Trong ngành in ấn và đóng gói, máy ép màng là một nghệ sĩ tài hoa, biến những cuộn giấy thô ráp thành sản phẩm bóng mượt, sẵn sàng cho thị trường. Nhưng để đạt được sự hoàn hảo, mỗi chi tiết – từ cấp giấy, cán màng, đến cắt giấy – phải chính xác như nhịp điệu của một bản nhạc. Một công ty cơ khí tại Sán Đầu từng gặp khó khăn với hệ thống cũ, khi khoảng cách cấp giấy không ổn định làm lệch màng phủ, gây lãng phí và chậm trễ. Với giải pháp tích hợp từ INVT, sử dụng biến tần GD20, servo DA200, PLC IVC3, và HMI dòng VS, họ đã vượt qua thách thức, đạt được độ chính xác cao và vận hành linh hoạt. Hãy cùng khám phá hành trình này, nơi công nghệ không chỉ giải quyết vấn đề mà còn nâng tầm hiệu quả sản xuất.
Bối cảnh
Máy ép màng, đặc biệt là dòng sử dụng màng đã tráng sẵn (pre-coated), là lựa chọn lý tưởng cho cả sản xuất số lượng lớn và văn phòng tự động nhờ thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và dễ vận hành. Tuy nhiên, một vấn đề phổ biến là khoảng cách cấp giấy không ổn định, khiến màng phủ bị lệch, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường, hệ thống cần đảm bảo độ chính xác, cắt giấy ổn định, và khả năng điều chỉnh tốc độ linh hoạt mà không cần can thiệp cơ khí phức tạp. Đây chính là bài toán mà công ty cơ khí tại Sán Đầu đặt ra cho INVT.
Yêu cầu từ khách hàng
Công ty cơ khí tại Sán Đầu muốn cải thiện hệ thống ép màng cũ, vốn gặp nhiều nhược điểm làm giảm hiệu suất sản xuất. Họ đưa ra các yêu cầu cụ thể, như một danh sách những nốt nhạc cần hòa hợp trong bản giao hưởng sản xuất:
- Khoảng cách cấp giấy ổn định: Đảm bảo đúng độ chồng lề cài đặt trên HMI, với sai số dưới 1mm.
- Cắt giấy ổn định: Giảm thiểu tình trạng dính giấy hoặc cắt sai, đảm bảo sản phẩm đồng đều.
- Điều chỉnh tốc độ linh hoạt: Có thể thay đổi tỷ lệ tốc độ giữa các trục (trục chính, trục quấn, trục xé) ngay trên HMI mà không cần chỉnh sửa cơ khí phức tạp.
Giải pháp từ INVT
Để đáp ứng những yêu cầu này, INVT đã thiết kế một hệ thống tích hợp như một dàn nhạc công nghệ, với các thành phần chính:
- Biến tần GD20: Điều khiển mạnh mẽ, phù hợp với ngành in ấn và đóng gói.
- Servo drive DA200: Đảm bảo độ chính xác cao cho trục cấp giấy.
- Hai PLC dòng IVC3: Điều phối hệ thống và giao tiếp hiệu quả.
- Màn hình HMI dòng VS: Giao diện thân thiện, cho phép điều chỉnh linh hoạt.
1. Lựa chọn thiết bị
| Tên thiết bị | Model | Số lượng | Chức năng |
|---|---|---|---|
| HMI | VS (10 inch) | 1 | Giao tiếp dữ liệu qua Ethernet |
| PLC | IVC3 | 2 | Điều khiển hệ thống và giao tiếp giữa các phần |
| Servo drive | DA200 | 1 | Nhận lệnh từ PLC và điều khiển động cơ |
| Servo motor | Dòng SM | 1 | Truyền động trục cấp giấy |
| Biến tần | GD20 | 8 | Điều khiển các động cơ khác |
2. Nội dung giải pháp
Giải pháp của INVT được thiết kế như một hệ thống điều khiển thông minh, đảm bảo mọi chi tiết hoạt động nhịp nhàng:
- Hệ điều khiển phân tán: Do khoảng cách giữa cụm cấp giấy và cụm cắt giấy xa nhau, INVT sử dụng hai PLC IVC3 kết nối qua giao thức CAN, đảm bảo truyền dữ liệu nhanh, chống nhiễu, và giảm độ trễ xuống dưới 10ms.
- Điều khiển vị trí bằng servo DA200: Servo hoạt động ở chế độ điều khiển vị trí, lấy xung từ encoder của trục chính làm tín hiệu đầu vào. Khi chiều dài giấy thay đổi, hệ thống tự tính lại tỷ lệ truyền điện tử dựa trên đầu vào HMI, đảm bảo độ chồng lề chính xác với sai số dưới 0.5mm.
- Sử dụng biến tần GD20: Với điều khiển vector mạnh mẽ, GD20 nhận tín hiệu tốc độ qua HDI, mang lại phản hồi tức thời, không trễ, phù hợp cho ngành in ấn và đóng gói.
- Tùy chỉnh tốc độ từ HMI: Người vận hành có thể điều chỉnh tỷ lệ tốc độ giữa trục chính và các trục phụ (quấn giấy, xé giấy) trực tiếp trên HMI, loại bỏ nhu cầu chỉnh sửa cơ khí, tiết kiệm 50% thời gian điều chỉnh.
Ưu điểm của giải pháp
Giải pháp của INVT mang lại những giá trị vượt trội, như một bản nhạc được phối hoàn hảo:
- Độ chính xác cấp giấy cao: Ở tốc độ trục chính 65m/phút, thông số xung giữ của servo ổn định ở mức 3–5, với sai lệch vị trí gần như không đáng kể (dưới 0.5mm), đảm bảo chất lượng cán màng đồng đều.
- Cắt giấy ổn định: Đồng bộ encoder và cảm biến quang cho phép xi lanh cắt giấy hoạt động chính xác, giảm 90% hiện tượng cắt sai hoặc dính giấy, nâng cao hiệu suất sản xuất.
Kết luận
Với hệ thống tích hợp sử dụng biến tần GD20 5.5kW cho trục chính và servo DA200 1.5kW cho cụm cấp giấy, INVT đã mang đến giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả cao cho máy ép màng. Kết hợp điều khiển phân tán, truyền thông tốc độ cao qua CAN, và khả năng tùy chỉnh linh hoạt trên HMI, hệ thống đảm bảo độ chính xác, ổn định, và dễ sử dụng. Đây là minh chứng cho sức mạnh của công nghệ INVT, giúp các nhà máy in ấn và đóng gói không chỉ khắc phục nhược điểm cũ mà còn nâng tầm năng suất và chất lượng sản phẩm, sẵn sàng cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.