Thiết kế máy in thông tin sản phẩm trên chai nhựa bằng công nghệ in lụa sử dụng mực in UV tự động

THIẾT KẾ MÁY IN THÔNG TIN SẢN PHẨM TRÊN CHAI NHỰA
BẰNG CÔNG NGHỆ IN LỤA SỬ DỤNG MỰC IN UV TỰ ĐỘNG
Phạm Nguyễn Duy Thiên, Trịnh Duy Tùng và Hà Thiên Tân*
*Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh
GVHD: ThS. Lê Hồi

TĨM TẮT
Đề tài thiết kế máy in thông tin sản phẩm trên chai nhựa bằng công nghệ in lụa sử dụng mực in uv tự động
phục vụ trong các dây chuyền sản xuất tự động. Thay thế cho con người trong hệ thống sản xuất, giúp nâng
cao độ tin cậy, năng suất của dây chuyền, và giảm thiểu tai nạn lao động. Thiết kế máy gồm các bộ phận như
bộ phận băng tải, bộ phận hơ nhiệt, bộ phận in. bộ phận sấy, bộ phận gắp… các cơ cấu hoạt động nhịp nhàng
tối ưu hóa thời gian sản xuất, an toản cho người lao động và giảm chi phí sản xuất.
Từ khóa: cơ khí, máy móc, tự động, thiết kế, in uv.
1. GIỚI THIỆU
[1]. Những năm 60, các mặt hàng in bông trên vải sợi tơ lụa và các mặt hàng quảng cáo mới được mọi người
chú ý quan tâm. Khi ấy, so với các nước trong khu vực Đông Nam Á, ngành in lụa của nước ta còn phát
triển chậm. Nhất là đối với các nước Nhật Bản, Hồng Kông, Đài Loan, Hàn Quốc.
[2]. Đầu thập niên 70, ngành in lụa ở Việt Nam có sự phát triển đáng kể nhưng chưa mạnh vì trình độ kỹ thuật
vẫn cịn thấp, máy in lụa chưa có, chủ yếu dùng phương pháp in thủ cơng nên năng suất và chất lượng
không cao.
[3]. Từ năm 90 đến nay, ngành in lụa ở nước ta phát triển mạnh. Phần lớn công nghệ và các loại máy được
chuyển giao và nhập từ các nước có trình độ cao như Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản, Singapore, Anh,
Pháp, Mỹ, Đức, Thụy Sĩ..., rất ít được sản xuất từ các cơ sở, xí nghiệp trong nước.
[4]. Hiện nay, máy in lụa được nhập từ nước ngồi có chất lượng tốt nhưng giá thành cao, không phù hợp với
quy mô và vốn đầu tư của hầu hết các cơ sở in lụa ở Việt Nam. Vì vậy, việc sản xuất máy phục vụ cho
ngành in lụa đang là một thị trường đầy tiềm năng và mới mẻ.
[5]. Các loại máy in lụa trên thị trường hiện nay dùng xy lanh khí nén để truyền động cho các cơ cấu của máy,
một số ít dùng động cơ điện, rất ít loại máy in lụa sản phẩm dạng đĩa tròn và dạng xoay nhiều màu. Vì
vậy việc thiết kế và đưa vào chế tạo loại máy này sẽ mang lại nhiều lợi kinh tế, góp phần thúc đẩy sự phát
triển của ngành kỹ thuật in lụa nước nhà.
185

[6]. Hiện tại các máy in lụa ở Việt Nam rất ít và chi phí mua máy in lụa tự động từ nước ngồi vẫn cịn khá
lớn chưa phù hợp với các cơ sở kinh doanh nhỏ. Vậy nên chúng em chế tạo máy này với chi phí thấp hơn
nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ những chức năng của máy in lụa tự động.
2. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
2.1 Thiết kế cơ khí và nguyên lý hoạt động
2.1.1. Thiết kế cơ khí
[7].

Bộ phận in dùng để in mực uv lên chai nhựa.

Hình 1: Cụm bộ phận in
[8].

Bộ phận gắp chai nhựa dùng để gắp các chai nhựa từ băng tải này sang băng tải khác.

Hình 2: Cụm gắp chai

186


2.1.2. Nguyên lý hoạt động
Máy hoạt động như sau:
-

Đầu tiên băng chuyền 1 đưa phôi in vào

-

Máy gắp phôi và đặt phôi vào đồ gá trên băng chuyền 2

-

Băng chuyền 2 chạy và máy hơ nhiệt nóng hoạt động

-

Băng chuyền đưa phôi đi đến khu vực in và dừng lại

-

Bộ phận cố định phôi hoạt động đẩy phôi in sát lên khung in và bắt đầu in

-

Bộ phận cố định phôi trả lại phôi về đồ gá phôi

-

Băng tải đưa phôi đi qua máy chiếu đèn UV để làm khô mực

-

Máy gắp phôi ra khỏi đồ gá và sang công đoạn khác

2.2. Lựa chọn bộ máy PLC điều khiển
Dựa trên phần cơ cấu cơ khí và các loại thiết bị gắn trên máy ta xác định được bộ PLC đủ để điều khiển tồn
bộ. Đó là Bộ lập trình PLC Mitsubishi FX3U-64MT/ES-A với 32 Input và 32 Output

Hình 3: Mitsubishi FX3U-64MT/ES-A
-

Có thơng số:

+ Bộ CPU với 64 I/O: 32 đầu vào và 32 đầu ra transistor (Sink)
+ Nguồn cấp: 100 – 240 VAC
+ Công suất: 30 W
+ Bộ nhớ chương trình: 64.000 Steps

187


+ Tích hợp đồng hồ thời gian thực.
+ Bộ đếm: 235
+ Timer: 512
+ Tích hợp cổng thơng RS232C, RS 485.
+ Cáp kết nối: FX-USB-AW, USB-SC09, USB-SC09
2.3. Thiết kế hệ thống điều khiển bằng phần mềm lập trình Gxwork s2.
- Ta sử dụng gồm 15 output và 3 input:

Bảng 1: Chức năng của cổng input và output
3. KẾT QUẢ MÁY IN THƠNG TIN SẢN PHẨM: LẬP TRÌNH, THIẾT KẾ, CƠ KHÍ
3.1 Kết quả chương trình điều khiển:
Chương trình điều khiển:
[9].

Bộ phận xylanh hút sản phẩm gồm có 8 nhịp:

188

Hình 4: Mạch lader điều khiển xylanh hút sản phẩm
Nguyên lý: tín hiệu sản phẩm nằm ở địa chỉ M6, khi có tín hiệu xylanh đẩy lên và bật máy hút, tiếp đến
xylanh kéo về và đi lên vị trí băng tải 2, tới vị trí xylanh đẩy lên xả khí đặt sản phẩm vào băng tải 2. Kết thúc
xylanh về vị trí băng tải 1 và lặp lại hành trình.
[10].

Bộ phận in lụa gồm có 4 nhịp:

Hình 5: Mạch lader điều khiển cụm in lụa

189


Ngun lý: khi có tín hiệu sản phẩm xylanh qt sẽ đẩy xuống và bật phun mực, xylanh kéo mực về, cùng lúc
đó thu về xylanh quét, xylanh đẩy mực lên và cho xylanh kéo mực về vị trí cũ rồi ta thu lại xylanh đẩy mực
và ta lặp lại hành trình.
[11].

Sau khi chạy chương trình thực tế thì chương trình điều khiển được máy in đúng như mong muốn.

Nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển được bộ phận cơng tác đúng, chính xác.
3.2 Kết quả thiết kế cơ khí:

Hình 6: Hồn thành mơ hình máy in thông tin sản phẩm

4. KẾT LUẬN
Đề tài này thực hiện việc tính tốn, thiết kế các bộ phận có thể tháo lắp nhanh và có thể điều chỉnh khoảng cách
khung máy cho phù hợp với sản phẩm. Và mục tiêu chính của máy là có thể sử dụng mực in UV. Tốc độ có

thể điều chỉnh cho phù hợp với từng ứng dụng trong cơng nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trích dẫn
1. Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, Nhà xuất bản Giáo dục, 2002.
2. Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí I, Nhà xuất bản Giáo dục, 2001.
3. Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí 2, Nhà xuất bản Giáo dục, 2001.
190


4. Trần Hữu Quế, Bản vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế, Nhà xuất bản Giáo dục, 2005.
5. Trịnh Chất & Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí I, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.
6. Trịnh Chất & Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí II, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.
7. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy I, Trường Đại học Quốc gia TPHCM, 1997.
8. Quang Bạch, Kỹ thuật in lụa, Nhà xuất bản Thanh Niên, 2001.
9. Phạm Ngọc Tuấn, Quản lý bảo trì cơng nghiệp, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2002.
10. Đỗ Thị Ngọc Khánh & Huỳnh Phan Tùng, Kỹ thuật vệ sinh - An toàn lao động, Nhà xuất bản Đại học Quốc
gia TpHCM, 2003.
11. Lê Hoàng Tuấn, Sức bền vật liệu II, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. Gamelin FX, Baquet G.

191