Tài liệu Báo cáo nghiên cứucải tiến quy trình làm việc máy ép tem

  • Số trang: 54 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 116 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8489 tài liệu

Mô tả:

MỤC LỤC CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.1 Lí do chọn đề tài. ..............................................................................................1 1.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài. .........................................................................2 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài. .................................................................2 1.4 Khả năng ứng dụng vào thực tế. .......................................................................2 1.5 Mục đích của đề tài ...........................................................................................2 1.6 Mục tiêu đã đạt đƣợc. .......................................................................................2 1.7 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. .............................................................................2 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 2.1 Quy trình ép tem. ..............................................................................................3 2.1.1 Máy ép tem cơ sở. .....................................................................................3 2.1.2 Quy trình ép tem bằng tay. ........................................................................4 2.1.3 Sơ đồ khối các công đoạn ép tem bằng tay. ..............................................4 2.2 Yêu cầu và hƣớng giải quyết. ...........................................................................5 2.2.1 Yêu cầu cải tiến. ........................................................................................5 2.2.2 Hƣớng giải quyết. ......................................................................................5 2.3 Phƣơng án điều khiển. ......................................................................................5 2.4 Giới thiệu một số thiết bị đƣợc sử dụng. ..........................................................6 2.4.1 Thiết bị điều khiển PLC. ...........................................................................6 2.4.1.1 Tổng quan PLC S7-200. .....................................................................7 2.4.1.2 Phần mềm viết chƣơng trình Step 7 Micro Win. ...............................7 2.4.2 Tổng quan về barcode reader. ...................................................................9 2.4.2.1 Cấu tạo cơ bản của Barcode reader. ...................................................9 2.4.2.2 Nguyên lí hoạt động của barcode. ....................................................10 2.4.2.3 Phân loại barcode. ............................................................................11 2.4.3 Tổng quan về khí nén. .............................................................................15 2.4.3.1 Ƣu–Nhƣợc điểm của khí nén. ..........................................................15 2.4.3.2 Các thiết bị khí nén. .........................................................................16 2.4.3.3 Xylanh khí nén. ................................................................................17 2.4.3.4 Van tiết lƣu một chiều ......................................................................18 2.4.3.5 Van điện từ. ......................................................................................18 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 20 3.1. Cấu tạo chung của máy ..................................................................................20 3.1.1 Nguyên lí hoạt động của từng cụm cơ cấu ..............................................20 3.1.2 Quy trình làm việc của công nhân và máy. .............................................21 3.2 Ốp hông...........................................................................................................21 3.2.1 Yêu cầu ....................................................................................................21 3.2.2 Thiết kế cơ khí .........................................................................................22 3.2.3 Kết quả .....................................................................................................22 3.3. Phƣơng án thiết kế cơ cấu lấy tem .................................................................22 3.3.1 Thiết kế cơ khí .........................................................................................23 3.3.2 Phần điều khiển: ......................................................................................24 3.3.3 Tính toán lựa chọn xylanh xuống. ...........................................................25 3.4. Phƣơng án thiết kế cơ cấu ép tem. .................................................................26 3.4.1 Yêu cầu ....................................................................................................26 3.4.2 Thiết kế cơ khí .........................................................................................26 3.4.3 Kết quả .....................................................................................................29 3.5. Phƣơng án thiết kế hộp tem. ..........................................................................29 3.5.1 Yêu cầu. ...................................................................................................29 3.5.2 Phƣơng án thiết kế. ..................................................................................29 3.6 Giá cố định barcode. .......................................................................................31 3.6.1 Yêu cầu ....................................................................................................31 3.6.2 Thiết kế cơ khí .........................................................................................31 3.7 Khuôn đế lót ....................................................................................................32 3.7.1 Yêu cầu ....................................................................................................32 3.7.2 Giải pháp..................................................................................................32 3.8 Thiết kế phần điều khiển .................................................................................32 3.8.1 Sơ đồ động lực .........................................................................................33 3.8.2 Sơ đồ kết nối PLC ...................................................................................33 3.8.3 Thành lập địa chỉ các ngõ vào ra của PLC ..............................................34 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 35 4.1 Kết quả. ...........................................................................................................35 4.2 Một số giấy tờ liên quan .................................................................................35 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 39 5.1 Kết luận ...........................................................................................................39 5.2 Hƣớng phát triển .............................................................................................39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1.Máy ép tem có sẵn trong công ty .................................................................3 Hình 2.2.Thao tác canh chỉnh tem của ngƣời công nhân ............................................4 Hình 2.3.Sơ đồ khối làm việc của máy ép tem ...........................................................4 Hình 2.4.PLC S7-200 CPU224 ...................................................................................7 Hình 2.5.Giao diện chƣơng trình Step 7 Micro Win...................................................9 Hình 2.6. Barcode .....................................................................................................10 Hình 2.7.Sơ đồ giải thuật cấu hình barcode ..............................................................15 Hình 2.8.Máy nén khí công nghiệp MGA ................................................................16 Hình 2.9.Xylanh đơn. ................................................................................................17 Hình 2.10.Xylanh đôi. ...............................................................................................17 Hình 2.11.Cấu tạo bên trongcủa xylanh ....................................................................17 Hình 2.12.Van tiết lƣu một chiều. .............................................................................18 Hình 2.13 Kí hiệu van tiết lƣu một chiều ..................................................................18 Hình 2.14.Van điện 5/2. ............................................................................................19 Hình 3.1.Thiết kế máy ép tem trên bản vẽ. ...............................................................20 Hình 3.2.Quy trình làm việc ......................................................................................21 Hình 3.3.Ốp hông trên bản vẽ ...................................................................................22 Hình 3.4.Ốp hông ngoài thực tế. ...............................................................................22 Hình 3.5.Tay lấy tem trên bản vẽ. .............................................................................23 Hình 3.6.Gối bắt giác hút ..........................................................................................24 Hình 3.7.Gối bắt xylanh xoay ...................................................................................24 Hình 3.8.Van chân không..........................................................................................25 Hình 3.9.Tay lấy tem ngoài thực tế ...........................................................................26 Hình 3.10. Phít cách nhiệt .........................................................................................27 Hình 3.11. Đầu ép .....................................................................................................27 Hình 3.12.Cục nhiệt ..................................................................................................28 Hình 3.13.Điện trở nhiệt ...........................................................................................28 Hình 3.14.Đầu dò nhiệt độ ........................................................................................28 Hình 3.15.Cơ cấu ép trên bản vẽ ...............................................................................29 Hình 3.16.Cơ cấu ép trong thực tế ............................................................................29 Hình 3.17.Đế hộp tem ...............................................................................................30 Hình 3.18.Thành hộp tem..........................................................................................30 Hình 3.19.Đế đựng hộp tem ......................................................................................31 Hình 3.20.Hộp tem ngoài thực tế ..............................................................................31 Hình 3.21.Giá cố định barcode .................................................................................32 Hình 3.22.Khuôn đế lót .............................................................................................32 Hình 3.23.Sơ đồ khí nén............................................................................................33 Hình 3.24 Sơ đồ kết nối PLC ....................................................................................33 Hình 4.1 Máy ép tem sau khi cải tiến .......................................................................35 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1- Bảng vùng nhớ của CPU 224 .....................................................................8 Bảng 1.2- Bảng địa chỉ ngõ vào của PLC .................................................................34 Bảng 1.3- Bảng địa chỉ ngõ ra của PLC ....................................................................34 Bảng 1.4- So sánh sản lƣợng trƣớc và sau khi cải tiến .............................................39 1 CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lí do chọn đề tài. Đất nƣớc ta trong quá trình tiến tới một nền công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cùng với xu hƣớng đó các công ty trong nƣớc ngày càng muốn thay thế lao động thủ công bằng các loại máy móc, thiết bị tự động hóa để nâng cao năng suất lao động và thúc đẩy nền công nghiệp nƣớc nhà phát triển. Trong những năm gần đây nƣớc ta đã mở cửa đón các doanh nghiệp quốc tế vào đầu tƣ tại Việt Nam, vì vậy đã và đang hình thành các khu công nghiệp có quy mô rất lớn, nhƣng do trình độ khoa học kỹ thuật còn thấp nên hầu nhƣ chỉ sử dụng lao động chân tay làm chủ lực, nhiều khâu phải tuyển dụng rất nhiều công nhân vào làm việc và chia thành nhiều công đoạn nhỏ. Việc này làm cho sự quản lý khó khăn hơn và giá trị thặng dƣ giảm xuống nhiều. Công ty TNHH ChangShin Việt Nam là công ty có 100% vốn đầu tƣ của Hàn Quốc làm việc trong lĩnh vực gia công giày. Với công nghệ sản xuất của thập niên 70 của thế kỉ trƣớc, nhu cầu cải tiến công nghệ để nâng cao chất lƣợng sản phẩm và năng suất lao động là một yêu cầu bức thiết. Xác định đƣợc mục tiêu sống còn đó, ban lãnh đạo công ty đã kết nối với các công ty trong và ngoài nƣớc nghiên cứu cải tiến các giải pháp kỹ thuật phục vụ cho sự phát triển của công ty. Quá trình lao động thực tế ở công ty TNHH TM-DV-SX Tự động AZ, nhóm đã đƣợc công ty tin tƣởng làm việc ở bộ phận phát triển máy cho công ty Changshin. Sau quá trình tìm hiểu thực tế ở Changshin, nhóm đã đề ra phƣơng án nâng cấp máy ép tem bán tự động và đã đƣợc ban lãnh đạo 2 công ty thống nhất thực hiện. Máy ép tem là thiết bị thực hiện ép các tem nhỏ lên miếng đế lót. Dạng thiết bị này đƣợc sử dụng rộng rãi trong các công ty gia công giày nhằm tạo ra các miếng đế lót có thông tin về sản phẩm và công ty. Đề tài “Cải tiến quy trình làm việc máy ép tem” đƣợc nhóm đề nghị thực hiện với chi phí chế tạo thấp nhất, kết cấu đơn giản nhất nhƣng mang lại hiệu quả cao nhất, hi vọng sẽ mang lại hiệu quả tốt nhất cho công ty Changshin Việt Nam và giảm bớt sự nặng nhọc, mệt mỏi của công nhân. 2 1.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài. Nghiên cứu và thiết kế máy ép tem tự động theo yêu cầu của công ty TNHH Changshin Việt Nam. 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài. Phƣơng pháp quan sát thực tế: nhóm đã có thời gian tiếp cận với quy trình sản xuất trong công ty Changshin Việt Nam, nghiên cứu các cơ cấu máy móc từ nhiều nguồn trên Internet cùng với quá trình nghiên cứu thực tế tại công ty đã cho chúng tôi ý tƣởng thiết kế ra các cơ cấu tay máy. Từ đó tìm ra những công đoạn cần cải tiến về máy móc để nâng cao năng suất lao động. 1.4 Khả năng ứng dụng vào thực tế. Dạng sản phẩm này sau khi hoàn tất cải tiến có thể đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các công ty gia công giày trong và ngoài nƣớc. 1.5 Mục đích của đề tài Dựa vào môi trƣờng làm việc và yêu cầu của công ty đặt ra nhóm đã quan sát việc ép và canh chỉnh tem bằng tay của ngƣời công nhân. Từ đó lựa chọn giải pháp và đƣa ra ý tƣởng thiết kế mô hình trên máy và sau đó thì thi công lắp ráp. Đƣa công nghệ tiên tiến vào dây chuyền sản xuất, thay thế sức lao động thủ công bằng máy móc, tăng năng suất và chất lƣợng sản phẩm nâng cao chất lƣợng làm việc của ngƣời công nhân. 1.6 Mục tiêu đã đạt đƣợc.  Nâng cao tính tự động hóa.  Nâng cao năng suất lao động.  Tăng tính kinh tế.  Tính thẩm mĩ cao.  An toàn cho ngƣời lao động. 1.7 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Tự động hóa trong sản xuất hàng hóa và nâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lƣợng sản phẩm, mang lại lợi nhuận trực tiếp cho công ty Changshin Việt Nam 3 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Quy trình ép tem. 2.1.1 Máy ép tem cơ sở. Hiện tại trong phân xƣởng ép tem của công ty ChangShin Việt Nam các máy ép tem đƣợc sử dụng chỉ với bộ phận ép làm nhiệm vụ ép chín tem vào đế lót, các công đoạn còn lại nhƣ lấy tem, đặt tem lên đế lót, đặt đế lót lên bàn ép, kiểm tra các loại tem, canh chỉnh tem chính xác ở vị trí ép vẫn còn phải sử dụng sức lao động của ngƣời công nhân. Do đó năng suất làm việc của bộ phận ép tem phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề, sức khỏe và độ lành nghề của ngƣời công nhân Chất lƣợng sản phẩm phụ thuộc vào sự cẩn thận, tỉ mỉ của ngƣời công nhân. Chất lƣợng và thời gian ép tem không đảm bảo, ngoài ra trong quá trình làm việc sức khỏe của ngƣời công nhân cũng bị ảnh hƣởng do lúc nào mắt của họ cũng phải nhìn vào tia laser và có thể bị phỏng do chạm vào đầu ép tem khi nhiệt độ ép lên cao. Hình 2.1.Máy ép tem có sẵn trong công ty 4 2.1.2 Quy trình ép tem bằng tay. Hình 2.2.Thao tác canh chỉnh tem của ngƣời công nhân Khi bắt đầu làm việc ngƣời công nhân sẽ lựa chọn loại tem phù hợp với module đế lót rồi đặt tem lên đế lót sau đó đặt đế lót lên bàn ép, tem sẽ đƣợc canh chỉnh theo ánh đèn laser đã đặt sẵn ở trên bàn máy. Khi tem đƣợc đặt ở vị trí ép chính xác ngƣời công nhân sẽ cho ép tem. Việc trải qua nhiều công đoạn lựa chọn và canh chỉnh nhƣ vậy tốn khoảng thời gian 6s/1 sản phẩm và gây mệt mỏi cho ngƣời công nhân trong suốt ca làm việc. Từ thực tế trên, sau quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và đƣợc sự chấp thuận của ban lãnh đạo công ty. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành “Cải tiến quy trình làm việc máy ép tem”. 2.1.3 Sơ đồ khối các công đoạn ép tem bằng tay. Hình 2.3.Sơ đồ khối làm việc của máy ép tem 5 2.2 Yêu cầu và hƣớng giải quyết. 2.2.1 Yêu cầu cải tiến. Sau khi cải tiến kỹ thuật máy cần đạt đƣợc những yêu cầu sau: - Giảm công đoạn canh chỉnh và lựa chọn tem. - Tỉ lệ sản phẩm lỗi cho phép là 150/1 sản phẩm. - Thời gian ép của máy bằng ngƣời công nhân lành nghề nhất trong công ty 4s/sản phẩm. - An toàn cho ngƣời công nhân. - Nâng cao năng suất. - Làm việc ổn định. 2.2.2 Hƣớng giải quyết. Để giải quyết vấn đề đƣợc những yêu cầu do ban lãnh đạo công ty đề ra, nhóm đã nghiên cứu đã thực hiện các trình tự sau: - Quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu quá trình ép tem của ngƣời công nhân bằng thủ công. - Thu thập tài liệu về việc ép sản phẩm có liên quan. - Nghiên cứu các cơ cấu, các tài liệu về cơ khí... - Phân tính và chọn một phƣơng án lấy tem và ép hợp lý nhất để xây dựng một mô hình test. - Xây dựng bản vẽ thiết kế, quy trình hoạt động của máy. - Thiết kế và thi công từng chi tiết, sau đó lắp ráp thành máy hoàn chỉnh. 2.3 Phƣơng án điều khiển. Qua quá trình phân tích nguyên lý hoạt động của hệ thống nhóm đƣa ra nhiều phƣơng án để điều khiển, ví dụ nhƣ: điều khiển bằng vi xử lý, điều khiển bằng PLC. Điều khiển bằng vi xử lý: phƣơng án này có các ƣu điểm nhƣ kết nối đƣợc với máy tính, dễ dàng sửa đổi chƣơng trình điều khiển, giá thành rẻ, quan sát đƣợc hệ thống bằng màn hình máy tính, nhƣng có nhƣợc điểm tuổi thọ không cao, khó thay thế và sửa chữa thiết bị điện tử do không phổ biến. Điều khiển bằng PLC: phƣơng án này có các ƣu điểm nhƣ có kết nối với màn hình máy tính, dễ dàng thay thế và sửa chữa chƣơng trình điều khiển, đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, tính thẩm mỹ và tuổi tuổi thọ cao, nhƣng nhƣợc 6 điểm giá thành tƣơng đối cao. Nhóm nghiên cứu phải lựa chọn phƣơng án nào có tính khả thi nhất, mang lại hiệu quả cao nhất cho công ty. Từ những ƣu, nhƣợc điểm trên đồng thời để đáp ứng đƣợc yêu cầu của hệ thống nhóm nghiên cứu quyết định lựa chọn phƣơng án điều khiển bằng PLC S7-200: phƣơng án này có các ƣu điểm nhƣ dễ dàng thay thế và thay đổi chƣơng trình điều khiển, đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, tính thẩm mỹ và tuổi tuổi thọ cao. 2.4 Giới thiệu một số thiết bị đƣợc sử dụng. 2.4.1 Thiết bị điều khiển PLC. Kĩ thuật lập trình đã đƣợc phát triển trong thời gian rất lâu. Việc điều khiển đƣợc thực hiện nhờ vào các ứng dụng của ngành điện, thực hiện bằng việc đóng ngắt các tiếp điểm relay. Từ khi có sự xuất hiện của máy tính điện tử đã tạo ra một bƣớc tiến mới trong kĩ thuật điều khiển–kĩ thuật điều khiển lập trình PLC. PLC là một thiết bị điều khiển logic khả trình xuất hiện vào những năm 1970 và nhanh chóng trở thành sự lựa chọn cho việc điều khiển sản xuất. Những ƣu điểm, nhƣợc điểm khi sử dụng PLC: Ƣu điểm: - Mềm dẻo và dễ thay thế khi cần thay đổi hệ thống điều khiển. - Giảm giá thành đối với hệ thống phức tạp. - Khả năng kết hợp với máy tính cho phép điều khiển các hệ thống tinh vi. - Khả năng hỗ trợ, xử lí sự cố làm cho việc lập trình dễ dàng và nhanh chóng. - Kết cấu chắc chắn và chính xác làm cho hệ thống hoạt động ổn định và tin cậy. Nhƣợc điểm: - Đối với việc điều khiển hệ thống nhỏ thì giá thành hơi cao so với các phƣơng pháp điều khiển khác. - Đòi hỏi ngƣời điều khiển cần phải qua đào tạo chuyên môn. 7 2.4.1.1 Tổng quan PLC S7-200. PLC S7-200 của hãng Simen sản xuất thuộc dòng PLC nhỏ, với ứng dụng điều khiển tự động đa dạng, nó đƣợc thiết kế nhỏ gọn, lệnh hỗ trợ mạnh cho trƣơng trình ứng dụng trong điều khiển tự động. Các dòng CPU của S7-200 bao gồm: CPU 210, CPU 212, CPU 214, CPU 215, CPU 216, CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 224XP, CPU 226. CPU 224 mang đặc tính chung với dòng PLC S7-200: Hình 2.4.PLC S7-200 CPU224 - Giao tiếp RS 485. - Sử dụng chung phần mềm Step 7 Micro Win. - Kết nối với màn hình HMI OP73, TP 177 (WinCC Flexible). - Khả năng mở rộng đƣợc 7 moduel. - Kết nối Simatic net CP 243-2 AS-I. - Kết nối Simatic net CP 241-1 enthernet. - Kết nối với modul mở rộng EM 22x... - Khả năng mở rộng đƣợc 256 I/O. - Có 6 bộ đếm tốc độ cao: HSC0 đến HSC5 tần số đáp ứng từ 4 đến 20 KHz. - Truy cập các vùng nhớ nhƣ: V, I, Q, S, M, SM, T, C, L truy cập đƣợc bit, bytes, word, double word. 2.4.1.2 Phần mềm viết chƣơng trình Step 7 Micro Win. 8 Là phần mềm viết chƣơng trình cho PLC S7-200. Thao tác định dạng và cấu hình chƣơng trình cho PLC. Phần project cho phép lựa chọn các dòng CPU thuộc họ S7-200. Cấu hình modul cho PLC khi kết nối modul mở rộng và truyền thông. Bảng 1.1- Bảng vùng nhớ của CPU 224 Kiểu vùng nhớ STT Vùng nhớ Word Double Bit Bytes 0.8 -8191.7 0 - 8191 0- 8190 0 - 8188 Word 1 V 2 I 0.0 - 15.7 0 - 15 0 - 14 0 - 12 3 Q 0.0 - 15.7 0 - 15 0 - 14 0 - 12 4 M 0.0 - 31.7 0 - 31 0 - 30 0 - 28 5 SM 0.0 - 549.7 0 - 549 0 - 548 0 - 548 6 T 0 - 255 0 - 255 7 C 0 - 255 0 - 255 8 S 0.0 - 31.7 0 - 31 0 - 31 0 - 28 9 L 0.0 - 59.7 0 - 59 0 - 58 0 - 56 10 AC 0-3 0-3 0-3 11 ATW 0 - 68 12 AQW 0 - 68 13 HSC 0-5 Cho phép giám sát hoạt động chƣơng trình của PLC khi chuyển sang program Status. Dùng để kiểm tra theo dõi chƣơng trình viết cho PLC. Điều khiển trực tiếp các thông số từ máy tính truyền xuống cho PLC và ngƣợc lại qua khối Status Chart. Phần mềm đƣợc hỗ trợ mạnh về khối lệnh tính toán và xử lí số liệu, dễ sử dụng cho ngƣời lập trình.Step 7 Micro Win cho phép ngƣời dùng viết các dạng ngôn ngữ sau: STL, Ladder, FBD. Rất dễ cho ngƣời viết trƣơng trình, cho phép chuyển đổi các ngôn ngữ. 9 Hình 2.5.Giao diện chƣơng trình Step 7 Micro Win - Thanh tạo file, mở file, lƣu file. - Thanh biên dịch (compile và compile all) biên dịch chƣơng trình trƣớc khi đổ chƣơng trình xuống PLC. - Thanh lấy chƣơng trình và đổ chƣơng trình cho PLC (upload và dowmload). - Thanh cho chạy và dừng chƣơng trình (run and stop). Cho phép PLC hoạt động. - Thanh xem trạng thái hoạt động của chƣơng trình viết cho PLC (program status). - Thanh chạy chƣơng trình trạng thái (status chart). - Thanh xem số khi chạy chƣơng trình trạng thái (read and write). - Thanh cho phép giá trị vào chƣơng trình trạng thái (force and unforce). - Instructions: Thanh cung cấp lênh lập trình nhƣ so sánh, hàm toán, hàm chƣơng trình con, hàm chƣơng trình ngắt. 2.4.2 Tổng quan về barcode reader. 2.4.2.1 Cấu tạo cơ bản của Barcode reader. Một máy quét Barcode quang học cơ bản và đầy đủ gồm 3 thành phần: Bộ phận quét barcode: phát ra chùm tia sáng vào kí hiệu mã vạch để lấy thông tin. 10 Tùy theo công nghệ chế tạo ngƣời ta chia làm hai loại: Hình 2.6. Barcode Loại CCD Scanner: gồm một dãy đèn led bố trí sao cho các tia sáng phát ra tạo thành 1 vết sáng thẳng theo chiều ngang cắt ngang qua bề mặt của kí hiệu mã vạch. Ánh sáng phản xạ thu đƣợc bởi “tròng CCD” (CCD Scanner lense) là bộ phận dùng để chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu digital. Loại Laser Scanner: gồm một mắt đọc tựa nhƣ mắt đọc của đầu đĩa hình, phát tia laze đỏ, sau đó ngƣời ta dùng kính phản xạ để tạo thành vệt sáng cắt ngang qua bề mặt của mã vạch. Loại laser scanner không cần dùng tròng thu ánh sáng. Bộ phận truyền tín hiệu: phát ra các xung điện tƣợng trƣng cho các vạch và các khoảng trống thu đƣợc từ bộ phận quét. Thƣờng bộ phận quét và bộ phần truyền đƣợc tích hợp trên cùng 1 board mạch. Bộ phận giải mã (Decoder): nhận tín hiệu xung điện từ bộ phận truyền và giải mã theo dạng thức của Barcode đƣợc lập trình sẵn trong bộ nhớ. Nếu giải mã thành công, 1 tiếng kêu “bíp” sẽ phát ra và tín hiệu đƣợc giải mã sẽ xuất hiện trên màn hình của phần mềm đang sử dụng. 2.4.2.2 Nguyên lí hoạt động của barcode. Các máy quét barcode bắn ra 1 chùm tia sáng, thƣờng là màu đỏ. Nếu nó rơi vào một vùng sáng, thì một con số zero đƣợc đọc. Còn nếu nó rơi vào một vùng tối, thì máy sẽ nhận dạng là con số 1. Nhƣ vậy, việc quét barcode sẽ phát ra 1 chuỗi gồm những con số zero và 1. Chuỗi này sẽ tƣợng trƣng cho các kí tự hoặc 11 các kí tự số đã đƣợc mã hóa và đƣợc truyền vào bộ giải mã. Bộ giải mã có thể là phần cứng có Firmware, hoặc cũng có thể là phần mềm đƣợc cài vào máy tính. Khi chuỗi 0 và 1 đƣợc đƣa vào bộ giải mã đƣợc nhận dạng là một loại barcode nào đó, thì nó sẽ đƣợc biên dịch thành mã số ban đầu và một tiếng “bíp” sẽ báo hiệu. Còn bằng ngƣợc lại máy sẽ không báo hiệu gì cả và không có mã số nào đƣợc hiển thị vì tín hiệu thu đƣợc không nằm trong các loại barcode đƣợc lập trình sẵn trong Firmware của phần cứng hoặc trong Software của phần mềm. Thông thƣờng hầu hết các loại barcode scanner có mặt trên thị trƣờng đều có sẵn bộ giải mã bên trong và ta không cần phải lập trình để giải mã barcode. Đặc điểm của scanner quang học là các vạch càng cao thì góc quét càng lớn và khả năng đọc mã vạch càng cao. Vạch càng thấp thì chùm tia sáng đập vào nó càng ít và khả năng đọc mã vạch càng thấp. 2.4.2.3 Phân loại barcode. Phân loại theo công nghệ: đƣợc phân chia làm 2 loại: - CCD Scanne: Các máy quét theo công nghệ CCD nói chung đáng tin cậy và rất bền. Khuyết điểm của nó là chỉ quét trên bề mặt phẳng với cự li gần, không quét đƣợc theo chiều cong nhƣ các loại dán trên chai, nhƣng bù lại giá thành của CCD Scanner rẻ hơn nhiều so với loại laser scanner. - Laser scanne: Các máy quét dùng tia sáng laser cho ra tia sáng rất mạnh cắt ngang bề mặt barcode. Ƣu điểm của máy quét dùng tia laser là quét rất nhạy, chính xác, có thể quét trên bề mặt cong và có khả năng quét tầm xa. Nhƣợc điểm không bền bằng máy quét CCD vì máy quét laser dùng mắt đọc tia laser tƣơng tự nhƣ mắt đọc của đầu đĩa. Sau 1 thời gian đọc có giới hạn, mắt đọc có thể bị yếu đi. Phân loại theo công dụng: - Linear Barcode Scanner (Barcode tuyến tính hay 1-D): Quét đƣợc các loại barcode 1-D thông dụng và một số không thông dụng. Thƣờng đây là loại barcode cầm tay (handheld scanner) phát ra tia sáng thẳng nằm ngang. Linear Scanner quét đƣợc bao nhiêu loại barcode 1-D cần phải tra cứu sách hƣớng dẫn sử dụng, điều này có nghĩa là có một số loại kí hiệu barcode 1-D mà máy không quét đƣợc. 12 - 2-D Barcode Scanner: Còn gọi là barcode Imager là loại máy quét hay máy đo mã vạch 2-D nhƣ PDF-417, Data Matrix, Maxicode...và có thể đọc đƣợc các loại mã vạch 1 chiều. Barcode Imager có thể là loại cầm tay hoặc để bàn. Máy quét mã vạch 2-D dùng tia laser sau đó phản xạ bằng 1 hệ thống lăng kính để tạo thành 1 chùm sáng phủ trên mọi góc độ của kí hiệu mã vạch. Chính vì vậy, khi quét loại mã vạch 1-D bằng máy quét mã vạch 2-D, ta có thể quét theo bất cứ chiều nào cũng đƣợc, trong khi đó dùng máy quét 1-D ta phải bắn tia sáng cắt ngang qua toàn bộ mã vạch. Đó cũng là lí do các siêu thị lớn thƣờng chọn máy quét để bàn 2-D để quét tính tiền. Phân loại theo cổng giao tiếp: Có 3 loại cổng giao tiếp. - Loại dùng cổng Keyboard: Với cổng giao tiếp này khi kết nối với máy tính, ta phải rút dây bàn phím, rồi ghim dây của bàn phím vào đầu còn lại của dây scanner. Đặc điểm của máy quét mã vạch dùng cổng Keyboard là sau khi đƣợc giải mã, các tín hiệu sẽ theo cổng Keyboard để hiển thị mã số ngay tại vị trí của con nháy, tƣơng tự nhƣ khi ta gõ mã số bằng bàn phím. Do đó ta chỉ dùng một phần mềm văn bản thông dụng nhƣ Notepad, Word hay Excel cũng có thể quét đƣợc mã vạch. Thƣờng máy quét cầm tay hay sử dụng cổng Keyboard vì nó tiện lợi, dễ sử dụng và không cần driver gì cả. - Loại dùng cổng RS-232: Máy quét sử dụng giao diện RS-232 thƣờng phải cung cấp thêm 1 nguồn 5VDC từ bên ngoài và phải dùng phần mềm đặc biệt kèm theo máy để setup. Loại RS-232 cũng sử dụng một chƣơng trình giải mã barcode bên trong tuy nhiên ta không thu đƣợc tín hiệu dạng văn bản từ giao diện RS232. Nếu sử dụng một máy quét qua cổng COM để quét mã vạch mà không có phần mềm gì đặc biệt, ta chỉ nghe một tiếng “bíp” và không thu đƣợc gì cả. Điều này làm cho nhiều ngƣời lầm tƣởng máy chƣa có phần mềm để giải mã barcode. Nhƣng thực ra máy quét đã giải mã rồi. Vấn đề là tín hiệu thu đƣợc từ cổng COM không xuất ra đƣợc dƣới dạng văn bản để có thể hiển thị đƣợc mã số. Do đó trong trƣờng hợp này, một chƣơng trình chuyển đổi tín hiệu sẽ đƣợc viết. Nếu bạn là nhà lập trình thì đây chính là công đoạn mà bạn cần phải thực hiện. Thƣờng các loại máy quét để bàn và các loại máy quét 2-D hay sử dụng cổng RS-232. 13 - Loại dùng cổng USB: Cũng giống nhƣ dùng cổng Keyboard, máy quét mã vạch dùng cổng USB không cần dùng nguồn điện phụ trợ 5VDC từ bên ngoài, mà nguồn điện này lấy trực tiếp từ cổng nối USB với cƣờng độ dòng điện lên đến 500mA. Dùng cổng USB có thể cắm thẳng thiết bị vào máy tính mà không cần phải shutdown máy, tốc độ truyền dữ liệu nhanh và dữ liệu quét cũng có thể đƣa thẳng vào các phần mềm văn bản thông dụng nhƣ trƣờng hợp máy quét dùng cổng keyboard. Phân loại theo cấu tạo: Tùy theo môi trƣờng sử dụng và cách thức sử dụng mà các nhà chế tạo ra máy quét barcode có nhiều chủng loại barcode scanner khác nhau nhƣ dạng để bàn, dạng cầm tay, dạng không dây, dạng đọc thẻ mã vạch, dạng kéo thẻ...Dƣới đây là 1 số dạng thông dụng: - Dạng cầm tay: Dạng cầm tay thƣờng đƣợc sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ, trong nhà sách, dùng để kiểm tra khi in mã vạch. Dạng cầm tay có cả 2 dạng là CCD scanner và laser scanner và thƣờng là loại tuyến tính. Tuy nhiên cũng có dạng cầm tay 2-D có thể quét đƣợc mã vạch 2 chiều. Đa số các loại Handheld Scanner đều có kèm theo chân đứng và giá đỡ, do đó dạng cầm tay có thể để bàn đƣợc nhƣ thƣờng. Dạng cầm tay là loại scanner rẻ tiền nhất trong số tất cả chủng loại barcode. - Dạng để quầy hay để bàn (In-counter Scanner): Dạng để bàn là loại 2-D sử dụng chùm tia sáng laser quét với tốc độ rất cao, có thể quét lên đến tốc độ 2000 scanner/second. Với tốc độ này, máy quét rất nhạy và có thể quét đƣợc các loại mã vạch kém chất lƣợng. Dạng máy quét để bàn thƣờng sử dụng trong các siêu thị hay các trung tâm thƣơng mại lớn. - Dạng đọc thẻ, tài liệu: Là loại máy quét 2-D sử dụng chùm tia laser có tầm quét xa và rộng. Tốc độ quét của loại này lên đến 1000 scanner/second. Dạng máy quét dùng để đọc thẻ, phiếu tài liệu có hình thức rất đa dạng. Có loại có có kích thƣớc lớn có chân đứng nhƣng cũng có loại nhỏ gọn để bàn có thể xoay đƣợc. - Dạng không dây (Wireless Scanner): Loại này gồm 2 phần, 1 phần nối với máy tính và phần kia là Scanner không dây sử dụng pin sạc. Loại scanner này dùng để quét mã vạch trên các món hàng lớn. 14 - Dạng Portable Data Terminal: Đây là dạng máy trạm theo công nghệ không dây RFID mà các công ty chuyên bán các thiết bị mã vạch, chúng ta thƣờng gọi là máy kiểm đo. Các Data Terminal thu thập dữ liệu và lƣu trữ vào bộ nhớ của máy. Sau đó có thể truy xuất dữ liệu tại máy hoặc download về máy tính để xử lí. Sự khác biệt giữa Data Terminal và loại máy dạng không dây là Terminal hoạt động nhƣ một máy trạm, có Firmware và có thể lập trình cho dữ liệu thu thập, còn loại máy dạng không dây hoạt động nhƣ một máy quét cầm tay thông thƣờng, tức là dữ liệu đƣợc truyền thẳng về máy tính. Do đó nó đƣợc xếp vào loại Handheld Scanner chứ không phải theo công nghệ RFID. Portable Data Terminal đƣợc sử dụng trong hệ thống kiểm kho, kiểm tra hàng hóa trên các kệ hàng hoặc thu thập dữ liệu ở những nơi không có máy tính. - Dạng máy quét công nghiệp: Dạng máy quét công nghiệp dùng để kiểm tra hàng hóa ngay tại đầu ra của băng chuyền. Từ đó biết đƣợc chính xác số lƣợng, mã mặt hàng của mỗi sản phẩm, tiết kiệm đƣợc nhân lực và thời gian dùng để kiểm tra sản phẩm. Dạng này có độ chính xác rất cao, đƣợc thiết kế treo giống nhƣ đèn sân khấu. Chùm tia sáng phát ra có nhiều miền quét rất sâu và phủ rộng, có thể quét cùng lúc nhiều loại mã vạch trong vùng phủ sáng. Đƣợc sủ dụng chủ yếu cho các khu công nghiệp, các xí nghiệp sản xuất hàng hóa trên băng chuyền. 15 Hình 2.7.Sơ đồ giải thuật cấu hình barcode 2.4.3 Tổng quan về khí nén. 2.4.3.1 Ƣu–Nhƣợc điểm của khí nén. Ƣu điểm: Không yêu cầu cao đặc tính kĩ thuật của nguồn năng lƣợng: 3-8bar Có khả năng chịu quá tải lớn. Có độ tin cậy khá cao, ít trục trặc kĩ thuật. Tuổi thọ làm việc cao. Có khả năng truyền tải năng lƣợng đi xa. Do trọng lƣợng các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, hơn nữa khả năng giãn nở của áp suất khí lớn nên truyền động có thể đạt đƣợc vận tốc cao. Tính đồng nhất năng lƣợng giữa cơ cấu chấp hành và các phần tử chức năng báo hiệu, điều khiển nên làm việc an toàn trong môi trƣờng dễ cháy nổ và đảm bảo môi trƣờng làm việc sạch sẽ. Nhƣợc điểm: Thời gian đáp ứng chậm so với các thiết bị điện tử.
- Xem thêm -