Thiết kế, chế tạo hệ thống dán nhãn chai 500 ML tự động

Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI............................................................................... 2
1.1.Đặt vấn đề ............................................................................................................... 2
1.2.Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 3
1.3.Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 3
1.4.Giới hạn đề tài ........................................................................................................ 3
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ............................................................................. 4
2.1.Khái niệm ................................................................................................................ 4
2.2.Đặc trưng của máy dán nhãn chai tự động ......................................................... 4
2.2.1.Tính năng tự động cao ................................................................................... 4
2.2.2.Tính linh hoạt cao .......................................................................................... 4
2.2.3.Tính cơ động, gọn nhẹ, dễ dàng sửa chữa,bảo hành ................................... 4
2.2.4.Tính công nghệ ............................................................................................... 4
2.3.Công dụng của máy dán nhãn chai tự động ........................................................ 5
2.4.Nhu cầu và ứng dụng của máy dán nhãn chai tự động trong sản xuất ............ 5
2.4.1.Nhu cầu trong nghành sản xuất thực phầm ................................................. 5
2.4.2.Nhu cầu trong nghành sản xuất dược phẩm, y tế ........................................ 6
2.4.3.Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp .......................................................... 6
2.5.Tìm hiểu một số loại máy dán nhãn chai tự động hiện có trên thị trường ..... 10
2.5.1.Máy dán nhãn chai tròn tự động NTMD 001 ............................................. 10
2.5.2.Máy dán nhãn chai tròn tự động CH-150 ................................................... 11
2.5.3.Máy dán nhãn chai tròn tự động LABEL-795V ......................................... 12
2.5.4.Một số loại máy dán nhãn chai tự động khác ............................................. 13
CHƯƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG DÁN NHÃN CHAI 500 ML .
........................................................................................................................................... 14
3.1.Cơ sở lý thuyết phần ............................................................................................ 14

3.2.Các phần mềm được sử dụng cho hệ thống ....................................................... 14
3.2.1.Auto CAD 2007 ............................................................................................. 14
3.2.2.MICRO WIN STEP7 V4.0 SP9.................................................................... 15
CHƯỠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÁN NHÃN CHAI 500 ML ........................ 16
4.1.Cấu tạo của hệ thống ........................................................................................... 16
4.1.1.Phần cơ khí ................................................................................................... 16
i
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

4.1.2.Phần điều khiển ............................................................................................ 16
4.2.Tính toán thiết kế đề tài....................................................................................... 16
4.2.1.Quy trình hoạt động ..................................................................................... 16
4.2.2.Yêu cầu khi thiết kế ...................................................................................... 17
4.2.2.1.Chuyển động chính ............................................................................... 17
4.2.2.2.Yêu cầu khi thiết kế ............................................................................... 17
4.2.3.Phân tích các cơ cấu dán nhãn chai hiện nay ............................................ 17
4.2.3.1.Cơ cấu dán nhãn chai nằm ngang ........................................................ 17
4.2.3.2.Cơ cấu dán nhãn chai đứng .................................................................. 19
4.2.4.Lựa chọn phương án thiết kế....................................................................... 19
4.2.4.1.Phương án 1: máy dán nhãn dùng con lăn di động .............................. 20
4.2.4.2.Phương án 2: máy dán nhãn dùng cơ cấu kẹp thủy lực ....................... 21
4.2.4.3.Phương án 3: máy dán nhãn dùng cơ cấu băng ma sát ....................... 23
4.2.4.4.Kết luận ................................................................................................. 25
4.3.Thiết kế động lực học của máy ........................................................................... 25

4.3.1.Yêu cầu đối với hệ thống truyền động ......................................................... 25
4.3.2.Tổng quan về chai nhựa tròn 500ml ........................................................... 27
4.3.3.Tìm hiểu và tính toán băng tải ..................................................................... 27
4.3.3.1.Khái niệm .............................................................................................. 27
4.3.3.2.Phạm vi ứng dụng ................................................................................. 27
4.3.3.3.Phân loại .............................................................................................. 28
4.3.3.4.Tính toán băng tải ................................................................................. 32
4.3.4.Tính toán bộ truyền ngoài ............................................................................ 40
4.3.4.1. Nguyên lí hoạt động bộ truyền đai....................................................... 40
4.3.4.2.Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng bộ truyền đai ........................... 41
4.3.4.3.Tính chọn bộ truyền đai ........................................................................ 42
4.3.5.Chọn động cơ bước điều khiển nhãn dán ................................................... 46
4.3.5.1.Khái niệm động cơ bước ....................................................................... 46
4.3.5.2.Vai trò của động cơ bước ..................................................................... 47
4.3.5.3.Một số loại động cơ bước ..................................................................... 47
4.3.5.4.Hoạt động của động cơ bước ................................................................ 49
4.3.5.5.Tính chọn động cơ bước ....................................................................... 50
4.3.6.Chọn băng ma sát cho hệ thống .................................................................. 52
4.3.7.Tính chọn ổ lăn............................................................................................. 52
4.4.Tính toán thiết kế điện tử .................................................................................... 54
4.4.1.Giới thiệu thiết bị .......................................................................................... 54
ii
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

4.4.1.1.PLC S7-200 ........................................................................................... 54
4.4.1.2.Driver điều khiển động cơ bước Microstep TB 6600-40VDC .............. 63
4.4.1.3.Cảm biến quang Optex KR 250N .......................................................... 66
4.4.1.4.Bộ đổi nguồn từ 24V sang 5V ............................................................... 67
4.4.2.Tính toán thiết kế điện tử cho hệ thống ...................................................... 68
4.4.2.1.Sơ đồ khối.............................................................................................. 68
4.4.2.2.Sơ đồ nối dây......................................................................................... 69
4.4.2.3.Nguyên lí hoạt động .............................................................................. 69
4.4.2.4.Chức năng của từng khối ...................................................................... 69
4.4.2.5.Code chạy chương trình cho PLC S7200 ............................................. 70
CHƯƠNG 5 : QUÁ TRÌNH THI CÔNG, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH, BẢO
DƯỠNG MÁY ................................................................................................................. 76
5.1.Tìm hiểu về các phương phám gia công chi tiết ................................................ 76
5.2.Quy trình gia công các chi tiết của mô hình ...................................................... 76
5.2.1.Yêu cầu khi thi công, lắp ráp ....................................................................... 76
5.2.1.1.Hệ thống khung đỡ và hệ thống làm việc.............................................. 77
5.2.1.2.Hệ thống điện ........................................................................................ 78
5.2.2.Qúa trình thi công và lắp ráp ....................................................................... 79
5.2.2.1.Bản vẽ chi tiết của hệ thống ................................................................... 79
5.2.2.2.Qúa trình thi công và lắp ráp ................................................................. 82
5.3.Bảo dưỡng và vận hành máy............................................................................... 88
5.3.1.Vận hành máy............................................................................................... 88
5.3.1.1. Hiểu biết cần thiết trước khi vận hành máy ......................................... 88
5.3.1.2. Nguyên lí hoạt động của mô hình ........................................................ 89
5.3.1.3. Vận hành toàn hệ thống ....................................................................... 89
5.3.1.4. Vận hành từng khâu ............................................................................. 89
5.3.2.Bảo dưỡng và thay thế.................................................................................. 90
CHƯƠNG 6 : KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN ............................................. 92
6.1.Kết quả đạt được .................................................................................................. 92
6.2.Hướng phát triển đề tài ....................................................................................... 92

6.3.Kết luận ................................................................................................................. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 94

iii
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 : Một sản phẩm bia chai được dán nhãn ............................................................... 5
Hình 2.2 : Một sản phẩm chai thuốc được dán nhãn ........................................................... 6
Hình 2.3: Quá trình dán nhãn chai bia tại nhà máy Budweiser ở cộng hòa SEC ................ 9
Hình 2.4: Quá trình dán nhãn chai trà xanh O° tại nhà máy Tân Hiệp Phát ...................... 9
Hình 2.5: Máy dán nhãn chai tròn NTMD001 .................................................................. 10
Hình 2.6: Máy dán nhãn chai tròn CH-150 ....................................................................... 11
Hình 2.7: Máy dán nhãn chai tròn LABEL 795V ............................................................ 12
Hình 2.8: Máy dán nhãn chai tròn LA800 ......................................................................... 13
Hình 2.9: Máy dán nhãn chai tròn ADP-490S .................................................................. 13
Hình 3.1: Phần mềm Auto CAD 2007............................................................................... 14
Hình 3.2: Phần mềm MICRO WIN STEP 7 V4.0 SP9 ..................................................... 15
Hình 4.1 : Cơ cấu máy dán nhãn chai nằm ngang ............................................................. 18
Hình 4.2 : Cơ cấu máy dán nhãn chai đứng ...................................................................... 19
Hình 4.3 : Máy dán nhãn dùng con lăn di động ................................................................ 20
Hình 4.4 : Máy dán nhãn dùng cơ cấu thủy lực ................................................................ 21
Hình 4.5 : Máy dán nhãn dùng cơ cấu băng ma sát loại 1 ................................................ 23
Hình 4.6 : Máy dán nhãn dùng cơ cấu băng ma sát loại 2 ................................................ 24

Hình 4.7 : Sơ đồ động lực của hệ thống ............................................................................ 25
Hình 4.8 : Sơ đồ động hệ thống truyền động..................................................................... 26
Hình 4.9 : Băng tải xích ..................................................................................................... 28
Hình 4.10 : Băng tải con lăn .............................................................................................. 29
Hình 4.11 : Băng tải cao su ............................................................................................... 29
Hình 4.12 : Băng tảu xoắn ốc ............................................................................................ 30
Hình 4.13 : Băng tải đứng ................................................................................................. 30
Hình 4.14 : Băng tải linh hoạt ........................................................................................... 31
Hình 4.15 : Băng tải rung .................................................................................................. 32
iv
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

Hình 4.16 : Cấu tạo băng tải cao su ................................................................................... 33
Hình 4.17 : Sơ đồ tính lực căng băng tải ........................................................................... 37
Hình 4.18 : Biểu đồ lực căng trên băng tải ........................................................................ 38
Hình 4.19 : Cấu tạo động cơ SPG S6D15-24A ................................................................. 39
Hình 4.20 : Động cơ SPG S6D15-24A.............................................................................. 39
Hình 4.21 : Cấu tạo bộ truyền đai ...................................................................................... 40
Hình 4.22 : Bộ truyền đai .................................................................................................. 40
Hình 4.23 : Sơ đồ truyền động đai ..................................................................................... 41
Hình 4.24 : Bộ truyền đai răng .......................................................................................... 42
Hình 4.25 : Động cơ bước ................................................................................................. 46
Hình 4.26 : Sơ đồ động cơ bước biến trở từ ...................................................................... 47
Hình 4.27 : Sơ đồ động cơ bước đơn cực .......................................................................... 48

Hình 4.28 : Sơ đồ động cơ bước hai cực ........................................................................... 48
Hình 4.29 : Sơ đồ động cơ bước nhiều pha ....................................................................... 48
Hình 4.30 : Các bộ phận cấu thành động cơ bước............................................................. 49
Hình 4.31 : Cơ chế quấn cuộn nhãn của động cơ bước ..................................................... 51
Hình 4.32 : Động cơ bước thực tế dùng trong mô hình .................................................... 52
Hình 4.33 : Cấu trúc cơ bản của PLC S7 200.................................................................... 55
Hình 4.34 : Hình dạng bên ngoài của PLC S7-200 CPU 224 ........................................... 56
Hình 4.35 : Cổng truyền thông .......................................................................................... 58
Hình 4.36 : PLC được mở rộng ......................................................................................... 60
Hình 4.37 : Cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng CPU 224 ....................................... 61
Hình 4.38 : Ngôn ngữ LAD ............................................................................................... 62
Hình 4.39 : Ngôn ngữ STL ................................................................................................ 62
Hình 4.40 : Ngôn ngữ SBD ............................................................................................... 63
v
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

Hình 4.41 : Sơ đồ nối dây Driver TB6600 ........................................................................ 64
Hình 4.42 : Sơ đồ nguyên lý của Driver TB6600 .............................................................. 65
Hình 4.43 : Driver TB6600 ............................................................................................... 65
Hình 4.44 : Bên trong Driver TB6600............................................................................... 66
Hình 4.45 : Cảm biến Optex Kr 250N ............................................................................... 67
Hình 4.46 : Bộ đổi nguồn 24v sang 5v .............................................................................. 67
Hình 4.47 : Sơ đồ nối dây .................................................................................................. 69
Hình 5.1 : Mối quan hệ giữa các nhân tố tới việc lắp ráp ................................................. 77

Hình 5.2 : Hình chiếu đứng của hệ thống dán nhãn chai 500 ml tự động ......................... 79
Hình 5.3 : Hình chiếu bằng của hệ thống dán nhãn chai 500 ml tự động ......................... 79
Hình 5.4 : Bản vẽ cặp bánh đai .......................................................................................... 80
Hình 5.5 : Bản vẽ gối đỡ .................................................................................................... 80
Hình 5.6 : Bản vẽ cơ cấu cấp nhãn .................................................................................... 81
Hình 5.7 : Bản vẽ rulo ....................................................................................................... 81
Hình 5.8 : Khung máy đã được lắp ráp xong và lắp đặt một số chi tiết ............................ 82
Hình 5.9 : Băng tải được lắp ráp hoàn chỉnh ..................................................................... 82
Hình 5.10 : Lắp ráp băng tải lên khung máy ..................................................................... 83
Hình 5.11 : Bộ truyền đai răng .......................................................................................... 83
Hình 5.12 : Bộ truyền đai được lắp ráp lên khung máy .................................................... 84
vi
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

Hình 5.13 : PLC được sử dụng trong mô hình .................................................................. 84
Hình 5.14 : Driver Microstep được sử dụng trong mô hình .............................................. 85
Hình 5.15 : Băng ma sát .................................................................................................... 85
Hình 5.16 : Cuộn cấp nhãn ................................................................................................ 86
Hình 5.17 : Các chi tiết được lắp ráp trên khung máy....................................................... 86
Hình 5.18 : Các chi tiết được lắp ráp trên khung máy....................................................... 87
Hình 5.19 : Các chi tiết được lắp ráp trên khung máy....................................................... 87
Hình 5.20 : Hoàn thiện hệ thống ....................................................................................... 88
Hình 5.21 : Quy trình bảo dưỡng, sữa chữa ...................................................................... 91
Hình 6.1 : Mô hình máy đã hoàn thành ............................................................................. 92

vii
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

viii
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh
LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, ngành cơ khí là một trong những ngành công nghiệp chủ
yếu sản xuất ra máy móc và các công cụ, thiết bị quan trọng khác, là một trong số chỉ tiêu
đánh giá sự tiến bộ khoa học kỹ thuật của một quốc gia. Mức độ phát triển, khối lượng
nhịp độ, cơ cấu ngành cơ khí ảnh hưởng đến chỉ tiêu sản xuất của xã hội
Cơ cấu ngành cơ khí rất đa dạng những nhóm ngành như : cơ khí chế tạo máy, cơ
khí chính xác, cơ khí xây dựng… được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày của
chúng ta hiện nay. Trong đó đi đôi cùng sự phát triển của ngành cơ khí là ngành tự động
hóa, một trong những ngành kĩ thuật trọng điểm của quốc gia
Sau thời gian học tập ở trường cũng như trong quá trình đi làm thêm, thực tập,
được sự chỉ bảo tận tình của thầy, cô khoa Cơ – Điện – Điện Tử , bạn bè, người thân…

nhóm cũng đã tích lũy được một vốn kiến thức nhất định. Được sự đồng ý của giáo viên
hướng dẫn nhóm quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình máy dán nhãn
chai nhựa tròn 500 ml tự động”
Bằng sự nỗ lực, phấn đấu của bản thân nhóm, sự hướng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Văn Nhanh, gia đình và bạn bè, nhóm đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời
hạn. Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏi
những sai sót. Nhóm rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy, cô cũng như
là các bạn sinh viên để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn nữa. Xin chân thành cảm ơn
TP. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện
(kí và ghi rõ họ tên)

1
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề
Ngành cơ khí nước ta trong những năm qua tuy đã có những bước phát triển đáng kể
nhưng vẫn còn khoảng cách khá xa so với các nước tiên tiến trên nhiều lĩnh vực như cơ
khí chính xác, các loại máy phục vụ cho những ngành nghề khác nhau trong lĩnh vực như
y tế, xây dựng, sản xuất sản phẩm…. Ngoài việc đầu tư nghiên cứu có trọng điểm, ngành
cơ khí cần phải nỗ lực hơn nữa, nhanh chóng nắm bắt công nghệ tiên tiến để tiết kiệm
thời gian, chi phí nghiên cứu, giá thành máy móc và giảm khoảng cách công nghệ với các
nước tiên tiến

Các loại máy chuyên dùng cho các ngành nghề khác nhau, trong đó có ngành tự đông
hóa là một trong những hướng đi trọng điểm đó. Ngành tự động hóa của nước ta phát
triển nhanh chóng trong một vài năm trở lại đây, bằng chứng là hàng loạt dây chuyền sản
xuất tự động đã được đưa vào hoạt động, nhiều nhà máy sản xuất được vận hành và khai
thác . Để đạt được những thành tựu như thế đa phần chúng ta phải dựa vào công nghệ,
máy móc nhập ở nước ngoài, giá thành cao khiến tỉ lệ ứng dụng ở các vùng còn thấp,
chưa đạt đước hiểu quả kinh tế như mong đợi. Vì vậy tìm hiểu, nghiên cứu chế tạo máy
móc dùng trong tự động hóa mang thương hiệu Việt là vấn đề vô cùng cấp thiết và thu
hút được nhiều công trình nghiên cứu
Từ những ý tưởng và niềm đam mê công nghệ chế tạo máy, nhóm sinh viên đã
quyêt định thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình máy dán nhãn chai nhựa tròn 500
ml tự động”.
Hy vọng rằng đây sẽ là một phần đóng góp của nhóm trong quá trình góp phần
thúc đẩy hơn nữa việc tìm hiểu và chế tạo các loại máy chuyên dùng trong ngành tự động
hóa nói riêng và trong lĩnh vực cơ khí nói chung.

2
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, thiết kế bản vẻ, điều khiển máy dán nhãn chai 500 ml
phục vụ cho việc kinh doanh ở các hộ gia đình, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ… Bộ điều
khiển chạy trực tiếp và giao tiếp với người dùng, không cần thông qua chỉnh sửa trên
máy tính PC.

1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Lý thuyết về cơ cấu chuyển động máy để tìm ra cơ cấu của máy dán nhãn chai 500ml.
- Tìm hiểu, tính toán, thiết kế khung, chuyển động của máy…
- Nghiên cứu về cài đặt hệ thống điện, cảm biến, động cơ…
- Nghiên cứu về quá trình thí nghiệm của máy.
1.4. Giới hạn đề tài
Máy dán nhãn chai 500 ml là một sản phẩm phức tạp đòi hỏi sự kết hợp của
nhiều kiến thức như cơ, điện, điều khiển, lắp ráp… Ở góc độ đồ án tốt nghiệp đại học và
những hạn chế về thời gian và kinh phí, nhóm sinh viên đề xuất thực hiện đề tài ở các nội
dung
- Tìm hiểu lý thuyết về cơ cấu chuyển động của máy
- Tìm hiểu, tính toán, thiết kế khung, chuyển động của máy…
- Nghiên cứu về cài đặt hệ thống điện, cảm biến, động cơ…
- Nghiên cứu về quá trình thí nghiệm của máy.

3
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DÁN NHÃN CHAI TỰ ĐỘNG
2.1. Khái niệm
Máy dán nhãn tự động là loại máy được dùng để dán nhãn chai cho những chai, lọ,
bao bì sản phẩm của nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Được sản xuất dựa trên dây
chuyền công nghệ hiện đại máy dán nhãn tự động đã đem lại hiệu suất cũng công việc
cũng như chất lượng sản phẩm tốt nhất với những bao bì được dán nhãn một cách hoàn

hảo, không bị gấp, nhăn hay bong tróc trong quá trình dán nhãn, tăng lên giá trị thẩm mỹ
cho từng loại sản phẩm.
2.2. Đặc trưng của máy dán nhãn chai tự động
2.2.1. Tính năng tự động cao
Máy dán nhãn chai tự động có thiết kế rất dễ sử dụng, không cần quá nhiều thao
tác để vận hành máy, tùy vào mục đích của nơi sử dụng, giúp cho chúng ta giảm được chi
phí nhân công trực tiếp, từ đó nâng cao được năng suất sản xuất.
2.2.2. Tính linh hoạt cao
Chương trình có thể thay đổi dễ dàng và nhanh chóng, thích ứng tới từng nhu cầu
dán nhãn chai khác nhau. Do đó rút ngắn được khoảng thời gian phụ và chuẩn bị khởi
động máy. Bất cứ lúc nào cũng có thể bắt đầu tiến hành vận hành với chương trình sẵn
có hoặc chuyển đổi sang chương trình khác.
2.2.3. Tính cơ động, gọn nhẹ, dễ dàng sửa chữa, bảo hành
Máy có thiết kế khá nhỏ gọn, trọng lượng máy khoảng từ 50 – 60 kg, dễ dàng vận
chuyển máy từ nơi này sang nơi khác, thích hợp với những nơi có không gian làm việc
giới hạn như nhà dân hoặc các xưởng sản xuất nhỏ lẻ. Bên cạnh đó máy khá dễ tháo lắp,
tra mỡ, dầu cho các cơ cấu vận hành được trơn tru, hiệu quả trong quá trình hoạt động.
2.2.4. Tính công nghệ
Máy dán nhãn tự động sẽ không bao giờ bị lỗi thời so với ngành sản xuất, vì
những tính năng nổi trội và phù hợp với công đoạn đóng gói và dán nhãn vào sản phẩm
4
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.3. Công dụng của máy dán nhãn chai tự động

Có khả năng hút túi và dán nhãn trên túi.
In nhiệt tốt
Dán nhãn tự động trên dây xích băng truyền hay trên băng tải.
Với ưu điểm góc quay chính xác của động cơ bước do đó sản phẩm sẽ được bắn ra
ở một vị trí cực kỳ chuẩn và không để lại nếp nhăn của nhãn trên bề mặt sản phẩm.
Chế độ tách nhãn linh động và khoảng cách giới hạn bề rộng nhãn lớn giúp thao
tác thay đổi các cuộn nhãn có nhiều kích thước khác nhau một cách dễ dàng.
2.4. Nhu cầu và ứng dụng của máy dán nhãn chai tự động trong sản xuất
2.4.1. Nhu cầu trong nghành sản xuất thực phẩm
Xã hội ngày càng phát triển đời sống người dân ngày càng được nâng cao. Do
đó, nhu cầu ăn uống của người dân cũng được nâng cao. Chính vì vậy mà những năm
gần đây các loại nước ngọt, nước giải khát đóng chai (Cocacola, Pepsi, Trà xanh O o,
nước ép trái cây đóng chai ... ) , các loại nước uống có cồn ( chai bia, chai
rượu…), các loại thực phẩm đóng chai ( nước mắm, chai tương ..) phục vụ cho
người dân rất đa dạng và được bán rộng khắp trên cả nước tạo điều kiện thuận lợi cho
người tiêu dùng trong việc chọn lựa, đa dạng cả về mẫu mã lẫn chất lượng.

Hình 2.1: Một sản phẩm bia chai được dán nhãn
5
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.4.2. Nhu cầu trong nghành sản xuất dược phẩm, y tế
Nhãn dược phẩm, y tế rất quan trọng với mỗi sản phẩm của các hãng dược phẩm
vì nó có thể bao gồm nhiều ngôn ngữ, liều lượng, hướng dẫn sử dụng, thành phần chế tạo,

nhà sản xuất, nơi sản xuất, hạn sử dụng , một số cảnh báo và nhiều hơn nữa mà không
cần thêm những thứ khác để hướng dẫn…

Hình 2.2: Một sản phẩm chai thuốc được dán nhãn
2.4.3. Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp
Ngoài ra công việc dán nhãn sản phẩm vào chai là một công việc lặp đi lặp lại nên
không thể tránh được sự nhàm chán trong công việc. Công việc dán nhãn sản phẩm chai
tròn là một công việc mất khá nhiều thời gian và dễ gây sự nhầm lẫn. Ngày nay việc dán
nhãn sản phẩm chai tròn có tầm quan trọng việc quết định đến tính thẩm mỹ , thông qua
đó nói lên chất lượng sán phẩm … giúp việc nâng cao năng suất lao động, nâng cao chất
lượng và ổn định chất lượng sản phẩm, người ta đã đưa vào các thiết bị sản xuất trong
6
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

công nghiệp với hệ thống điều khiển tự động từng phần hoặc toàn bộ quá trình sản xuất.
Cùng với việc sử dụng ngày càng nhiều hệ thống sản xuất tự động, con người đã cải
thiện đáng kể điều kiện lao động như giảm nhẹ sức lao động, tránh được sự nhàm chán
trong công việc, tạo cho họ được tiếp cận với sự tiến bộ của các lĩnh vực khoa học kỹ
thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh hơn.
Trong nền kinh tế thị trường và hội nhập ngày càng sâu rộng vào nền kinh tế thế
giới, vấn đề cạnh tranh ngày càng khốc liệt hơn trong nhiều lĩnh vực như chất lượng mẫu
mã và quá giá thành sản phẩm. Có thể thấy rằng chỉ áp dụng tự động hóa vào quá trình
sản xuất mới có thể có cơ hội nâng cao năng suất, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản
phẩm, cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng.

Dán nhãn sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong thực
tế hiện nay. Dùng sức người, công việc này đòi hỏi đến tính tỷ mỹ ,sự tập trung cao và có
tính lặp lại, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc.
Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.
Vì vậy, hệ thống dán nhãn chai tự động ra đời là một sự phát triển tất yếu nhằm đáp ứng
nhu cầu cấp bách này.
Hiện nay trong công nghiệp việc dán nhãn sản phẩm chai tròn là yếu tố quan trọng
trong việc đảm bảo tính thẩm mỹ, mẫu mã, số lượng cũng như đảm bảo độ đồng đều của
sản phẩm. Việc dán nhãn sản phẩm chai tròn bằng thủ công sẽ làm cho năng suất, độ
chính xác không cao vì các yếu tố chủ quan. Trên thực tế có rất nhiều hệ thống dán nhãn
sản phẩm chai theo từng yêu cầu cụ thể, khác nhau.
Hệ thống này có mặt trong hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động.
Ngoài ra công việc dán nhãn sản phẩm vào chai là một công việc lặp đi lặp lại nên không
thể tránh được sự nhàm chán trong công việc. Công việc dán nhãn sản phẩm chai tròn là
một công việc mất khá nhiều thời gian và dễ gây sự nhầm lẫn. Ngày nay việc dán nhãn
sản phẩm chai tròn có tầm quan trọng việc quết định đến tính thẩm mỹ , thông qua đó nói
lên chất lượng sán phẩm … giúp việc nâng cao năng suất lao động, nâng cao chất lượng
và ổn định chất lượng sản phẩm, người ta đã đưa vào các thiết bị sản xuất trong công
7
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

nghiệp với hệ thống điều khiển tự động từng phần hoặc toàn bộ quá trình sản xuất.
Cùng với việc sử dụng ngày càng nhiều hệ thống sản xuất tự động, con người đã cải
thiện đáng kể điều kiện lao động như giảm nhẹ sức lao động, tránh được sự nhàm chán

trong công việc, tạo cho họ được tiếp cận với sự tiến bộ của các lĩnh vực khoa học kỹ
thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh hơn.
Trong nền kinh tế thị trường và hội nhập ngày càng sâu rộng vào nền kinh tế thế
giới, vấn đề cạnh tranh ngày càng khốc liệt hơn trong nhiều lĩnh vực như chất lượng mẫu
mã và quá giá thành sản phẩm. Có thể thấy rằng chỉ áp dụng tự động hóa vào quá trình
sản xuất mới có thể có cơ hội nâng cao năng suất, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản
phẩm, cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng.
Dán nhãn sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong thực
tế hiện nay. Dùng sức người, công việc này đòi hỏi đến tính tỷ mỹ ,sự tập trung cao và có
tính lặp lại, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc.
Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.
Vì vậy, hệ thống dán nhãn chai tự động ra đời là một sự phát triển tất yếu nhằm đáp ứng
nhu cầu cấp bách này.
Hiện nay trong công nghiệp việc dán nhãn sản phẩm chai tròn là yếu tố quan trọng
trong việc đảm bảo tính thẩm mỹ, mẫu mã, số lượng cũng như đảm bảo độ đồng đều của
sản phẩm. Việc dán nhãn sản phẩm chai tròn bằng thủ công sẽ làm cho năng suất, độ
chính xác không cao vì các yếu tố chủ quan. Trên thực tế có rất nhiều hệ thống dán nhãn
sản phẩm chai theo từng yêu cầu cụ thể, khác nhau.
Hệ thống này có mặt trong hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động.

8
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

Hình 2.3: Quá trình dán nhãn chai bia tại nhà máy Budweiser ở cộng hòa SEC

Hình 2.4: Quá trình dán nhãn chai trà xanh O° tại nhà máy Tân Hiệp Phát

9
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.5. Tìm hiểu một số loại máy dán nhãn chai tự động hiện có trên thị trường
2.5.1. Máy dán nhãn chai tròn tự động NTMD 001

Hình 2.5: Máy dán nhãn chai tròn NTMD001
Thông số kỹ thuật:
- sản phẩm phù hợp: bình dạng tròn
- kích thước bình (mm): Æ 90-200
cao: 30-80mm (có thể lớn hơn)
- kích thước nhãn (mm): dài 40-530mm cao: 30-110mm (có thể lớn hơn)
- tốc độ dán nhãn(tùy thuộc vào kích thước chai và nhãn) (cái/phút): 0-80
- sai lệch nhãn: ± 1.5mm
- nguồn điện: 380V, 50Hz, 2.1Kw
- trọng lượng: 500Kg
- kích thước máy: 2400*1500*1200mm

10
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt

Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.5.2. Máy dán nhãn chai tròn tự động CH-150

Hình 2.6: Máy dán nhãn chai tròn CH-150
Thông số kỹ thuật:
- sản phẩm phù hợp: bình dạng tròn
- kích thước áp dụng :
 chiều dài : 40-400 mm
 chiều rộng : 40-200 mm
 chiều dày : 0.2-150 mm
- sai số: ± 1mm
- tốc độ : 50-200pcs / phút
- trọng lượng : 180kg
- Điện áp : 220V/50Hz
- Công suất: 950W
- Kích thước máy: 1600 * 780 * 1400mm

11
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.5.3. Máy dán nhãn chai tròn tự động LABEL -795V

Hình 2.7: Máy dán nhãn chai tròn LABEL-750V
Thông số kỹ thuật:
-

Tốc độ dán nhãn : 60 cái/phút
Sai số dán nhãn : ± 1mm
Độ rộng nhãn lớn nhất: Nhãn cổ: 125mm; nhãn thân: 190mm
Kích thước chai dán nhãn : Độ dày: ≥30mm; Độ cao: ≤500mm
Đường kính lõi nhãn :
∅76.2mm
Đường kính lớn nhất cuộn nhãn : MaxΦ330mm
Kích thước máy : L4140*W1200*H1800（mm）
Trọng lượng máy : 650kg
Nguồn điện : 380V 50Hz 4000W

12
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

2.5.4. Một số loại máy dán nhãn chai tự động khác

Hình 2.8: Máy dán nhãn chai tròn LA800

Hình 2.9: Máy dán nhãn chai tròn ADP-490S

13
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG DÁN NHÃN CHAI 500 ML
Đồ án tốt nghiệp “ máy dán nhãn chai 500 ml tự động” là một sản phẩm cơ điện tử
nên trong quá trình thực đồ án nhóm đã áp dụng cơ sở lý thuyết của nhiều môn học của
phần cơ khí và điện tử.
3.1.Cơ sở lý thuyết
Đồ án tốt nghiệp “ máy dán nhãn chai 500 ml tự động” là một sản phẩm cơ điện
tử, nó giúp chúng ta vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế
Đối với phần cơ khí nhóm đã ứng dụng những môn học đã được học như cơ sở
thiết kế máy, công nghệ chế tạo máy để tính toán, thi công khung máy và các bộ phận cơ
khí khác như bộ truyền đai,… Dung sai kỹ thuật đo, sức bền vật liệu để đo đạt, lắp ráp
máy hoàn thiện, đồng thời nhóm sử dụng những phần mềm thiết kế như Auto Cad 2007
để thiết kế bản vẽ từ đó thi công
Đối với phần điện tử, nhóm đã ứng dụng PLC, vi điều khiển cho quá trình vận
hành của hệ thống, sử dụng phần mềm OSCAD để thiết kế mạch điện, tạo thuận cho việc
thi công
3.2.Các phần mềm được sử dụng cho hệ thống
3.2.1.Auto CAD 2007 : Thiết kế bản vẽ

Hình 3.1 : Giao diện Auto Cad 2007
14
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

3.2.2. MICRO WIN STEP 7 V4.0 SP9 : lập trình PLC S7 200

Hình 3.2 : Phần mềm MICRO WIN STEP 7 V4.0 SP9

15
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÁN NHÃN CHAI 500 ML
4.1. Cấu tạo của hệ thống
4.1.1. Phần cơ khí
- Khung máy : gồm nhiều thanh thép chữ nhật 40 x 60 được hàn lại thành hệ
thốngkhung dùng để đỡ và giữ chặt hệ thống băng tải, băng ma sát và hệ thống
nhãn dán…
- Thanh đỡ chai : Gồm các thanh inox hình chữ nhật 10x15 và các vít tân…,

có chức năng đỡ chai , nhằm giúp chai không trượt ra khỏi băng tải.
- Bộ phận cấp nhãn : bao gồm: cuộn nhãn, 1 động cơ bước, các rulo làm căng
cuộn nhãn, tấm composite để gắng các rulo lại với nhau…Dùng để cấp nhãn giúp
quá trình tách nhãn ra khỏi cuộn nhãn để giúp nhãn bám vào chai.
- Hệ thống băng ma sát : bao gồm băng ma sát và băng cao su tạo lực ép
chai.
- Cơ cấu truyền động : gồm động cơ , băng tải, bánh đai và bộ phận căng đai.
4.1.2. Phần điều khiển
- PLC : điều khiển toàn bộ hoạt động của máy dán nhãn chai 500ml
- Cảm biến quang : dùng để nhận biết chai đã đến vị trí cần dán nhãn hay chưa.
4.2. Tính toán thiết kế đề tài :
4.2.1. Quy trình hoạt động
Nhiệm vụ của đồ án này là dán nhãn vào chai có dạng hình trụ tròn tự động. Cơ sở
ban đầu để nghiên cứu và thiết kế có những đặc điểm sau:
 Sản phẩm là các loại chai có dạng trụ tròn.
 Băng tải để di chuyển sản phẩm.
 Cảm biến để phát hiện chai.
 Bộ phận cấp nhãn .
 Bộ phận băng ma sát ( băng cao su tạo lực ép và băng ma sát ).

16
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : TS. Nguyễn Văn Nhanh

Quá trình hoạt động được biểu diễn theo sơ đồ sau:

4.2.2. Yêu cầu khi thiết kế
-

4.2.2.1. Chuyển động chính
Chuyển động của băng chuyền để mang sản phẩm tới các cơ cấu.

-

Chuyển động của cuộc nhãn nhằm thực hiện việc tách từng nhãn ra để dán.

-

Chuyển động của băng ma sát để tạo lực ma sát giúp chai lăng không trượt
4.2.2.2. Các yêu cầu khi thiết kế
Nhìn chung, khi xây dựng phương án bố trí cho các hệ thống tự động cần phải

đảm bảo các điều kiện như sau:
-

Hệ thống đơn giản, dễ điều khiển và đáng tin cậy.

-

Công nhân làm việc được thoải mái, không phải chịu áp lực lao động.

-

Ngoài ra phải đảm bảo được tính an toàn và tính kinh tế.

4.2.3.Phân tích các cơ cấu dán nhãn hiện nay
4.2.3.1.Cơ cấu dán nhãn chai nằm ngang

17
SVTH : Lê Hoàng Đông
Võ Văn Tấn Đạt