Hệ thống mạ thiếc tự động CNC VINA sử dụng cụm quay phân độ kết hợp nâng hạ để đưa đồ gá chứa sản phẩm lần lượt qua các bể xử lý. Cấu hình được giới thiệu có tám vị trí làm việc, gồm một vị trí đặt và lấy sản phẩm cùng bảy bể bố trí quanh cụm quay trung tâm.

Người vận hành lắp sản phẩm lên đồ gá và lấy chi tiết đã hoàn tất tại vị trí thao tác. Hệ thống thực hiện chuyển vị trí, nâng hạ và nhúng theo thời gian cài đặt, đồng thời theo dõi các điều kiện nhiệt độ, mức dung dịch và trạng thái cơ cấu. Hệ thống mạ thiếc quay phân độ do CNC VINA thiết kế giúp phù hợp với công đoạn mạ thiếc cần tổ chức thao tác nhúng qua nhiều bể theo một trình tự xác định.

Vai trò trong công đoạn xử lý bề mặt

Khi chuyển sản phẩm qua nhiều bể bằng tay, người vận hành phải phối hợp việc nâng chi tiết, chuyển sang bể tiếp theo và theo dõi thời gian nhúng. Hệ thống tự động tổ chức các chuyển động này bằng cơ cấu quay và nâng hạ chung, giúp xây dựng trình tự xử lý thống nhất cho sản xuất lặp lại.

Bố trí các bể quanh tâm quay tập trung đường chuyển sản phẩm trong một cụm thiết bị. Người vận hành giao nhận tại một vị trí, còn đồ gá đưa chi tiết qua các công đoạn.

Đặc điểm chính của hệ thống

• Bố trí tám vị trí: một vị trí giao nhận sản phẩm và bảy bể xử lý quanh cụm quay.
• Quay phân độ bằng servo: động cơ và bộ truyền đưa đồ gá đến vị trí kế tiếp trong chu trình.
• Nâng hạ bằng khí nén: xy lanh đưa toàn bộ cụm mang đồ gá lên khỏi bể và hạ xuống để nhúng.
• Cài đặt thời gian và tốc độ quay: các thiết lập phục vụ quá trình chuyển bể và nhúng sản phẩm.
• Giám sát điều kiện xử lý: có tín hiệu mức dung dịch, nhiệt độ và trạng thái cơ cấu tham gia điều kiện vận hành.
• Điều khiển PLC và HMI: hỗ trợ chế độ bằng tay, tự động, đưa về gốc, hiển thị trạng thái và lịch sử cảnh báo.
• Giao nhận theo chu trình: cửa tại vị trí thao tác phối hợp với quá trình đặt và lấy sản phẩm; hệ thống có cảm biến vùng, công tắc cửa và dừng khẩn.

Cấu tạo và các công nghệ phối hợp

Hệ thống mạ thiếc tự động CNC VINA được tích hợp cụm quay phân độ, cơ cấu nâng hạ, đồ gá chuyên dụng, các bể xử lý và hệ thống điều khiển PLC – HMI. Các bộ phận phối hợp theo trình tự công nghệ được cài đặt, giúp tự động hóa quá trình vận chuyển, nhúng và xử lý sản phẩm. 

Cụm quay phân độ và cơ cấu nâng hạ

Cụm quay trung tâm mang các bộ gá và được điều khiển bằng động cơ servo kết hợp hộp số. Sau mỗi công đoạn, cơ cấu nâng đưa sản phẩm ra khỏi bể; cụm quay chuyển đến vị trí tiếp theo rồi hạ xuống để tiếp tục xử lý.

Các bộ gá chuyển động cùng một cụm nâng hạ. Vì vậy, khi xây dựng cấu hình, cần xem xét sự tương thích về thời gian của các công đoạn đang làm việc đồng thời. Hành trình nâng, khoảng hở trên miệng bể và tư thế chi tiết cũng cần được kiểm tra để giao nhận đúng vị trí và tránh va chạm.

Đồ gá mang sản phẩm

Đồ gá được lắp tại vị trí định sẵn và cố định bằng kẹp. Thiết kế bộ gá cần phù hợp với hình dạng chi tiết, vùng cần xử lý và cách đặt, lấy của người vận hành. Tư thế gá còn ảnh hưởng đến khả năng tiếp xúc với dung dịch và thoát dung dịch khi nâng ra khỏi bể.

Khi phát triển bộ gá cho sản phẩm mới, nên chế tạo và thử một bộ trước khi làm đồng loạt. Việc thử với mẫu thật giúp kiểm tra khả năng giữ chi tiết, khoảng cách với bể, thao tác giao nhận và kết quả xử lý trên các vùng cần đánh giá.

Các bể xử lý và đường dung dịch

Các bể được bố trí theo thứ tự công đoạn quanh tâm quay. Cấu hình có bể PVC, bể inox và các bộ phận gia nhiệt, bảo ôn, bể chứa cùng đường ống dung dịch. Khi thiết kế theo yêu cầu, vật liệu bể và đường ống cần được lựa chọn theo dung dịch, nhiệt độ và điều kiện làm việc.

Số lượng bể nguyên công phải được xác định từ quy trình của sản phẩm. Đồng thời, cần xem xét thể tích sử dụng, vị trí cấp và xả, không gian vệ sinh và khả năng tiếp cận khi bảo dưỡng. Các yêu cầu về thu gom, xử lý dung dịch hoặc thông gió được xác định cùng điều kiện lắp đặt của nhà máy.

Gia nhiệt và giám sát mức dung dịch

Hệ thống có các bộ gia nhiệt, cảm biến nhiệt và bộ điều khiển nhiệt độ riêng trên tủ điều khiển. Người vận hành cài đặt và theo dõi nhiệt độ qua các bộ điều khiển này; HMI hiển thị các trạng thái liên quan đến điều kiện chạy.

Phao và cảm biến mức theo dõi dung dịch tại các vị trí được thiết kế. Tín hiệu mức và nhiệt độ tham gia điều kiện vận hành, giúp người sử dụng nhận biết khi công đoạn chưa sẵn sàng. Các giá trị làm việc cần được xác định theo quy trình xử lý và thử mẫu sản phẩm.

Điều khiển PLC và HMI

PLC phối hợp servo, xy lanh nâng hạ, cửa thao tác và các tín hiệu giám sát. HMI cho phép theo dõi vị trí, tốc độ quay, thời gian nhúng cài đặt, thời gian làm việc và lịch sử cảnh báo. Người vận hành có thể chuyển giữa chế độ bằng tay và tự động, đồng thời đưa hệ thống về trạng thái gốc theo hướng dẫn bàn giao.

Tín hiệu sẵn sàng trên giao diện phản ánh điều kiện chạy của thiết bị. Chất lượng sản phẩm sau xử lý cần được đánh giá riêng theo yêu cầu bề mặt và phương pháp kiểm tra đã thống nhất khi nghiệm thu.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống mạ thiếc tự động

Hệ thống mạ thiếc tự động CNC VINA sử dụng cơ cấu quay phân độ kết hợp nâng hạ để đưa sản phẩm lần lượt qua các bể xử lý theo trình tự và thời gian cài đặt. PLC phối hợp servo, xy lanh khí nén và các cảm biến giám sát để tự động hóa chu trình, đồng thời hỗ trợ người vận hành giao nhận sản phẩm tại vị trí cố định.

Quy trình làm việc hệ thống mạ thiếc quay phân độ

Chu trình phối hợp thao tác giao nhận với việc nhúng đồng thời tại các bể:

Bước 1: Chuẩn bị điều kiện chạy: kiểm tra đồ gá, mức dung dịch, nhiệt độ và trạng thái cơ cấu; khởi tạo hệ thống và đưa về gốc.

Bước 2: Đặt sản phẩm: người vận hành lắp chi tiết vào bộ gá tại vị trí thao tác và xác nhận bằng hai nút Start.

Bước 3: Nâng và chuyển vị trí: xy lanh nâng toàn bộ cụm khỏi các bể; servo quay phân độ đưa các đồ gá đến vị trí tiếp theo.

Bước 4: Hạ và nhúng: cụm nâng hạ đưa chi tiết vào các bể, bắt đầu khoảng thời gian nhúng đã cài đặt.

Bước 5: Giao nhận tại vị trí thao tác: trong giai đoạn cho phép, cửa tự động mở để người vận hành lấy sản phẩm đã hoàn tất, lắp sản phẩm mới và xác nhận sẵn sàng.

Bước 6: Tiếp tục chu trình: khi đủ thời gian cùng các điều kiện cho phép, hệ thống nâng cụm và chuyển sang bước tiếp theo.

Các đồ gá đi qua từng vị trí trong nhiều bước phân độ; một lần quay chuyển bể chưa phải toàn bộ quá trình xử lý của một chi tiết. Thao tác đặt và lấy được phối hợp với giai đoạn nhúng, giúp tổ chức công việc tại một vị trí giao nhận cố định.

Lưu ý vận hành và bảo dưỡng

Trước khi chạy, người vận hành kiểm tra bộ gá, các điều kiện dung dịch, thiết lập nhiệt độ và trạng thái thiết bị. Việc đặt và lấy sản phẩm được thực hiện tại vị trí thao tác trong giai đoạn hệ thống cho phép. Khi có cảnh báo, cần xác định nguyên nhân và xử lý theo hướng dẫn bàn giao trước khi khởi tạo lại.

Bảo dưỡng tập trung vào cụm quay, hộp số, xy lanh nâng hạ, cửa, kẹp gá, phao và cảm biến mức, bộ gia nhiệt, cảm biến nhiệt cùng đường ống. Tủ điện, dây dẫn, đường khí và các chức năng dừng, báo lỗi được kiểm tra theo kế hoạch của cấu hình bàn giao. Trước khi vệ sinh bể, thay gá hoặc căn chỉnh cơ cấu, cần dừng máy và cô lập nguồn năng lượng; việc tiếp cận bể thực hiện theo quy trình quản lý nhiệt độ và dung dịch của nhà máy.

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Ứng dụng trực tiếp là tự động hóa quá trình đưa sản phẩm qua các bể trong công đoạn mạ thiếc. Giải pháp phù hợp khi chi tiết có thể gá ổn định, quy trình được xác định theo thứ tự bể và thời gian xử lý tương thích với cơ cấu nâng hạ chung. Thiết bị đảm nhiệm phần chuyển động và thời gian nhúng; quy trình dung dịch cùng tiêu chí chất lượng được xác lập theo sản phẩm.

Trong dự án cải tiến công đoạn nhúng thủ công, doanh nghiệp có thể khảo sát tập trung các bể quanh một cụm quay và tổ chức giao nhận tại một vị trí. Khi đó, cần đánh giá đồng thời không gian lắp đặt, khả năng thao tác với đồ gá và điều kiện quản lý dung dịch. Phương án này được lựa chọn theo quy trình thực tế và nhịp sản xuất của nhà máy.

Nguyên lý quay phân độ kết hợp nâng hạ cũng có thể được nghiên cứu cho các công đoạn xử lý bề mặt bằng nhiều bể, chẳng hạn chuẩn bị bề mặt hoặc rửa qua các bước trước khi hoàn thiện sản phẩm. Mỗi ứng dụng mở rộng cần khảo sát lại dung dịch, vật liệu tiếp xúc, thứ tự công đoạn và thời gian xử lý; khả năng áp dụng được xác nhận bằng thiết kế và chạy thử.

Thông số kỹ thuật của hệ thống nhúng sản phẩm qua nhiều bể

Các thông số dưới đây mô tả cấu hình được giới thiệu. Với hệ thống thiết kế theo yêu cầu, điều kiện bàn giao được xác định theo sản phẩm và quy trình của khách hàng.

Thông số 25 kVA thể hiện yêu cầu công suất biểu kiến của nguồn cấp. Điện năng tiêu thụ cần được đánh giá theo chế độ gia nhiệt và vận hành thực tế. Nhịp sản xuất cũng cần tính theo thời gian nhúng, chuyển vị trí, thao tác giao nhận và số chi tiết phù hợp trên đồ gá.

Những điểm cần xem xét khi lựa chọn

Sản phẩm và yêu cầu xử lý

Cần xác định hình dạng, vật liệu, khối lượng chi tiết và các vùng cần xử lý. Mẫu thật giúp lựa chọn cách gá, kiểm tra vị trí tiếp xúc và khả năng thoát dung dịch. Với nhiều loại sản phẩm, nên phân nhóm sử dụng chung bộ gá và nhóm cần thay gá hoặc điều chỉnh cấu hình.

Quy trình bể và thời gian nhúng

Thứ tự bể, nhiệt độ, mức dung dịch và thời gian xử lý là những dữ liệu cần có trước khi chọn cấu hình. Do các đồ gá sử dụng cơ cấu nâng hạ chung, cần kiểm tra khả năng phối hợp các công đoạn trong cùng một bước làm việc. Nếu thời gian yêu cầu giữa các bể khác nhau, phương án cơ cấu và điều khiển cần được khảo sát từ đầu.

Điều kiện nhà xưởng

Không gian lắp đặt cần tính cả tủ điều khiển, lối đặt và lấy sản phẩm, khu vực tiếp cận bể và bảo dưỡng. Nguồn điện, khí nén, đường cấp và xả dung dịch cùng các yêu cầu phụ trợ phải được thống nhất với nhà máy. Khi xác định năng suất mục tiêu, nên đánh giá cả việc bổ sung sản phẩm và duy trì điều kiện dung dịch trong quá trình chạy.

Thử mẫu và nghiệm thu hệ thống mạ thiếc tự động

Chạy thử nên sử dụng đúng mẫu sản phẩm, đồ gá và quy trình xử lý dự kiến. Các nội dung đánh giá có thể gồm:

Đồ gá và chuyển động: kiểm tra khả năng giữ sản phẩm, khoảng hở khi nâng, độ khớp vị trí đồ gá với bể và thao tác đặt, lấy.

Điều kiện nhúng: kiểm tra vùng tiếp xúc, mức nhúng, khả năng thoát dung dịch và lượng dung dịch đi theo chi tiết cùng gá sang bể kế tiếp; đánh giá sự phù hợp của thời gian nhúng cài đặt với các công đoạn.

Gia nhiệt và tín hiệu mức: kiểm tra khả năng duy trì điều kiện đã chọn và phản hồi của hệ thống khi tín hiệu chưa đạt trạng thái cho phép.

Kết quả sản phẩm: thống nhất yêu cầu ngoại quan, vùng xử lý và các chỉ tiêu lớp mạ cần đánh giá bằng phương pháp phù hợp với sản phẩm.

Chu trình và thao tác: chạy nhiều vòng liên tiếp, kiểm tra giao nhận, cảnh báo, dừng và khởi tạo lại; đo sản lượng hoàn thành trong điều kiện đã thống nhất.

Kết quả thử cần gắn với loại sản phẩm, bộ gá, dung dịch, mức làm việc, nhiệt độ và thời gian nhúng đã sử dụng. Khi thay đổi một trong các yếu tố này, nên đánh giá lại mẫu trước khi đưa vào sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

Người vận hành còn thực hiện những thao tác nào?

Người vận hành đặt và lấy sản phẩm tại vị trí giao nhận, xác nhận chu trình bằng hai nút Start và theo dõi các điều kiện chạy. Nhu cầu tự động hóa cả công đoạn nạp và lấy cần được khảo sát như một phạm vi thiết kế bổ sung.

Có thể đặt thời gian nhúng khác nhau cho từng bể không?

Cấu hình tham chiếu sử dụng thời gian nhúng chung cùng cơ cấu nâng hạ toàn bộ các bộ gá. Nếu quy trình cần thời gian riêng giữa các bể, cần đánh giá phương án điều khiển và cơ cấu phù hợp trước khi thiết kế.

Một bước phân độ có hoàn tất xử lý một sản phẩm không

Một chi tiết cần nhiều bước để đi qua toàn bộ bể. Khi hệ thống đã chạy ổn định và các gá được nạp sản phẩm, chi tiết hoàn tất được lấy tại từng bước giao nhận. Sản lượng thực tế phụ thuộc thời gian mỗi bước, số chi tiết trên gá và thao tác vận hành.

Có thể dùng cho sản phẩm hoặc quy trình khác không?

Cần khảo sát đồ gá, tải làm việc, vật liệu bể, dung dịch và các thông số xử lý. Việc sử dụng cho một quy trình khác được đánh giá qua thiết kế và chạy thử với mẫu đại diện.

CNC VINA thiết kế hệ thống theo yêu cầu

CNC VINA nhận thiết kế và chế tạo hệ thống mạ thiếc theo đặc điểm sản phẩm và cách tổ chức công đoạn. Phạm vi thiết kế có thể bao gồm đồ gá, cụm quay và nâng hạ, bố trí bể, vật liệu tiếp xúc, gia nhiệt, giám sát điều kiện và điều khiển phối hợp. Quý khách có thể gửi thông tin sản phẩm và quy trình xử lý để CNC VINA tư vấn cấu hình phù hợp.