CƠ CẤU PHÂN PHỐI Sau khi tìm hiểu các hệ thống đóng gói đang được sử dụng trên thi trường, đề tài quan tâm đến 3 cơ cấu phân phối: Cơ cấu phân phối bán tự động hình 2.2; Cơ cấu phân p
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐAMH TỰ ĐỘNG HOÁ SẢN XUẤT
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐƯA BÁNH BÍCH QUY VÀO HỘP
Sinh viên thực hiện:
Thời gian thực hiện: Tháng 9 – tháng 11/2014
Giáo viên hướng dẫn: TS LƯU THANH TÙNG
TP Hồ Chí Minh – 2014
Trang 2MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 4
I Đặt vấn đề 5
II Mục tiêu nghiên cứu 6
III Đối tượng nghiên cứu 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7
1.1 GIỚI THIỆU VỀ BÁNH QUY 7
1.2 GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH ĐÓNG GÓI 8
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ Error! Bookmark not defined.
2.1 CƠ CẤU PHÂN PHỐI Error! Bookmark not defined.
2.2 CƠ CẤU XẾP CHỒNG BÁNH Error! Bookmark not defined.
2.3 CƠ CẤU LẤY BÁNH Error! Bookmark not defined.
2.4 CHỌN CƠ CẤU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG III: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG Error! Bookmark not defined.
3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Error! Bookmark not defined.
3.2 Nguyên lý cơ cấu phân phối Error! Bookmark not defined.
3.3 Nguyên lý cơ cấu dẫn động Error! Bookmark not defined.
1 Sơ đồ động học toàn máy Error! Bookmark not defined.
2 Nguyên lý vận hành của toàn hệ thống Error! Bookmark not defined.
3 Các nguyên lý cảm biến sử dụng trong dây chuyền tự động Error! Bookmark not defined.
4 Nguyên lý hệ thống điều khiển của máy Error! Bookmark not defined.
I Năng suất máy Error! Bookmark not defined.
1 Năng suất dự kiến Error! Bookmark not defined.
2 Bảo dưỡng máy Error! Bookmark not defined Kết luận Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined.
Trang 3DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Dây chuyền đóng gói của hãng SPS 9 Hình 1.2: Dây chuyền đóng gói sử dụng cánh tay robot của hãng CAMA 9 Hình 1.3: Dây chuyền đóng gói của hãng Houdijk Holland 9
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô khoa Cơ khí đã tận tâm truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập vừa qua
Tôi cũng xin chân thành cám ơn TS Lưu Thanh Tùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo
và dìu dắt trong suốt thời gian tôi thực hiện và hoàn thành đề tài Khi mới bắt tay vào thực hiện đề tài này, còn nhiều bỡ ngỡ, nhờ sự giúp đỡ tận tình thầy tôi đã có thêm kiến thức, số liệu để hoàn thiện đề tài
Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế chắc chắn không thể tránh những thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè
TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Trang 5và tiết kiệm rất nhiều thời gian, kết quả thu lại là làm tăng năng suất sản phẩm tạo thành, thu lại nhiều lợi ích cho cơ sở sản xuất
Tự động hóa quá trình sản xuất là xu thế chung của thế giới “Nửa cuối thế kỷ 20 nhân loại chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học kỹ thuật Thừa hưởng Những thành tựu to lớn của công nghệ điện tử, công nghệ máy tính và công nghệ thông tin, công nghệ tự động hóa đã có những bước phát triển nhảy vọt.” (Hệ thống điề khiển tự động hóa quá trình sản xuất, GS TS Nguyễn Công Hiền, TS Võ Việt Sơn, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 57 trang)
Tại Việt Nam quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra mạnh mẽ với sự hình thành, phát triển của các ngành nghề sản xuất, sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng của người dân, làm động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của đất nước Theo đà hội nhập thế giới, tự động hóa quá trình sản xuất, tạo ra hệ thống sản xuất tiên tiến là vấn đề tất yếu cần có để nâng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm để có thể tồn tại trên thị trường cạnh tranh đầy khốc liệt Vì vậy, việc thiết kế các dây chuyền sản xuất tự động để nâng cao năng suất, hiệu quả cao, vừa giảm bớt sức lao động của con người là hết sức cần thiết
Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu vật chất, tinh thần của con người ngày càng tăng cao Ngành sản xuất bánh kẹo cũng phải phát triển để thỏa mãn nhu cầu đó Chỉ có tự động hóa quá trình sản xuất, ngành sản xuất bánh kẹo nói chung, sản xuất bánh quy nói riêng mới có thể phát triển để tăng số lượng, chất lượng sản phẩm để đáp ứng thị trường cũng như mang lại nguồn lợi nhuận tối ưu cho chính nó Để hiểu rõ hơn quá
Trang 6P a g e 6 | 42
trình tự động hóa quá trình sản xuất trong ngành này, sinh viên đã tiến hành thực hiện
đề tài: “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đưa bánh bích quy vào hộp”
II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
“Nghiên cứu và thiết kế hệ thống tự động đóng gói bánh bích quy vào hộp
Hệ thống điều khiển tự động đóng gói bánh bích quy vào hộp
Trang 7P a g e 7 | 42
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU VỀ BÁNH QUY
Thực phẩm đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống con người, trong đó bánh quy có ý nghĩa rất lớn Bánh quy là một loại thực phẩm rất thuận tiện trong tiêu dùng, nó cung cấp năng lượng lớn vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường, sữa, bơ, trứng,… đảm bảo là nguồn thức ăn lâu dài cho con người trong quân đội, du lịch, đặc biệt vào các dịp lễ tết, liên hoan hay dùng làm quà tặng biếu cho người thân
Bánh bích quy là loại sản phẩm bánh được làm từ bột mì, đường, chất béo, trứng, thuốc nở hóa học và tinh dầu, muối và các phụ gia khác Bánh quy chiếm một lượng lớn trong các sản phẩm bánh nướng được làm từ bột mỳ, là loại bánh ngọt không lên men, bánh giòn và khô vì chúng có hàm lượng nước thấp, là loại thực phẩm lý tưởng để dự trữ, có hình dạng nhỏ, dày và bề mặt láng mướt
Bích quy có nhiều hình dạng,hương vị và kích thước khác nhau Có hai loại bánh bích quy chính: xốp và dai Bánh quy xốp khác bánh quy dai ở chỗ nó xốp dòn, còn bánh bích quy dai thì ít xốp hơn Sự khác biệt giữa 2 loại bánh này là về tỷ lệ hỗn hợp, thời gian, độ ẩm, nhiệt độ nhào bột:
Đối với bánh quy xốp: Bột nhào có tỷ lệ nước trung bình, hàm lượng đường và béo cao, thời gian nhào bột ngắn, cường độ nhào trung bình
Thời gian nhào: từ 3-5 phút
Độ ẩm bột nhào:từ 17-19%
Nhiệt độ bột nhào:từ 19-2500C
Đối với bánh quy dai: Bột nhào có tỷ lệ nước tương đối lớn, hàm lượng đường và béo thấp, thời gian nhào bột kéo dài, cường độ nhào tương đối cao để tăng cường khả năng hydrat hóa của protein, tạo mạng lưới glutein có độ đàn hồi cao
Những năm gần đây cùng với sự phát triển cuả nền kinh tế và sự gia tăng trong quy
mô dân số với cơ cấu trẻ, bánh quy là một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng cao
và ổn định tại Việt Nam Các công ty bánh kẹo lớn trong nước ngày càng khẳng định được vị thế quan trọng của mình trên thị trường với sự đa dạng trong sản phẩm chất lượng khá tốt phù hợp với khẩu vị của người Việt Nam, cạnh tranh rất tốt với hàng nhập
Trang 8P a g e 8 | 42
khẩu Tuy nhiên các sản phẩm trong nước vẫn chưa thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng, trên thị trường vẫn còn tồn tại rất nhiều sản phẩm bánh kẹo ngoại nhập Đồng thời số lượng các nhà máy bánh kẹo trong nước còn ít, năng suất còn thấp chưa đáp ứng nhu cầu ngày một tăng cao Phần lớn các nhà máy lớn đều nằm ở miền Bắc và miền Nam cụ thể là Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sản xuất bánh quy là nhiệm vụ cần thiết Đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay, khi
mà nước ta đã gia nhập WTO, đó là cơ hội để sản phẩm bánh quy của nước ta gia nhập thị trường quốc tế đồng thời cũng là thách thức để tìm kiếm và giữ được chỗ đứng cạnh tranh của bánh quy Việt Nam so với các nước bạn
1.2 GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH ĐÓNG GÓI
Kể từ khi có sự tiến bộ về đồ hộp và đổi mới bao bì bảo quản vệ sinh, chất lượng sản phẩm từ ở thế kỷ19, thị trường ngày càng có sự gia tăng nhu cầu đối với bao bì để đảm bảo quá trình bảo quản và dễ sử dụng thực phẩm cho người tiêu dùng với lối sống bận rộn Đặc biệt, trong những năm 1980, con người đóng bao bì có thể bảo quản các loại thực phẩm có thể hâm nóng dễ dàng bằng lò vi sóng như món tráng miệng, các món súp
và nước sốt, (Food packing technology.pdf)
Mục đích của quá trình đóng gói bánh bích quy là giữ chất lượng bánh trong thời gian bảo quản đồng thời tăng giá trị thẩm mỹ cho sản phẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển
Quá trình tiến hành đóng gói bánh như sau: bánh được đóng gói trong các túi sạch
và vận chuyển trong các bao bì hợp vệ sinh Trong quá trình đóng gói túi bánh được bơm hương và khí Nitơ vào để tạo hương, độ căng và kéo dài thời gian bảo quản Sau khi đóng gói phải kiểm tra độ kín của màng bảo đảm không bị xì khí bằng cách thử trong nước Hạn sử dụng được in tự đông trên máy đóng gói
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại dây chuyền đóng gói bánh quy.Một số dây chuyền đóng gói bánh quy có sẵn trên thị trường được biểu diễn trong các hình sau
Trang 9P a g e 9 | 42
Hình 1.1: Dây chuyền đóng gói của hãng SPS
Hình 1.2: Dây chuyền đóng gói sử dụng cánh tay robot của hãng CAMA
Hình 1.3: Dây chuyền đóng gói của hãng Houdijk Holland
Trang 10P a g e 10 | 42
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ
2.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH ĐÓNG GÓI
Để bảo quản bánh quy đảm bảo chất lượng và đẹp mắt nhằm thu hút người tiêu dùng thì bao bì đóng gói đóng một vai trò quan trọng, ta có sơ đồ quy trình đóng gói như sau:
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình đóng gói
2.2 NĂNG SUẤT MONG MUỐN
Các dây chuyền khác nhau cho ra năng suất đóng gói bánh quy khác nhau Đề tài này mong muốn có thể đáp ứng được dây chuyền đóng gói với năng suất trung bình là
2400 gói/h
Cảm biến quang phản xạ khuếch tán
Cơ cấu lấy hộp Đóng hộp
Đồng bộ bằng encoder quang
Cung cấp giấy gói (plastic film)
Cắt giấy gói (cutting head)
Cơ cấu bao gói
Pittong khí nén đẩy
bánh vào băng chuyền bao
Băng chuyền bao gói
Bánh quy đã nướng, làm nguội và thêm gia
vị…
Băng chuyền phân phối bánh
Xếp chồng bánh
Trang 112.3 CƠ CẤU PHÂN PHỐI
Sau khi tìm hiểu các hệ thống đóng gói đang được sử dụng trên thi trường, đề tài quan tâm đến 3 cơ cấu phân phối:
Cơ cấu phân phối bán tự động (hình 2.2);
Cơ cấu phân phối tự động bằng cánh tay robot (hình 2.3);
Cơ cấu phân chia bánh thành các dãy trên cùng một băng chuyền ((hình 2.4)
(1) – Đường dẫn nghiêng (2) – Cần gạt
(3) – Băng tải
Hình 2.2 : Cơ cấu phân phối bán tự động
Như mô tả ở hình 2.1 đối với cơ cấu phân phối bán tự động: bánh được cấp bằng tay vào đường dẫn nghiêng (1) so với phương nằm ngang một góc nhất định sao cho chúng luôn dồn về phía dưới
Băng tải (3) có các cần gạt (2) sẽ chuyển động liên tục, kéo các chồng bánh nằm ngang đến vị trí cơ cấu đóng gói tự động
Cơ cấu phân phối tự động bằng cánh tay robot được mô tả như hình 2.2
Vị trí cấp phôi bằng tay(1)
(3) (2)
Trang 12P a g e 12 | 42
Cơ cấu này sẽ sử dụng cảm biến dạng vison sensor (cảm biến hình ảnh) để xác định
vị trí của bánh Hệ thống máy tính sẽ nhận tín hiệu truyền về từ cảm biến, sau đó tiến hành tính toán theo chương trình do người thiết kế đã lập trình sẵn để xác định chính xác vị trí chính xác vị trí của bánh trong một hệ toạ độ quy ước đối với cánh tay robot Sau khi đã xác định được toạ độ của bánh, hệ thống điều khiển sẽ đưa tín hiệu đến các động cơ trên cánh tay robot để các động cơ này quay những góc nhất định, đưa cánh tay này đến đúng vị trí bánh cần lấy Sau đó, phụ thuộc vào kiểu đầu gắp (tay kẹp, hút bằng khí nén…) được lắp đặt và kết nối với PLC mà hệ thống điều khiển sẽ ra tín hiệu để đầu gắp này lấy bánh
Hình 2.3: Cơ cấu phân phối tự động bằng cánh tay robot
Tiếp theo, cánh tay robot này tiếp tục giữ tín hiệu ở đầu kẹp để giữ bánh đồng thời
sẽ có tín hiệu truyền về hệ thống và hệ thống sẽ thực hiện việc điều khiển động cơ làm cánh tay robot di chuyển đến chính xác vị trí các hộp bánh đã đặt sẵn trên băng chuyền
Để thuận tiện cho việc lập trình, ta đưa các hộp bánh đến vị trí cố định trong hệ toạ
độ của cánh tay robot để quá trình đưa bánh vào hộp không cần xác định toạ độ của hộp (toạ độ của hộp bánh sẽ được thiết lập một lần duy nhất trong toàn bộ chương trình điều khiển) Và để băng chuyền chứa hộp đến đúng vị trí cố định ta cũng phải sử dụng động
cơ bước để điều khiển việc di chuyển của băng tải
Hình 2.4 mô tả cơ cấu phân chia bánh thành các dãy trên cùng một băng chuyền Bánh được phân chia thành các dãy ở trên cùng 1 băng chuyền nhờ các thanh dẫn hướng bố trí sẵn Sau đó bánh được đưa qua cơ cấu xếp chồng, đóng gói Các thanh dẫn hướng có thể thay đổi khoảng cách nhằm phù hợp với các bánh có kích thước khác nhau, đồng thời các thanh dẫn này còn có chức năng chia bánh từ các băng tải lớn sang các băng tải nhỏ hơn để thực hiện quá trình đóng gói đồng thời trên nhiều vị trí khác nhau
để đạt năng suất cao hơn và tiết kiệm được diện tích bố trí các băng chuyền
Trang 13P a g e 13 | 42
Hình 2.4: Cơ cấu phân chia bánh thành các dãy trên cùng một băng chuyền
Các ưu nhược điểm của 3 loại cơ cấu trên được biểu diễn trong bảng 2.1
Bảng 2.1: So sánh các cơ cấu phân phối bánh
Loại cơ cấu Cấu tạo Hệ thống điều
khiển
Mức độ tự
động hoá Năng suất
Cơ cấu phân
phối bán tự
động
Đơn giản, chỉ bao gồm máng dẫn bánh và băng tải dẫn bánh
Không cần điều khiển bằng PLC hay vi điều khiển
Bánh được cấp vào bằng tay do đó vẫn phụ thuộc vào nguời lao động
1800 gói/h (a6- Biscuit Packaging Machine – Qingdao OKV industry Co.,Ltd) với một băng chuyền đóng gói (mỗi băng chuyền cần 1 người cấp phôi) Phù hợp với sản xuất nhỏ
Cơ cấu phân
phối phôi tự
động nhờ cánh
tay robot
Rất phức tạp, bao gồm băng tải dẫn bánh, hệ thống các cánh tay robot
Toàn bộ hệ
thống được điều khiển bằng PLC
3000 gói/h (Houdijk-Holland-Brochure-2014-EN)với một băng
Thanh dẫn hướng
Cấy ni tham khảo website:
http://www.okvcn.com/products_detail/&productId=140.html
Trang 14P a g e 14 | 42
và cảm biến phát hiện vị trí
Ngoài ra còn
có thể phải trang bị thêm hệ thống khí nén
được ở độ chính xác cao
hỏi khả năng lập trình và điều khiển ở trên máy tính
chuyền đóng gói Việc tăng năng suất phụ thuộc vào số lượng cánh tay robot
Cơ cấu phân
chia bánh thành
các dãy
Tương đối đơn giản, bao gồm hệ thống băng tải, các thanh dẫn hướng, encoder điều khiển vận tốc
Sử dụng vi điều khiển để điều khiển hoạt động của encoder
Hệ thống được tự động hoá hoàn toàn
Điều khiển bằng cả cơ cấu
cơ khí và điện
tử Tuy nhiên việc lập trình cho encoder đơn giản hơn việc lập trình cho cánh tay robot
2400 gói/h (Houdijk-Holland-Brochure-2014-EN)với mỗi băng chuyền đóng gói Với hệ thống chia thành các dãy rồi phân chia ra các băng chuyền thì ta có thể tăng số dây chuyền đóng gói
2.4 CƠ CẤU XẾP CHỒNG BÁNH
Đề tài quan tâm đến 2 cơ cấu xếp chồng bánh: cho bánh rơi xuống lỗ trên băng chuyền
và dẫn hướng bánh xếp chồng
Cơ cấu cho bánh rơi xuống lỗ trên băng chuyền được biểu diễn như hình 2.5
Hình 2.5: Cơ cấu cho bánh rơi xuống lỗ trên băng chuyền
lỗ hở
ống chứa bánh
Trang 15P a g e 15 | 42
Theo cơ cấu này, ở cuối băng chuyền theo hướng di chuyển của bánh ta có thể tạo
lỗ để bánh rơi xuống tạo thành chồng Lỗ hở và ống chứa bánh có thể thay đổi được để
có thể phù hợp với bánh có hình dạng và kích thước khác nhau Ống chứa bánh phải rỗng ở hai đầu và đáy phải nằm cao hơn vị trí của bánh cuối cùng, chiều cao này bằng với chiều cao của số lượng bánh sẽ lấy đi ở cơ cấu lấy bánh (sẽ trình bày ở mục sau) Vận tốc của băng tải dẫn bánh phải được điều khiển bằng encoder sao cho số lượng bánh đến vị trí lỗ hở và rơi xuống ống bánh phải bằng số lượng bánh được lấy đi trong một chu kỳ lấy bánh ở cơ cấu lấy bánh Vận tốc này có thể xác định bằng cách lấy thời gian chu kỳ lấy bánh nhân với khoảng cách trung bình giữa các bánh trên băng tải Tương tự, cơ cấu dẫn hướng bánh xếp chồng được biểu diễn như hình 2.6
a)
b)
Hình 2.6: Cơ cấu dẫn hướng bánh xếp chồng
Hình 2.6 a, bánh được xếp lên nhau nhờ băng chuyền (2) nằm thấp hơn và vận tốc nhỏ hơn băng chuyền (1) sao cho khi bánh từ băng chuyền (1) chuyển tới, các bánh có thể xếp chồng lên nhau một cách trật tự và tương đối đồng đều ở băng chuyền (2), dây chuyền (2) được thiết kế có đường dẫn đường dẫn cong dần xuống đất để bánh nhẹ nhàng xếp chồng lên nhau nhằm tránh va chạm mạnh làm vỡ vụn bánh và làm cho bánh xếp chồng một cách đồng đều (hình 2.6 b)
Với 2 cơ cấu nêu trên, có thể nhận thấy rằng cơ cấu cho bánh rơi xuống lỗ điều khiển vận tốc chính xác là rất khó vì khoảng cách giữa các bánh là không cố định và khoảng dung sai cho khoảng cách trung bình là khá lớn nên việc lấy khoảng cách trung bình để tính vận tốc sẽ không đảm bảo chính xác Do đo, đối với cơ cấu này, trên thực tế sẽ có
băng chuyền (1)
băng chuyền (2)
Trang 162.5 CƠ CẤU LẤY BÁNH
Sau khi tìm hiểu, đề tài chọn ra 2 cơ cấu lấy bánh thường dùng trong các dây chuyền đóng gói bánh là: băng chuyền lấy bánh trực tiếp từ chồng bánh và lấy bánh nhờ cơ cấu pittong đẩy
Đối với cơ cấu lấy bánh trực tiếp, sau khi xếp chồng bánh thì bánh rớt xuống theo ống dẫn Như đã trình bày ở mục trên, khoảng cách từ đáy của ống bánh đến bề mặt băng tải bằng với chiều cao của chồng bánh sẽ lấy đi và cũng bằng với chiều cao của cần gạt gắn cố định trên băng tải Các cần gạt này sẽ di chuyển liên tục theo băng tải, đi qua ống bánh và sẽ lấy số lượng bánh bằng với chiều cao của cần gạt đẩy tiếp đến quy trình tiếp theo Lượng bánh còn lại trong ống sẽ rớt xuống và cần gạt tiếp theo lại thực hiện thao tác tương tự để lấy chồng bánh có chiều cao tối đa tương đương với nó đẩy đi
Hình 2.7: Cơ cấu lấy bánh trực tiếp
Ưu điểm:
Cơ cấu đơn giản
Số lượng chồng bánh có thể thay đổi linh hoạt
Ống bánh
Trang 17P a g e 17 | 42
Hình 2.8: Cơ cấu lấy bánh nhờ pittong đẩy
Đối với cơ cầu này, cần gạt trên băng chuyền chuyển động liên tục
Pittong đặt theo phương vuông góc và có hướng đẩy vào với băng chuyền, pittong này được điều khiển bởi encoder Khi băng tải chuyển động, các cần gạt đi qua
vị trí cảm biến quang phản xạ (đề cập ở chương tiếp theo), encoder được nhận tín hiệu từ cảm biến này rồi truyền tín hiệu điều khiển pittong đẩy chồng bánh vào đúng vị trí giữa 2 cần gạt trên băng chuyền để cần gạt đưa bánh tới vị trí đóng gói
Trang 18P a g e 18 | 42
2.6 CHỌN CƠ CẤU
Với mục tiêu năng suất mong muốn cũng như các ưu điểm của các cơ cấu đề tài lựa chọn, sau khi so sánh thì:
Năng suất dự kiến toàn bộ hệ thống: 15000 gói/h
Số băng tải đóng gói: 6
Năng suất trên mỗi băng chuyền đóng gói: 40 gói/h
Hình thức đóng gói: mỗi gói bánh gồm 3 chồng, mỗi chồng có 5 bánh
Đánh giá các ưu – nhược điểm và khả năng công nghệ ta có thể chọn sơ bộ
cơ cấu cho dây chuyền như sau:
Cơ cấu phân phối: Cơ cấu phân chia bánh thành các dãy trên cùng một băng chuyền
Cơ cấu xếp chồng bánh: Cơ cấu dẫn bánh xếp chồng
Cơ cấu lấy bánh: Lấy bánh nhờ cơ cấu pittong đẩy
Trang 19P a g e 19 | 42
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ DÂY CHUYỀN VÀ ĐIỀU KHIỂN
3.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
Sau khi lựa chọn cơ cấu ta có được sơ đồ động học của toàn bộ hệ thống được thể hiện ở hình 3.1
1, 5: động cơ điện 9,16: động cơ điện servo
2, 6, 10, 17: hộp giảm tốc
3, 7: bộ truyền đai
11, 18: bộ truyền đai răng
4, 8, 12, 15, 19, 21: băng tải 13: cảm biến encoder quang quay 22: cảm biến quang phản xạ khuếch tán 14: cơ cấu đóng gói (wrap)
Hình 3.1: Sơ đồ động học toàn máy
Trang 20P a g e 20 | 42
3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Để thực hiện được quá trình tự động hoá, hệ thống cần có sự điều khiển đồng bộ giữa các bộ phận, cơ cấu nhằm đảm bảo cho dây chuyền hoạt động chính xác 100% Hình 3.2 là sơ đồ nguyên lý điều khiển của hệ thống
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống
Sai
Cảm biến (13)
Các cần gạt trên băng tải (12) Đóng
Cơ cấu đóng gói Encoder
Slave Master
Dán bao
Động cơ Servo
Đúng Băng tải (15)
Sai
Sai
Đúng Cửa chặn Mở
Động cơ Step
Tín hiệu
mở cửa chặn
Đóng
Trang 21P a g e 21 | 42
3.3 NGUYÊN LÝ CƠ CẤU DẪN ĐỘNG
a) Tính toán hệ thống băng tải:
Ta có khối lượng trung bình của mỗi cái bánh quy: 140 gr;
Chiều dài của băng tải : 3 m;
Chiều rộng của băng tải: 1 m;
Số lượng bánh tối đa cùng thời điểm trên băng tải:3000.1000 1875
Khối lượng tối đa trên băng tải = 1875 * 140 = 525000 gr = 262,5 kg
Lực kéo băng tải: Pcv = 262,5*9,81 = 2,6 kN
Vận tốc lớn nhất trên băng tải: v = 1,11 m/s
Công suất băng tải:
N = Pcv v = 2,6 * 1,11 = 2,9 kW
Ta có: 2
1 2
trong đó: - hiệu suất chung bộ truyền
1 = 0,99 – hiệu suất cặp ổ lăn 2 = 1 – hiệu suất khớp nối
Công suất Encoder tương đối Một pha/Ba pha