Thiết kế bộ cấp phôi bán tự động cho máy Laser

Dựa trên nền tảng kiến thức thiết kế và gia công cơ khí và những kinh nghiệm thực tế trong sản xuất, Công ty TNHH Công nghệ COSMOS1 (Khu công nghiệp Thụy Vân, thành phố Việt Trì) đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp “Thiết kế bộ cấp phôi bán tự động cho máy Laser’’ cho nhiều kết quả khả quan: Giảm hoạt động thủ công của việc cấp nguyên liệu bằng tay, tăng cường sự hỗ trợ của máy móc vào quá trình làm việc; giảm tối đa nguy cơ phát sinh tai nạn lao động, cải thiện môi trường làm việc cho nhân viên, tăng năng suất, giảm thời gian lãng phí.

Mô phỏng 3D bộ cấp phôi bán tự động máy laser

Công ty TNHH Công nghệ COSMOS1 hoạt động trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, gia công các sản phẩm cơ khí chính xác. Công ty sản xuất khoảng hơn 1.000 mã sản phẩm với các hình dạng, kích thước khác nhau; các nguyên liệu đầu vào trong quá trình sản xuất chủ yếu là tôn tấm, tôn cuộn, thép ống, thép cây, thép cuộn; các loại thép ống, thép cuộn, thép cây được sản xuất trên các máy uốn CNC, máy tiện CNC và máy cắt laser; sản phẩm sản xuất có các biên dạng khác nhau từ khó đến dễ và có độ chính xác hiện đang đạt lên đến 0.01mm. Trong quá trình sản xuất, cắt ống là một trong những công đoạn quan trọng hình thành nên kết cấu sản phẩm. Vì vậy, Công ty đã đưa máy cắt laser vào lắp đặt để phục vụ sản xuất.

Tuy nhiên, trong quá trình làm việc tại máy cắt laser nhân viên phải di chuyển quá nhiều, cầm nhấc ống nguyên liệu dài nặng, tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động, môi trường nặng nhọc và năng suất lao động chưa cao. Do đó việc nghiên cứu, chế tạo ra hệ thống tự động - bán tự động hóa mang một ý nghĩa hết sức quan trọng, giảm thiểu nguy cơ mất toàn đối với người lao động trực tiếp, nâng cao năng suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.

Ông Lê Văn Trường - Trưởng nhóm tác giả nghiên cứu và thực hiện giải pháp “Thiết kế bộ cấp phôi bán tự động cho máy Laser’’ cho biết: Để thực hiện cắt 1 ống nguyên liệu trên máy cắt laser nhân viên phải thực hiện quy trình gồm 5 bước: Đầu tiên, nhân viên sử dụng cẩu trục vận chuyển bó nguyên liệu vào kệ để nguyên liệu chờ sản xuất, mỗi bó nguyên liệu từ 50-70 ống, nhân viên sẽ cẩu 2-3 bó, thời gian 5 phút/ lần cẩu; sau đó nhân viên lấy ống nguyên liệu tại kệ, đặt đầu ống nguyên liệu để vào con lăn số 1 với thời gian 5 giây, mỗi ống nguyên liệu có chiều dài trên 5m, trọng lượng 3-16kg, trong 1 ca làm việc (8 giờ) nhân viên phải cấp 150-210 lần/1 mã linh kiện; tiếp theo, nhấc đầu ống nguyên liệu còn lại vào con lăn số 2 với thời gian thực hiện 2 giây; đẩy ống nguyên liệu vào sát cữ kẹp phôi, điều khiển bộ kẹp cố định ống nguyên liệu với thời gian thực hiện 4 giây; cuối cùng là bước di chuyển về đầu máy, bấm nút chạy chương trình cắt Laser, thời gian nhân viên di chuyển và thao tác của nhân viên là 5 giây, máy cắt theo lập trình 45 giây. Tổng thời gian cắt 1 ống nguyên liệu từ bước 2 đến bước 5 là 61 giây. Trong đó thời gian nhân viên thao tác và di chuyển xuống cuối máy và lên đầu máy là 16 giây. Vì vậy, nhóm tác giả đã nghiên cứu và thực hiện giải pháp “Thiết kế bộ cấp phôi bán tự động cho máy Laser’’ để giải quyết vấn đề này.

Nhóm tác giả đã thiết kế, mô phỏng 3D và gia công chế tạo bộ cấp phôi bán tự động. Với nguyên lý hoạt động: Máy sử dụng bộ điều khiển PLC và hệ thống van điện từ và xylanh khí nén kết hợp với các cơ cấu cơ khí tạo ra những chuyển động có trình tự và logic. Từ đó đã thay đổi quy trình - sản lượng tiêu chuẩn: Quy trình cắt 1 ống nguyên liệu trên máy cắt laser rút ngắn từ 5 bước xuống còn 3 bước; thời gian thao tác giảm từ 61 giây xuống còn 56 giây; tăng sản lượng tiêu chuẩn từ 2.892pcs/ca lên 3100pcs/ca. Đây là giải pháp đầu tiên trong Công ty về việc kết hợp tự động hóa vào quá trình cải thiện môi trường làm việc cho nhân viên.

Giải pháp “Thiết kế bộ cấp phôi bán tự động cho máy Laser’’ được áp dụng đã góp phần tăng năng suất lao động, cải thiện môi trường làm việc cho người lao động.

Nhóm tác giả đã thiết kế và thi công hoàn thiện giải pháp trên cơ sở tận dụng nguồn nhân lực, thiết bị, nguyên vật liệu có sẵn tại Công ty, tiết kiệm chi phí thực hiện. Với những ưu điểm và kết quả đạt được sau khi triển khai thì giải pháp có thể ứng dụng với các máy sản xuất tương tự ở cả trong và ngoài Công ty. Vật liệu gia công chế tạo bộ cấp chủ yếu tiết kiệm từ những máy móc cũ được tái chế sử dụng nên chi phí thực hiện giải pháp ở mức thấp, dưới 2 triệu đồng. Theo dự toán ban đầu, tổng chi phí tiết kiệm khi thực hiện giải pháp được hơn 133 triệu đồng/năm, nhưng trên thực tế đã thực hiện tiết kiệm được từ 500-600 triệu đồng/năm. Giải pháp là sự kết hợp giữa thực tiễn lao động sản xuất với khoa học kỹ thuật mới nhằm nâng cao năng suất lao động, giúp giảm nguy cơ mất an toàn lao động cho nhân viên; nâng cao hiệu quả kinh doanh, tăng thu nhập cho người lao động, chung tay xây dựng Công ty TNHH Công nghệ COSMOS1 ngày càng phát triển.

Ánh Dương