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

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
MÔ HÌNH MÁY DÁN BĂNG KEO TỰ ĐỘNG
Người hướng dẫn: TS. LÊ HOÀI NAM
Sinh viên thực hiện: PHAN HOẰNG HẢO
Mã số sinh viên: 101150207
Lớp: 15CDT2
Sinh viên thực hiện: HỒ HOÀNG LONG
Mã số sinh viên: 101150172
Lớp: 15CDT1
Đà Nẵng, 07/2020
DUT.LRCC

Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động
SVTH: Phan Hoằng Hảo - Hồ Hoàng Long GVHD: TS. Lê Hoài Nam 1
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
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
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.
DUT.LRCC

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 Số thẻ SV Lớp Ngành
1 Hồ Hoàng Long 101150172 15CDT1 Kỹ thuật Cơ điện tử
2 Phan Hoằng Hảo 101150207 15CDT2 Kỹ thuật Cơ điện tử
1. Tên đề tài đồ án:
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
Năng xuất của máy 5500 sản phẩm 1 giờ
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a. Phần chung:
TT Họ tên sinh viên Nội dung
1 Hồ Hoàng Long 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
2 Phan Hoằng Hảo
b. Phần riêng:
1 Hồ Hoàng Long
Thiết kế hệ thống điều khiển
Thiết lập lưu đồ thuật toán điều khiển
2 Phan Hoằng Hảo 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:
1 Hồ Hoàng Long Thiết kế bản vẽ tổng thể mô hình máy dán băng keo tự
động (kích thước A0)
2 Phan Hoằng Hảo
DUT.LRCC

Phần riêng:
1
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)
2
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: Phần/ Nội dung:
Lê Hoài Nam 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: 20/02/2020
8. Ngày hoàn thành đồ án: 1/7/2020
Đà Nẵng, ngày 01 tháng 07 năm 2020
Trưởng Bộ môn………………………. Người hướng dẫn
TS. Lê Hoài Nam
DUT.LRCC

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
(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.
Sinh viên thực hiện
PHAN HOẰNG HẢO - HỒ HOÀNG LONG
DUT.LRCC

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
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!
Hồ Hoàng Long - Phan Hoằng Hảo
DUT.LRCC

CAM ĐOAN
Kính gửi: - Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa;
- Khoa Cơ khí
Tôi tên là: PHAN HOẰNG HẢO LỚP 15CDT2
HỒ HOÀNG LONG 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.
Nếu sai, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hồ Hoàng Long - Phan Hoằng Hảo
DUT.LRCC

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
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
DUT.LRCC

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
DUT.LRCC

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH
Bảng 1. 1 Các thành phần chính của phương án 1 ........................................................17
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 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
DUT.LRCC

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
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
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
DUT.LRCC

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
DUT.LRCC

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

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
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
DUT.LRCC

• Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050
Hình 1. 4 Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050 [3]
• 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.
DUT.LRCC

• Máy dán thùng carton SF-6050A
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.
• 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.
DUT.LRCC

• Máy dán thùng carton EXC-103TB
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.
• 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.
DUT.LRCC

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

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
đến khi ngừng hoạt động.
DUT.LRCC

1 Lò xo kéo
2 Thùng carton
3 Con lăn
4 Băng keo
5 Cuộn băng keo
7 Lò xo kéo
8 Bộ truyền động đai
9 Đông cơ giảm tốc
12 Băng tải
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,
DUT.LRCC

1 Lò xo kéo
2 Băng tải
3 Con lăn
4 Băng keo
5 Cuộn băng keo
7 Lò xo kéo
8 Động cơ
9 Bộ truyền
10 Buli trục chính của băng tải
12 Thùng carton
14 Trục dẫn băng tải
Hai băng tải (2) được đặt song song với nhau, cơ cấu dán băng keo được lắp đặt
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.
DUT.LRCC

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
Ưu điểm
2 băng tải 2 bên tạo lực ép
chặt giúp thùng carton di
chuyển đều, có lực ép,
băng keo trên sản phẩm
không bị bong khí
-Năng xuất cao.
-Dễ dàng thay đổi kích
thước của thùng
-Thực hiện được đối với
thùng kích thước nhỏ.
-Năng xuất cao.
-Chi phí thấp.
- Không gian làm việc
lớn hơn so với phươn
án 1.
-Kết cấu đơn giản
-Dễ dàng thay đổi kích
thước của thùng
-Lắp ráp vận hành đơn
giản
- Năng xuất cao
-Chi phí thấp.
- Không gian làm
việc lớn.
-Kết cấu đơn giản
-Dễ dàng thay đổi
kích thước của thùng
-Lắp ráp vận hành
đơn giản
-Mặt trên của thùng
được nén chặt.
-Thùng di chuyển
nhẹ nhàn ổn định,
đường băng keo
thẳng, ít bọt khí.
Nhược
điểm
-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
thùng, làm thùng trầy
xước giảm tuổi thọ băng
tải
-Mặt trên của thùng không
được nén chặt, nhiều bọt
khí.
-Thùng carton khi di
chuyển hay bị vênh,
vận tốc không đều.
-Mặt trên của thùng
không được nén chặt.
-Không thực hiện
được đối với thùng
quá nhỏ.
-Nhiều bọt khí.
-Không thực hiện
được đối với thùng
quá nhỏ.
Sau khi so sánh và đánh giá thi ta chọn phương án 3 để thiết kế mô hình.
DUT.LRCC

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
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
2 Băng tải
3 Con lăn
4 Băng keo
5 Cuộn băng keo
7 Lò xo kéo
8 Động cơ
9 Bộ truyền
10 Buli trục chính của băng tải
12 Thùng carton
14 Trục dẫn băng tải
DUT.LRCC

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

- Vận tốc của băng tải 1 1
*r
v 
=
0.8
0.53
. 1.5*1
a
t i
= = = m/s
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 1 1
*r
v 
=
=> 1
1 1
*60
v v
r r
 = = (vòng/phút)
1
 = 2

Ta chọn bộ truyên đai với tỉ sô truyền là 1:2
2 1
3
1
*60
*30
2 2
v
r v
r

 = = = vòng/phút)
3
 là tốc độ quay của trục chính động cơ đơn vị tính vòng/phút
R1=0.45(m)
Vậy 3
0.53*30
35
0.45
 = = Vòng/phút
- 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
DUT.LRCC

• Đường kính trục: 6mm
• Trọng lượng: 330g
2.3 Thiết kế cơ cấu dán băng keo
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý
Hình 2. 4 Sơ đồ cơ cấu dán băng keo
Bảng 2. 2 Các chi tiết cơ cấu dán băng keo
1 Lò xo kéo
2 Con lăn
3 Băng keo
4 Cuộn băng keo
6 Lò xo kéo
9 Thùng carton
10 Các khâu A, B, C
DUT.LRCC

2.2.2 Xác định kích thước cơ cấu dán băng keo
1) Thông số cuộn băng keo (4):
Dùng cuộn băng keo bề rộng 48mm
Khối lượng:850g
2) Con lăn dán băng keo (7), (8):
-Với bề rộng của con lăn là 48 mm, nên ta chọn chiều dài con lăn dán băng
keo là lcl = 56 (mm), để tránh trường hợp băng keo bị dính vào hai đầu mút của con lăn
- Chọn đường kính con lăn là: D cl =38(mm)
3) Chiều dài mép dán băng keo trên thùng:
Hình 2. 5 Kích thước băng kéo dán lên thùng
4) Xét khâu (A) và con lăn dán băng keo (8):
Hình 2. 6 Sơ đồ khâu A con lăn 8
DUT.LRCC

Cho l AB =50 (mm); l =91(mm); lOA =137(mm); l AD =60 (mm); Rcl=Dcl/2= 19(mm);
B
A
O ˆ
1 =16 0
- Để tạo được mép dán có chiều dài 70 (mm) thì khoảng cách từ tâm con lăn đến mặt
trên của thùng là h=70 (mm)
- Khi thùng di chuyển vào khâu 2 và con lăn 8 sẽ quay một góc 2 quanh tâm A và nâng
lên một đoạn là: h+ RCL = 70+19=89 (mm)
Ta có:
Cos a = 3
,
0
137
19
60
1
=
−
=
−
AO
cl
AD
l
R
l
a=72,5 
; Cos a1 = 95
,
0
137
70
60
1
=
+
=
+
AO
AD
l
h
l
 a1 =18,4 
 a 2 = a - a1 =72,5
-18,4 
=54,1
Vậy khâu 2 và con lăn 8 sẽ quay quanh tâm A một góc là 2 =54,1
→ Thanh AB cũng quay 1 góc là 54,1 
quanh tâm A.
→ I
A
B 
ˆ =a1 + B
A
O ˆ
1 +a 2 =18,4
+16 
+54,1
=88,5 
Cos I
A
B 
ˆ =
'
'
AB
AI
l
l
→l '
AI =l '
AB . Cos I
A
B 
ˆ =50.cos88,5
=1,3 (mm)
Ta có: l AI =l AB .cos I
A
B ˆ =50.cos(18,4 
+16
) = 41,3 (mm)
→ l '
II =l AI - l '
AI = 41,3-1,3 = 40 (mm)
Vậy thanh AB nâng lên một đoạn là 40 (mm)
Ta thấy I
A
B 
ˆ =88,5 
< 90
nên thoả mãn điều kiện quay về của khâu 2 và con lăn 8.
BC
DUT.LRCC

5) Xét khâu (C) và con lăn dán băng keo (7):
Hình 2. 7 Sơ đồ khâu C con lăn 7
- Cho l '
ao =109mm ; l b
O' =144mm ; l ab =42mm ; i
a
bˆ =23 
- Khi khâu 2 quay quanh tâm A tác động qua khâu 3 truyền đến khâu 5 và làm khâu 5
quay một góc  2 quanh tâm a.
- Ta xét cho trường hợp khoảng cách từ mặt của thùng đến con lăn 6 phải nâng là
l=h+R =70+19=89mm.
Ta có:
cos  1 = 95
,
0
109
70
34
'
=
+
=
+
ao
ad
l
h
l
  1 =17,4 
 cos = 14
,
0
109
=
− CL
ad R
l
  2 = -  1 =82 
-17,4 
= 64,6
Vậy khâu 5 và con lăn 6 quay được một góc  2 = 64,6 
quanh tâm a.
 Thanh ac cũng quay quanh tâm a 1 góc  2 = 64,6
.
DUT.LRCC

→ '
ˆb
a
b = 64,6 
→ i
a
b ˆ
'
= '
ˆb
a
b - i
a
bˆ 64,6 
-23
=41,6 
Ta có: l ai =l ab .cos i
a
bˆ =42.cos23
= 38,7 mm
l '
ai =l '
ab .cos '
ˆ
' i
a
b = 42cos41,6= 31,4 mm
l '
ii - l '
ai = 38,7-31,4=7,3 mm
Vậy, thanh ab quay quanh tâm a và nâng lên một đoạn là 7,3 mm
Ta có: lib = l ab .sin i
a
bˆ =42.sin23
= 16,4 mm
l '
'b
i =l '
ab .sin '
ˆ
' i
a
b =42.sin41,6 
= 27,9 mm
 Lò xo 4 bị giãn một đoạn: l max = lib - l '
'b
i = 16,4 + 27,9 = 44,3 mm
6) Xét khâu B:
Hình 2. 8 Cơ cấu khâu B
- Thanh AB quay quanh tâm A với 1 góc  2 =54,1
, tác động vào thanh Bb làm thanh
ab quay quanh tâm a với 1 góc  2 = 64,6 
- Chiều dài thanh Bb phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai tâm A và a.
- Khoảng cách giữa 2 tâm A và a phụ thuộc vào kết cấu thân máy và khe hỡ giữa 2 con
lăn khi 2 con lăn ở vị trí cao nhất.
- Để đảm bảo cho kích thước chiều dài nhỏ nhất của thùng không được nhỏ hơn khe hở
giữa hai con lăn e.
→ e < l min = 150 mm
DUT.LRCC

→ Chọn e = 52 mm
 Khoảng cách giữa 2 tâm A và a là: l AC + l ac +e = 147+141+52=288 mm
7) Xét khâu cắt băng keo:
Hình 2. 9 Khấu cắt băng keo
- Chọn góc xoay của thanh HP là = 20 
, l KH =72 mm, l HN = 117 mm, l 2
1K
K =18,25 mm
- Điểm P quay lên tới vị trí cao nhất chính là điểm P’. Khi thùng vừa đi ra khỏi điểm P’
thì thanh HP sẽ rơi trở lại vị trí ban đầu và đồng thời dao sẽ cắt băng keo. Để đảm bảo
đạt được mép dán là 70 mm thì tại vị trí dao cắt là điểm N1 cách điểm P’ một khoảng là
l '
1P
N = 70 mm.
 l '
2 P
N =l '
1P
N .cos5 
= 70.cos5 
=70 mm
→ l NP = l '
2 P
N =70 mm
 Khoảng cách giữa điểm P của khâu HP cách vị trí đặt dao cắt là 70 mm.
Ta có: l 2
'P
P =l '
HP .sin5 
=117.sin5
=16,5 mm
l 1
PP =l HP .sin20 
=117.sin25 
=79 mm
DUT.LRCC

 l '
PP =l 1
PP -l 2
'P
P = 79-16,5=62,5 mm
Vậy, thanh HP quay quanh tâm H với góc quay là 20 
thì sẽ nâng lên được độ cao là
62,5 mm.
- Ta có: l 1
KK =l HK .sin25 
=72.sin25 
=30,4 mm
 2
1
1
2 K
K
KK
KK l
l
l +
= =30,4+18=48,4 mm
 25
sin
/
2
KK
KM l
l = 
=48,4/sin25=114,5mm
→ =
−
= KH
KM
HM l
l
l 114,5-72=42,5 mm
Vậy, thùng chạm vào khâu HP tại điểm M cách tâm quay H một đọan là 58,4 mm.
Theo quy tắc tam giác đồng dạng, ta có:
HP
KH
PP
KK
=
'
'
 24
117
72
.
5
,
62
.
'
' =
=
=
HP
KH
PP
KK
l
l
l
l mm
 Vậy, lò xo bị dãn một đoạn là l '
KK =24 mm.
DUT.LRCC

Chương 3: THIẾT KẾ TỔNG THỂ MÔ HÌNH DÁN BĂNG KEO
3.1 Tổng quan về thiết kế mô hình
Để có được một sản phẩm thực tế chúng ta cần thiết kế nó trên các phầm mềm
liên quan đến thiết kế và mô phỏng 3D, sau đây là một số phần mềm có thể thiết kế và
xây dựng, mô phỏng được mô hình như: CREO 5.0, INVENTOR, SOLIDWORKS,
AUTOCAD…
Trong các phần mềm nêu trên thì phần mêm nào cũng có điểm mạnh và điểm yếu
khác nhau, sau thời gian nghiên cứu chúng em chọn phần mềm SolidWorks để thiết kế
và xây dựng và mô phỏng mô hình máy dán băng keo.
Hiện nay SolidWorks được sử dụng khá phổ biến trên thế giới. Ở Việt Nam phần
mềm này được sử dụng rất nhiều không chỉ trong lĩnh vực cơ khí mà nó còn được mở
rộng ra các lĩnh vực khác như: Điện, khoa học ứng dụng, cơ mô phỏng…
Phần mềm SolidWorks cung cấp cho người dùng những tính năng tuyệt vời nhất
về thiết kế các chi tiết các khối 3D, lắp ráp các chi tiết đó để hình thành nên nhưng bộ
phận của máy móc, xuất bản vẽ 2D các chi tiết đó là những tính năng rất phổ biến của
phần mềm Solidworks, ngoài ra còn có những tính năng khác nữa như: Phân tích động
học (motion), phân tích động lực học (simulation). Bên cạnh đó phần mềm cong tích
hợp modul Solidcam để phục vụ cho việc gia công trên CNC nhờ có phay SolidCam và
tiện SolidCam hơn nữa bạn cũng có thể gia công nhiều trục trên SolidCam, modul
3Dquickmold phục vụ cho việc thiết kế khuôn. Việc tích hợp nhiều tính năng và modul
cũng như các Add-in trên phần mềm SolidWorks giúp cho người sử dụng chuyên môn
hóa trên phần mềm hơn. Và không cần phải sử dụng nhiều phần mềm để thực hiện các
công việc khác nhau.
DUT.LRCC

Hình 3. 1 Phần mềm SolidWorks 2019
3.2 Quy trình thiết kế và mô phỏng
3.2.1 Thiết kế bộ phận cắt dán băng keo
Hình 3. 2 Tổng quan cơ cấu cắt dán băng keo
Theo tính toán động học và tham khảo tài liệu [6][7] thì các bộ phận của cơ cấu
cắt dán băng keo được thiết kế trên bản vẽ 2d như trên.
DUT.LRCC

• Một số chi tiết chính
Hình 3. 3 Càng sau
Hình 3. 4 Càng trước
Hình 3. 5 Cánh tay đòn nối càng trước với càng sau
DUT.LRCC

Hình 3. 6 Tay đòn gá dao cắt băng keo
Hình 3. 7 Đồ gá dao, lưỡi dao
Hình 3. 8 Cơ cấu cắt dán băng keo
DUT.LRCC

3.2.2 Thiết kế băng tải
Hình 3. 9 Cơ cấu băng tải
DUT.LRCC

Bảng 3. 1 Các chi tiết trong băng tải
1 Động cơ giảm tốc
2 Gá động cơ
3 Buli băng tải
4 Băng tải
5 Gối nâng trục
6 Gối đỡ con lăn vitme
7 Trục
8 ,9 Khung
10 Vòng bi trược SC8UU
11 Gối bi đỡ trục ngang
12 Con lăn vitme trục 8
13 Dây Đai
14 Hệ thống Căn trục
Hình 3. 10 Băng tải
DUT.LRCC

Hình 3. 11 kết cấu băng tải
DUT.LRCC

3.2.3 Thiết kế truyền động trục vitme
Hình 3. 12 Cơ cấu vít me
3.2.1 Mô hình tổng quan
Hình 3. 13 Mô hình máy dán băng keo được vẽ trên SolidWorks
Sau khi thiết kế mô phỏng thì ta được mô hình như hình 3.13.
DUT.LRCC

Hình 3. 14 Tổng quan mô hình
Hình 3. 15 Hình ảnh thực tế sau gia công
DUT.LRCC

Chương 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
4.1 Giới thiệu về hệ thống
Hình 4. 1 Các thành phần của hệ thống
Trong quá trình sử dụng máy dán thùng, tùy thuộc vào tính chất công việc mà
kích thước thùng carton thay đổi. Vì vậy để hỗ trợ người dùng trong quá trình sử dụng
không phải thay đổi kích thước bằng cách di chuyển thụ động bằng tay gây mệt mỏi,
khó khăn khi thay đổi. Hệ thống điều khiển có vai trò giải quyết vấn đề đó.
4.2 Các thành phần chính trong hệ thống
4.2.1 Bộ điều khiển
Khối vi điều khiển sử dụng vi điều khiển Arduino Mega, nó đóng vai trò hết sức
quan trọng trong hệ thống để điều khiển hệ thống. Khối vi điều khiển bao gồm mạch tạo
dao động thạch anh, mạch Reset để reset hệ thống lại trạng thái ban đầu. Các chân của
vi điều khiển sẽ được kết nối với các khối khác như rơ le, bàn phím, khối hiển thị,
module sim. Lưu trữ dữ liệu qua bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ dữ liệu ngay khi mất
điện. Toàn bộ dữ liệu mà ta thiết kế để điều khiển hệ thống khóa số đều được chứa trong
bộ nhớ của vi điều khiển.
DUT.LRCC

Hình 4. 2 Vi điều khiển arduino Mega 2560
Thông số kỹ thuật:
• Vi điều khiển chính: ATmega2560
• IC nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2.
• Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc tròn
DC (khuyên dùng 7-9VDC để đảm bảo mạch hoạt động tốt. Nếu bạn cắm 12V
thì IC ổn áp rất dễ chết và gây hư hỏng mạch).
• Số chân Digital: 54 (15 chân PWM)
• Số chân Analog: 16
• Giao tiếp UART: 4 bộ UART
• Giao tiếp SPI: 1 bộ (chân 50 -> 53) dùng với thư viện SPI của Arduino
• Giao tiếp I2C: 1 bộ
• Ngắt ngoài: 6 chân
• Bộ nhớ Flash: 256 KB, 8KB sử dụng cho Bootloader
• SRAM: 8 KB
• EEPROM: 4 KB
• Xung clock: 16 MHz
DUT.LRCC

4.2.2 Driver điều khiển động cơ bước TB6600
Hình 4. 3 Driver TB6600 và các thông số hoạt động của driver
Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước TB6600 sử dụng IC TB6600HQ/HG, dùng cho
các loại động cơ bước: 42/57/86 2 pha hoặc 4 dây có dòng tải là 4A/42VDC. Ứng dụng
của mạch điều khiển động cơ bước TB6600 trong làm máy như CNC, Laser hay các
máy tự động khác.
• Nguồn đầu vào là 9V – 42V.
• Dòng cấp tối đa là 4A.
• Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao.
• Có tích hợp đo quá dòng quá áp.
• Cân nặng: 200G.
• Kích thước: 96 * 71 * 37mm.
DUT.LRCC

4.2.3 Module Relay
Hình 4. 4 Module 2 Relay Với Opto Cách Ly Kích H/L (12VDC)
Module 2 Relay với opto cách ly 12v nhỏ gọn, có opto và transistor cách ly giúp
cho việc sử dụng trở nên an toàn với board mạch chính, mạch được sử dụng để đóng
ngắt nguồn điện công suất cao AC hoặc DC, có thể chọn đóng khi kích mức cao hoặc
mức thấp bằng Jumper.
Module 2 Relay với opto cách ly kích HL tiếp điểm đóng ngắt gồm 3 tiếp điểm NC
(thường đóng), NO(thường mở) và COM(chân chung) được cách ly hoàn toàn với board
mạch chính, ở trạng thái bình thường chưa kích NC sẽ nối với COM, khi có trạng thái
kích COM sẽ chuyển sang nối với NO và mất kết nối với NC.
• Sử dụng điện áp nuôi DC 12V.
• Relay mỗi Relay tiêu thụ dòng khoảng 80mA.
• Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A.
• Có đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay.
• Có thể chọn mức tín hiệu kích 0 hoặc 1 qua jumper.
• Kích thước: 1.97 in x 1.02 in x 0.75 in (5.0 cm x 2.6 cm x 1.9 cm)
• Nặng: 50g
DUT.LRCC

4.2.4 LCD 2004
Hình 4. 5 Màn hình hiển thị LCD 2004
Màn hình text LCD2004 xanh dương sử dụng driver HD44780, có khả năng hiển
thị 4 dòng với mỗi dòng 20 ký tự, màn hình có độ bền cao, rất phổ biến, nhiều code mẫu
và dễ sử dụng thích hợp cho những người mới học và làm dự án.
• Điện áp hoạt động là 5 V.
• Kích thước: 98 x 60 x 13.5 mm
• Chữ trắng, nền xanh dương
• Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0,1 in tiện dụng khi kết nối với Breadboard.
• Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây
điện.
• Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng
ít điện năng hơn.
• Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
• Có bộ ký tự được xây dựng hổ trợ tiếng Anh và tiếng Nhật, xem thêm HD44780
datasheet để biết thêm chi tiết
4.2.5 Module I2C hỗ trợ hiển thị LCD
LCD có quá nhiều chân gây khó khăn trong quá trình kết nối và chiếm dụng nhiều
chân của vi điều khiển. Module chuyển đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn đề này cho
bạn, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển để kết nối với LCD (RS, EN, D7,
D6, D5 và D4) thì với module chuyển đổi bạn chỉ cần sử dụng 2 chân (SCL, SDA) để
kết nối. Module chuyển đổi I2C hỗ trợ các loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD
1602, LCD 2004, …), kết nối với vi điều khiển thông qua giao tiếp I2C, tương thích với
hầu hết các vi điều khiển hiện nay.
DUT.LRCC

Hình 4. 6 Module I2C
• Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC
• Hỗ trợ màn hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780)
• Giao tiếp: I2C
• Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2)
• Kích thước: 41.5mm(L)x19mm(W)x15.3mm(H)
• Trọng lượng: 5g
• Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt
• Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD
DUT.LRCC

4.2.6 Mạch volume xoay rotary encoder 360 độ KY-040
Mạch Volume xoay Rotary Encoder 360 độ không giới hạn số vòng quay, encoder
đưa ra 2 xung vuông 90 độ gọi là 2 phase A và B, xung từ encoder đưa ra có thể dùng
để nhận biết chiều quay, tốc độ quay, vị trí, module cung cấp 2 ngõ ra cho 2 phase và 1
ngõ ra dạng nút nhấn.
Encoder module KY-040 trông giống 1 module biến trở nhưng có ngõ ra dạng xung
số. Bằng việc xoay núm vặn, ngõ ra xung của 2 kênh sẽ thay đổi với 1 độ lệch pha xác
định (90độ) giúp phân biệt được chiều xoay.
Đếm số lượng xung ngõ ra sẽ cho biết vị trí góc xoay, vị trí này là không giới hạn.
Đồng thời module cũng cung cấp 1 nút nhấn có thể được lập trình để trở thành 1 nút
reset giá trị đếm.
Hình 4. 7 Mạch Volume xoay Rotary Encoder 360 độ
Thông số mạch volume xoay rotary encoder
• Điện áp sử dụng: 3~5VDC
• Độ phân giải 20 xung/vòng.
Các chân tín hiệu
• Châncấp nguồn 3~5VDC
• GND: chân cấp nguồn âm 0VDC
• CLK: phase A
• DT: phase B
• SW: button
DUT.LRCC

4.2.7 Công tắc hành trình
Công tắc hành trình là thiết bị chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu điện. Tín
hiệu của công tắc hành trình phục vụ cho quá trình điều khiển và giám sát. Vì là một
loại công tắc nên nó có đầy đủ các bộ phận của một công tắc điện bình thường. Thế
nhưng có thêm 1 bộ phận đó là có thêm cần tác động. Công tắc hành trình là loại công
tắc có 3 chân. Chân COM, chân tạo với chân COM thành tiếp điểm NC (thường đóng),
chân còn lại tạo với chân COM thành tiếp điểm CO (thường mở).
Hình 4. 8 Công tắc hành trình
Trong máy dán băng keo, công tắc hành trình được dùng để xác định vị trí ban đầu
của máy Bằng cách cho các vitme di chuyển cụm cơ câu băng tải đến khi chạm đến cả
công tắc hành trình thì dừng lại vị trí này định dạng là vị trí Home (là điểm gốc để xác
định hành trình).
DUT.LRCC

4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch
Hình 4. 9 Sơ đồ nguyên lý mạch
Hình 4. 10 Hình ảnh hệ thống điều khiển thực tế
DUT.LRCC

4.4 Lưu đồ thuật toán điều khiển
Hình 4. 11 Lưu đồ thuật toán chương trình chính
DUT.LRCC

Hình 4. 12 Lưu đồ thuật toán chương trình con selection()
DUT.LRCC

Hình 4. 13 Lưu đồ thuật toán chương trình con print_menu() và MoveTravel(Position)
Hình 4. 14 Lưu đồ thuật toán chương trình con Homing()
DUT.LRCC

Hình 4. 15 Lưu đồ thuật toán chương trình con MoveAndChose()
Hình 4. 16 Lưu đồ thuật toán chương trình con count1();
DUT.LRCC

Hình 4. 17 Lưu đồ thuật toán chương trình con ManualSize();
DUT.LRCC

Hình 4. 18 Lưu đồ thuật toán chương trình con AutoSize
DUT.LRCC

4.5 Các Menu điều khiển
Hình 4. 19 Các Menu điều khiển cơ bản
DUT.LRCC

Chương 5: KẾT LUẬN
❖ Kết quả
Mặt dù ảnh hưởng của dịch Covid 19 làm chậm tiếng độ ĐATN nhưng sau hơn 4
tháng thực hiện đề tài, nhóm đã đạt được những kết quả sau:
• Giải quyết được bài toán động học, yêu cầu của đề tài.
• Xây dựng được mô hình máy dán băng keo tự động giống như bản thiết kế
• Máy hoạt động tương đối chính xác, dán được băng keo, hệ thống thay đổi vị trí
kích thước hoạt động mượt mà, ổn định.
Hình 5. 1 Hình ảnh mô hình thực tế
Hình 5. 2 Hình ảnh sản phẩm trước và sau khi qua dán keo
DUT.LRCC

Hình 5. 3 Hình ảnh của 1 sản phẩm khác
Hạn chế ở đây là khó khăn trong khâu lắp ráp, đồng thời kết cấu cơ khí cũng chưa
thực sự chính xác nên độ chính xác của mô hình chưa cao.
Thông qua khảo sát cho thấy khi hoạt động thì khả năng dán thùng carton của sản
phẩm phụ thuộc nhiều vào độ bám của băng tải.
❖ Hướng phát triển:
Qua những kết quả đạt được nhóm đưa ra các hướng phát triển đề tài như sau:
• Phát triển thêm chức năng dán băng keo mặt dưới
• Phát tiển thêm chức năng cấp và xếp thùng tự động
• Cải tiến kết cấu cơ khí để nâng cao độ cứng vững cho máy
DUT.LRCC

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. https://www.cokhicongnghiep.com/may-dan-thung-carton-pro105536.html
[Ngày truy cập: 18/06/2020]
2. https://www.choco.vn/may-dan-thung-carton-pw552tb-tai-viet-nam.html [Ngày
truy cập: 18/06/2020]
3. https://www.choco.vn/may-dan-thung-carton-brother-fxj-6050-
mdt0003.html[Ngày truy cập: 18/06/2020]
4. https://cnva.vn/may-dan-thung-carton-tu-dong-kunba-fj-6050a/ [Ngày truy cập:
18/06/2020]
5. http://thietbithuysan.vn/san-pham/470/may-dan-bang-keo-exc-103tb.html
[Ngày truy cập: 18/06/2020]
6. https://patents.google.com/patent/US3466843?oq=automatic+box+folding+and
+taping+machine[Ngày truy cập: 26/2/2020]
7. https://grabcad.com/library/upper-heading-tape-a-simplified-accuglide-2-3m-
matic-1 [Ngày truy cập: 14/03/2020]
8. http://arduino.vn/ [Ngày truy cập: 23/06/2019]
DUT.LRCC

PHỤ LỤC: CODE ĐIỀU KHIỂN ARDUINO MEGA
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
/* Menu system for a 16x2 LCD display
and rotary encoder
includes sleep mode for LCD
*/
#include <LiquidCrystal.h>
#include <rotary.h> // rotary handler
#include "AccelStepper.h"
#include <AFMotor.h>
AF_Stepper motor1(200, 1);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); //0X3F thay đổi
tùy theo địa chỉ I2C, có thể là 0x3F hoặc 0x27
// Library created by Mike McCauley at
http://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelSte
pper/
// AccelStepper Setup
AccelStepper stepperX(1, 2, 3); // 1 = Easy Driver
interface
// NANO Pin 2 connected to
STEP pin of Easy Driver -- in Project pin 2
// NANO Pin 3 connected to
DIR pin of Easy Driver-- in Project pin 3
// Define the Pins used
#define PINA A0
#define PINB A1
#define PUSHB A2
#define home_switch 5 // Pin 5 connected to Home
Switch (MicroSwitch)
#define speaker 10
#define motor 6
// Initialize the Rotary object
// Rotary(Encoder Pin 1, Encoder Pin 2, Button Pin)
Attach center to ground
Rotary r = Rotary(PINA, PINB, PUSHB); //
there is no must for using interrupt pins !!
//Define the Variables used
int columnsLCD = 20;
char* MenuLine[] = {" HOME", " MOVE
1mm", " MOVE 10mm ", " SIZE 250mm", "
SIZE 300mm", " SIZE 350mm", " START"};
int MenuItems = 7;
int CursorLine = 0;
unsigned long startMillis;
unsigned long currentMillis;
const unsigned long period = 1600; //the value is a
number of milliseconds
unsigned long Position=0;
int move_finished=1; // Used to check if move is
completed
long initial_homing=-1; // Used to Home Stepper at
startup
void setup ()
{
digitalWrite (PINA, HIGH); // enable pull-ups
digitalWrite (PINB, HIGH);
digitalWrite (PUSHB, HIGH);
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(speaker, OUTPUT);
pinMode(motor, OUTPUT);
digitalWrite (motor, LOW);
Serial.begin(9600);
lcd.init();
lcd.backlight();
welcome();
lcd.clear();
print_menu();
startMillis = millis();
stepperX.setCurrentPosition(0); // Set the current
position as zero for now
stepperX.setMaxSpeed(500.0); // Set Max Speed
of Stepper (Slower to get better accuracy)
stepperX.setAcceleration(700.0); // Set
Acceleration of Stepper
initial_homing=1;
} //End of setup
void loop ()
{
pinMode(home_switch, INPUT_PULLUP);
delay(2); // Wait for EasyDriver wake up
volatile unsigned char result = r.process();
if (result)
{
result == DIR_CCW ? CursorLine = CursorLine -
1 : CursorLine = CursorLine + 1;
if (CursorLine < 0)
{ CursorLine = MenuItems - 1; }
if (CursorLine > MenuItems - 1) {
CursorLine = 0; // roll over to first item
}
DUT.LRCC

print_menu();
} //End if result
if (r.buttonPressedReleased(25))
{
lcd.setCursor(0, 1); //(col, row)
selection();
print_menu();
} //endif buttonPressedReleased
} //End loop()
/************FUNCTIONS**************/
void welcome()
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" DO AN TOT NGHIEP");
lcd.setCursor(0,2);
lcd.print("HoHoangLong 15CDT1");
lcd.setCursor(0,3);
lcd.print("PhanHoangHao 15CDT2");
delay(3000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" DO AN TOT NGHIEP");
lcd.setCursor(0,2);
lcd.print(" Carton");
lcd.setCursor(0,3);
lcd.print(" Sealing Machine ");
delay(1500);
lcd.clear();
}
void print_menu()
{
lcd.clear();
lcd.print(" Rotate & Click");
lcd.print("To Select");
lcd.print("Main Menu");
lcd.setCursor(0, 1); //2nd row
lcd.print("<"); lcd.setCursor(columnsLCD - 1, 1);
lcd.print(">");
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print(MenuLine[CursorLine]);
}
void selection()
{
switch (CursorLine) {
case 0:
lcd.clear();
lcd.print("HOMING.... ");
//set a flag or do something....
Serial.println("HOMING");
Homing();
if(stepperX.currentPosition()==0)
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(7,0);
lcd.print("Homing");
lcd.setCursor(6,1);
lcd.print("Completed");
Position=0;
break;
}
case 1:
lcd.clear();
lcd.print("MOVE 1mm: ");
while (CursorLine==1)
{
lcd.print(Position);
lcd.print("mm");
MoveAndChose();
}
//set a flag or do something....
break;
case 2:
lcd.clear();
lcd.print("MOVE 10mm: ");
{
lcd.print("mm");
MoveAndChose();
}
break;
case 3:
{
Position=10;
lcd.clear();
lcd.print("Move SIZE 350mm");
MoveTravel(Position);
if (stepperX.currentPosition()==Position)
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(7,0);
lcd.print("Moving");
lcd.setCursor(6,1);
DUT.LRCC

delay(1000);
CursorLine = 0;
lcd.clear();
break;
}
break;
print_menu();
}
break;
case 4:
{
Position=60;
lcd.clear();
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(7,0);
lcd.setCursor(6,1);
delay(1000);
CursorLine = 0;
break;
}
break;
//print_menu();
}
break;
case 5:
{
Position=110;
lcd.clear();
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(7,0);
lcd.setCursor(6,1);
delay(1000);
CursorLine = 0;
break;
}
break;
//print_menu();
}
break;
case 6:
Speaker();
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Start Machine....");
lcd.setCursor(4,2);
lcd.print("Press Button ");
lcd.setCursor(6,3);
lcd.print("To Stop ");
{
digitalWrite (motor, HIGH);
{
digitalWrite (motor, LOW);
CursorLine = 0;
break;
}
}
//print_menu();
break;
default:
break;
} //end switch
CursorLine = 0; // reset to start position
} //End selection
void MoveAndChose()
{
volatile unsigned char result = r.process();
if (result)
{
if (result == r.clockwise())
{if(CursorLine==2)Position =Position+10;
else Position =Position+1;
if(Position>=400)Position=400;
} else if (result == r.counterClockwise())
{
if(Position>0)
{if(CursorLine==2&&Position>10)Position
=Position-10;
else Position =Position-1;}
}//end else
lcd.print(" ");
}//end if Result
currentMillis = millis(); //get the number of
milliseconds since the program started
//lcd.setCursor(16, 0); //(col, row)
//lcd.print((currentMillis - startMillis) / 1000);
DUT.LRCC

if (currentMillis - startMillis >= period
&&stepperX.currentPosition()!=Position) //test
whether the period has elapsed
{
startMillis = millis();
}
{lcd.clear();
CursorLine = 0;
print_menu();
}
}
void Homing()
{
// Set Max Speed and Acceleration of each
Steppers at startup for homing
stepperX.setMaxSpeed(600.0); // Set Max
Speed of Stepper (Slower to get better accuracy)
// Start Homing procedure of Stepper Motor at
startup
Serial.print("Stepper is Homing . . . . . . . . . . . ");
while (digitalRead(home_switch))
{ // Make the Stepper move CCW until the switch
is activated
stepperX.moveTo(initial_homing); // Set the
position to move to
initial_homing--; // Decrease by 1 for next move
if needed
stepperX.run(); // Start moving the stepper
delay(2);
}
stepperX.setCurrentPosition(0); // Set the current
position as zero for now
of Stepper (Slower to get better accuracy)
initial_homing=1;
while (!digitalRead(home_switch))
{ // Make the Stepper move CW until the switch is
deactivated
stepperX.moveTo(initial_homing);
stepperX.run();
initial_homing++;
delay(20);
}
stepperX.setCurrentPosition(0);
Serial.println("Homing Completed");
Serial.println("");
of Stepper (Faster for regular movements)
}
void MoveTravel(long TravelX)
{
//if (Serial.available()>0)
{ // Check if values are available in the Serial
Buffer
move_finished=0; // Set variable for checking
move of the Stepper
TravelX=TravelX*200;// Put numeric value from
buffer in TravelX variable
if(TravelX==0)TravelX=1;
if (TravelX <= 0 || TravelX > 75000)
{ // Make sure the position entered is not beyond
the HOME or MAX position
Serial.println("");
Serial.println("Please enter a value greater than
zero and smaller or equal to 135000.....");
Serial.println("");
}
else
{
Serial.print("Moving stepper into position: ");
Serial.println(TravelX);
//stepperX.moveTo(TravelX); // Set new
moveto position of Stepper
stepperX.runToNewPosition(TravelX);
//delay(1000); // Wait 1 seconds before moving
the Stepper
}
}
if (TravelX >= 0 && TravelX <= 750000)
{
// Check if the Stepper has reached desired position
if ((stepperX.distanceToGo() != 0))
{
stepperX.run(); // Move Stepper into position
}
// If move is completed display message on Serial
Monitor
if ((move_finished == 0) &&
(stepperX.distanceToGo() == 0))
{
Serial.println("COMPLETED!");
Serial.println("");
Serial.println("Enter Travel distance (Positive
for CW / Negative for CCW and Zero for back to
Home): ");
move_finished=1; // Reset move variable
DUT.LRCC

}
}
}
void Speaker()
{
for(int i=0;i<4;i++)
{
tone (speaker,400);
delay (500);
noTone(speaker);
delay (500);
}
}
DUT.LRCC

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

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động.pdf

Similar to Thiết kế và chế tạo mô hình máy dán băng keo tự động.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

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