về lại vị trí 1 Khi đi hết biên dạng chi tiết cũng chính là lúc kết thúc một quá trình bôi keo xong một chi tiết Ưu điểm:
- Đầu bôi keo chỉ đi đúng một chu trình kín theo biên dạng của chi tiết là hoàn tất một chi tiết
- Lượng keo được sử dụng ít hơn so với phương án trên (các thông số công nghệ khác giữ nguyên, không thay đổi)
- Thời gian bôi keo ngắn hơn phương án trên
- Năng suất cao hơn phương án trên
- Tại vị trí điểm xuất phát của đầu bôi keo như trên, có lực kẹp của đồ gá nên gây biến dạng tại vị trí đó nếu lực kẹp bị giải phóng cho vị trí xuất phát bôi keo
Xuất phát điểm của đầu bôi keo tại ví trí số 1, chuyển động theo hướng cùng chiều kim đồng hồ, sau đó đi qua các điểm 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 và về lại vị trí ban đầu (vị trí 1) Vị trí số 1 được xác định trong mặt phẳng hai chiều:
- Đó là điểm 1/3 của chiều dài chi tiết giày từ mũi giày đến gót giày
- Sau đó, chiếu vuông góc ra cạnh bên của đường viền bôi keo, ta được điểm xuất pháp của đầu bôi keo Ưu điểm:
- Không gian quan sát bôi keo tại vị trí này trên máy được rõ ràng hơn khi có vấn đề gì xãy ra tại vị trí bắt đầu bôi.
- Thuận lợi trong quá trình điều chỉnh kẹp chặt chi tiết để bôi keo
Lựa chọn phương án bôi keo trên máy tự động:
Dựa trên so sánh các ưu điểm của các phương án trên, chọn phương án 3 để thiết lập cho quá trình bôi keo
Hiện tại, trên thế giới đã có nhiều nước tiến hành bôi keo theo phương án ba, như hãng Omav của Ý.
Ch ức năng của máy bôi keo
- Bôi keo tự động theo biên dạng 3D của chi tiết giày.
- Có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ bôi keo
- Dụng cụ bôi keo được điều chỉnh nghiêng theo phương pháp tuyến của bề mặt cần bôi keo.
- Lưới bôi keo được nén vào bề mặt chi tiết tạo sự bám dính tốt giữa keo và bề mặt bôi.
- Dữ liệu biên dạng bôi keo được truyền từ máy quét 3D.
Xác định cấu hình và qui trình vận hành cho hệ thống bôi keo đế và mũ giày
Để đảm bảo các chức năng và yêu cầu kỹ thuật trên, hệ thống bôi keo đế và mũ giày bao gồm các bộ phận sau:
- Thiết bị quét 3D đế và mũ giày
- Hệ thống điều khiển trung tâm
- Hệ thống điều khiển máy bôi keo đế và mũ giày
- Máy bôi keo đế và mũ giày
Hình 3.4: Cấu hình hệ thống bôi keo đế, mũ giày
Quy trình hoạt động của hệ thống bôi keo như sau: Đầu tiên chi tiết giày cần bôi keo (1) sẽ được đưa vào thiết bị nhận dạng hình ảnh chi tiết (2) của thiết bị quét 3D Sau khi nhận dạng xong dữ liệu sẽ được phần mềm nhận dạng và xử lý dữ liệu 3D (3) sẽ xử lý và được lưu vào hệ thống máy tính (4) Dữ liệu từ hệ thống máy tính được truyền sang giao diện điều khiển trung tâm (5), bộ điều khiển trung tâm (6) của hệ thống điều khiển trung tâm Dữ liệu này sẽ được truyền đến từng trạm bôi keo đế giày (9) và trạm bôi keo mũ giày (10) của thiết bị bôi keo chi tiết giày để bôi keo đế và mũ giày.
B ảo quản hệ thống bôi keo
Hệ thống bôi keo là một cấu trúc kín từ bình chứa keo ra đường ống đến đầu bôi keo Keo được tập trung tại vị trí đầu bôi keo sau khi bôi, tại nơi đây keo tiếp xúc với môi trường không khí, chính vì thế keo bị đóng rắn trong hệ thống xuất phát từ nơi này
Theo khảo sát thực tế tại nhà sản xuất cung cấp keo 3300H và tại công ty Vina giày, thì thời gian khô keo thực tế sau khi hệ thống ngừng làm việc là trong vòng 20 phút Thời gian ngừng máy nghỉ trưa tại Vina giày là từ 11h30 đến 12h30, trong khoảng thời gian một giờ này nếu không có biện pháp bảo quản thì keo sẽ bị khô và hệ thống không thể hoạt động được
Sau ngày làm việc từ sau 17h00 là máy sẽ ngừng hoạt động, do đó cần có biện pháp bảo quản hệ thống keo trong thời gian này
3.8.1 Nguyên nhân tắc nghẽn hệ thống
- Không khí đi vào trong hệ thống xuất phát từ đầu bôi keo, do thời gian ngưng làm việc lâu Cụ thể ở đây là khoảng thời gian nghỉ trưa từ 11h30-12h30 và ngỉ qua đêm từ 15h00-7h30 của ngày sau
- Hệ thống đường ống không được kín hoàn toàn, có sự rò rỉ keo
- Vệ sinh đầu bôi keo không kỹ sau khi bắt đầu ngày làm việc mới
- Ngay tại thời điểm nghỉ trưa, đầu bôi keo được ngâm trong dung dịch hóa chất
303 để ngăn không cho không khí xâm nhập vào ống dẫn keo qua đầu bôi keo gây tắc nghẽn Sau giờ nghỉ trưa, bắt đầu vào ca làm việc lại thì đầu bôi keo được lấy ra khỏi dung dịch, lau chùi sạch sẽ bằng vải mềm
- Để bảo vệ hệ thống sau thời gian nghỉ nhiều giờ sau ca làm việc (nghỉ qua đêm), ta phải cho bơm hoạt động đẩy hết chất keo còn lại trong đường ống ra một bể chứa riêng, bơm hóa chất xử lí 303 vào trong đương ống để vệ sinh sạch sẽ đường ống và lấy đầu bôi keo ngâm trong dung dịch hóa chất 303 Bể chứa keo dư cũng được bảo quản và đậy nắp kín không cho không khí lọt vào để có thể tái sử dụng trong tương lai
- Tuyệt đối không để không khí đi vào hệ thống trong quá thời gian hệ thống hoạt động, như có sự cố liên quan đến đường ống dẫn keo thì lập tức khóa van từ vị trí ngay tại bình chứa keo, hút toàn bộ keo thừa từ đường ống ra và vệ sinh nhanh đường ống bằng chất xử lí 303.
Thời gian bôi keo
- Thời gian bôi keo bằng thủ công bàn chải đánh răng tại Vina giày:
Theo quy hoạch thực nghiệm: thời gian được tính tại thời điểm đầu bàn chải tiếp xúc với chi tiết bôi lượng keo cần thiết và sau đó đầu bàn chải rời khỏi chi tiết
Bôi keo đế giày: Bôi toàn bộ bề mặt của đế giày, trước hết người công nhân điều chỉnh bôi viền chi tiết trước, đảm bảo sai lệch của đường keo không vượt quá 1mm (đây là yêu cầu của công ty Vina giày hiện thực tế áp dụng), theo kinh nghiệm thì người bôi keo sẽ bôi keo theo xu hướng không ăn lẹm ra đường biên Bởi vì nếu có thiếu keo thì tại bước kiểm lại sản phẩm sẽ bù lại lượng keo thiếu dễ hơn so với nếu keo bị lem ra bên ngoài (phải dùng hóa chất xử lí ảnh hưởng đến màu sắc của da giày và tốn thêm công đoạn tạo sự đồng nhất về màu sắc), sau đó bôi vào bên trong lòng đế giày Thời gian được tính theo thực nghiệm là từ lúc chổi bôi keo chạm vào đế giày đến khi bôi xong diện tích cần bôi và ngay thời điểm chổi bôi keo rời khỏi đế giày Kỹ năng người công nhân ảnh hưởng lớn đến thời gian bôi keo, họ thường phải chấm hai lần keo mới đủ lượng keo để bôi hết diện tích
Bôi keo mũ giày: Bôi xung quanh viền của đế giày trước, sau đó bôi bên trong lòng chi tiết với lượng keo đủ Thời gian bôi keo cũng giống như bôi đế giày, được tính khi chổi bôi keo vừa chạm vào mũ giày đến khi bôi hết bề mặt kết thúc việc bôi keo Người bôi keo điều chỉnh chính xác đường viền khi bôi sao cho sai lệch keo không lớn hơn 1mm Để bôi hết toàn bộ bề mặt thì người công nhân thường chấm keo hai lần lượng keo để phủ hết diện tích bề mặt
Tùy vào kỹ năng của người bôi keo mà thời gian bôi keo mũ, đế giày được quy hoạch thực nghiệm như bảng bên dưới:
Bảng 3.3: Thực nghiệm thời gian bôi keo đế, mũ giày
Thứ tự Thời gian bôi keo mũ giày
Thời gian bôi keo đế giày
Theo khảo sát năng suất hàng ngày từ công ty Vina giày dựa trên kết quả dữ liệu về thời gian như trên, theo bảng sau:
Năng suất thực nghiệm 3600/15,6 = 230 mũ giày/ giờ 3600/16,8 = 215 đế giày/giờ
Năng suất thực tế sản xuất được từ công ty Vina giày, tối đa: 60 đôi giày /ngày/
1 công nhân ( ngày làm việc 9 tiếng), nên suy ra khoảng 540 đôi giày / ngày ( một đôi gồm hai đế và hai mũ giày)
- Giả sử thời gian bôi keo đế và mũ giày là như nhau Năng suất yêu cầu 500 chi tiết đế + 500 chi tiết mũ/giờ, do đó, năng suất mỗi trạm là 500 chi tiết/giờ
Thời gian bôi keo cho một chi tiết trên mỗi trạm:
Qua kết quả thực nghiệm về thời gian bôi keo đế và mũ giày, thì ta thấy tiết kiệm thời gian của máy bôi keo so với việc bôi thủ công như hiện tại theo bảng sau:
Bôi keo đế giày Bôi keo mũ giày
Thời gian gia công của chi tiết được xác định là thời gian chi tiết được đặt trên đồ gá, đồ gá mang chi tiết đến vị trí bôi keo, kẹp chặt chi tiết, bôi keo chi tiết, sau đó kẹp trên đồ gá được mở ra và mang chi tiết về vị trí ban đầu Hình 3.5 bên dưới thể hiện thời gian gia công chi tiết
Hình 3.5: Sơ đồ thời gian quá trình bôi keo chi tiết giày
𝑡 𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ = 𝑡 1 + 𝑡 2 + 𝑡 3 + 𝑡 4 + 𝑡 5 t1 : Thời gian gá đế (mũ) giày lên đồ gá, t1 = 1(s) t2: Thời gian đồ gá mang chi tiết từ vị trí ban đầu đến vị trí bôi keo t3: Thời gian kẹp chi tiết, t 3 = 1 (s) t4: Thời gian bôi keo t5: Thời gian mở kẹp và đồ gá mang chi tiết ra khỏi vị trí bôi keo
Vận tốc tối đa của các cơ cấu vit me bi dẫn hướng đồ gá theo phương Oy là: vmax= 9 m/ph = 150 mm/s
Khoảng cách từ vị trí ban đầu đến vị trí bôi keo: l= 150 mm
𝑡 4 = 7,2−1−1−1−1 = 3,2 (𝑠) Vậy vận tốc của đầu bôi keo được tính theo công thức:
Trong đó: n: số vòng quay của đầu bôi keo (vg/ph), chọn n = 800 vòng/phút (thông số này được chọn theo thực nghiệm sơ bộ trong quá trình chạy thử nghiệm) v : vận tốc dài (m/ph)
D: đường kính của đầu bôi keo, mm, D = 40(mm)
Trong thí nghiệm bôi keo sẽ tiến hành điều chỉnh tốc độ quay của đôi đầu bôi keo theo yêu cầu năng suất thiết kế.
Năng suất bôi keo
Năng suất gia công 500 chi tiết mũ giày và 500 chi tiết đế giày Việc gia công mũ và đế giày sẽ được thực hiện xen kẽ nhau để đảm bảo tính liên tục sản xuất của công đoạn sấy, ép mũ và đế giày với nhau Để đảm bảo được năng suất sản xuất liên tục theo tiến độ thì các bộ phận trên dây chuyền sản xuất phải đồng bộ:
- Một trạm bôi keo đế giày và một trạm bôi keo mũ giày trên máy
- Tốc độ băng tải của lò sấy
- Nhiệt độ sấy trong lò Đây là hai khâu quan trọng trong dây chuyền sản xuất, số lượng chi tiết đế và mũ giày sau khi được bôi keo cần phải được sấy với năng suất tương ứng Do vậy, cần thực nghiệm để điều chỉnh tốc độ băng tải sấy, nhiệt độ sấy phù hợp
Bảng 3.4: Kết quả thực nghiệm tại công ty Vina giày
Tốc độ băng tải (cm/phút)
Thời gian đo được (phút)
Dựa trên kết quả thực nghiệm, khi tiến hàn sản xuất trên máy bôi keo tự động cần phải điều chỉnh tốc độ băng tải và nhiệt độ như sau để đạt được năng suất yêu cầu: Tốc độ băng tải (cm/phút)
Thời gian đo được (phút)
Trên cơ sở năng suất yêu cầu 250 đôi giày/giờ của máy thì thông số cài đặt nhiệt độ ban đầu 90 0 C, điều chỉnh tốc độ băng tải 700cm/phút thì lò đáp ứng đủ năng suất yêu cầu
Công thức năng suất máy
Như ta đã biết thời gia công một sản phẩm hay thời gian một chu kỳ gia công T được tính như sau:
Trong đó: 𝑡 𝑙𝑣 −thời gian làm việc hay thời gian bôi keo
𝑡 𝑐𝑘 − thời gian chạy không Bao gồm thời gian đồ gá chạy vào, lùi ra, thời gian đóng mở các cơ cấu kẹp
Gọi năng suất chu kỳ máy:
𝑙𝑣 + 𝑡 𝑐𝑘 (2) Nếu không có hành trình chạy không (𝑡 𝑐𝑘 = 0), 𝑇 𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ = 𝑡 𝑙𝑣 thì máy bôi keo liên tục và năng suất của máy là:
K – gọi là công suất công nghệ của máy, nó tượng trưng cho máy lý tưởng bôi keo liên tục, không có hành trình chạy không
Thay trị số 𝑡 𝑙𝑣 = 1/K vào (2), ta có:
𝑐𝑘 gọi là hệ số năng suất của máy, xác định mức độ sử dụng máy có hiệu quả
Ngoài ra từ công thức (4) ta có:
𝑙𝑣 + 𝑡 𝑐𝑘 ).𝐾 = 𝑡 𝑇 𝑙𝑣 (5) Như vậy hệ số năng suất đánh giá mức độ gia công (bôi keo) liên tục của máy (tỷ số giữa thời gian làm việc tlv và thời gian chu kỳ T).
Theo (4) thì năng suất của máy QT phụ thuộc vào tích số của năng suất công nghệ K và hệ số năng suất 𝜂 tức là phải đồng thời giảm tlv và tck Nếu thay đổi một trong hai thành phần nào đó và thành phần kia giữ nguyên thì QTsẽ tiến đến một giới hạn nhất định
Có hai trường hợp tiến đến giới hạn:
Hình 3.6: Biều đổ năng suất Đường thẳng trong hình 3.6.b chỉ ra rằng Q = T (năng suất lý tưởng) nếu tck = 0 Trong thực tế tck # 0 nên có đường cong năng suất thực Trong trường hợp này dù K có tăng đến đâu nữa thì năng suất Q sẽ tiến đến một giới hạn 1/t ck Có hiện tượng như vậy là vì khi trị số năng suất K tăng thì trị số 𝜂 = 1+𝐾.𝑡 1
𝑐𝑘 lại giảm, các đường cong hình 3.6.a biểu diễn quan hệ hàm số K và 𝜂
Bảng 3.5: Năng suất của một số máy bôi keo trên thế giới
TT Hãng (Nước), Model Đặc điểm Năng suất
Máy một trạm công tác mài và bôi keo
Máy hai trạm công tác mài và bôi keo
Qua tham khảo năng suất các máy bôi keo trên thế giới, năng suất đối với máy làm việc 2 trạm thì năng suất là 220 đôi/giờ Do đó để đảm bảo năng suất ban đầu đưa ra là 250 chi tiết/giờ, máy bôi keo được thiết kế gia công 2 đầu bôi keo Một đầu bôi keo cho đế giày và một đầu bôi keo cho mũ giày.
Hướng dẫn vận hành
Mục đích của phần này là đưa ra quy trình vận hành đúng và yêu cầu người vận hành phải được huấn luyện đầy đủ kiến thức trước khi thao tác trên máy
Hình 3.7: Máy bôi keo tự động đế, mũ giày
Hình 3.8: Màn hình và bảng điều khiển
Chọn thông số về chế độ chạy tự động trên màn hình điều khiển:
Mở nguồn điện từ công tắc trong tủ điện, phía sau máy
Vặn khóa sang phải trên bảng điều khiển để mở máy, sẽ hiển thị trên màn hình điều khiển như hình 3.a bên dưới
Chế độ chạy bằng tay: Vào “MANUAL” trên màn hình chọn “Jog Feed”
Chế độ tự động: Vào “AUTO” như trên màn hình chọn “cycle start”
Chú ý: Chương trình chạy bôi keo đã được lập trình trước, lưu trong máy Khi cần chương trình nào thì “load” ra để chạy bôi keo
Chạy chế độ tự động: Xoay núm vặn chỉ ở chế độ chạy “TỰ ĐỘNG” trên bảng điều khiển
Ngoài ra, trên bảng điều khiển có các chế độ chạy khác, khi cần chạy theo chế độ nào: “TAY QUAY”, “ĐƠN TRỤC” hay “ VỀ CHUẨN” thì xoay núm vặn vạch chỉ tại chế độ cần chạy
Nhấn nút “BẮT ĐẦU” để thực hiện quá trình bôi keo
Nếu có bất kỳ sự cố xãy ra trong quá trình bôi keo, để bảo vệ an toàn thì nhấn nút “DỪNG KHẨN CẤP” trên bảng điều khiển và báo cho người quản lý
Trong quá trình máy đang hoạt động bôi keo, không được có bất kỳ thao tác nào trên màn hình và bảng điều khiển, không đưa tay hay đầu vào vùng không gian đang làm việc của máy
03 Chỉ những người có thẩm quyền, được huấn luyện, được đào tạo kỹ mới được thao tác trên máy
04 Chỉ những người có thẩm quyền mới được thay đổi hay điều chỉnh các thông số cài đặt trên máy.
THỰC NGHIỆM VẬN HÀNH MÁY BÔI KEO
M ục tiêu thực nghiệm
Phương pháp thực nghiệm nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các thông số ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng bôi keo để từ đó điều chỉnh các thông số đầu vào cho phù hợp với năng suất yêu cầu của nhà sản xuất.
Thông s ố đầu vào cần thực nghiệm
Các thông số đầu vào ảnh hưởng trong qua trình sản xuất như: tốc độ chuyển động của trục oy, ox; tốc độ quay của đầu bôi keo nđbk; biên dạng của chi tiết đế, mũ giày
Thực nghiệm được tiến hành tại công ty chế tạo máy bôi keo Tân Hiệp Lực, địa chỉ 186 Dương Tử Giang, phường 4, quận 11, thành phố Hồ Chí Minh, với các thông số như được đề cặp bên trên và mỗi thông số được thực nghiệm với các mức giá trị khác nhau để tìm ra giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất theo xác suất thống kê.
Máy, thi ết bị, dụng cụ, hóa chất thực nghiệm
Thực nghiệm được tiến hành trên máy bôi keo đế, mỹ giày hiện đã được chế tạo tại công ty Tân Hiệp Lực, 186 Dương Tử Giang, phường 14, Quận 11, Tp Hồ Chí Minh
Hình 4.1: Máy bôi keo tự động đế, mũ giày Trong đó:
2 Đầu bôi keo mũ giày
3 Bảng điều khiển đế, mũ giày
4 Đầu bôi keo đế giày
Các thiết bị hỗ trợ cho quá trình thực nghiệm như:
- Thước cặp có đồng hồ hiện số
- Chi tiết phom, đế, mũ giày nam size từ 38 đến 43
Các hóa chất hiện đang được sử dụng để bôi keo đế, mũ giày tại công ty Vina giày như:
- Keo 3300H: Được mua từ chi nhánh của Công Ty TNHH An Thái Khang, 176/31 Trần Huy Liệu, P 15, Q Phú Nhuận, Tp Hồ Chí Minh
- Chất đông rắn 348 và chất xử lí 303: Được mua từ Công Ty TNHH Keo Tổng Hợp Đại Đông, 172-174 Nguyễn Hồng Đào, P 14, Q Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh.
Quy trình thực nghiệm
4.4.1 Xác định tốc độ quay của đầu bôi keo𝒏 đ𝒃𝒌
Vận tốc dài của đầu bôi keo được xác định qua công thức:
𝑛 đ𝑏𝑘 : vận tốc quay của đầu bôi keo, vòng/phút
D: đường kính đầu bôi keo, mm
Vận tốc dài của đầu bôi keo bị hạn chế bởi định nghĩa về bôi keo đạt yêu cầu như đã được trình bày ở chương 2: Khi vận tốc chuyển động quá nhanh thì bôi keo sẽ không đạt yêu cầu, do keo chưa kịp bơm ra, bởi vì độ nhớt keo cao (1800cps) do vậy mà cần một khoảng thời gian nhất định để keo có thể được bơm ra và phân bố đủ trên bề mặt chi tiết
Mặc khác, vận tốc dài 𝑉 đ𝑏𝑘 của đầu bôi keo được xác định qua công thức:
Giả sử vận tốc dài của đầu bôi tại các điểm trên biên dạng của chi tiết thì bằng nhau và theo năng suất thiết kế thì thời gian 𝑡 𝑏𝑘 dùng để bôi keo cho mỗi chi tiết đế hoặc mũ giày được xác định:
𝑡 𝑏𝑘 = 3,2 (s) Chu vi của một size giày nam hiện được sản xuất phổ biến tại công ty Vina giày từ 38 đến 43, được đo thực tế theo bảng sau:
Bảng 4.1: Chu vi một số size giày tại công ty Vina giày
STT Cỡ size giày Chu vi (mm)
Từ công thức 4.2 và bảng giá trị về chu vi các size giày ở bảng 4.1 trên, thế các giá trị vào công thức, tính được vận tốc dài của đầu bôi keo tương ứng và cho kết quả theo bảng 4.2 sau:
Bảng 4.2: Vận tốc dài của đầu bôi keo tứơng ứng với size giày nam từ 38 đến 43
STT Cỡ sSize giày 𝑉đ𝑏𝑘(mm/s)
Từ kết quả bảng 4.2 thế vào công thức 4.1 trên, ta tìm được số vòng quay tương ứng với các size giày:
Bảng 4.3: Số vòng quay của đầu bôi keo
Dựa vào bảng 4.3 trên, số vòng quay của đầu bôi keo thuộc khoảng:
Suy ra, số vòng vòng quay của đầu bôi keo được lựa chọn trong khoảng:
Thời gian bôi keo cơ bản được tính như sau: [17]
L: Chiều dài di chuyển của đầu bôi keo, mm h: Lượng dư bôi keo, mm, h = 1mm Đầu bôi keo chỉ bôi một lần và không có lượng dư gia công sau khi bôi
𝑛 đ𝑏𝑘 : Số vòng quay của đầu bôi keo, vòng/phút t: Chiều sâu lưới bôi keo, mm, t= 2mm Chiều sâu của lưới của đầu bôi keo lấn xuống bề mặt chi tiết, chiều sâu này đã được xác định qua thực nghiệm
Từ công thức (4.3) và (4.4), ta có:
• Sy max thì L min, nên L = 670mm
Thế vào phương trình (4.5) ta có:
• Sy min thì L max, nên L = 710mm
Thế vào phương trình (4.5), ta có:
Vậy bước tiến bôi keo Sy, Sxtheo các trục oy, ox được lựa chọn trong khoảng:
Kết quả thực nghiệm
Trên cơ sở thực nghiệm xác định các thông số quy trình ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, chất lượng trong quá trình bôi keo, ta đưa ra bộ thông số đầu vào thực nghiệm để kiểm soát quá trình nhằm đạt được các giá trị mong muốn của nhà sản xuất và yêu cầu công nghệ
Bảng 4.4: Bộ thông số quá trình
STT Thông số quy trình Min Max
02 Bước tiến bôi keo Sx, Sy (mm/vòng) 14,8 17,1
03 Góc xoay quay trục B (độ) 0 30 0
4.6 Kết luận và kiến nghị
Các kết quả thực nghiệm đã thỏa được các yêu cầu đề ra:
- Thỏa định nghĩa bôi keo đạt yêu cầu
- Thỏa yêu cầu chất về chất lượng của sản phẩm
- Năng suất máy thỏa yêu cầu đăng kí đề ra
Luận văn tuy đã thực hiện được nhiệm vụ đề ra tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục Máy bôi keo cần được cải tiến phần cơ khí về:
- Kết cấu của đầu bôi keo đế mũ giày nên được tinh gọn hơn
- Kết cấu đồ gá bôi keo đế, mũ giày nên được sử dụng đa năng hơn để sử dụng nhiều loại size giày khác nhau với thời gian tháp lắp nhanh và chính xác hơn
- Cần tiến hành quy hoạch thực nghiệm việc bôi keo đế, mũ giày trên các size giày nam để từ đó tiến hành quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa các thông số quy trình
[1] Trang tin điện tử Bộ Công Thương Việt Nam, Internet: http://www.gov.vn
[2] J Y Kim “CAD-Based automated robot programming in adhesive spray systems for shoe uutsoles and uppers” Korea, 2004
[3] Internet: http://www.selicchemical.com
[4] Sina Ebnesajjad, “Handbook of adhesive technology”, (2 nd edition), Aug 2008 [5] Internet: http://www.goldentop-adhesives.com/vn/footware_leather_adhesives.htm [6] Loctite “The Adhesive Sourcebook” Vol 15, 2013
[7] Internet: http://www.alibaba.com/Toluene_Free_Solvent_based_PU_Adhesive [8] Florentina Harnagea “Innovative solutions for sustainable development of textiles industry” Oradea, 2009
[9] Phoenix “Polyurethanes technical conference” Sep 23 - 25, 2013
[10] Internet: http://www.leibrock.de/Seiten_englisch/Produkte/Bodenbau_rauhen/RZ20.htm [11] Internet: http://www.cerim.com/production/K176.htm
[12] Internet: http://www.stainless/austenitic/304_304L.pdf
[13] “Gluing machine manufactures, general machine catalogue” 2009 & 2010
[14] Fengjun HU “RA spraying thickness control by process constraints and depth information” China, 2012
[15] Internet: http://www.omega/handheld-thermocouple-thermometers-hh800.html
[16] Internet: http://www.machine recondition_macsenior_shoes_ing.pdf
[17] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh, “cơ sở công nghệ chế tạo máy”, đại học sư phạm kỹ thuật tp Hồ Chí Minh, 2003.