Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

C
C

R
L
. CHẾ TẠO
THIẾT KẾ T
VÀ
U
MÔ HÌNH MÁY DÁN
BĂNG KEO TỰ ĐỘNG
D
ĐỀ TÀI:

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Mã số sinh viên:
Lớp:
Sinh viên thực hiện:
Mã số sinh viên:
Lớp:

TS. LÊ HOÀI NAM
PHAN HOẰNG HẢO

101150207
15CDT2
HỒ HOÀNG LONG
101150172
15CDT1

Đà Nẵng, 07/2020


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

TÓM TẮT
Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY DÁN BĂNG KEO TỰ ĐỘNG
Họ và tên sinh viên: PHAN HOẰNG HẢO
MSSV: 101150207 Lớp: 15CDT2
HỒ HOÀNG LONG
MSSV: 101150172 Lớp: 15CDT1
Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Hoài Nam
Giáo viên duyệt: TS. Đặng Phước Vinh
Nội dung đồ án này đề cập đến nhu cầu đóng gói thùng carton. Dựa trên những kiến
thức đã học xây dựng cơ sở lý thuyết cùng các phương pháp phân tích, tính toán động
học cho máy dán băng keo tự động. Dựa vào đó, nhóm tác giả đi vào thiết kế và chế tạo
một hệ thống dán băng keo tự động nhằm tăng năng suất và nâng cao việc tự động hóa
trong quá trình sản xuất, đóng gói sản phẩm. Đồ án gồm 5 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về đề tài. Chương này chủ yếu cung cấp cho người đọc cái
nhìn ban đầu về máy dán băng keo, các ứng dụng trong đời sống và trong công nghiệp,
đồng thời cũng nêu khái quát về tổng quan hệ thống, đặt ra vấn đề và các phương án để

C
C

R
L
.
T

xây dựng máy dán băng keo tự động
Chương 2: Thiết kế hệ thống truyền động và hệ thống dán băng keo. Ở chương
này, nhóm tác giả xây dựng lên mô hình động học của máy, đề cập đến vùng làm việc
và tính toán động học của hệ thống truyền động, cơ cấu dán băng keo từ đó đưa ra các

U
D

kích thước phù hợp của cơ cấu.
Chương 3: Thiết kế tổng thể mô hình dán băng keo. Ở chương này nhóm tác giả
dựa vào kết quả của chương 2 xây dựng nên từng phần của mô hình trên phần mềm vẽ
3D SolidWorks: Bộ phận dán băng keo, hệ thống băng tải, cơ cấu nâng hạ vitme. Từ đó
tổng hợp lại thành một mô hình tổng quan.
Chương 4: Chương này giải quyết các vấn đề liên quan đến việc lựa chọn dòng
vi điều khiển trung tâm, module mở rộng và các linh kiện khác để thực hiện điều khiển
cho máy cũng như thiết kế hệ thống điện điều khiển nhằm đảm bảo các chức năng cơ
bản của máy Bên cạnh đó xây dựng lưu đồ thuật toán, từ đó xây dựng chương trình cho
vi điều khiển giúp điều khiển hệ thống thay đổi kích thước làm việc theo ý muốn.
Chương 5: Kết luận. Chương này đánh giá về kết quả đạt được cũng như những
nhược điểm hiện tại từ đó có hướng phát triển đề tài trong tương lai.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

1


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên sinh viên
1
Hồ Hoàng Long

Số thẻ SV
101150172

Lớp
15CDT1

Ngành
Kỹ thuật Cơ điện tử

2

Phan Hoằng Hảo
101150207 15CDT2
Kỹ thuật Cơ điện tử
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thiết kế máy dán thùng carton với kích thước:
250 mm x 250 mm x 250 mm đến 400mm x500mm x800mm
Khối lượng dưới 10kg
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

1

Hồ Hoàng Long

2

Phan Hoằng Hảo

U
D

Hồ Hoàng Long

2

Phan Hoằng Hảo

Nội dung

Tìm hiểu tổng quan về máy dán băng keo tự động
Tính toán động lực học của hệ thống dán băng keo
Thiết kế tổng thể mô hình

b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
1

C
C

R
L
.
T

Năng xuất của máy 5500 sản phẩm 1 giờ

Nội dung
Thiết kế hệ thống điều khiển
Thiết lập lưu đồ thuật toán điều khiển
Tính toán thiết kế động học băng tải, cơ cấu nâng
vitme

5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
1
2

Hồ Hoàng Long
Phan Hoằng Hảo

Thiết kế bản vẽ tổng thể mô hình máy dán băng keo tự
động (kích thước A0)

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

2


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Phần riêng:
TT
1

2

Họ tên sinh viên

Nội dung

Hồ Hoàng Long

Thiết kế bản vẽ lưu đồ thuật toán (kích thước A0)
Thiết kế bản vẽ sơ đồ mạch điện (kích thước A0)

Phan Hoằng Hảo

Thiết kế bản vẽ sơ đồ động (kích thước A0)
Thiết kế bản vẽ các cụm chi tiết (kích thước A0)

6. Họ tên người hướng dẫn:
Lê Hoài Nam

Phần/ Nội dung:
Tìm hiểu đề tài, tính toán động học và xây
dựng ý tưởng mô hình máy dán băng keo
tự động

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

20/02/2020
1/7/2020

Trưởng Bộ môn……………………….

C

C

Đà Nẵng, ngày 01 tháng 07 năm 2020
Người hướng dẫn

R
L
.
T

U
D

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

TS. Lê Hoài Nam

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

3


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh kinh tế hiện nay, trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng
đang từng bước phát triển. Đời sống con người ngày càng được nâng cao, yêu cầu về
hàng hóa để phục vụ cho đời sống con người không chỉ ở số lượng, chất lượng mà còn
có cả tính thẩm mỹ. Vì thế cần được bao bì, đóng gói. Các sản phẩm sau khi được đóng
gói, bao bì sẽ được đóng thành từng kiện (mỗi kiện có nhiều gói phụ thuộc vào kích

thước lớn hay nhỏ của kiện). Các kiện này là những thùng được làm bằng chất liệu như
gỗ, giấy… nhưng chất liệu chủ yếu là giấy. Đóng thùng sản phẩm thành các kiện giúp
bảo quản sản phẩm tốt hơn, việc kiểm tra, vận chuyển từ nơi này tới nơi khác đơn giản
hơn. Đáp ứng cho yêu cầu này, nhiều loại máy móc thiết bị đã ra đời. Đóng thùng sản
phẩm là cho sản phẩm vào thùng giấy đã được chế tạo sẵn, sau đó dùng băng keo dán
kín miệng thùng. Công việc này hiện nay hầu hết được thực hiện bằng tay và các thiết
bị cầm tay cho năng suất thấp. Để đáp ứng cho các yêu cầu của hàng hóa là số lượng
nhiều, tốc độ nhanh, có tính thẩm mỹ, ta cần áp dụng các hệ thống dán thùng tự động.
Vì vậy, em tiến hành khảo sát và thực hiện đề tài: “Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán
băng keo tự động”.
Nội dung cụ thể của luận văn bao gồm: chọn phương án dán thùng, tính toán
động học, tính bền hệ thống truyền động và kết cấu, thiết kế băng tải, thiết kế cơ cấu dán

C
C

R
L
.
T

U
D

(chủ yếu là xác định kích thước động và kết cấu), chọn sơ đồ mạch điện để điều khiển
cả hệ thống. Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thiết kế và tính toán em không
tránh khỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên em rất mong có sự
hướng dẫn chỉ bảo của các thầy để em có thể củng cố và hoàn thiện kiến thức của mình
khi bước vào thực tế sản xuất trong tương lai.
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 06 năm 2020

Sinh viên thực hiện

PHAN HOẰNG HẢO - HỒ HOÀNG LONG

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

4


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong
khoa Cơ khí, bộ môn Cơ điện tử nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em
những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Hoài Nam, thầy đã
trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm Đồ án tốt nghiệp. Trong
thời gian chúng em làm việc với thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến
thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm
túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác
sau này.
Mặc dù do ảnh hưởng bởi dịch bệnh Covid-19 kéo dài làm ảnh hưởng tiến độ.
Nhưng đề tài được hoàn thành trong sự hỗ trợ và động viên rất nhiều từ gia đình, thầy
cô cũng như bạn bè. Đó là những tình cảm thật đáng trân trọng không sao đền đáp hết,
và thật phấn khởi biết bao khi thấy mọi người vẫn luôn ở bên cạnh trong những hoàn
cảnh khó khăn nhất.
Qua đây chúng em cũng rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của

C
C

R
L
.
T

U
D

thầy cô trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp để chúng em rút được nhưng bài học và kinh
nghiệm trước khi bước vào môi trường làm việc của kĩ sư trong công ty, nhà máy.
Cuối cùng xin chúc gia đình, người thân, quý thầy cô cùng bạn bè nhiều sức khoẻ
và thành công trong mọi công việc. Xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 06 năm 2020
Sinh viên thực hiện

Hồ Hoàng Long - Phan Hoằng Hảo

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

5


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

CAM ĐOAN
Kính gửi:

Tôi tên là:

- Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa;
- Khoa Cơ khí
PHAN HOẰNG HẢO
HỒ HOÀNG LONG

LỚP 15CDT2
LỚP 15CDT1

Khoa: Cơ khí
Đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động
Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp được tôi thực hiện không sao chép hay trùng với đề
tài nào đã thực hiện, chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đã nêu trong báo cáo. Các số
liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực.

C
C

Nếu sai, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

R
L
.
T

U

D

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 06 năm 2020
Sinh viên thực hiện

Hồ Hoàng Long - Phan Hoằng Hảo

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

6


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

MỤC LỤC
TÓM TẮT ...................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 4
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ 5
CAM ĐOAN ................................................................................................................... 6
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 7
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH .................................................................... 9
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI MÁY DÁN BĂNG KEO ....................... 12
1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI........................................................................................ 12
1.1.1 Giới thiệu về máy dán thùng carton ........................................................... 12
1.1.2 Các loại máy có mặt tại thị trường Việt Nam ............................................. 13
1.2 TỔNG QUAN HỆ THỐNG VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN ................................................... 17
1.2.1 Phương án 1 ................................................................................................ 17

1.2.2 Phương án 2 ................................................................................................ 18
1.2.3 Phương án 3 ................................................................................................ 19
1.2.4 Lựa chọn phương án ................................................................................... 21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ HỆ THỐNG DÁN

C
C

R
L
.
T

U
D

BĂNG KEO .................................................................................................................. 22
2.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG VÀ VÙNG LÀM VIỆC CỦA MÁY DÁN BĂNG KEO............................ 22
2.1.1 Sơ đồ động .................................................................................................. 22
2.1.2 Vùng làm việc .............................................................................................. 23
2.2 CHỌN ĐỘNG CƠ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC............................................................ 23
2.3 THIẾT KẾ CƠ CẤU DÁN BĂNG KEO .................................................................... 25
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý ........................................................................................... 25
2.2.2 Xác định kích thước cơ cấu dán băng keo .................................................. 26
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỔNG THỂ MÔ HÌNH DÁN BĂNG KEO .................. 32
3.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH .................................................................. 32
3.2 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ................................................................ 33
3.2.1 Thiết kế bộ phận cắt dán băng keo ............................................................. 33
3.2.2 Thiết kế băng tải.......................................................................................... 36
3.2.3 Thiết kế truyền động trục vitme .................................................................. 39

3.2.1 Mô hình tổng quan ...................................................................................... 39
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ................................................................ 41
4.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ................................................................................. 41
SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

7


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

4.2 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ................................................... 41
4.2.1 Bộ điều khiển............................................................................................... 41
4.2.2 Driver điều khiển động cơ bước TB6600.................................................... 43
4.2.3 Module Relay .............................................................................................. 44
4.2.4 LCD 2004 .................................................................................................... 45
4.2.5 Module I2C hỗ trợ hiển thị LCD................................................................. 45
4.2.6 Mạch volume xoay rotary encoder 360 độ KY-040 ................................... 47
4.2.7 Công tắc hành trình .................................................................................... 48
4.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH .................................................................................. 49
4.4 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN .................................................................... 50
4.5 CÁC MENU ĐIỀU KHIỂN..................................................................................... 56
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ........................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 59
PHỤ LỤC: CODE ĐIỀU KHIỂN ARDUINO MEGA ............................................ 60

C
C

R
L
.
T

U
D

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

8


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH

Bảng 1. 1 Các thành phần chính của phương án 1 ........................................................ 17
Bảng 1. 2 Các thành phần chính của phương án 2 ........................................................ 19
Bảng 1. 3 Các thành phần chính của phương án 3 ........................................................ 20
Bảng 1. 4 So sánh các phương án thiết kế ..................................................................... 21
Bảng 2. 1 Các chi tiết mô hình động học của máy dán băngkeo................................... 22
Bảng 2. 2 Các chi tiết cơ cấu dán băng keo ................................................................... 25
Bảng 3. 1 Các chi tiết trong băng tải ............................................................................. 37
Hình 1. 1 Mục đích đề tài .............................................................................................. 12
Hình 1. 2 Hình ảnh máy dán băng keo trong công nghiệp [1] ...................................... 12
Hình 1. 3 Hình ảnh Máy dán thùng carton PW552TB [2] ............................................ 13
Hình 1. 4 Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050 [3] ................................................ 14

Hình 1. 5 Máy dán thùng carton SF-6050A [4] ............................................................ 15
Hình 1. 6 Máy dán thùng carton EXC-103TB [5] ......................................................... 16
Hình 1. 7 Kết cấu chính của phương án 1 ..................................................................... 17
Hình 1. 8 Kết cấu chính của phương án 2 ..................................................................... 18

C
C

R
L
.
T

U
D

Hình 1. 9 Kết cấu chính của phương án 3 ..................................................................... 19
Hình 2. 1 Sơ đồ động mô hình máy dán băng keo ........................................................ 22
Hình 2. 2 Sơ đồ bộ truyền và băng tải ........................................................................... 23
Hình 2. 3 Động cơ giảm tốc 555 ................................................................................... 24
Hình 2. 4 Sơ đồ cơ cấu dán băng keo ............................................................................ 25
Hình 2. 5 Kích thước băng kéo dán lên thùng ............................................................... 26
Hình 2. 6 Sơ đồ khâu A con lăn 8 ................................................................................. 26
Hình 2. 7 Sơ đồ khâu C con lăn 7 .................................................................................. 28
Hình 2. 8 Cơ cấu khâu B ............................................................................................... 29
Hình 2. 9 Khấu cắt băng keo ......................................................................................... 30
Hình 3. 1 Phần mềm SolidWorks 2019 ......................................................................... 33
Hình 3. 2 Tổng quan cơ cấu cắt dán băng keo .............................................................. 33
Hình 3. 3 Càng sau ........................................................................................................ 34
Hình 3. 4 Càng trước ..................................................................................................... 34

Hình 3. 5 Cánh tay đòn nối càng trước với càng sau .................................................... 34
SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

9


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Hình 3. 6 Tay đòn gá dao cắt băng keo ......................................................................... 35
Hình 3. 7 Đồ gá dao, lưỡi dao ....................................................................................... 35
Hình 3. 8 Cơ cấu cắt dán băng keo ................................................................................ 35
Hình 3. 9 Cơ cấu băng tải .............................................................................................. 36
Hình 3. 10 Băng tải ........................................................................................................ 37
Hình 3. 11 kết cấu băng tải ............................................................................................ 38
Hình 3. 12 Cơ cấu vít me ............................................................................................... 39
Hình 3. 13 Mô hình máy dán băng keo được vẽ trên SolidWorks ................................ 39
Hình 3. 14 Tổng quan mô hình ...................................................................................... 40
Hình 3. 15 Hình ảnh thực tế sau gia công ..................................................................... 40
Hình 4. 1 Các thành phần của hệ thống ......................................................................... 41
Hình 4. 2 Vi điều khiển arduino Mega 2560 ................................................................. 42
Hình 4. 3 Driver TB6600 và các thông số hoạt động của driver ................................... 43

C
C

Hình 4. 4 Module 2 Relay Với Opto Cách Ly Kích H/L (12VDC) .............................. 44
Hình 4. 5 Màn hình hiển thị LCD 2004......................................................................... 45
Hình 4. 6 Module I2C .................................................................................................... 46

Hình 4. 7 Mạch Volume xoay Rotary Encoder 360 độ ................................................. 47
Hình 4. 8 Công tắc hành trình ....................................................................................... 48

R
L
.
T

U
D

Hình 4. 9 Sơ đồ nguyên lý mạch ................................................................................... 49
Hình 4. 10 Hình ảnh hệ thống điều khiển thực tế.......................................................... 49
Hình 4. 11 Lưu đồ thuật toán chương trình chính ......................................................... 50
Hình 4. 12 Lưu đồ thuật toán chương trình con selection() .......................................... 51
Hình 4. 13 Lưu đồ thuật toán chương trình con print_menu() và MoveTravel(Position)
....................................................................................................................................... 52
Hình 4. 14 Lưu đồ thuật toán chương trình con Homing() ........................................... 52
Hình 4. 15 Lưu đồ thuật toán chương trình con MoveAndChose() .............................. 53
Hình 4. 16 Lưu đồ thuật toán chương trình con count1(); ............................................ 53
Hình 4. 17 Lưu đồ thuật toán chương trình con ManualSize(); .................................... 54
Hình 4. 18 Lưu đồ thuật toán chương trình con AutoSize ............................................ 55
Hình 4. 19 Các Menu điều khiển cơ bản ....................................................................... 56
Hình 5. 1 Hình ảnh mô hình thực tế .............................................................................. 57
Hình 5. 2 Hình ảnh sản phẩm trước và sau khi qua dán keo ......................................... 57
Hình 5. 3 Hình ảnh của 1 sản phẩm khác ...................................................................... 58

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

10


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

MỞ ĐẦU

1. Mục đích thực hiện đề tài
Máy dán băng keo thùng carton là một công cụ không thể thiếu trong nhiều xí
nghiệp đóng gói hàng hóa hiện nay. Máy dán băng keo thùng carton giúp việc đóng gói
hàng hóa thành phẩm trở nên nhanh gọn và thuận tiện hơn so với việc dùng sức người
lao động hiện nay.Và để có thể áp dụng kiến thức đã học vào thực tế, nhóm chúng em
đã tìm hiểu về máy dán băng keo từ đó lên ý tưởng thiết kế và chế tạo mô hình máy dán
băng keo tự động.
2. Mục tiêu đề tài
• Tìm hiểu khái quát về máy dán băng keo
• Tìm hiểu, tính toán và xây dựng thông số cơ khí của máy dán băng keo
• Thiết kế xây dựng mô hình máy dán băng keo
• Xây dựng chương trình điều khiển, giao tiếp bằng LCD
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• Nghiên cứu tổng quan về máy dán băng keo
• Nghiên cứu lý thuyết và giải bài toán động học của máy dán băng keo
• Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình cơ khí
• Xây dựng thuật toán và chương trình điều khiển cho máy dán băng keo
4. Phương pháp nghiên cứu
Áp dụng kiến thức chuyên ngành, tham khảo các tài liệu kỹ thuật của các mô hình
thực tế, tìm hiểu tài liệu, tìm kiếm thông tin trên mạng.
5. Cấu trúc đề tài
Đề tài tốt nghiệp được trình bày với các nội dung chính sau:

Chương 1: Tổng quan về đề tài máy dán băng keo
Chương 2: Thiết kế hệ thống truyền động và hệ thống dán băng keo
Chương 3: Thiết kế tổng thể mô hình dán băng keo
Chương 4: Hệ thống điều khiển
Chương 5: Kết luận

C
C

R
L
.
T

U
D

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

11


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI MÁY DÁN BĂNG KEO

1.1 Giới thiệu về đề tài
1.1.1 Giới thiệu về máy dán thùng carton

Máy dán keo thùng carton được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực
phẩm, hàng hóa… là giải pháp hiệu quả cho việc dán thùng, giúp tiết kiệm chi phí thuận
tiện trong việc vận chuyển.

C
C

R
L
.
T

Hình 1. 1 Mục đích đề tài
Máy gồm có các bộ phận như: động cơ, hộp giảm tốc, băng tải, cơ cấu dán keo.

U
D

Hình 1. 2 Hình ảnh máy dán băng keo trong công nghiệp [1]

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

12


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

1.1.2 Các loại máy có mặt tại thị trường Việt Nam

Hiện nay trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện rất nhiều các chủng loại máy dán
keo thùng carton tự động, bán tự động… của rất nhiều hãng trên thế giới sản xuất như
TAIWAN (R.O.C), WELLPACK-TAIWAN, SUPER PROVAC-ĐÀI LOAN, NHẬT,
TRUNG QUỐC…

• Máy dán thùng carton PW552TB

C
C

R
L
.
T

U
D

Hình 1. 3 Hình ảnh Máy dán thùng carton PW552TB [2]
*Thông số kỹ thuật:
• - Kích cỡ của thùng: (L)150 - ∞ x (W)100-500 x (H) 100-500mm
•
•
•
•

- Chiều cao bàn làm việc có thể dễ dàng điều chỉnh từ 580-880mm
- Tốc độ dán thùng nhanh: 800-1200 thùng/giờ
- Chiều rộng băng keo dán cho máy: 45mm-60mm
- Nguồn điện sử dụng máy: 220V/1phase

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

13


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

• Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050

C
C

R
L
.
T

U
D

Hình 1. 4 Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050 [3]
*Thông số kỹ thuật:
• Kiểu dáng: bán tự động.
• Tốc độ băng tải: 20m/phút.
• Kích thước thùng dán: 150-500x110-600mm.
• Bề rộng băng keo: 60mm
• Khối lượng sản phẩm: 20kg.

• Chiều cao bàn máy: 500mm.
• Kích thước máy: 1600x740x1590
• Trọng lượng máy: 145kg.
•Nguồn điện: 220/50-60Hz.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

14


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

• Máy dán thùng carton SF-6050A

C
C

R
L
.
T

U
D

Hình 1. 5 Máy dán thùng carton SF-6050A [4]
*Đặc điểm kỹ thuật:
• Thay đổi được chiều cao thùng nhờ tay quay bên trên.

• Có 2 thanh dẫn hướng thùng, sử dụng tay quay dưới để thay đổi chiều rộng thùng.
• Đầu dán băng keo rời.
• Sử dụng thép không gỉ chất lượng cao.
*Thông số kỹ thuật:
• Kích thước thùng: 180-500x100-600mm.
• Kích thước máy: 1020x850x1200-1600mm.
• Công suất: 700-1200 thùng/h.
• Loại băng keo: 48/60/75mm.
• Nguồn điện: 220V/50Hz.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

15


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

• Máy dán thùng carton EXC-103TB

C
C

R
L
.
T

U

D

Hình 1. 6 Máy dán thùng carton EXC-103TB [5]
Máy có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng. Mặt băng chuyền được chế tạo bằng thép
không gỉ, băng tải bổ trí hợp lý, có sức tải lớn và điều chỉnh nhẹ nhàng. Kết cấu tay
dán tháo lắp tiện dụng, có thể điều chỉnh chiều dài vệt cắt và tạo vết dán phẳng, đẹp và
chắc.
*Thông số kỹ thuật:
• Kích thước máy: 1637x754x1375mm.
• Trọng lượng máy: 153kg.
• Trọng lượng sản phẩm: 60kg.
• Tốc độ dán: 23m/phút.
• Chiều rộng băng keo: 36-50mm.
• Kích thước thùng dán: 120-2000x140-500x120-500mm.
• Nguồn điện: 220V/50Hz.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

16


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

1.2 Tổng quan hệ thống và các phương án
1.2.1 Phương án 1

C
C

R
L
.
T

Hình 1. 7 Kết cấu chính của phương án 1
Bảng 1. 1 Các thành phần chính của phương án 1
1
Lò xo kéo
2

U
D

Thùng carton

3

Con lăn

4

Băng keo

5

Cuộn băng keo

6

Dao căt băng keo

7

Lò xo kéo

8

Bộ truyền động đai

9

Đông cơ giảm tốc

10

Băng tải con lăn

11

Con lăn dán băng keo

12

Băng tải

13

Con lăn dán băng keo

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

17


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ (9) được cấp nguồn và hoạt động thông qua bộ truyền (8), tạo ra chuyển
động cho trục dẫn động chinh của băng tải, từ trục dẫn động chủ động của băng tải và
trục dận động bị đông của băng tải(12),gồm hai băng tải đặt song song nhau, làm cho
băng tải chuyển động theo chiều như hình vẽ. Thùng carton (2) được đặt lên băng tải
con lăn (10), thùng carton bắt đầu di chuyển tới và tiếp xúc băng keo (4), đồng thời đẩy
con lăn dán băng keo (13), đồng thời con lăn (3), cuộn băng keo cung chuyển động theo
cơ cấu nhờ lực kẹp hai bên thùng carton của băng tải (12) gồm hai cái đặt song song
nhau và khoảng cách băng bề ngang của thùng carton(2). Nhờ các con lăn để căng băng
keo và con lăn dán băng keo (13) và (11) thì băng keo đã được dán khít lên thùng carton
(2). Cơ cấu dao cắt (6) được nâng lên nhờ cơ cấu truyền động, sau khi thùng carton (2)
đi qua lưới dao cắt(6) thì lò xo kéo (1) kéo lại và cắt đứt băng keo (4) rôi băng keo đc
dán kín nhờ con lăn dán băng keo (11), thùng carton (2) được đưa ra khỏi hệ thống, ta
thu được sản phẩm dán băng keo cho thừng carton. Hệ thống cứ thế lặp lại liên tục cho

C
C

đến khi ngừng hoạt động.
1.2.2 Phương án 2

R
L
.
T

U
D

Hình 1. 8 Kết cấu chính của phương án 2

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

18


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Bảng 1. 2 Các thành phần chính của phương án 2
1
Lò xo kéo
2

Thùng carton

3

Con lăn

4

Băng keo

5

Cuộn băng keo

6

Dao căt băng keo

7

Lò xo kéo

8

Bộ truyền động đai

9

Đông cơ giảm tốc

10

Băng tải con lăn

11

Con lăn dán băng keo

12

Băng tải

13

Con lăn dán băng keo

C
C

R
L
.
T

Nguyên lý hoạt động:
Cơ cấu dán băng keo hoặt động tương tự như phương án 1, chỉ khác vị trí lắp đặt băng
tải. Băng tải tiếp xúc mặt đáy của thùng carton,
1.2.3 Phương án 3

U
D

Hình 1. 9 Kết cấu chính của phương án 3

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

19


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Bảng 1. 3 Các thành phần chính của phương án 3
1
Lò xo kéo
2

Băng tải

3

Con lăn

4

Băng keo

5

Cuộn băng keo

6

Dao căt băng keo

7

Lò xo kéo

8

Động cơ

9

Bộ truyền

10

Buli trục chính của băng tải

11

Con lăn dán băng keo

12

Thùng carton

13

Con lăn dán băng keo

14

Trục dẫn băng tải

15

Băng tải con lăn

C
C

R
L
.
T

Nguyên lý hoạt động:
Hai băng tải (2) được đặt song song với nhau, cơ cấu dán băng keo được lắp đặt

U
D

vị trí ở giữa. Từ động cơ (8) thông qua bộ truyền (9), buli dẫn động (10) quay và trục
dân băng tải (14) tạo chuyển động cho băng tải (2) theo chiều như hình vẽ. Ta đặt thùng
carton (12) vào cơ cấu, nhờ lực kéo của băng tải (2) và băng tải con lăn (15), thùng
carton (12) được di chuyển dễ dàng hơn
Tương tự như phương án trên khi thùng carton Thùng carton (12) được đặt lên
băng tải con lăn (10), thùng carton bắt đầu di chuyển tới và tiếp xúc băng keo (4), đồng
thời đẩy con lăn dán băng keo (13), đồng thời con lăn (3), cuộn băng keo (5) cũng chuyển
động theo cơ cấu nhờ lực đè trên xuông của thùng carton của băng tải (2) Nhờ các con
lăn để căng băng keo và con lăn dán băng keo (13) và (11) thì băng keo đã được dán

khít lên thùng carton(12). Cơ cấu dao cắt (6) được nâng lên nhờ cơ cấu truyền động, sau
khi thùng carton (2) đi qua lưới dao cắt(6) thì lò xo kéo (1) kéo lại và cắt đứt băng keo
(4) rôi băng keo đc dán kín nhờ con lăn dán băng keo (11), thùng carton (12) được đưa
ra khỏi hệ thống, ta thu được sản phẩm dán băng keo cho thừng carton. Hệ thống cứ thế
lặp lại liên tục cho đến khi ngừng hoạt động.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

20


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

1.2.4 Lựa chọn phương án
Để xây dựng chức năng tự động dán băng keo hiểu quả, tạo ra được sản phẩm tốt
nhất, công suất phải tối ưu nhất, giá thành hơp lí. Để có thể thực hiện các yêu cầu đề ra
ta cần phải xem xét lại các phương án:
Bảng 1. 4 So sánh các phương án thiết kế
Phương án 1
Phương án 2
Phương án 3
2 băng tải 2 bên tạo lực ép -Năng xuất cao.

- Năng xuất cao

chặt giúp thùng carton di -Chi phí thấp.

-Chi phí thấp.

chuyển đều, có lực ép, - Không gian làm việc - Không gian làm

Ưu điểm

băng keo trên sản phẩm lớn hơn so với phươn

việc lớn.

không bị bong khí

-Kết cấu đơn giản

án 1.

-Năng xuất cao.
-Kết cấu đơn giản
-Dễ dàng thay đổi
-Dễ dàng thay đổi kích -Dễ dàng thay đổi kích kích thước của thùng
thước của thùng
thước của thùng
-Lắp ráp vận hành

C
C

-Thực hiện được đối với -Lắp ráp vận hành đơn đơn giản
thùng kích thước nhỏ.
giản
-Mặt trên của thùng

được nén chặt.
-Thùng di chuyển
nhẹ nhàn ổn định,

R
L
.
T

Nhược
điểm

U
D

-Kết cấu phức tạp, khó lắp
ráp.
-Thùng di chuyển không
đồng bọ, đường băng keo
dán không thẳng.
-Có hiện tượng trượt giữa
băng tải và hai mặt bên của

đường băng keo
thẳng, ít bọt khí.

-Thùng carton khi di -Không thực hiện
chuyển hay bị vênh, được đối với thùng
vận tốc không đều.
quá nhỏ.

-Mặt trên của thùng
không được nén chặt.
-Không thực hiện
được đối với thùng

thùng, làm thùng trầy quá nhỏ.
xước giảm tuổi thọ băng -Nhiều bọt khí.
tải
-Mặt trên của thùng không
được nén chặt, nhiều bọt
khí.
Sau khi so sánh và đánh giá thi ta chọn phương án 3 để thiết kế mô hình.

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

21


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ HỆ THỐNG
DÁN BĂNG KEO
2.1 Sơ đồ động và vùng làm việc của máy dán băng keo
2.1.1 Sơ đồ động

C
C

R
L
.
T

Hình 2. 1 Sơ đồ động mô hình máy dán băng keo
Bảng 2. 1 Các chi tiết mô hình động học của máy dán băngkeo
1
Lò xo kéo
3

U
D

4

Băng keo

5

Cuộn băng keo

6

Dao căt băng keo

7

Lò xo kéo

8

Động cơ

9

Bộ truyền

10

Buli trục chính của băng tải

11

Con lăn dán băng keo

12

Thùng carton

13

Con lăn dán băng keo

14

Trục dẫn băng tải

15

Băng tải con lăn

2

Băng tải
Con lăn

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

22


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

2.1.2 Vùng làm việc
Vùng làm việc của máy dán băng keo là vùng thùng carton di chuyển được trên
băng tải con lăn và khoảng dưới băng tải trên của máy. Chiều cao Z của vùng làm việc
chính bằng chiều cao của thùng carton, chiều cao này có thể thay đổi được thông qua
cơ cấu vít me, Bề rộng của hành trình chính là chiều rông của thùng carton có thể điểu
chỉnh được theo chiểu trục x. Sản phẩm di chuyển theo trục y như hình 2.1.
Kích thước theo yêu cầu đề:
250 mm x 250 mm x 250 mm đến 400mm x500mm x500mm
Khối lượng dưới 10kg
Năng xuất của máy 5500 sản phẩm 1 giờ
2.2 Chọn động cơ tính toán động học

C
C

R
L
.
T

U
D

Hình 2. 2 Sơ đồ bộ truyền và băng tải
Giả sử ta có 2 băng tải đặt song song nhau cùng kéo 1 vật, nên trọng tải được tác
động lên 1 băng tải là G =

10
= 5 (kg) (xét trường hợp thùng carton nằm đều trên 2 băng
2

tải)
Do cơ cấu hai băng tải đặt song song nhau, nên khoảng cách giữa hai băng tải
được cố định bởi cơ cấu dán băng keo. Chọn bề rộng băng tải 50mm
Ta có chiều rộng nhỏ nhất của thùng carton là Cmin = 50x2+170=270(mm)
Ta có chiều rộng lớn nhất của thùng carton là Cmax = 400(mm)
Do lực ép trên xuống nên chiều cao của thùng thấp nhất Cmin =320(mm)
Chiều cao cao nhất của thùng carton Cmax = 600(mm)
- Lựa chọn thông số cơ bản
Thời gian vận chuyện 1 thùng t = 5500/3600≈1,5 s
-

Trong đó Z là nằn suất của đường dây chuyền.
Chọn khoảng cách giữa 2 mép thùng là a = 800 mm

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

23


Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động

-

Vận tốc của băng tải v = 1 *r1 =

a
0.8
=
= 0.53 m/s
t.i 1.5*1

Trong đó:
• a là khoảng cách 2 thùng
-

• i là số sản phẩm trong 1 bộ phận làm việc lấy i=1
Tính chọn động cơ
Ta có v = 1 *r1
=> 1 =

v v *60

=
(vòng/phút)
r1
r1

1 = 2

Ta chọn bộ truyên đai với tỉ sô truyền là 1:2
v *60

r
v *30
vòng/phút)
3 = 2 = 1 =
2
2
r1

C
C

3 là tốc độ quay của trục chính động cơ đơn vị tính vòng/phút

R
L
.
T

R1=0.45(m)
Vậy 3 =

0.53*30
= 35 Vòng/phút
0.45

U
D

-

Trong thực tế khi chọn động cơ giảm tốc ta chọn lớn hơn hoặc bằng (1,5-3) lần
3

-

Như vậy ta chọn đông cơ giảm tốc DC 555 trên thị trường có thông số sau:

•

Hình 2. 3 Động cơ giảm tốc 555
Điện áp định mức: 12V

•
•

Tốc độ không tải: 60 vòng/phút
Dòng không tải ≤ 0.3A

SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long

GVHD: TS. Lê Hoài Nam

24