Thiết kế và chế tạo máy đóng gói ba biên tự động

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG GÓI BA BIÊN TỰ ĐỘNG
Trần Tấn Thành, Trần Nguyên Hùng, Chu Quốc Hùng*
*Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc

TĨM TẮT
Nhằm mục đích nghiên cứu trong quá trình sản xuất thực phẩm với mục đích giảm chi phí thi cơng máy
móc, đảm bảo hiệu suất sản xuất, thi công nhỏ gọn, vận hành đơn giản, giảm thiểu thời gian và chi phí lao
động. Máy đóng gói túi ba biên tự động có thể linh hoạt sử dụng cho hộ gia đình hoặc trong cơng nghiệp.
Với tính năng đóng gói nhiều loại sản phẩm dạng khơ (bột, các loại hạt,...), tùy chọn số lượng đóng gói, tùy
chọn kích thước bao bì, cân định lượng bằng cốc đong, có thể kết hợp gắn bộ in date cho bao bì. Điều khiển
hồn tồn tự động qua Board PLC Mitsubishi kết hợp với màn hình HMI.
Từ khóa: máy đóng gói, bao bì, PLC, màn hình HMI, điều khiển.
1. GIỚI THIỆU
Hiện nay trong nghành thực phẩm nhu cầu đóng gói bao bì rất cao, chính vì thế đề tài nghiên cứu của nhóm
lần này thực hiện thiết kế và chế tạo bộ sản phẩm máy đóng gói 3 biên tự động với giá thành thi công thấp,
nhỏ gọn, đơn giản, thông minh nhưng phải đảm bảo hiệu suất sản phẩm khơng thua kém các sản phẩm hiện
đang có mặt trên thị trường và đem vào ứng dụng thực tế phục vụ cho q trình cơng nghiệp hóa hiện đại
hóa.
Các ưu điểm của máy:
- Linh hoạt thay đổi kết cấu sao cho phù hợp với mục đích vận hành: Thay đổi tùy chỉnh định lượng, tùy
nhỉnh kích thước màng đóng gói, dùng AC Servo để điều chỉnh chính xác kích thước bao bì
- Dễ dàng sử dụng
- Gọn nhẹ
- Kinh phí thấp
2. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

225


2.1 Tổng quan thiết kế mơ hình

Hình 1: Các bộ phận chính của máy đóng gói
STT

Tên

Address

Chất liệu

1

Cuộn màng

1

Pet, opp, mcpp,...

2

Bộ phận in date

2

Kim hoại

3

Mâm định lượng

3

Kim loại

4

Xy lanh hàn ép dọc

4

Kim loại

5

Kéo màng

5

Cao su

6

Xy lanh hàn ép ngang và dao cắt

6

Lim loại

7

Tủ điều khiển

7

Kim loại

8

Thân máy

8

Kim loại

9

Phễu định lượng

9

Kim loại

10

Ống dẫn màng

10

Kim loại

2.2 Nguyên lý làm việc:
Cuộn màng được gắn tại con lăn dẫn màng ở vị trí [1] xỏ màng qua con lăn đến bánh cao su dẫn màng ở vị
trí [5]. Cài đặt thơng số u cầu ở tủ điều khiển ở vị trí [7]. Khởi động thì động cơ qua bánh cao su dẫn
226


màng [5] theo kích thước u cầu sau đó đóng nhả in date [2] và đẩy xy lanh hàn dọc [4] trong một khoảng
thời gian, sau đó dừng đẩy xy lanh hàn dọc [4] đẩy xy lanh hàn ngang [6], lúc này xy lanh dao cắt rời đáy
túi sau đó nguyên liệu được rớt xuống nhờ chuyển động của động cơ làm xoay mâm xoay [3].
2.3 Sơ đồ điều khiển

Hình 2: Sơ đồ điều khiển phần cứng
2.4 Mạch điều khiển

Hình 3: Sơ đồ mạch điều khiển
227


2.5 Input/ Output address
Bảng 2: Bảng Input/Output
Input
STT

Tên gọi

Tên biến

Address

Ghi chú

1

Nút khởi động

START

X0

Nút nhấn

2

Nút dừng

STOP

X1

Nút nhấn

3

Nút khẩn cấp

EMG

X2

Dừng khẩn

4

Chế độ tự động

AUTO

X3

Nút ảo HMI

5

Chế độ chạy tay

MANUAL

X4

Nút ảo HMI

6

Servo dẫn màng

JOG SV

X5

Nút ảo HMI

7

Nút chạy mâm xoay

TM1

X6

Nút ảo HMI

8

Nút chạy bơm khí nén

TM2

X7

Nút ảo HMI

9

Nút ép hàn dọc

TSL1

X10

Nút ảo HMI

10

Nút ép hàn ngang

TSL2

X11

Nút ảo HMI

11

Nút nhấn dao cắt

TSL3

X12

Nút ảo HMI

12

Nút in date

TID

X13

Nút ảo HMI

13

Cảm biến vạch cắt bao bì

CB1

X14

Tín hiệu

14

Cảm biến máy in date

CB2

X15

Tín hiệu

OUTPUT
STT

Tên gọi

Tên biến

Address

Ghi chú

15

Chân phát xung servo

SV1

Y0

Kết nối driver

16

Chân dẫn hướng servo

D SV1

Y1

Kết nối driver

17

Contactor động cơ mâm xoay

M1

Y3

Kết nối biến tần

228


18

Contactor bơm xylanh

M2

Y4

Nối với động cơ

19

Solenoid hàn ép dọc

SL1

Y5

Nối với solenoid

20

Solenoid hàn ép ngang

SL2

Y6

Nối với solenoi

21

Solenoid dao cắt

SL3

Y7

Nối với solenoid

22

Động cơ in date

ID

Y10

Nối với động cơ

23

Đèn báo khởi động

D1

Y11

Lamp

24

Đèn báo dừng

D2

Y12

Lamp

25

Đèn báo chế độ Auto

D3

Y13

Lamp

26

Đèn báo chế độ Manual

D4

Y14

Lamp

2.6 Biểu đồ trạng thái
Bảng 3: Bảng biểu đồ trạng thái động lực

Hình 4: Biểu đồ trạng thái hoạt động

I

II

III

IV

V

VI

VII

(SV1).(D SV1)

M2

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
(𝑆𝑉1). (𝐷 𝑆𝑉1).SL1.SL2

ID

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
M1.SL3.𝑆𝐿1.
𝑆𝐿2

̅̅̅
𝐼𝐷

̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿
𝑀1. 𝑆𝐿3

START

C

C

C

C

C

C

229

3. KẾT LUẬN
Đề tài của nhóm là sự kết hợp của nhiều ứng dụng tự động hóa như điều khiển xy lanh khí nén, thiết kế
truyền động cho động cơ, điều khiển biến tần, servo kết nối điều khiển bởi board PLC FX3U-32MT
6AD2DA-RS485. Kết cấu máy không quá phức tạp, dễ dàng cài đặt, vận hành, tháo lắp cho phù hợp với
nhu cầu sử dụng và góp tối ưu hóa trong các dây chuyền đóng gói sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. LS ELECTRIC, L7NH Series User Manual
2. Mitsubishi, Manual INVERTER Mitsubishi, mitsubishielectric.net.vn/san-pham/fr-d720-0-75k
3. Động cơ thắng từ, />4. Cơ khí hàn nhiệt: www.hongky.com/tai-lieu-ky-thuat-han-co-so-ly-thuyet-han-dien-nong-chay-phan-4;
/>; />5. AC Servo panasonic minas A5II/A5 series manual

230