Trong bối cảnh nhu cầu khẩu trang tăng cao do dịch bệnh, Jiefeng Machinery đã phát triển một giải pháp đột phá: máy hàn cạnh khẩu trang N95 bán tự động. Hệ thống này sử dụng cấp liệu thủ công, kết hợp biến tần và đĩa chia độ để định vị chính xác, hàn cạnh bằng siêu âm, và cắt tự động nhờ tay máy robot. Là một chuyên gia trong lĩnh vực tự động hóa, tôi sẽ dẫn bạn qua hành trình khám phá giải pháp của INVT cho hệ thống này, từ quy trình vận hành đến lợi ích thực tiễn, giúp tối ưu hóa sản xuất khẩu trang với chi phí thấp và thời gian triển khai nhanh chóng.
Giới thiệu: Hệ thống sản xuất khẩu trang N95 thông minh
Máy hàn cạnh khẩu trang N95 bán tự động của Jiefeng Machinery là một giải pháp tối ưu cho các nhà sản xuất muốn tăng tốc độ sản xuất mà vẫn đảm bảo chi phí thấp. Thay vì sử dụng bộ điều khiển servo phức tạp với chức năng cam điện tử, hệ thống này tận dụng biến tần GD20-0R7G-4 kết hợp đĩa chia độ để định vị, mang lại quy trình đơn giản và thời gian phát triển ngắn. Hệ thống tích hợp PLC IVC1L, HMI dòng VS, và giao tiếp RS485, cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ linh hoạt qua HMI.
Động cơ hoạt động theo kiểu dừng – chạy định kỳ, phối hợp với đĩa chia độ để tránh va chạm giữa đầu hàn siêu âm, tay máy, và bàn xoay. Một bit an toàn được bổ sung để điều khiển bật/tắt biến tần, với PLC đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng giữa các thành phần như biến tần, module siêu âm, và xi lanh tay máy.
Yêu cầu điều khiển: Quy trình sản xuất hiệu quả
Hệ thống máy hàn cạnh khẩu trang N95 được chia thành ba trạm chính: cấp liệu bằng bàn xoay, hàn siêu âm, và tháo sản phẩm bằng tay máy. Trạm cấp liệu sử dụng biến tần GD20-0R7G-4 và đĩa chia độ với 6 vị trí, mỗi vị trí cách nhau 60°, cho phép đặt khẩu trang N95 gấp tay vào khuôn trên bàn xoay. Trạm hàn siêu âm hoạt động độc lập, chỉ cần PLC gửi tín hiệu khởi động và dừng. Trạm tháo sản phẩm sử dụng ba cụm xi lanh (tiến/lùi, lên/xuống, và gắp) để hoàn thành việc lấy khẩu trang khỏi khuôn.
Ưu điểm nổi bật của hệ thống bao gồm chu kỳ phát triển ngắn, chỉ khoảng 4 ngày từ lập trình đến vận hành. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ bất kỳ lúc nào mà không cần dừng máy, đảm bảo độ an toàn cao. Việc bảo trì cũng đơn giản, với các tham số hệ thống và thời gian trễ được sao chép dễ dàng, không cần điều chỉnh lại sau khi căn chỉnh công tắc cơ học và quang điện.
Các module chính của hệ thống
Biến tần và đĩa chia độ
Đĩa chia độ hoạt động dựa trên cam đồng dạng trên trục vào và ổ lăn phân bố đều trên trục ra, tạo ra chuyển động không khe hở và vuông góc. Phần cong của cam điều khiển đĩa chia độ quay, trong khi phần thẳng giữ đĩa cố định để khóa vị trí. Với 6 trạm định vị mỗi 60°, hệ thống đảm bảo đầu hàn siêu âm và khuôn cơ học được căn chỉnh chính xác, mang lại chuyển động định kỳ mượt mà.
Module hàn siêu âm
Module siêu âm hoạt động độc lập với bộ điều khiển riêng, thực hiện hàn điểm thông qua xi lanh khí và nút khởi động sóng âm. PLC IVC1L chỉ cần gửi tín hiệu công tắc để kích hoạt, giúp đơn giản hóa quá trình điều khiển và đảm bảo độ chính xác khi hàn cạnh khẩu trang.
Module tay máy
Tay máy tự động tháo sản phẩm bằng ba cụm xi lanh: tiến/lùi, lên/xuống, và kẹp. Công tắc hành trình được gắn vào xi lanh để xác định vị trí an toàn, ngăn chặn va chạm với các trạm khác và đảm bảo biến tần hoạt động đúng thời điểm.
Thực hiện điều khiển hệ thống
Lưu đồ quy trình
Quy trình vận hành của máy được thiết kế để đảm bảo phối hợp nhịp nhàng giữa các trạm, từ cấp liệu, hàn siêu âm, đến tháo sản phẩm, được minh họa rõ ràng trong lưu đồ sau:
Cấu hình điện
Hệ thống sử dụng các thiết bị INVT chất lượng cao để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy:
| Tên thiết bị | Mã sản phẩm | Số lượng |
|---|---|---|
| PLC INVT | IVC1L-2416MAT | 1 |
| Biến tần INVT | GD20-0R7G-4 | 1 |
| HMI INVT | VS070HE | 1 |
Tham số chính của biến tần
Để đảm bảo hoạt động mượt mà, các tham số chính của biến tần GD20-0R7G-4 được cấu hình như sau:
| Mã chức năng | Tên tham số | Giá trị |
|---|---|---|
| P0.00 | Chế độ điều khiển tốc độ | 2 |
| P0.01 | Kênh lệnh chạy | 1 |
| P0.03 | Tần số đầu ra tối đa | 80 |
| P0.04 | Giới hạn trên tần số vận hành | 80 |
| P2.00 | Lựa chọn loại động cơ | 0 |
| P2.01 | Công suất định mức động cơ | 370 |
| P2.02 | Tần số định mức động cơ | 50/60 |
| P2.03 | Tốc độ định mức động cơ | 1400 |
| P2.04 | Điện áp định mức động cơ | 220 |
| P2.05 | Dòng điện định mức động cơ | 1.9/1.8 |
| P0.11 | Thời gian tăng tốc | 0.1 |
| P0.12 | Thời gian giảm tốc | 0.1 |
Lưu ý khi chạy thử
Thời gian tăng và giảm tốc của động cơ được đặt trong khoảng 0.1s đến 0.2s để đảm bảo dừng đúng vị trí trạm. Nếu thời gian quá dài, động cơ có thể không dừng kịp, gây sai lệch vị trí. Ngược lại, nếu thời gian giảm tốc quá ngắn, hiện tượng vượt quá (overshoot) có thể xảy ra. Việc hiệu chỉnh chính xác thời gian tăng/giảm tốc và tín hiệu đĩa chia độ là yếu tố then chốt để đạt được chuyển động mượt mà và định vị chính xác.
Kết luận: Giải pháp hiệu quả cho sản xuất khẩu trang
Hệ thống máy hàn cạnh khẩu trang N95 bán tự động của Jiefeng Machinery, được hỗ trợ bởi công nghệ INVT, là một giải pháp lý tưởng cho sản xuất quy mô nhỏ với chi phí thấp. Với thời gian phát triển chỉ 2-3 ngày, hệ thống này cho phép đưa vào sản xuất nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu cấp bách về khẩu trang. Dù hiệu suất không cao như các hệ thống servo phức tạp, nhưng chi phí cơ khí và phát triển thấp, cùng với quy trình lập trình đơn giản, khiến nó trở thành lựa chọn tối ưu cho các nhà sản xuất vừa và nhỏ.
Một lưu ý quan trọng là module siêu âm cần sử dụng mối nối cộng hưởng chính xác, được thử nghiệm bởi nhà sản xuất để đảm bảo hiệu quả hàn. Sự phối hợp giữa các xi lanh tay máy và các vị trí an toàn giúp ngăn chặn va chạm, đảm bảo vận hành trơn tru. Với giải pháp này, INVT không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật mà còn giúp các nhà sản xuất nhanh chóng đáp ứng nhu cầu thị trường.
Khuyến nghị từ chuyên gia: Để tối ưu hóa hệ thống, hãy đảm bảo hiệu chỉnh chính xác thời gian tăng/giảm tốc và căn chỉnh công tắc cơ học, quang điện trước khi vận hành. Liên hệ với INVT để nhận hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn về các thiết bị như biến tần GD20-0R7G-4, giúp dây chuyền sản xuất của bạn đạt hiệu suất tối đa. Tham khảo thêm tài liệu tại Hướng dẫn sử dụng Goodrive 20 để hiểu rõ hơn về cấu hình và vận hành.
Tài liệu tham khảo
[1] Hướng dẫn sử dụng IVC V1.40 – SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.[2] Hướng dẫn sử dụng Goodrive 20 – SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.