Đồ án dán nhãn sản phẩm trên tia portal và PLC S71200

LỜI NÓI ĐẦU Trong kinh tế thị trường hội nhập ngày sâu rộng vào kinh tế giới, vấn đề cạnh tranh ngày khốc liệt nhiều lĩnh vực chất lượng mẫu mã giá thành sản phẩm Cùng với Khoa học kỹ thuật ngày phát triển giúp tiện ích sinh hoạt, linh hoạt sản xuất Do hầu hết nhà máy công nghiệp đều ứng dụng khoa học nhằm tăng suất, chất lượng sản phẩm đảm bảo Muốn làm điều khơng thể khơng thực tự động hóa, tự động hóa phương án nâng cao suất, chất lượng sản phẩm, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản phẩm, thay đổi mẫu mã cách nhanh chóng Dán nhãn sản phẩm toán ứng dụng nhiều thực tế Dùng sức người, công việc địi hỏi tính tỉ mỉ, tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Hiện dán nhãn chai có tầm quan trọng việc định tính thẩm mỹ, mẫu mã, số lượng đảm bảo độ đồng sản phẩm thơng qua nói lên chất lượng sản phẩm Dán nhãn chai tự động sử dụng phổ biến nghành sản xuất thực phẩm (chai bia, chai rượu, chai siro, chai nước chấm…) y tế (chai, lọ chứa thuốc…) Do đặc thù nghành phục vụ mà yêu cầu nêu máy dán nhãn chai tự động chủ yếu đảm bảo vị trí nhãn dán chai đều, đẹp, khơng bị lệch, nhãn khơng bị tróc, tự động loại bỏ sản phẩm không đạt yêu cầu Với mong muốn hiểu thêm máy móc thiết bị nguyên lí thiết kế, điều khiển nên em thực đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển máy dán nhãn chai tự động ” CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY DÁN NHÃN CHAI TỰ ĐỘNG 1.1 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết, thiết kế vẽ, điều khiển máy dán nhãn chai phục vụ cho việc kinh doanh sở sản xuất vừa 1.2 1.3 1.4 1.5 - nhỏ Bộ điều khiển Đối tượng nghiên cứu Máy dán nhãn chai tự động Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống điều khiển máy dán nhãn chai tự động Phương pháp nghiên cứu phân tích, tổng hợp lý thuyết Kết dự kiến đạt Nắm lý thuyết cấu chuyển động máy Tính tốn, thiết kế khung chuyển động máy Tìm hiểu cài đặt hệ thống điện, cảm biến động 1.6 Phân loại máy dán nhãn chai tự động Trên thực tế có nhiều kiểu máy dán nhãn sau: dùng băng ma sát (nhiều loại), dùng lăn di động, dùng cấu kẹp thủy lực 1.6.1 Máy dán nhãn dùng lăn di động Hình 1.1 Máy dán nhãn dùng lăn Cơ cấu gồm: - Mâm cấp chai Băng tải Con lăn cố định Cuộn nhãn Lò xo Con lăn di động Con lăn dẫn hướng Cuộn nhãn vào Đôi bánh ma sát Nguyên lý hoạt động: chai cấp vào thông qua mâm cấp chai 1, qua băng tải qua khe hở lăn lăn di động lăn cố định Nhãn cấp liên tục, dẫn động cặp bánh ma sát Dưới tác dụng kéo băng tải , lực ép lò xo 7, lăn di động nhãn dán lên chai Ưu điểm: cấu đơn giản, suất cao Nhược điểm: khả dán xác thấp, dễ bung sau dán, yêu cầu nhãn dán phải có keo hai mặt điều dẫn đến giá thành tăng, gây nhiều khó khăn cho việc giữ vệ sinh sau dán, nhìn chung phương án khơng khả thi 1.6.2 Máy dán nhãn dung cấu kẹp thủy lực Hình 1.2 Máy dán nhãn dùng cấu kẹp thủy lực Nguyên lý hoạt động: nhờ cấu kẹp thủy lực dẫn hướng hai rãnh, hai xilanh thủy lực điều khiển tín hiệu phát từ cảm biến màu, chai cách nhãn khoảng cách định, cảm biến màu nhận chai điều khiển hai kẹp, kẹp chai lại đồng thời dán nhãn lên chai Ưu điểm: độ xác cao, suất lớn Nhược điểm: máy móc phức tạp, khó chế tạo, yêu cầu băng keo hai mặt nên giá thành cao giữ vệ sinh khó khăn sau dán vào chai bề mặt ngồi cịn keo bám bụi vào, phải thêm công đoạn phải dán lớp nilong vào mặt giá thành cao 1.6.3 Máy dán nhãn chai dùng cấu băng ma sát 1.6.3.1 Loại Nguyên lý hoạt động: chai di chuyển băng tải đồng thời quay tròn nhờ cấu ma sát, băng ma sát căng cuộn băng keo hai mặt, chai lăn không trượt theo nhãn chai, nhãn chai dán cứng nhờ lăn ép băng ma sát Ưu điểm: độ xác cao, phế phẩm Nhược điểm: máy phải sử dụng nhãn có băng keo hai mặt nên giá thành cao vấn đề vệ sinh sau dán nhãn 1.6.3.2 Loại Hình 1.3 Máy dán nhãn dùng cấu băng ma sát Nguyên lý hoạt động: nhãn bóc băng dán nhãn bị gấp khúc đột ngột, chai từ cấu cấp phôi đưa tới nhãn dính vào chai sau dán chặt nhờ băng ma sát, chai cố khơng dính nhãn nhận biết cảm biến quang, chai đưa ngồi qua cấu gạt chai nhãn nhận biết nhờ cảm biến quang học cảm biến màu Ưu điểm: suất cao, cấu đơn giản, đạt độ xác cao Nhược điểm: chi phí ban đầu cao yêu cầu cấu xác  Qua ưu, nhược điểm loại máy dán nhãn trên, ta chọn phương án máy dán nhãn chai dùng băng ma sát loại 1.7 Kết cấu chung máy dán nhãn chai 1.7.1 Phần khí 1.7.1.1 Khung máy: gồm nhiều thép chữ nhật hàn lại hệ thống khung dùng để đỡ giữ chặt hệ thống băng tải, băng ma sát hệ thống nhãn dán 1.7.1.2 Thanh đỡ chai: gồm inox hình chữ nhật 10*15 vít tân có chức đỡ chai, nhắm giúp chai không trượt khỏi băng tải 1.7.1.3 Bộ phận cấp nhãn: bao gồm: cuộn nhãn, động bước, rulo làm căng cuộn nhãn, composite để gắng rulo lại với nhau… Dùng để cấp nhãn giúp trinh tách nhãn khỏi cuộn nhãn để giúp nhãn bám vào chai 1.7.1.4 Hệ thống băng ma sát: bao gồm băng ma sát băng cao su tạo lực ép chai 1.7.1.5 Cơ cấu truyền động: gồm động cơ, băng tải, bánh đai phận căng đai 1.7.2 Phần điều khiển 1.7.2.1 PLC: điều khiển toàn hoạt động máy dán nhãn chai 1.7.2.2 Cảm biến quang: dùng để nhận biết chai đến vị trí cần dán nhãn hay chưa 1.8 Tính máy dán nhãn chai tự động 1.8.1 Tính tự động cao Máy dán nhãn chai tự động có thiết kế dễ sử dụng, giúp cho giảm chi phí nhận cơng trực tiếp từ nâng cao suất sản xuất 1.8.2 Tính linh hoạt cao Chương trình thay đổi dễ dàng nhanh chóng, thích ứng với nhu cầu dán nhãn chai khác nhau, rút ngắn khoảng thời gian phụ chuẩn bị khởi động máy Bất lúc bắt đầu tiến hành vận hành với chương trình sẵn có chuyển đổi sang chương trình khác 1.8.3 Tính động, gọn nhẹ, dễ dàng sửa chữa bảo hành Máy có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng vận chuyển máy từ nơi sang nơi khác, thích hợp với nơi có khơng gian làm việc giới hạn nhà dân xưởng sản xuất nhỏ lẻ Bên cạnh máy dễ tháo lắp, tra mỡ, dầu cho cấu vận hánh trơn tru, hiệu q trình hoạt động 1.8.4 Tính cơng nghệ Máy dán nhãn chai tự động không bị lỗi thời so với nhanh sản xuất, tính trội phù hợp với cơng đoạn đóng gói dán nhãn vào sản phẩm 1.9 Cơng dụng máy dán nhãn chai tự động 1.9.1 In nhiệt tốt 1.9.2 Dán nhãn tự động dây xích, băng truyền hay băng tải 1.9.3 Với ưu điểm góc quay xác động bước sản phẩm bắn vị trí chuẩn không để lại nếp nhăn nhãn bề mặt sản phẩm 1.9.4 Chế độ tách nhãn linh động khoảng cách giới hạn bề rộng nhãn lớn giúp thao tác thay đổi cuộn nhãn có nhiều kích thước khác nhaumottj cách dễ dàng 1.10 Nhu cầu ứng dụng máy dán nhãn chai tự động sản xuất 1.10.1 Nhu cầu nghành sản xuất thực phẩm Xã hội ngày căng phát triển đời sống người dân ngày nâng cao Do nhu cầu ăn uống người dân nâng cao Chính mà năm gần loại nước ngọt, nước giải khát đóng chai, loại nước uống có cồn, loại thực phẩm đóng chai phục vụ cho người dân đa dạng bán rộng khắp nước tạo điều kiện thuận lợi cho người tiêu dùng việc chọn lựa đa dạng mẫu mã lẫn chất lượng Vì việc in nhãn chai lọ khơng thể thiếu nhanh sản xuất thực phẩm 1.10.2 Nhu cầu nghành sản xuất dược phẩm, y tế Nhãn dược phẩm y tế quan trọng với sản phẩm hãng dược phẩm bao gồm nhiều ngôn ngữ, liều lượng, hướng dẫn sử dụng, thành phần chế tạo, nhà sản xuất, nơi sản xuất, hạn sử dụng, số cảnh báo nhiều mà không cần thêm thứ khác để hướng dẫn cần dán nhãn bề mặt chai 1.10.3 Ứng dụng sản xuất công nghiệp Công việc dán nhãn sản phẩm vào chai công việc lặp lặp lại nên tranh nhàm chán công việc Công việc dán nhãn sản phẩm chai công việc nhiều thời gian dễ gây nhầm lẫn Ngày việc dán nhãn sản phẩm chai có tầm quan trọng việc định tính thẩm mỹ, thơng qua nói lên chất lượng sản phẩm giúp việc nâng cao suất lao động, nâng cao chất lượng ổn định chất lượng sản phẩm, người ta đưa vào thiết bị sản xuất công nghiệp với hệ thống điều khiển tự động phần tồn q trình sản xuất CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÁY DÁN NHÃN CHAI 1.1 Lưu đồ thuật tốn Hình 2.1 Lưu đồ thuật tốn 1.2 Các thơng số máy 1.2.1 Năng suất AO x 12bit +/- 10VDC, – 20mA Cards ứng dụng: CPU tín hiệu để thích ứng với ứng dụng Thêm điểm kỹ thuật số I/O tương tự với CPU u cầu ứng Kích thước CPU khơng thay đổi 1.4.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số Hình 3.5 Module tín hiệu 1.4.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự Hình 3.5 Module xuất nhập tín hiệu 1.4.2.5 Module truyền thơng Hình 3.6 Module truyền thơng 1.4.3 Một số lệnh PLC 1.4.3.1 Lệnh timer Sử dụng lệnh timer để tạo chương trình trễ định thời Số lượng timer phụ thuộc vào người sử dụng số lượng vùng nhớ CPU Mỗi timer sử dụng 16 byte IEC_Timer liệu cấu trúc DB Step tự động tạo khối DB lấy khối Timer Kích thước tầm liệu Time 32 bit, lưu trữ liệu Dint Tham số Kiểu liệu Miêu tả IN Bool Ngõ vào cho phép timer hoạt động R Bool Reset timer PT Time Thời gian đặt trước Q Bool Ngõ ET Time Thời gian thực 1.4.3.2 Bảng 3.1 Bảng kích thước tầm liệu Time 32 bit Timer TP-timer tạo xung Timer TP tạo chuỗi xung với độ rộng xung đặt trước Thay đổi PT, IN không ảnh hưởng timer chạy Khi đầu vào IN tác động vào timer tạo xung có độ rộng thời gian đặt P T 1.4.3.3 Hình 3.7 Ví dụ Timer TP-Timer tạo xung Timer TON-timer trễ sườn lên có nhớ Khi ngõ vào IN tác động trì trạng thái liên tục với thời gian thời gian đặt ngõ Q lên mức Khi ngõ vào ngừng tác động reset dừng hoạt động timer Thay đổi PT timer chạy khơng ảnh hưởng đến Timer Hình 3.8 Ví dụ Timer TON Th K Kiểu Vùng nhớ Mô tả am Số i Liệu IN bá o Input BOOL I, Q, M, D, L Ngõ vào PT Input TIME I, Q, M, D, L Giá trị tham số PT phải or Const tích cực ant Q Output BOOL I, Q, M, D, L Đầu thiết lập thời gian PT hết ET Output TIME I, Q, M, D, L Giá trị thời gian Bảng 3.2 Tham số kiểu liệu Timer TON 1.4.3.4 Timer TOF-timer trễ sườn xuống Khi tổng thể tác động ngõ vào lớn hay thời gian đặt PT timer tác động tiếp điểm thường mở timer chuyển lên mức Và trạng thái reset timer bị tác động timer ngừng hoạt động bị reset lại Hình 3.9 Ví dụ Timer TORN 1.4.3.5 Couter đếm lên-CTUP Giá trị đếm CV tăng lên tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ ->1 Ngõ Q tác động lên CV >= PV Nếu trạng thái R = reset tác động đếm CV = Hình 3.9 Ví dụ couter đếm lên-CTUP 1.4.3.6 Couter đếm xuống-CTD Giá tri đếm CV giảm tín hiệu ngõ vào CV chuyển từ -> Ngõ Q tác động lên CV Ngõ vào QU tác động lên CV >= PV Nếu trạng thái R = Reset tác động đếm CV = 0.Giá trị đếm CV giảm tín hiệu ngõ vào CD chuyển từ -> Ngõ QD tác động lên CV