Máy chiết rót tuyến tính là thiết bị được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất tự động, chủ yếu dùng để chiết rót chất lỏng, bán lỏng hoặc bột vào chai lọ với tốc độ và độ chính xác cao. Thiết bị này đặc biệt phù hợp để chiết rót cồn thuốc, siro, thuốc mỡ, các loại đồ uống có cồn, dầu, dung dịch nước, nhũ tương, huyền phù… trong các ngành dược phẩm, y tế, thực phẩm, hóa chất…
Đây là thiết bị chiết rót và định lượng tự động có tính phổ dụng và ổn định. Nó không chỉ thay thế được thao tác chiết rót thủ công mà còn dễ dàng liên kết với các thiết bị khác để đạt được dây chuyền tự động hóa toàn bộ.
1. Bối cảnh dự án
Máy chiết rót tuyến tính là thiết bị chuyên dùng để đóng gói sản phẩm dạng lỏng, có thể thực hiện các công đoạn như chiết định lượng, đóng nắp… Thiết bị này có khả năng định vị chính xác, vận hành êm ái, thao tác đơn giản, tự động hóa cao và phạm vi ứng dụng rộng. Các chức năng nổi bật bao gồm: không có chai thì không chiết, điều chỉnh tốc độ bằng biến tần…
Do đó, máy được sử dụng rộng rãi trong các ngành như dược phẩm, hóa mỹ phẩm và thực phẩm. Hiện nay, có nhiều loại máy chiết rót tuyến tính với số đầu chiết từ 2 đến 10; số đầu chiết càng nhiều thì hiệu suất càng cao. Trong đó, loại máy chiết rót tuyến tính 4 đầu là phổ biến nhất trên thị trường.
Tuy nhiên, đa số nhà sản xuất hiện nay vẫn điều khiển tốc độ máy bằng cách đồng bộ tốc độ đầu chiết với băng tải trong quá trình chiết. Điều này gây khó khăn trong việc đảm bảo vị trí tương đối chính xác giữa chai và đầu chiết, cũng như đồng đều tốc độ khi kẹp chai. Khi kẹp chai không chính xác, rất dễ làm nghiêng chai và gây lãng phí nguyên liệu.
Nếu đầu chiết và vị trí chai lệch nhau, người vận hành phải điều chỉnh thủ công qua HMI, làm tăng độ phức tạp. Trước các vấn đề trên, INVT đã cung cấp giải pháp tối ưu hóa, giúp vận hành đơn giản hơn và hệ thống hoạt động ổn định hơn.
2. Ứng dụng thực tế của INVT
2.1 Nguyên lý hoạt động của máy chiết rót tuyến tính
Máy có hai chế độ chiết: chai lớn và chai nhỏ. Vị trí đầu chiết được điều chỉnh tự động tùy theo chế độ được chọn. Chế độ chai nhỏ còn có thể chia thành chiết 4 đầu xuôi, chiết 4 đầu ngược, chiết 2 đầu…
Máy sử dụng cảm biến phát hiện chai để tự động ghi nhận vị trí từng chai và tính toán vị trí kích hoạt của đầu chiết theo chế độ làm việc đã thiết lập, sau đó lưu trữ các dữ liệu này.
Quy trình điều khiển chi tiết như sau:
Bước 1: Chọn chế độ chiết phù hợp: chiết chai lớn hay chai nhỏ.
Bước 2: Tự động tính toán và lập đường cong CAM cho đầu chiết dựa trên chế độ đã chọn và thông số cơ khí thực tế, sau đó điều chỉnh đầu chiết về đúng vị trí.
Bước 3: Cài đặt dung tích chiết, hệ thống sẽ tính toán chuyển động servo của cụm chiết dựa trên kích thước cơ khí và tự động điều chỉnh.
Bước 4: Cảm biến phát hiện chai sẽ ghi nhận vị trí của từng chai, tính toán vị trí cần chiết và lưu vào mảng dữ liệu.
Bước 5: Theo dõi vị trí băng tải theo thời gian thực, so sánh và kích hoạt đầu chiết tương ứng khi đến đúng vị trí chai đã lưu.
Bước 6: Mỗi đầu chiết có cảm biến phát hiện kẹp chai. Nếu không phát hiện có chai, hệ thống sẽ không chiết để tránh lãng phí.
Bước 7: Sau khi chiết xong, khi chai đi qua vùng đóng nắp, cảm biến vùng này sẽ ghi nhận vị trí và lưu chờ kích hoạt thiết bị đóng nắp.
Bước 8: Thiết bị đóng nắp sẽ tính toán đường cong CAM cho cơ cấu đóng nắp dựa trên thông số cơ khí đã cài.
Bước 9: Theo dữ liệu từ cảm biến vùng đóng nắp, hệ thống sẽ kích hoạt thiết bị đóng nắp để tự động siết nắp từng chai.
2.2 Đường cong CAM lập trình cho đầu chiết
2.3 Sơ đồ cấu trúc hệ thống
2.3.1 Bảng cấu hình hệ thống
| STT | Thiết bị | Mã sản phẩm | Số lượng |
|---|---|---|---|
| 1 | Bộ điều khiển chính | AX72-C-1608N | 1 |
| 2 | Module nguồn | AX-PWR | 1 |
| 3 | Module đầu vào số | AX-EM-1600D | 2 |
| 4 | Module đầu ra số | AX-EM-0016DN | 2 |
| 5 | Màn hình HMI | VS-102QS | 1 |
| 6 | Servo đầu chiết | SV-DA200-0R7-2-N0 | 4 |
| 7 | Servo bơm chất lỏng | SV-DA200-1R5-2-N0 | 4 |
| 8 | Servo đóng nắp | SV-DA200-3R0-4-N0 | 2 |
| 9 | Động cơ đầu chiết | SV-ML08-0R7G-2-9A0-1000 | 4 |
| 10 | Động cơ bơm chất lỏng | SV-MM13-1R5E-2-9A0-1000 | 4 |
| 11 | Động cơ đóng nắp | SV-MM13-3R0E-2-9A0-1000 | 2 |
| 12 | Biến tần VFD | GD20-0R7G-S2 | 3 |
3. Ưu điểm của giải pháp
- Tối ưu dây dẫn: Giải pháp dùng truyền thông bus thay thế tín hiệu xung truyền thống, giảm đáng kể số dây, giảm khối lượng công việc kỹ sư và tăng hiệu suất lắp đặt.
- ECAM điều khiển chính xác: Sử dụng CAM điện tử giúp quá trình vận hành mượt mà, tốc độ cao và đảm bảo vị trí tương đối giữa đầu chiết và chai.
- Điều chỉnh linh hoạt: Trong khi máy đang chạy, người vận hành có thể thay đổi dung tích chiết mà không cần dừng máy, rất phù hợp khi thay đổi chai khác kích thước – tăng hiệu quả sản xuất.
4. Lợi ích cho khách hàng
- Tiết kiệm chi phí: Giải pháp với thiết bị INVT giúp thay thế hệ thống cũ, giảm chi phí điện và tăng khả năng thao tác.
- Rút ngắn thời gian cài đặt: CAM trực quan giúp cài đặt nhanh, thay đổi khuôn dễ dàng, tự động nhận dạng thông số khuôn – giảm rủi ro do điều chỉnh thủ công.
- Nâng cao hiệu quả: Tăng tốc chu kỳ chiết, rút ngắn thời gian mỗi mẻ – cải thiện năng suất và năng lực cạnh tranh.
5. Hình ảnh thiết bị
