Đề tài thiết kế và thi công máy đếm refill shibo

Những công ty của nước ngoài hầu hết đều hoạt động theo dây truyền tự động hoàn toàn, các khâu sản xuất chỉ cần có một người công nhân theo dõi tiến độ hoạt động và xử lý các trường hợp

1

Chương 1 Phần Mở Đầu

Lý do chọn đề tài

Ở các nước phát triển trên thế giới, sự đột phá về khoa học kỹ thuật đã giúp họ tìm ra những kỹ thuật tiên tiến áp dụng trong sản xuất, chế tạo Những công ty của nước ngoài hầu hết đều hoạt động theo dây truyền tự động hoàn toàn, các khâu sản xuất chỉ cần có một người công nhân theo dõi tiến độ hoạt động và xử lý các trường hợp lỗi của hệ thống máy Mặc dù nước ta là nước đi sau về khoa học kỹ thuật, nhưng nhờ những chính sách đúng đắn của Đảng và Nhà nước nhằm phát triển kinh

tế cũng như trình độ khoa học kỹ thuật của đất nước nên đã biết đi tắt đón đầu để nhanh chóng tiếp thu trình độ khoa học kỹ thuật của thế giới để nhanh chóng bắt kịp

và nghiên cứu phát triển nhiều đề tài có ảnh hưởng đến sự phát triển của khoa học công nghệ nước nhà nói riêng và thế giới nói chung

Hiện nay nước ta đã mở cửa đón các doanh nghiệp quốc tế vào đầu tư tại Việt Nam, vì vậy đã và đang hình thành các khu công nghiệp có quy mô rất lớn, nhưng

do trình độ khoa học kỹ thuật còn thấp nên hầu như chỉ sử dụng lao động chân tay làm chủ lực, nhiều khâu phải tuyển dụng rất nhiều công nhân vào làm việc và chia thành nhiều công đoạn nhỏ Việc này làm cho sự quản lý khó khăn hơn và giá trị thặng dư giảm xuống nhiều

Công ty TNHH Công nghiệp Plus Việt Nam cũng vậy, tuy đã nhập nhiều máy móc về để đáp ứng yêu cầu sản xuất mang tính tự động hoá cao nhưng vẫn còn sử dụng nhiều công nhân, điều này ảnh hưởng rất lớn đến năng suất của công ty vì phải tùy theo trình độ tay nghề, sức khỏe của công nhân và môi trường làm việc mà khối lượng sản xuất được làm ra nhiều hay ít, chất lượng không đảm bảo và ban lãnh đạo công ty đã yêu cầu chuyển hóa một số công đoạn làm bằng tay và bán tự động của công ty thành tự động hoàn toàn và phải đáp ứng được chất lượng sản xuất cũng

như năng suất lao động Vì lý do đó mà nhóm chọn “Thiết kế và thi công máy đếm Refill Shibo” để làm đề tài nghiên cứu cho mình

2

Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu và thiết kế về máy đếm Refill Shibo

Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Dựa vào môi trường làm việc thực tế và yêu cầu của công ty, nhóm đã quan sát thao tác đếm bằng tay của người công nhân Cùng với việc kế thừa và phát huy những thành tựu về khoa học kỹ thuật công nghệ tiên tiến và hiện đại, dưới tiêu chí chế tạo được máy đơn giản nhất với chi phí thấp nhất nhưng mang lại hiệu quả cao nhất Nhóm nghiên cứu đã đưa ra nhiều ý tưởng cũng như công nghệ phù hợp với giải pháp Từ đó lựa chọn giải pháp tốt nhất mang lại lợi nhuận cao nhất cho công ty

để xây dựng lên mô hình test đếm Refill Shibo; sau đó thiết kế, thi công và cuối

cùng là lắp ráp máy

Khả năng ứng dụng vào thực tế

Sau khi hoàn thành được công ty Plus đưa máy vào hoạt động tại bộ phận CPP Film trong công ty

Tính mới của đề tài

Đây là máy đếm Refill Shibo đầu tiên tại công ty TNHH Công Nghiệp Plus Việt Nam được nhóm nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công

Tính khoa học của đề tài

Công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến, hiện đại đã được áp dụng vào thực tiễn sản xuất để nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm và thay thế lao động

thủ công truyền thống

Góp phần vào việc xây dựng hệ thống tự động hóa sản xuất cho công ty trong

xu hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước trong thời đại mới

Hiệu quả của đề tài

Máy đếm Refill Shibo đã đảm bảo được việc đếm số lượng Refill với độ chính xác cao và chất lượng sản phẩm Refill nên đã giải quyết được những phàn nàn của

khách hàng đối với công ty Î nâng cao uy tín của công ty

Giảm 2 công nhân/1 ca

Tiết kiệm cho công ty khoảng 90,000,000 VND/1 năm

3

Chương 2 Công Ty TNHH Công Nghiệp Plus Việt Nam

2.1 Giới thiệu công ty TNHH công nghiệp Plus Việt Nam

2.1.1 Tổng quan về công ty TNHH công nghiệp Plus Việt Nam [7]

Plus là một tập đoàn của Nhật Bản có trụ sở chính đặt tại Tokyo, với tư cách là một nhà sản xuất chính, kiêm bán sỉ cũng như xuất khẩu văn phòng phẩm Công ty Plus Việt Nam sản xuất phần lớn sản phẩm của mình tại chính nhà máy ở Việt Nam dựa trên nguồn nguyên vật liệu thô, linh kiện và phụ tùng chủ yếu nhập khẩu từ Nhật Bản Công ty Plus Việt Nam chuyên sản xuất dụng cụ bấm kim, băng xoá, tệp đựng hồ sơ và các vật dụng văn phòng phẩm khác

Thông tin về công ty:

Tổng vốn đầu tư: 6,680,000USD

Cơ sở chính: Số 03, đường 1A, khu công nghiệp Biên Hòa II, tỉnh Đồng Nai Điện thoại: 0613836593 – Fax: 0613836462

Lĩnh vực: Chủ yếu sản xuất những mặt hàng: văn phòng phẩm, file…

Số nhân viên: Khoảng 2,000 người

Hình 2.1: Công ty TNHH Công Ngiệp Plus Việt Nam

Là một trong những khâu quan trọng đảm nhiệm công đoạn cuối cùng trong dây chuyền sản xuất trong công ty Với đội ngũ nhân viên lao động có tay nghề cao, năng động cùng với sự hỗ trợ của máy móc thiết bị hiện đại, các sản phẩm của Plus sau khi xuất xưởng luôn luôn đạt chất lượng cao

Hình 2.3: Bộ phận lắp ráp

Các thiết bị sản xuất: 10 chuyền lắp ráp sản phẩm, 2 máy đóng gói tự động Những sản phẩm chính: Glue tape, Staper, dụng cụ mở bao thư, băng xóa,

Hình 2.5: Bộ phận Extruder

Bộ phận này đảm nhiệm việc sản xuất ra các tấm nhựa PP để làm nên các sản phẩm: Clear File, 2Ring File, túi nhựa, …

6

2.1.2.5 Bộ phận Clear File

Các thiết bị sản xuất: 3 máy Bag Makin, 4 máy hàn điểm, 5 máy Impulse, 6 máy hàn siêu âm, 1 máy đóng rivet, 4 chuyền sản xuất Clear File, 1 chuyền sản xuất

2 Ring File, 2 máy hàn nhiệt, 1 máy cấn định hình, 1 máy cấn gáy

Một trong những bộ phận đi đầu không ngừng phấn đấu, thi đua nâng cao chất lượng sản phẩm góp phần cạnh tranh với các thị trường khác

Hình 2.6: Bộ phận Clear File 2.1.2.6 Bộ phận Flate File

Bộ phận Flate File được thành lập và đi vào sản xuất từ năm 2004 Bộ phận này sản xuất ra những loại file mỏng và những mặt hàng chủ yếu xuất khẩu sang Nhật Để trở thành nhà cung cấp giấy File hàng đầu Châu Á, công ty đang đầu tư trang thiết bị máy móc hiện đại để nâng cao chất lượng, cải thiện mẫu mã sản phẩm

Hình 2.7: Bộ phận Flate File

Trang thiết bị: Máy Stitcher, máy đóng gói tự động, máy dán keo và lắp ráp

tự động, máy gắn khoen Rado, máy gắn khoen Finger, máy đóng Rivet,…

7

2.1.2.7 Bộ phận In

Các sản phẩm băng xóa, băng dán, bấm v.v trước khi chuyển đến bộ phận lắp ráp để hoàn tất công đoạn cuối cùng đều trải qua công đoạn in, sử dụng kỹ thuật hiện đại và trang thiết bị được nhập từ Nhật Bản cho phép tạo ra được những bản in trên các vật tư nhựa với chất lượng tốt

Hình 2.8: Bộ phận In 2.1.2.8 Bộ phận CPP Film

Thiết bị máy móc chủ yếu trong bộ phận là nhập từ nước ngoài về Tuy nhiên cũng có những máy đã được thiết kế lại (kaizen) đem lại năng suất rất cao

Hình 2.9: Bộ phận CPP Film

Các sản phẩm chính: chuyên sản xuất các túi nhựa, Refill Shibo

8

2.2 Giới thiệu các sản phẩm trong công ty [7]

2.2.1 Các sản phẩm băng xóa

Công dụng: dùng để dán các lỗi bị sai khi viết mà không cần phải tẩy như cách

thông thường trước đây Sau khi xóa lên thì ta có thể viết lại ngay tại vị trí mà ta vừa xóa

Hình 2.10: Các loại băng xóa

2.2.2 Các sản phẩm File, túi đựng hồ sơ

Công dụng: dùng đựng các công văn giấy tờ

Hình 2.11: Các sản phẩm File, túi đựng hồ sơ 2.2.3 Các loại sản phẩm bấm lỗ

Công dụng: tạo ra lỗ trên các tờ giấy, văn bản

Hình 2.12: Các loại sản phẩm bấm lỗ

9

2.2.4 Các sản phẩm bấm kim và kim bấm

Công dụng: bấm các loại giấy tờ văn bản cần thiết lại với nhau

Các loại sản phẩm bấm gồm: sản phẩm bấm có dùng kim bấm và sản phẩm bấm không dùng kim bấm

Hình 2.13: Các sản phẩm bấm kim và kim bấm

Công dụng: mở thư

Hình 2.16: Sản phẩm mở bao thư

+ Có khả năng chịu quá tải lớn

+ Có độ tin cậy khá cao, ít trục trặc kỹ thuật

+Tuổi thọ làm việc cao

+ Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa

+ Do trọng lượng của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, hơn nữa khả năng giản nỡ của áp suất khí lớn nên truyền động có thể đạt được vận tốc rất cao

+ Tính đồng nhất năng lượng giữa cơ cấu chấp hành và các phần tử chức năng báo hiệu, điều khiển nên làm việc khá an toàn trong môi trường dễ cháy nỗ

và bảo đảm môi trường làm việc sạch sẽ

+ Khả năng lập trình kém vì cồng kềnh hơn so với mạch điện tử, chỉ điều khiển

theo chương trình có sẵn Khả năng điều khiển phức tạp kém

+ Không điều khiển được quá trình trung gian giữa 2 ngưỡng

3.1.2 Các thiết bị kí nén

3.1.2.1 Máy nén khí

Nguyên lí hoạt động của máy nén khí: áp suất được tạo ra từ máy nén Ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng

Hình 3.1: Máy nén khí công nghiệp MGA

™ Phân loại máy nén khí theo nguyên lí hoạt động:

+ Máy nén khí theo nguyên lí thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại Như vậy theo định luật Boy-Mariotte,

áp xuất trong buồng chứa sẽ tăng lên Các loại máy nén khí hoạt động theo nguyên

lý này như: máy nén khí pitton, cánh gạt, bánh răng…

+ Máy nén khí tuốc bin: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén được tạo ra bằng động năng bánh dẫn Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn, máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như: kiểu máy nén khí ly tâm, máy nén khí đối lưu, máy nén khí dòng hỗn hợp…

™ Phân loại máy nén khí theo áp suất làm việc:

+ Máy nén khí áp suất thấp: p [ 15 bar

+ Máy nén khí áp suất cao: p ≥ 15 bar

+ Máy nén khí áp suất rất cao: p ≥ 300 bar

3.1.2.2 Xy lanh khí nén

+ Xy lanh có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thế năng hoặc động năng của lưu chất thành năng lượng cơ học – chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay (góc quay nhỏ hơn 3600)

+ Xy lanh được chia làm 2 loại: xy lanh lực và xy lanh quay Trong xy lanh lực, chuyển động tương đối giữa pít tông với xy lanh là chuyển động tịnh tiến.Trong

xy lanh quay, chuyển động giữa pít tông với xy lanh là chuyển động quay

+ Xy lanh lực gồm: xy lanh đơn và xy lanh đôi

F[N] Lực tác dụng lên pít tông

D[cm] Đường kính pít tông

A[cm2] Diện tích pít tông

Pg[bar] Áp suất khí nén trong xy lanh

Ff[N] Lực ma sát, phụ thuộc vào chất lượng bề mặt giữa pít tông và

xy lanh, vận tốc chuyển động pít tông lên loại vòng đệm

FS[N] Lực căn lò xo

D[cm] Đường kính của pít tông đồng thời cũng là đường kính

trong của xy lanh

d[cm] Đường kính cần pít tông

+ Thể tích làm việc của xy lanh:

H[cm] Khoảng chạy của pít tông

+ Vận tốc chuyển động của pít tông phụ thuộc vào lưu lượng Q và diện tích

làm việc F của pít tông Nếu không kể đến rò rỉ:

3.1.2.3 Van tiết lưu một chiều

Công dụng: điều chỉnh áp suất dòng khí đi qua nó theo một chiều duy nhất

1 Cửa nối với nguồn khí cấp;

2,4 Cửa nối với cơ cấu chấp hành; 3,5 Cửa xả khí

3.2 Thiết bị điều khiển PLC [5], [6], [9]

3.2.1 Tổng quan về PLC

Kỹ thuật lập trình đã được phát triển trong thời gian rất lâu Việc điều khiển được thực hiện nhờ vào các ứng dụng của ngành điện, thực hiện bằng việc đóng ngắt các tiếp điểm relay Từ khi có sự xuất hiện của máy tính điện tử đã tạo ra một bước tiến mới trong kỹ thuật điều khiển – kỹ thuật điều khiển lập trình PLC PLC là một thiết

bị điều khiển logic khả trình xuất hiện vào những năm 1970 và nhanh chóng trở thành sự lựa chọn cho việc điều khiển sản xuất

Những ưu điểm của nhà máy khi sử dụng PLC:

+ Mềm dẽo và dễ thay thế khi cần thay đổi hệ thống điều khiển

+ Giảm giá thành đối với hệ thống phức tạp

+Khả năng kết hợp với máy tính cho phép điều khiển các hệ thống tinh vi

+ Khả năng hỗ trợ, xử lý sự cố làm cho việc lập trình dễ dàng và nhanh chống + Kết cấu chắc chắn và chính xác làm cho hệ thống hoạt động ổn định và tin cậy

9 Nguồn cung cấp: 110-240 VAC

9 Bộ đếm tốc độ cao đến 60kHz, đồng hồ thời gian thực

Bộ CT6Y có hai chức năng: counter và timer Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta

sẽ có cách cài đăt các thông số bên trong thông qua các phím chức năng trên màn hình của bộ CT6Y cho phù hợp (tham khảo thêm phần tài liệu kỹ thuật đính kèm) Series CT6 có các đặc điểm (kích thước: 72x36)

+ Nguồn cấp: 100~240VAC, 24~60VDC

+ Tốc độ đếm cực đại: 10kHz

+ Nhiều chế độ phối hợp giữa 2 đầu vào, đầu ra: Rơle 240VAC-3A

Hình 3.10: Bộ hiển thị CT6Y Hình 3.11: Sơ đồ chân CT6Y

Các bước thiết lập bộ đếm counter:

dùng lựa chọn chế độ cài đặt

dùng thay đổi giá trị cài đặt

kí hiệu Timer

kí hiệu Counter

Bảng 3.1: Khai báo những thống số cần thiết khi cài đặt bộ đếm-hiển thị

Chọn counter hay timer Chọn chế độ đếm lên

Chọn loại nPn chọn hàng đơn vị

thay đổi giá trị

xóa giá trị đếm khi mất nguồn

giá trị đếm vẫn nhớ khi mất nguồn

Chương 4 Thiết Kế Và Thi Công Máy Đếm Refill Shibo

4.1 Tổng quan về đề tài

4.1.1 Giới thiệu sản phẩm Refill Shibo

Sản phẩm Refill Shibo được sản xuất tại bộ phận CPP Film Kích thước túi Refill 230x300mm Túi Refill thường dùng để lưu trữ những giấy tờ, file hồ sơ Túi Refill rất mỏng, dễ bị trầy, cong vênh khi di chuyển vận chuyển

Các loại Refill Shibo trong công ty: 0,04mm; 0,06mm; 0,08mm

Hình 4.1: Sản phẩm Refill Shibo

4.1.2 Lý do chọn đề tài

Từ trước đến nay việc đếm sản phẩm Refill hoàn toàn do người công nhân đếm bằng tay Việc người công nhân thực hiện đếm sản phẩm này liên tục và sản phẩm lại quá mỏng nên số lượng đếm không chính xác, chất lượng cũng không đảm

bảo Vì vậy công ty luôn luôn bị khách hàng phàn nàn về việc thiếu số lượng sản

phẩm Refill

Hình 4.2: Thao tác đếm bằng tay của người công nhân

Từ thực tế trên, sau quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và được sự chấp thuận của ban lãnh đạo công ty Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thiết kế và thi công máy đếm Refill Shibo

4.1.3 Yêu cầu và hướng giải quyết vấn đề

4.1.3.1 Yêu cầu

Những yêu cầu của ban lãnh đạo công ty đặt ra cho nhóm nghiên cứu:

+Điều quan trọng nhất là đảm bảo số lượng đếm cho sản phẩm Refill phải chính xác

+ Thực hiện tự động hóa trong khâu đếm nhằm thay thế thao tác đếm bằng tay của người công nhân

+ Giảm nhân công so với đếm thủ công trước đây

+ Nâng cao năng suất

4.1.3.2 Hướng giải quyết vấn đề

Để giải quyết vấn đề được những yêu cầu do ban lãnh đạo công ty đề ra, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các trình tự sau:

+ Quan sát, nghiên cứu quá trình thực hiện đếm của người công nhân

+ Thu thập tài liệu về việc đếm sản phẩm có liên quan

+Nghiên cứu các cơ cấu cơ khí , các tài liệu về khí nén

+ Thiết kế mô hình máy test

+ Xây dựng bản vẽ thiết kế, quy trình hoạt động của máy

+Thiết kế và thi công từng chi tiết, sau đó lắp ráp thành máy hoàn chỉnh

Đề xuất những phương án giải quyết vấn đề:

™ Phương án 1:

Sử dụng cảm biến đo độ dày của tệp tờ Refill rồi so sánh với độ dày được cài đặt trước trong máy

" Ưu điểm:

+ Cho kết quả đếm rất nhanh (5s)

+ Năng suất cao

™ Phương án 2:

Trên một vòng tròn ta bố trí 1 lỗ trống để đặt 1 giác hút chân không, sau khi quay được 2/3 vòng và giác hút tiếp xúc với mặt trên tờ Refill thì giác hút chân không sẽ hút tờ Refill, tiếp đó mang đi 1/3 vòng tròn thì giác hút chân không thả ra thì cảm biến đếm 1 tờ Trong quá trình đếm sẽ có những thời điểm khay đựng sản phẩm sẽ được nâng lên

" Ưu điểm:

+ Giá rẻ (khoảng 20.500.000đ)

+ Máy có cấu tạo đơn giản

+ Độ chính xác đạt rất cao

+ Refill không bị lỗi (trầy, cong vênh)

" Nhược điểm: Thời gian đếm vẫn nhiều

Î Sau một thời gian nghiên cứu, xem xét kĩ lưỡng và sự đóng góp ý kiến

của giáo viên hướng dẫn, ban lãnh đạo trong công ty nhóm đã quyết định thiết kế và thi công máy đếm Refill Shibo theo phương án 3 Theo phương án này máy có một kết cấu cơ khí đơn giản, dễ vận hành mà lại có thể thực hiện tốt yêu cầu được đề ra