« Quay lại

Máy đóng thùng tự động - Công trình của những chàng trai đam mê nghiên cứu

Tự động hóa quá trình sản xuất là vấn đề mang tính then chốt để các công ty có thể cắt giảm chi phí sản xuất nhằm cạnh tranh tốt hơn trong bối cảnh hội nhập đang ngày một sâu rộng và cấp bách hơn bao giờ hết.

Trong các dây chuyền sản xuất hiện nay, tự động hóa ở khâu đóng thùng chưa được chú trọng nhiều, chủ yếu dùng lao động thủ công. Lý do vì các máy đóng thùng nhập ngoại có giá trị đầu tư ban đầu lên đến hàng tỷ đồng, hơn nữa để vận hành được máy nhập ngoại cần sử dụng nhân viên có trình độ, theo đó chi phí tiền lương cho nhân viên có trình độ sẽ phải cao hơn công nhân. Ngoài ra, khi dùng các máy nhập ngoại chi phí thay thế phụ tùng và chi phí bảo trì cũng sẽ rất cao.

Để giải quyết vấn đề trên, các tác giả Trần Xuân Quý, Nguyễn Sỹ Nghiêm, Cao Xuân Hòa thuộc Ban Kỹ thuật - Cơ điện, Nhà máy sữa Nghệ An đã nghiên cứu, chế tạo thành công máy đóng thùng tự động - Công trình đạt giải Nhì giải thưởng Sáng tạo KH&CN Nghệ An 2017.

Giải pháp mà nhóm tác giả đưa ra là: Máy đóng thùng tự động được hiện thực hóa từ ý tưởng sơ khai là mô phỏng theo một số thao tác làm việc của công nhân. Tác giả đã khảo sát bằng cách làm việc như một công nhân khâu bao gói thực thụ trong khoảng một tuần. Nhờ đứng từ vai trò người công nhân để triển khai đề tài nên máy cơ bản đã đáp ứng được những yêu cầu đặt ra ban đầu là tự động hóa, giảm sức lao động nhưng vẫn đảm bảo đơn giản, dễ sử dụng. Bằng cách tư duy như vậy, giải pháp được nhóm tác giả đưa ra đó là: Giữ nguyên kiểu thùng carton như thùng đóng bằng tay. Đưa sản phẩm vào thùng theo chiều từ trên xuống sử dụng giác hút chân không có điều khiển, tương tự đối với vách ngăn. Thùng được gập bằng các guide dẫn hướng và các cơ cấu gập dùng xylanh khí nén.

Tất cả các cơ cấu cơ khí đều do nhóm tác giả tự thiết kế và chế tạo tại xưởng cơ khí của nhà máy sữa Nghệ An bao gồm:

 

Dynamic Arm đang thực hiện thao tác gắp thùng                                      Hình minh họa thùng đã được gập các tai dưới

 

- Phần gập thùng carton: Giải pháp mà tác giả đưa ra đặc biệt ở chỗ sáng tạo ra một cơ cấu dạng cánh tay linh hoạt (dynamic arm) thực hiện nhiều thao tác: kéo thùng, gập thùng, đẩy thùng. Nhờ việc tích hợp đó, máy sẽ gọn nhẹ hơn. Dynamic arm được điều khiển bởi một động cơ servo và một xylanh xoay theo phương đứng. Trên đó được tích hợp các sensor nhận biết vị trí, sensor đọc lỗi,van điều khiển chân không gắp thùng và cơ cấp gập tai thùng.

- Phần bốc sản phẩm:  Sản phẩm được gắp bởi các giác hút chân không, nâng lên bằng xylanh khí nén và di chuyển bằng trục vít điều khiển bởi động cơ servo.

- Cấp nguyên liệu cho máy: Cấp thùng và Cấp vách ngăn

- Hệ thống phụ trợ

- Phần điều khiển: Toàn bộ hoạt động của máy được điều khiển thông qua bộ PLC của hãng Delta được lập trình với tiêu chí dễ sử dụng để công nhân phổ thông được đào tạo là có thể vận hành được, số thao tác của công nhân vận hành được tinh giản đến tối đa

- Màn hình HMI: Giao tiếp người - máy được thực hiện bởi màn hình cảm ứng của hãng Delta được tác giả thiết kế và lập trình dưới ngôn ngữ tiếng Việt. Các hiển thị trạng thái, cài đặt, tùy chỉnh, cảnh báo lỗi, báo cáo hiệu suất … đều được tích hợp vào màn hình.

 

Sau thời gian nghiên cứu và chế tạo từ tháng 10/2015 đến tháng 1/2016 nhóm tác giả đã hoàn thành sản phẩm với chi phí dưới 300 triệu đồng/máy, rẻ hơn rất nhiều so với máy nhập ngoại có giá từ 5 - 10 tỷ đồng. Trong suốt thời gian chạy sản xuất thực tế từ tháng 02/2016 - 02/2017 đã chứng minh được tính hiệu quả, máy chạy ổn định và ít lỗi, công nhân vận hành dễ dàng và giảm sức lao động.

Máy được thiết kế, triển khai với các chi tiết cơ khí được thiết kế đặc biệt giúp cho cơ cấu của máy được gọn nhẹ, đơn giản mà đầy đủ công năng. Phần mềm điều khiển do tác giả phát triển, tự lập trình phù hợp với đối tượng sử dụng, có thể thay đổi theo từng yêu cầu khác nhau một cách linh hoạt. Có thể ứng dụng để viết chương trình cho các hệ thống tự động hóa khác. Đồng thời, việc nghiên cứu và làm chủ được các phương pháp điều khiển động cơ servo là một lợi thế lớn để phát triển các sản phẩm tự động hóa có tính chính xác cao áp dụng trong môi trường công nghiệp, như robot công nghiệp, CNC…

Hiện tại, công trình đang được áp dụng tại nhà máy Sữa Nghệ An. Khả năng trong tương lai gần sẽ triển khai đến tất cả 13 nhà máy của Vinamilk. Hơn nữa, sản phẩm có thể tinh chỉnh để áp dụng vào các dây chuyền đóng gói khác như bánh kẹo,thực phẩm, dược phẩm. Với yêu cầu vốn đầu tư ban đầu thấp hơn nhiều so với nhập máy từ nước ngoài, máy đưa vào hoạt động giúp giảm số nhân công từ 9 người /3 ca xuống còn 6 người. Tiết kiệm mỗi năm cho nhà máy 438.000.000 đ cho mỗi dây chuyền.

Việc triển khai sáng kiến chế tạo máy đóng thùng tự động thành công đã tạo động lực không nhỏ cho lực lượng lao động tại nhà máy, luôn tìm tòi, sáng tạo trong lao động, sản xuất, nhằm mang lại nhiều giá trị tốt đẹp hơn cho cá nhân, tổ chức và xã hội./.

Lê Phương

Tin khác

Liên kết website Liên kết website

  Cổng Thông tin điện tử  SỞ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ TỈNH NGHỆ AN


Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Nghệ An. 

Số 75 Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An

Điện thoại: 02383.844500 - Fax: 02383.598478

Email: khcn@khcn.nghean.gov.vn


Cơ quan thiết lập: Trung tâm Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Số 75A Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An
Điện thoại: 02383.837448 - 02383566380.   Email: webkhcnnghean@gmail.com
Người chịu trách nhiệm: Võ Hải Quang, Giám đốc TT Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Giấy phép thiết lập số: 23/GP-TTĐT ngày 28/3/2017 do Sở TT&TT Nghệ An cấp

 

 

@ Ghi rõ nguồn ngheandost.gov.vn khi phát hành lại thông tin từ website này.