3.2.1 Yêu cầu
Cố định cơ cấu ép trên bàn máy.
Cố định barcode và mặt nạ điều khiển.
3.2.2 Thiết kế cơ khí
Hình 3.3.Ốp hông trên bản vẽ
3.2.3 Kết quả
Hình 3.4.Ốp hông ngoài thực tế.
3.3. Phƣơng án thiết kế cơ cấu lấy tem
Trong quá trình ép tem, ngƣời công nhân phải đƣa tem vào vị trí ép. Điều đó sẽ xảy ra một số vấn đề nhƣ sau:
+ Tay của ngƣời công nhân chạm phải đầu ép nhiệt độ bị phỏng.
+ Quá trình canh chỉnh ngƣời công nhân phải thƣờng xuyên nhìn trực tiếp vào laser gây ảnh hƣởng đến mắt.
+ Mất thời gian canh chỉnh. + Ép không đều.
+ Để khắc phục những tình trạng trên,nhóm đƣa ra thiết kế cánh tay lấy tem để đáp ứng yêu cầu của công ty đề ra với nguyên lí hoạt động nhƣ sau:
+ Tem đƣợc hút ra vị trí ép nhờ giác hút chân không đƣợc gắn trên một cánh tay đòn dài 200 mm. Cánh tay đƣợc cố định lên trục xylanh xoay nhờ “gối bắt giác hút”.
Hành trình lên xuống lấy tem sử dụng xylanh đôi và hành trình đƣa tem ra vị trí ép sử dụng xylanh xoay, hai xylanh đƣợc cố định với nhau bằng gối bắt xylanh.
Hình 3.5.Tay lấy tem trên bản vẽ.
3.3.1 Thiết kế cơ khí
Gối bắt giác hút: Có nhiệm vụ cố định cánh tay lấy tem vào trục xylanh xoay.
Gối bắt giác hút đƣợc thiết kế hai lõi suốt, lõi nằm ngang gắn tay lấy tem, lõi nằm dọc gắn cố định tay lấy tem vào trục xylanh xoay. Ngoài ra trên mỗi lõi suốt còn có lỗ siết ốc để cố định các cơ cấu chắc chắn không dịch chuyển trong quá trình máy làm việc.
Hình 3.6.Gối bắt giác hút
Gối bắt xylanh xoay: Có nhiệm vụ cố định xylanh xoay với xylanh đôi chắc
chắn trong quá trình làm việc. Gối bắt giác hút sử dụng khối sắt 75×45×10 mm với 4 lỗ siết ốc cố định hai xylanh với nhau.
Hình 3.7.Gối bắt xylanh xoay
3.3.2 Phần điều khiển:
Cơ cấu lấy tem sử dụng các van 5/2 1 cuộn coil để điều khiển van chân không tạo ra môi trƣờng chân không để giác hút làm việc và điều khiển xylanh đôi, xylanh xoay thực hiện hành trình lên xuống lấy tem và đƣa ra vị trí ép.
Van 5/2 1 cuộn coil: Là thiết bị trung gian điều khiển xylanh hoạt động mỗi khi cuộn coil điện từ đƣợc kích dẫn.
Dùng để điều khiển hoạt động của xylanh. Điện áp hoạt động: 24VDC.
Loại van 5/2, một cuộn coil.
Van chân không: đƣợc điều khiển bởi 1 van điện từ 5/2 1 coil sẽ tạo ra môi trƣờng chân không hút tem.
Hình 3.8.Van chân không 1.Ngõ vào; 2.Ngõ xả; 3.Ngõ ra
3.3.3 Tính toán lựa chọn xylanh xuống.
Theo cơ cấu cơ khí của tay lấy tem đòi hỏi tay lấy tem phải đứng yên không bị dịch chuyển. Với lực ép của tay máy 7,55(N). Hành trình xylanh cần xuống 40 mm.
Ft= A.p
Ft: Lực đẩy xylanh
Trong đó A: Diện tích tiết diện pittong
P: Áp suất (bar)(1bar=1,01976 kg/cm2) Ta có: Ft= 7,55(N), p= 6(bar) Mặt khác: A=π 4 2 d
d: Tiết diện xylanh d= . . 4 p F d=1,26 mm =12,6 cm
Hình 3.9.Tay lấy tem ngoài thực tế
3.4. Phƣơng án thiết kế cơ cấu ép tem. 3.4.1 Yêu cầu 3.4.1 Yêu cầu
Theo yêu cầu và mục tiêu của công ty đề ra là: tem ép thẳng, đều có thể điều chỉnh nhiệt độ và thời gian ép tùy theo loại tem.
Từ những yêu cầu đó cơ cấu ép tem sẽ đƣợc thiết kế với xylanh đôi cho hành trình đƣa đầu ép lên xuống vị trí ép, đầu ép đƣợc gắn một cặp điện trở nhiệt và cảm biến nhiệt độ để có thể điều chỉnh nhiệt độ. Ngoài ra để đảm bảo tuổi thọ làm việc của xylanh có thể giảm do nhiệt độ truyền từ đầu ép lên xylanh, một tấm “phít cách
nhiệt” sẽ đƣợc thiết kế để cách ly phần đầu ép và xylanh. 3.4.2 Thiết kế cơ khí
Phít cách nhiệt: Có nhiệm vụ cách ly và giảm bớt nhiệt độ truyền từ đầu ép
lên xylanh tránh việc xylanh sẽ giảm tuổi thọ do nhiệt độ cao. Phít cách nhiệt đƣợc thiết kế với 4 lõi suốt để bắt đầu ép cố định vào miếng phít, 2 đƣờng rảnh ở ngoài thiết kế với mục đích cố định giác hút với xylanh đôi và có thể điều chỉnh xê dịch đầu ép để có thể điều chỉnh khi tem bị ép lệch.
Hình 3.10. Phít cách nhiệt
Bộ phận ép tem: Gồm phần đầu ép và đầu nhiệt độ. Phần đầu ép đƣợc thiết kế
với kích thƣớc phần trên đầu ép vừa với kích thƣớc phần tem bị ép chín. Phần đầu nhiệt độ đƣợc thiết kế để gắn trên đó một cặp điện trở nhiệt và một cảm biến nhiệt độ để điều chỉnh nhiệt độ ép phù hợp với từng loại tem.
Hình 3.12.Cục nhiệt
Cục nhiệt: Gồm có cặp điện trở nhiệt để gia nhiệt ép tem, cùng với một đầu
dò nhiệt độ để cài đặt nhiệt độ phù hợp với từng loại tem.
3.4.3 Kết quả
Hình 3.15.Cơ cấu ép trên bản vẽ Hình 3.16.Cơ cấu ép trong thực tế
3.5. Phƣơng án thiết kế hộp tem. 3.5.1 Yêu cầu. 3.5.1 Yêu cầu.
Mỗi lần cấp 150 tem.
Tem đặt trong hộp đúng chiều.
Dễ dàng tháo rời khỏi đế khi cấp tem.
3.5.2 Phƣơng án thiết kế.
Tem đƣợc sử dụng để ép lên đế lót có kích thƣớc 33x34.5 (mm)
Đế hộp sẽ đƣợc thiết kế có kích thƣớc phù hợp để tem đƣợc đặt trong hộp một cách dễ dàng và không bị vênh trong quá trình giác hút chân không hút tem ra vị trí ép.
Đế đựng hộp tem đƣợc thiết kế với các rãnh mang cá giúp hộp tem dễ dàng tháo lắp
Hình 3.17.Đế hộp tem
Hình 3.19.Đế đựng hộp tem
Hình 3.20.Hộp tem ngoài thực tế
3.6 Giá cố định barcode. 3.6.1 Yêu cầu
• Đƣợc thiết kế để cố định barcode trên máy, giúp borcode có thể luôn quét đƣợc mã vạch khi tem đƣợc đƣa ra vị trí ép.
• Trƣớc khi ép nhận biết đƣợc loại tem sẽ ép. • Không ép những tem khác loại.
3.6.2 Thiết kế cơ khí
nằm nghiêng để barcode dễ dàng quét đƣợc mã vạch của tem.
Hình 3.21.Giá cố định barcode
3.7 Khuôn đế lót 3.7.1 Yêu cầu
Có nhiều loại miếng đế lót khác nhau.
Cần đặt chính xác miếng đế lót lên một vị trí cố định
3.7.2 Giải pháp
Thiết kế khung đế có phần rỗng để đặt khuôn đế lót
Thiết kế khuôn đế lót với hình dạng bên trong phù hợp với từng loại đế.
Hình 3.22.Khuôn đế lót
3.8.1 Sơ đồ động lực
Hình 3.23.Sơ đồ khí nén
3.8.2 Sơ đồ kết nối PLC
3.8.3 Thành lập địa chỉ các ngõ vào ra của PLC
Bảng 1.2- Bảng địa chỉ ngõ vào của PLC
Kí hiệu Địa chỉ Mô tả
START I0.0 Nút nhấn Start (NO)
RESET I0.2 Nút nhấn Reset (NO)
Nút dạy I1.0 Nút nhận mã cho barcode Auto-Manual I0.1 Chế độ tự động/bằng tay
S1 I0.4 Hành trình xilanh lên
S2 I0.5 Hành trình xilanh xuống
S3 I0.7 Hành trình xilanh xoay vào
S4 I0.6 Hành trình xilanh xoay ra
Cb_áp suất I0.3 Cảm biến áp suất
Bảng 1.3- Bảng địa chỉ ngõ ra của PLC
Kí hiệu Địa chỉ Mô tả
Xylanh xoay Q0.2 Xy lanh xoay Xylanh xuống Q0.3 Xylanh xuống Giác hút Q0.1 Giác hút để hút tem
Đèn Q0.0 Đèn báo barcode đọc mã vạch
Barcode CỔNG TT Đọc mã vạch tem
Reset board Q0.4 Reset board Start board Q0.6 Start board
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Kết quả.
Đề tài đã đề ra đƣợc giải pháp hỗ trợ lao động bằng tay của ngƣời công nhân bằng bằng một thiết bị bán tự động nhằm nâng cao năng suất lao động và chất lƣợng sản phẩm.
Hình 4.1 Máy ép tem sau khi cải tiến Công suất máy đạt đƣợc:
• Thời gian ép tem giảm xuống còn 4s/sp (từ 6s/sp xuống còn 4s/sp) • Đảm bảo an toàn cho ngƣời công nhân trong quá trình làm việc. • Viền ép đồng đều lên mép tem.
• Tem đƣợc thả đúng vị trí ép.
• Công nhân không phải ngồi canh chỉnh.
• Bƣớc đầu, kết quả cải tiến của nhóm đã đƣa lại cho công ty TM-DV-SX Tự động AZ một hợp đồng cải tiến 5 thiết bị máy ép tem cùng loại.
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận
Về tính mới:
Đây là giải pháp nghiên cứu xuất phát từ thực tiễn sản xuất tại công ty và nhóm nghiên cứu đã áp dụng khoa học kĩ thuật vào thay thế sản xuất thủ công, tăng cao năng xuất và chất lƣợng sản phẩm.
Khả năng áp dụng:
Máy ép tem đã đƣợc nghiệm thu, bàn giao và hiện đang đƣợc ứng dụng đƣa vào sản xuất thực tế tại công ty Chanshin Việt Nam.
Hiệu quả của máy:
Máy ép tem hoạt động ổn định, chính xác đúng theo yêu cầu của công ty: + Đảm bảo an toàn cho ngƣời công nhân trong quá trình làm việc. + Thời gian ép tem giảm xuống còn 4s/sp ( từ 6s/sp xuống còn 4s/sp).
Bảng 1.4- So sánh sản lƣợng trƣớc và sau khi cải tiến Thời gian Sản lƣợng sản phẩm trƣớc cải tiến Sản lƣợng sản phẩm sau cải tiến 1h 600 Sản phẩm 900 Sản phẩm 4h 2400 Sản phẩm 3600 Sản phẩm 8h 9600 Sản phẩm 14400 Sản phẩm
+ Giảm sự chênh lệch năng suất làm việc giữa ngƣời công nhân lành nghề và ngƣời mới vào làm.
+ Chất lƣợng sản phẩm đảm bảo yêu cầu đặt ra.
Máy ép tem với một thiết kế cơ khí đơn giản, kích thƣớc gọn nhẹ đã đáp ứng đƣợc yêu cầu về mặt chất lƣợng sản phẩm và số lƣợng sản phẩm trong quá trình ép, đã khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm khi ép bằng tay.
5.2 Hƣớng phát triển
Hƣớng đến mục tiêu giảm số lƣợng ngƣời lao động trong xƣởng, một ngƣời công nhân có thể đứng hai máy, tự động hóa hoàn toàn quy trình ép tem.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
[1] Lƣu Đức Bình (2002), Giáo trình công nghệ chế tạo máy, khoa Cơ Khí, Trƣờng ĐH Bách Khoa Đà Nẵng.
[2]Nguyễn Ngọc Phƣơng, hệ thống điều khiển bằng khí nén, NXB Giáo dục, 1999 [3] Nguyễn Ngọc Phƣơng (2000), Điều khiển tự động. Giáo trình Đại học Sƣ Phạm
TP Hồ Chí Minh, 208 trang.
Tài liệu tiếng Anh
[4] Siemens(2003), S7-200 Programmable Controller System Manual.
Tham khảo trang Web
[5] http://deeforum.net/user/nhtan/PLC/COM/GTPLC.pdf
[6]http://www.doko.vn/tai-lieu/giao-trinh-cong-nghe-che-tao-may-dai-hoc-su-
pham-ky-thuat-tphcm-194793
[7]http://thuyluckhinen.net/san-pham/xi-lanh-khi-nen/579.html