1. Nhận xét về tinh thần thái độ làm việc và nghiên cứu của học viên:
1.1.5 Cảm biến xác định chiều cao của hàng hóa:
Trước khi pallet được đặt vào vị trí lưu trữ các cảm biến quang kiểu phản xạ sẽ kiểm tra chiều cao của hàng hóa cần đưa vào nhằm đảm bảo không vượt quá chiều cao cho phép trong nơi lưu trữ:
9
Hình 1.9 Cảm biến quang kiểu phản xạ
Một số thông số kỹ thuật:
+ Dải đo: 0,3 – 9,5 m
+ Đo bằng ánh sáng LED màu đỏ + Nguồn cung cấp: 10-30 V + Đầu ra: PNP
+ Thời gian đáp ứng: ≤ 1ms + Tiêu chuẩn: IP 67
10
1.2 Vai trò của hệ thống kho xếp hàng tự động
Tiết kiệm thời gian tới 50% và hiệu quả hơn tới 70% so với vận chuyển truyền thống. Hệ thống xếp hàng tự động thông minh tận dụng được tối đa chiều cao xếp chồng và lưu trữ mà vẫn đảm bảo an toàn. Chứa số lượng pallet lớn hơn nhiều lần so với kho truyền thống (kho thông minh của vinamilk có tới 27,000 pallets).
Hoạt động hoàn toàn tự động và chính xác. Mỗi pallet nằm trong một ô riêng biệt. Mỗi ô có 1 địa chỉ IP riêng biệt giúp hệ thống có thể nhận dạng vị trí 1 cách chính xác (dựa vào thông tin mã hóa: số lượng, mã sản phẩm, ngày sản xuất). Giúp thủ kho quản lí dễ dàng trong hệ thống phần mềm quản lí trên máy tính. Khi muốn nhập hoặc xuất pallet nào chỉ cần nhập lệnh theo IP pallet đó, hệ thống sẽ tự động truy xuất và thực hiện nhờ các hệ thống băng tải tự động, robot cấp hàng, hệ thống cẩu trục…
Giảm thiểu tối đa nhân công và rủi ro. Với hệ thống kho tự động hoàn toàn, sau khi đóng gói, sản phẩm được robot tự động chuyển về kho lưu trữ hoặc gắp đưa lên băng tải chuyền về vị trí xác định phù hợp nhất (dựa trên việc lọc hàng loạt các dữ liệu theo điều kiện: khu vực trống, khu vực để nhóm sản phẩm theo kích thước, vị trí để sản phẩm tạm thời, cố định...). Công việc này chỉ cần 1 người quản lí. Với phương pháp truyền thống cần tới vài chục người để phân loại, vận chuyển.
Hệ thống phần mềm rất linh hoạt, dễ dàng tùy biến để đáp ứng theo nhu cầu thay đổi liên tục của khách hàng.
1.2.1 Để xếp hàng lên pallet và lưu vào kho:
• Khi hàng qua cảm biến hàng được phân loại chiều cao xong thì được cánh tay hút chân không và đưa qua hàng lên pallet, khi đủ hàng trên pallet băng tải đưa qua phần lưu kho
11
Hình 1.12 Xếp hàng lên pallet
1.3 Nút Nhấn
1.3.1 Khái niệm
Nút nhấn (nút ấn) là một loại khí cụ dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện, máy móc hoặc một số loại quá trình trong điều khiển.
Nút nhấn (nút ấn) thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn… Khi thao tác vớ i nút nhấn cần dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.
12
Hình 1.13 Các dạng nút nhấn
1.3.2 Cấu tạo
Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở – thường đóng và phần vỏ.
Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Hình 1.14 Cấu tạo của nút nhấn
1.3.3 Nguyên lý hoạt động
Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh. Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lò xo. Khi nhấn nút, nó chạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động. Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa.
13
1.3.4 Ứng dụng
Công tắc nút nhấn sử dụng nhiều trong các ứng dụng khác nhau như máy tính, điện thoại nút nhấn và nhiều thiết bị gia dụng. Bạn có thể nhìn thấy chúng trong nhà, văn phòng và trong các ứng dụng công nghiệp ngày nay. Chúng có thể bật, tắt máy hoặc làm cho thiết bị thực hiện các hoạt động cụ thể, như trường hợp với máy tính. Trong một số trường hợp, các nút nhấn có thể kết nối thông qua liên kết cơ học, điều khiển một nút nhấn khác hoạt động
Đa số, các nút sẽ có màu sắc cụ thể để biểu thị mục đích của chúng. Ví dụ như nút nhất màu xanh thường được sử dụng để bật thiết bị hay nút nhấn màu đỏ để tắt thiết bị. Điều này tránh gây nên một sô nhầm lẫn. Nút dừng khẩn cấp thường là các nút ấn lớn, thường có màu đỏ và có đầu lớn hơn để sử dụng dễ dàng hơn.
1.4 Băng tải PVC
1.4.1 Khái niệm
Băng tải PVC là loại băng tải thường được sử dụng tương đối nhiều trong các doanh nghiệp hiện nay. Băng tải PVC dựa vào sự thích ứng của dây PVC qua các loại băng tải trên mà nó cũng được ứng dụng cực kì rộng rãi như: trong chuyền tải thùng carton, hộp, bao, bưu kiện, các linh kiện điện tử,…
Hình 1.15 Băng tải PVC
1.4.2 Cấu tạo
• Khung băng tải được thiết kế từ nhôm định hình
14 • Truyền động nhông xích
• Hệ thống con lăn đỡ dây băng tải và rulo kéo bằng SUS • Động cơ giảm tốc độ vô cấp
• Điều khiển tốc độ bằng vô cấp
• Tấm đỡ dây băng và hộp xích được thiết kế từ SUS • Hệ thống điều khiển: Siemens
1.4.3 Ưu điểm băng tải PVC
- băng tải kháng dầu mỡ và các loại hóa chất khác, giúp đảm bảo an toàn, chống trơn trượt tốt trong quá trình vận chuyển hàng hóa.
- Băng tải chịu nhiệt PVC có khả năng chống ẩm, chống nấm mốc và hạn chế gây mùi.
- Mặt băng tải có đàn hồi cao, khả năng chịu va đập tốt. - Vận hành ổn định, cho năng suất cao.
- Khả năng chịu nhiệt rất tốt.
- Có thể vận chuyển hàng hóa tốt theo đường cong, đường thẳng hoặc nghiêng. - Nhỏ gọn, khối lượng nhẹ, cho khả năng vận hành linh hoạt, lắp đặt nhanh
chóng, giúp tiết kiệm năng lượng tối ưu.
- Bền bỉ, tuổi thọ cao, chất liệu PVC có độ bền kéo tốt, giúp mặt băng tải không bị dãn ra trong quá trình sử dụng.
1.4.4 Nhược diểm băng tải PVC
- Do có nhiều ưu điểm vượt trội nên giá của băng tải PVC tương đối cao. Tuy nhiên, so với chất lượng và hiệu quả mà loại băng tải này mang lại, doanh nghiệp vẫn nên cân nhắc sử dụng. Để tiết kiệm chi phí, bạn có thể tìm đến các đơn vị trực tiếp cung ứng và sản xuất như Carno để được mua thiết bị với giá ưu đãi hơn.
15
- Nếu dùng băng tải PVC vận chuyển các vật liệu hạt vụn, có thể gây hao hụt, rơi vãi,… nhưng không đáng kể.
1.5 Băng tải lăn truyền động xích
1.5.1 Khái Niệm
Băng tải con lăn truyền động xích chủ yếu được sử dụng để vận chuyển hàng hóa có kích thước lớn, đóng kiện, đóng hòm, hàng hóa có hình dáng dài.
Hình 1.16 Băng tải lăn
1.5.2 Ưu điểm băng tải lăn
- Tính ứng dụng cao, có thể sử dụng để vận chuyển các loại hàng hóa nặng, cồng kềnh.
- Kết cấu chắc chắn, bền bỉ, khả năng chịu lực tốt.
- Dễ dàng lắp ráp, có thể vận chuyển hàng hóa theo đường thẳng hoặc đường cong.
1.5.3 Nhược điểm băng tải lăn
Băng tải rất nhạy cảm với sự mất cân bằng của trục con lăn do có nhiều bánh răng và nhông xích trong hệ thống. Chỉ cần một chút không cân bằng cũng có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của cả hệ thống băng tải.
- Hệ thống có bánh răng và nhiều con lăn nên phải phải bảo trì thường xuyên để băng tải hoạt động trơn tru, không bị dừng đột ngột.
- Chi phí vệ sinh bảo dưỡng sẽ tăng cao nếu làm việc trong môi trường nhiều bụi bẩn.
16
1.5.4 Vai trò của hệ thống xếp hàng lên pallet và lưu kho
- Nâng cao hiệu suất làm việc với tốc độ đóng gói nhanh, thời gian hoạt động liên tục cùng với trọng tải lớn.
- Tiết kiệm chi phí bảo trì vì hệ thống Robot này được các nhà phát minh chế tạo rất ít thành phần cơ học.
- Khả năng xử lý và làm việc linh hoạt với nhiều loại thành phẩm với đủ kích thước thông qua tính năng tự động thay đổi tay kẹp khác nhau.
- Khả năng làm việc ở không gian nhỏ. Do đó, doanh nghiệp có thể tiết kiệm được cả chi phí thuê mặt bằng, chi phí sản xuất.
- Các nhà phát minh đã lập trình cho Robot bốc vác tính năng xếp hàng an toàn. Do đó, các doanh nghiệp ứng dụng hệ thống Robot này trong quy trình sản xuất của mình có thể yên tâm về các vấn đề an toàn lao động. Chắc chắn một điều rằng Robot sẽ xếp hàng an toàn hơn việc con người xếp thủ công.
17
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CHO PALLET 2.1 Lựa chọn phương án thiết kế
2.1.1 Phương pháp thiết kế cánh tay robot
Cánh tay robot là một trong những robot phổ biến nhất trong thế giới sản xuất. Cánh tay robot công nghiệp, thường được làm bằng thép hoặc gang được chế tạo với các bộ phận bắt đầu từ chân đế, kết thúc bằng cổ tay và bất kỳ bộ phận đầu cuối nào cũng cần thiết để thực hiện nhiệm vụ nâng hạ của cánh tay.
Một bộ điều khiển robot quay động cơ được gắn vào mỗi khớp. Một số cánh tay lớn hơn, được sử dụng để nâng tải trọng lớn, được chạy bằng các nguồn thủy lực và khí nén.
Công việc của cánh tay phổ biến là di chuyển sản phẩm, linh kiện từ nơi này sang nơi khác - nhặt, nâng lên - đặt xuống, tháo ra hoặc hàn một bộ phận hoặc toàn bộ phần công việc. Những cánh tay robot này có thể được lập trình để làm một số công việc khác nhau hoặc một công việc cụ thể tùy theo yêu cầu trong các công đoạn theo ý đồ của con người.
o Ưu điểm:
+ Thao tác nhanh và tiết kiệm thời gian hơn con người. + Chuyển động là chính xác và lặp lại hoàn toàn giống nhau. + Có số bậc chuyển động cao.
+ Có khả năng thích nghi với môi trường hoạt động.
18
• Thiết kế cánh tay robot dẫn động bằng động cơ
Đầu tiên, các bộ phận cảm biến sẽ tiếp nhận các thông tin, đặc điểm của đối tượng cần tác động dựa trên các lập trình ban đầu. Chẳng hạn thông tin về màu sắc, trọng lượng, khoảng cách với đối tượng cần tác động.
Dựa vào các thông tin này, phần mềm của robot sẽ tiến hành tính toán các thông số, viết lệnh và gửi đến hệ thống điều khiển để tiến hành các thao tác bằng tay máy một cách chuẩn xác nhất.
Với nguyên lý hoạt động thông minh cùng cấu tạo chắc chắn và linh hoạt, những cánh tay robot 4 trục là thiết bị không thể thiếu trong hoạt động sản xuất hiện đại ngày nay.
o Ưu điểm:
+ Làm việc với động chính xác cao
+ Hoạt động linh hoạt, tốc độ di chuyển nhanh + Hoạt động với tiếng ồn nhỏ
o Nhược điểm:
+ Chi phí lắp đặt cao
+ Hệ thống điều khiển khá phức tạp
• Thiết kế cánh tay robot dẫn động bằng khí nén
Khi cánh tay nhận tín hiệu vào thông qua nút nhân, công tắc hoặc lệnh lặp trình, nó sẽ bắt đầu sử lý thông tin tín hiệu đầu vào theo quy định nhất định. Tiếp đến là các cơ cấu chấp hành: các xy lanh, động cơ theo lệnh cài đặt sẵn.
19
o Ưu điểm:
+ Có thể làm việc trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt với độ chính xác cao. Cánh tay robot khí nén có thể hoạt động trong môi trường có nhiệt độ từ -40 đến 120 độ C. Độ chính xác 2mm với độ lặp lại 0,02mm.
+ Làm giảm rủi ro và tăng tính an toàn lao động. Nếu có bất kì vấn đề gì xảy ra, bạn chỉ cần ngắt việc nén không khí vào cánh tay robot mà không cần phải ngắt nguồn điện cung cấp cho cả thiết bị.
+ Không yêu cầu bảo trì nhiều. Hơn nữa, công tác bảo trì thường dễ dàng. Xi-lanh khí nén dễ dàng thay thế nếu bị hỏng. Khi có hư hỏng cũng ít tốn chi phí để sửa chữa.
o Nhược điểm:
+ Việc kiểm soát tốc độ tối thiểu. Việc kiểm soát tốc độ di chuyển của những cánh tay robot này tương đối khó khăn.
+ Tuy hoạt động hiệu quả hơn những loại cánh tay robot khác. Nhưng đồng thời bạn sẽ phải bỏ ra chi phí nhiều hơn cho cánh tay robot khí nén khi chúng họa động lâu dài.
+ Dễ bị độ ẩm tấn công. Cánh tay robot khí nén dễ bị tích tụ độ ẩm bên trong máy nén khí. Về lâu dài sẽ gây hư hỏng các bộ phận của thiết bị này.
2.1.2. Thiết kế cánh tay robot dẫn động bằng thủy lực
Hoạt động giống như cánh tay robot bằng khí nén nhưng cánh tay robot bằng thủy lực sử dụng nguồn cung cấp từ chất lỏng thủy lực.
o Ưu điểm:
+ Thiết bị có tuổi thọ cao, ít hư hỏng nên không đòi hỏi bảo dưỡng, bảo trì quá nhiều. + Rất phù hợp với những môi trường độc hại, tải trọng năng, công suất cao và hoạt động liên tục. Chính vì thế mà khách hàng thường yêu cầu xy lanh có độ chính xác gần như tuyệt đối.
o Nhược điểm:
+ Giới hạn nhiệt độ là vấn đề chính, dễ bị rò rỉ, vấn đề xử lý chất thải nghiêm trọng hơn.
20
➢ Dựa vào các ưu điểm làm giảm rủi ro và tăng tính an toàn lao động. Nếu có bất kì vấn đề gì xảy ra, ta chỉ cần ngắt việc nén không khí vào cánh tay robot mà không cần phải ngắt nguồn điện cung cấp cho cả thiết bị nên nhóm quết định chọn cánh tay robot dẫn
động bằng khí nén.
2.1.3. Cơ cấu truyền động đai
Truyền động đai được dùng để truyền động giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu Fo, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi. Nhờ có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ồn, thích hợp với vận tốc lớn.
Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng kéo và tuổi thọ của đai.
Hình 2.3 Bộ truyền đai
Theo hình dạng tiết diệt đai được phân ra: đai dẹt (tiết diệt hình chữ nhật), đai hình thang (đai hình chêm), đai nhiều chêm (đai hình lược) và đai răng.
• Đai dẹt: trong công nghiệp sử dụng các loại đai dẹt như: đai da, đai vải cao su, đai vải bông, đai sợi len và đai sợi tổng hợp. Đai da có độ bền cao, chịu va đập tốt nhưng không dùng được ở nơi có axit hoặc ẩm ướt, giá thành lại đắt nên ít dùng. Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa được xếp vào từng lớp cuộc từng vòng kín hoặc cuộc xoắn ốc. Nhờ các đặc tính: bền, dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ, đai vải cao su được dùng khá rộng rãi. Đai sợi bông nhẹ mềm, thích hợp với bánh đai đường kính nhỏ và với vận tốc lớn nhưng khả năng tải và tuổi
21
thọ thấp. Đai sợi len nhờ có độ đàn hồi tốt nên chịu được tải trọng va đập, đồng thời cũng ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, axit,… tuy nhiên khả năng tải lại thấp hơn các loại đai khác.
Hình 2.4 Đai dẹt da
Hình 2.5 Đai dẹt vải cao su
• Đai thang: loại đai này có tiết diện hình thang, bề mặt làm việc là hai mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đố khả năng kéo cũng lớn hơn. Tuy