Robot xếp hàng lên pallet

Robot xếp hàng lên pallet - Robotic Palletizing là tên gọi chung cho ứng dụng tự động hóa nhà máy thông minh 4.0. Sử dụng cánh tay robot công nghiệp để bốc dỡ hàng hóa, xếp hàng lên pallet nhựa, gỗ, xếp hàng hóa vào thùng carton hoặc thùng nhựa, hộp nhựa. Robot bốc xếp hàng là nhân tố hỗ trợ đắc lực cho khâu đóng gói sản phẩm và hoạt động xuất nhập kho. Đây là ứng dụng nhặt và đặt (Pick & Place) phổ biến hàng đầu của cánh tay robot công nghiệp trong các nhà máy sản xuất thông minh hiện đại, cũng là xu thế tự động hóa của nền công nghiệp trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra trên toàn cầu. 

Trong thời đại công nghiệp 4.0, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, việc áp dụng các giải pháp tự động hóa trong sản xuất là một điều cần thiết và tất yếu. Một trong những ứng dụng tiêu biểu là Robot xếp hàng lên pallet - một công nghệ hiện đại giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và đem lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp. Bài viết này hãy cùng CNC VINA sẽ giới thiệu về nguyên lý hoạt động, đặc điểm kỹ thuật, cấu tạo, ứng dụng, những lợi ích, những lưu ý khi sử dụng Robot xếp hàng lên pallet trong dây chuyền sản xuất.

Thông số kỹ thuật của robot xếp hàng lên pallet

Nguyên lý hoạt động của robot xếp hàng lên pallet

Robot xếp hàng lên pallet là hệ thống tự động sử dụng cánh tay robot công nghiệp để gắp và sắp xếp các sản phẩm như thùng carton, bao, túi, khay, block chai hoặc linh kiện lên pallet theo mẫu xếp được lập trình trước. Đây thường là một trong những công đoạn cuối của dây chuyền sản xuất và dây chuyền đóng gói trước khi sản phẩm được đưa vào khu vực lưu kho hoặc vận chuyển. Trong một hệ thống palletizing tự động, sản phẩm sau khi hoàn thành các công đoạn sản xuất hoặc đóng gói sẽ được đưa đến vị trí cấp hàng thông qua băng tải hoặc thiết bị trung chuyển. Cảm biến và hệ thống điều khiển xác định sự có mặt, vị trí hoặc trạng thái của sản phẩm. Robot sau đó nhận tín hiệu, di chuyển đến vị trí gắp, lấy sản phẩm bằng bộ kẹp phù hợp và đặt lên pallet theo chương trình đã thiết lập.

Mẫu xếp có thể được thiết lập theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào kích thước, trọng lượng, đặc tính sản phẩm và yêu cầu về độ ổn định của pallet hàng. Các lớp sản phẩm có thể được sắp xếp theo những pattern khác nhau nhằm tận dụng diện tích pallet, hạn chế xô lệch và đáp ứng yêu cầu vận chuyển.

Tùy cấu hình, hệ thống có thể kết hợp robot với băng tải, cảm biến, bộ cấp pallet, thiết bị căn chỉnh sản phẩm, máy quấn màng và các thiết bị tự động hóa khác để hình thành một quy trình palletizing hoàn chỉnh.

Một hệ thống robot xếp hàng lên pallet có thể thực hiện các chức năng như:

• Gắp và xếp các sản phẩm thành phẩm dạng bao, túi, hộp carton, khay, block chai hoặc linh kiện.

• Nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định sản phẩm đã đến vị trí gắp.

• Xác định vị trí và trạng thái sản phẩm theo cấu hình của hệ thống.

• Xếp sản phẩm lên pallet theo pattern được lập trình trước.

• Tự động thay đổi chương trình hoặc vị trí xếp khi có nhiều mã sản phẩm, tùy theo thiết kế hệ thống.

• Kết nối với PLC, HMI, băng tải và các thiết bị ngoại vi để đồng bộ với toàn bộ dây chuyền.

• Có thể tích hợp camera hoặc hệ thống thị giác máy khi ứng dụng yêu cầu nhận diện, kiểm tra hoặc xác định vị trí sản phẩm.

Đặc điểm kỹ thuật của robot xếp hàng lên pallet

Robot xếp hàng lên pallet sử dụng cánh tay robot công nghiệp có khả năng thực hiện các chuyển động lặp lại với tốc độ và độ chính xác ổn định. So với việc xếp hàng thủ công, giải pháp robot giúp giảm sự phụ thuộc vào nhân công ở những công đoạn có tính chất nặng nhọc, lặp lại hoặc yêu cầu làm việc liên tục.

Một số đặc điểm nổi bật của hệ thống gồm:

Linh hoạt về cấu hình: Có thể lựa chọn robot với số bậc tự do, tải trọng và tầm với phù hợp với từng loại sản phẩm và không gian lắp đặt. Tùy yêu cầu năng suất, hệ thống có thể sử dụng một hoặc nhiều robot.

Tốc độ làm việc ổn định: Cycle time được tính toán dựa trên trọng lượng sản phẩm, kích thước, tầm với robot, đầu gắp, số sản phẩm mỗi lần gắp và pattern xếp. Qua đó, doanh nghiệp có thể xác định năng suất phù hợp với công suất của dây chuyền.

Độ chính xác và tính lặp lại cao: Robot thực hiện quỹ đạo chuyển động theo chương trình đã cài đặt, giúp duy trì vị trí đặt sản phẩm đồng nhất giữa các chu kỳ vận hành.

Khả năng xử lý nhiều loại sản phẩm: Tùy thiết kế đầu gắp và tải trọng robot, hệ thống có thể được cấu hình để xếp thùng carton, bao, túi, khay, chai hoặc các sản phẩm có hình dạng và trọng lượng khác nhau.

Khả năng nâng tải phù hợp với ứng dụng: Tải trọng robot được lựa chọn dựa trên khối lượng sản phẩm và trọng lượng của bộ công tác cuối tay robot. Với các sản phẩm nặng, hệ thống có thể sử dụng robot công nghiệp có tải trọng lớn và thiết kế đầu gắp chuyên dụng.

Khả năng vận hành liên tục: Robot công nghiệp được thiết kế cho các ứng dụng sản xuất tự động với tần suất cao. Việc bảo trì và kiểm tra định kỳ giúp duy trì độ ổn định trong quá trình vận hành.

Tích hợp cảm biến và thiết bị điều khiển: Hệ thống có thể sử dụng cảm biến quang, cảm biến tiệm cận, encoder, PLC và HMI để kiểm soát quá trình cấp sản phẩm, gắp và xếp hàng.

Có thể tích hợp hệ thống thị giác máy: Camera công nghiệp có thể được bổ sung khi cần nhận diện sản phẩm, xác định vị trí, kiểm tra hướng đặt hoặc xử lý các tình huống mà cảm biến thông thường không đáp ứng được.

Đảm bảo an toàn khi vận hành: Khu vực robot có thể được trang bị hàng rào bảo vệ, cửa an toàn, cảm biến an toàn, nút dừng khẩn cấp và các chức năng giám sát phù hợp nhằm hạn chế nguy cơ tiếp cận vùng chuyển động của robot.

Dễ dàng thay đổi chương trình: Với hệ thống được thiết kế phù hợp, người vận hành có thể lựa chọn chương trình tương ứng với từng mã sản phẩm, số lớp và pattern xếp pallet thông qua giao diện điều khiển.

Robot xếp hàng lên pallet phù hợp với những ứng dụng nào?

Giải pháp robot palletizing có thể được ứng dụng tại nhiều công đoạn cuối dây chuyền, đặc biệt trong các ngành có sản lượng lớn và yêu cầu xếp hàng lặp lại như:

• Xếp thùng carton sau dây chuyền đóng gói.
• Xếp bao, túi sản phẩm lên pallet.
• Xếp block chai, khay hoặc sản phẩm đóng gói theo lớp.
• Xếp các sản phẩm có trọng lượng lớn, khó thao tác thủ công.
• Kết nối với dây chuyền chiết rót, đóng gói, đóng thùng và vận chuyển nội bộ.
• Tự động hóa công đoạn xếp hàng trước khi quấn màng, lưu kho hoặc xuất hàng.

Tùy đặc điểm sản phẩm và yêu cầu năng suất, CNC-VINA có thể thiết kế hệ thống robot xếp hàng lên pallet với cấu hình robot, đầu gắp, băng tải, cảm biến và thiết bị điều khiển phù hợp với mặt bằng cũng như quy trình thực tế của từng nhà máy.

Các thành phần chính của Robot xếp hàng lên pallet

Phần cánh tay của robot

Loại cánh tay được sử dụng

Thông thường các loại Robot xếp hàng lên pallet được thiết kế dưới dạng robot chuỗi hở.

Robot chuỗi hở đơn giản là một chuỗi động học hở với một khâu cố định gọi là đế hay giá, khâu 0 và các khâu động, trong đó các khâu động được bố trí nối tiếp với nhau. Mỗi khâu động được liên kết hay nối động với một khâu khác nhờ các khớp liên kết. Các khớp liên kết có thể khớp xoay hoặc khớp tịnh tiến.

Loại động cơ sử dụng trong các khớp nối thường là động cơ servo phản hồi vị trí và kết hợp các hộp giảm tốc đặc biệt như hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảm tốc Harmonic.

Tính năng và khả năng của cánh tay robot

Các loại robot công nghiệp dùng để vận chuyển hàng hóa lên pallet thường được thiết kế với sáu bậc tự do tương ứng với sáu khớp nối, điều này làm cho bài toàn động học ngược của robot chỉ có một nghiệm duy nhất. Trong sáu bậc tự do, có ba bậc tự do dùng để xác định vị trí (tọa độ) điểm khâu cuối trong tọa độ Đề các và ba bậc tự do còn lại dùng để xác định vector chỉ hướng của robot. Với sáu bậc tự do như vậy robot, có thể linh hoạt nâng nhấc hàng hóa và tránh vật cản trong không gian làm việc của nó.

Bộ phận kẹp và khâu tác động cuối

Các loại bộ phận kẹp và khâu tác động cuối được sử dụng

Trong chế tạo robot, khâu tác động cuối đề cập đến bất kỳ công cụ nào có thể được gắn ở cuối cánh tay robot và được sử dụng để tương tác hoặc thao tác với các vật thể. Cấu trúc của nó phụ thuộc vào nhiệm vụ mà robot sẽ thực hiện và đối tượng mà robot sẽ xử lý. Thông thường ứng dụng của robot xếp hàng lên pallet là cần nhặt, nâng hàng hóa lên, một loại khâu cuối được gọi là dụng cụ kẹp là bộ phận tác động cuối có nhiều chức năng nhất, đa năng nhất.

Khâu tác động cuối tay kẹp có nhiều kích thước khác nhau, có thể được dùng để kẹp, nâng hàng hóa với nhiều loại hình dạng hay kích thước khác nhau trong giới hạn của bộ phận kẹp. Tay kẹp cũng có thể phân loại dựa trên nguồn và kiểu năng lượng mà chúng sử dụng. Ví dụ, tay kẹp điện, tay kẹp khí nén, từ tính, tĩnh điện,.... Một số bộ phận tác động cuối khác có thể được sử dụng để nâng hàng hóa như nam châm điện, hút chân không,...

Chức năng và tính năng của bộ kẹp và bộ phận tác động cuối

Đối với ứng dụng xếp hàng lên pallet của robot thì chức năng của bộ phận cuối chính là kẹp chặt hàng hóa, nhấc lên, di chuyển tránh vật cản bằng các quỹ đạo xoay, tịnh tiến và cuối cùng là xếp lên pallet tại vị trí và hướng xác định.

Tính năng tay kẹp: Tay kẹp có thể gắp hàng hóa với đa dạng hình thù, kích thước nhưng chỉ trong giới hạn nhỏ nhất và lớn nhất của chúng. Một số loại hình dạng dù trong kích thước giới hạn của tay gắp nhưng cũng không thể gắp chặt được do thiếu ma sát giữa bề mặt đích và bề mặt tay gắp, lúc này khu vực tiếp xúc cần được nâng cao ma sát hay thiết kế hình dáng đặc biệt.

Nam châm điện: Bộ phận tác động cuối kiểu này có thể thiết kế dưới dạng tay gắp cũng có thể chỉ đơn giản dưới dạng tấm nam châm, dùng để hút dính và di chuyển các loại hàng hóa làm từ vật liệu kim loại bị hút bởi nam châm. Tải trọng mà chúng có thể nâng được phụ thuộc vào bản chất vật liệu kim loại của hàng hóa và công suất của nam châm điện, kim loại khác nhau có mức độ hút dính khác nhau.

Giác hút hay cốc hút chân không: Dùng để hút dính và nâng các loại hàng hóa có bề mặt dạng phẳng. Tải trọng mà chúng có thể nâng được phụ thuộc vào độ phẳng mặt phẳng và công suất, khí nén âm của giác hút.

Khả năng tích hợp và lập trình của Robot xếp hàng lên pallet

Tích hợp với hệ thống băng tải

Việc tích hợp với hệ thống băng tải của robot xếp hàng lên pallet chỉ phụ thuộc vào không gian làm việc của robot, không gian xưởng và diện tích sàn.

Robot xếp hàng lên pallet là một thiết bị công nghệ cao, linh hoạt và khả trình. Yêu cầu chỉ cần có diện tích sàn khá nhỏ để đặt robot và không gian xưởng hợp lý để phù hợp với không gian làm việc của robot sao cho các quỹ đạo vận chuyển hàng hóa có thể được lập trình của chúng không quá vướng víu với không gian xưởng là có thể tích hợp chúng với dây chuyền sản xuất hay hệ thống băng tải.

Lập trình và tùy chỉnh

Thông thường nhà sản xuất có thể cung cấp cho người dùng một vài phương pháp lập trình:

Lập trình robot bằng bộ điều khiển: Đây là cách lập trình phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng để lập trình 90% robot công nghiệp đang sử dụng trong sản xuất. Hình thức lập trình này là sử dụng bộ điều khiển để điều khiển robot và các thiết bị khác đến các vị trí mong muốn. Một số loại robot có thể lập trình bằng chương trình ngay bằng bộ điều khiển này tuy nhiên có thể phải dừng hoạt động của robot.

Lập trình bằng phần mềm chuyên dụng từ hãng hoặc cộng đồng: Trên phần mềm, lập trình ra các chương trình điều khiển sau đó nạp vào bộ nhớ của robot mà không cần dừng hoạt động của chúng, có thể dừng để đảm bảo an toàn. Cách này đòi hỏi phải có kỹ năng chuyên môn. Ví dụ, dùng Robot Studio để lập trình và mô phỏng robot ABB.

Học lệnh: Học lệnh bằng tay là một loại lập trình liên quan đến việc con người tác động trực tiếp lên phần cứng di chuyển vật lý robot xung quanh và ghi lại các vị trí vào bộ học lệnh của robot. Đối với robot nhỏ, có thể làm được điều này bằng cách tắt các phanh khớp vì các liên kết và khâu robot nhẹ, sức của con người có thể di chuyển. Với những robot lớn hơn, nặng hơn, nó yêu cầu phải có cảm biến lực và các thuật toán điều khiển lực hỗ trợ sức người.

Ngoài ra còn có các phương pháp lập trình khác hay các phương pháp lập trình tiên tiến khác đang được nghiên cứu, phát triển liên quan đến xử lý ảnh, trí tuệ nhân tạo, tự động lập trình, v.v.

Thông qua các phương pháp lập trình, các thông số như vị trí, lực kẹp, vận tốc, gia tốc, quỹ đạo di chuyển, v.v của robot có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu của người dùng. Một số bộ phận phần cứng cũng có thể tùy chỉnh, đặc biệt là khâu thao tác cuối.

Giao diện người dùng và hệ thống giám sát

Robot công nghiệp đặc biệt là robot xếp hàng lên pallet thường không được tích hợp giao diện người dùng, hệ thồng giám sát trên thân robot vì các khâu của robot luôn chuyển động trong quá trình hoạt động. Ngoài ra, robot có thể hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt điều này càng làm việc tích hợp giao diện người dùng và hệ thống giám sát trên thân robot trở nên khó khăn và không hợp lý. Màn hình giao diện người dùng và các thông số giám sát được tích hợp vào bộ điều khiển của robot. Ngoài ra người dùng có thể sử dụng các hệ thống máy tính để tương tác và giám sát robot.

Ứng dụng robot xếp hàng lên pallet vào sản xuất

Robot xếp hàng lên pallet được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: cơ khí, điện tử, logistic, chế biến thực phẩm… Đặc biệt trong các nhà máy thông minh hiện đại, đang dần thay thế con người với năng suất cao, tự động hóa và an toàn. Công việc chủ yếu của robot là bốc xếp hàng hóa, xếp hàng lên pallet và sắp xếp chúng theo thứ tự mong muốn, đồng thời có thể làm nhiệm vụ đóng gói và vận chuyển sản phẩm trong quá trình sản xuất.

Cụ thể, robot xếp hàng lên pallet có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực sau:

• Robot đóng gói và chuyển thùng hàng.
• Robot gắp sản phẩm và đóng thùng.
• Robot gắp sản phẩm cho vào thùng phục vụ đóng gói.
• Robot cấp phôi gia công, cấp linh kiện lắp ráp.
• Robot xếp bao, thùng, hộp nông sản, thức ăn gia súc gia cầm: cám, lúa gạo, bột, hạt điều, cà phê, hồ tiêu, thanh long, tôm, cá filtlet,… lên băng chuyền.
• Robot bốc xếp hàng hóa từ container.

Robot xếp hàng lên pallet tự động: Lợi ích và giải pháp tự động hóa

Robot xếp hàng lên pallet là giải pháp tự động hóa được ứng dụng tại công đoạn cuối của nhiều dây chuyền sản xuất, đặc biệt với các doanh nghiệp có sản lượng lớn và nhu cầu giảm thao tác thủ công. Thay thế quá trình xếp hàng bằng sức người, robot thực hiện các thao tác gắp, di chuyển và đặt sản phẩm lên pallet theo chương trình được thiết lập sẵn. Tùy theo đặc điểm sản phẩm và yêu cầu sản xuất, hệ thống có thể được thiết kế với tải trọng, tầm với, cơ cấu gắp và pattern xếp pallet phù hợp. Robot cũng có khả năng kết hợp với băng tải, cảm biến, hệ thống nhận diện, máy đóng gói và các thiết bị vận chuyển tự động để hình thành quy trình sản xuất liên tục. Cùng CNC VINA tìm hiểu những lợi ích và khả năng ứng dụng của robot xếp hàng lên pallet trong dây chuyền sản xuất hiện đại.

Lợi ích của robot xếp hàng lên pallet trong dây chuyền sản xuất

Tăng năng suất và duy trì chu kỳ làm việc ổn định

Robot palletizing có khả năng thực hiện liên tục các thao tác gắp, di chuyển và đặt sản phẩm theo chu kỳ được lập trình sẵn. Đối với những dây chuyền có sản lượng lớn và công đoạn xếp pallet lặp lại với tần suất cao, robot giúp giảm sự phụ thuộc vào sức người, đồng thời duy trì tốc độ vận hành ổn định trong suốt quá trình sản xuất. Sau khi được thiết lập đúng chương trình và thông số vận hành, robot có thể thực hiện các chuyển động lặp lại với độ ổn định cao. Điều này đặc biệt phù hợp với những công đoạn yêu cầu xếp hàng theo một pattern cố định, cần duy trì tốc độ đồng đều và hạn chế sai lệch giữa các pallet thành phẩm.

Năng suất của hệ thống được xác định dựa trên nhiều thông số như tải trọng robot, tầm với, cơ cấu gắp, khoảng cách giữa vị trí lấy và đặt sản phẩm, số lượng sản phẩm trên mỗi pallet và cycle time. Việc tính toán đồng thời các yếu tố này giúp doanh nghiệp lựa chọn cấu hình robot phù hợp với sản lượng thực tế của dây chuyền.

Giảm thao tác thủ công tại công đoạn xếp pallet

Xếp hàng lên pallet là công đoạn có tính lặp lại cao, thường yêu cầu người lao động liên tục nâng, di chuyển và đặt sản phẩm theo từng lớp. Khi sản lượng tăng, số lần thao tác cũng tăng theo, làm phát sinh nhu cầu bố trí nhân công thường xuyên tại khu vực cuối dây chuyền. Robot palletizing có thể đảm nhiệm các thao tác gắp và xếp sản phẩm theo chương trình được thiết lập, từ đó giảm khối lượng công việc thủ công tại công đoạn này. Nhân sự có thể chuyển sang các công việc như giám sát hệ thống, kiểm tra chất lượng, cấp liệu hoặc xử lý các nhiệm vụ cần sự can thiệp trực tiếp.

Việc tự động hóa công đoạn xếp pallet cũng giúp quá trình sản xuất được tổ chức theo một quy trình thống nhất, hạn chế sự khác biệt trong thao tác giữa các ca làm việc và nâng cao tính đồng nhất của pallet thành phẩm.

Chủ động kiểm soát sản lượng và kế hoạch sản xuất

Một ưu điểm quan trọng của hệ thống robot palletizing là khả năng xác định năng suất dựa trên các thông số vận hành đã được thiết lập. Cycle time, số lượng sản phẩm trên mỗi pallet và thời gian hoạt động có thể được sử dụng để tính toán công suất theo giờ hoặc theo ca.

Ví dụ, nếu robot có cycle time 3 giây cho một chu kỳ gắp – di chuyển – đặt sản phẩm, năng suất lý thuyết của chu trình có thể được tính:

3.600 / 3 = 1.200 sản phẩm/giờ.

Nếu mỗi pallet được xếp 10 sản phẩm, số lượng pallet lý thuyết tương ứng có thể được xác định từ sản lượng sản phẩm. Tuy nhiên, khi tính công suất thực tế của toàn hệ thống, cần tính thêm thời gian cấp sản phẩm, cấp pallet, thay pallet đầy, thay đổi pattern và các khoảng dừng trong quá trình vận hành. Việc xác định năng suất dựa trên các thông số kỹ thuật giúp doanh nghiệp chủ động hơn trong việc tính toán công suất dây chuyền, bố trí nhân sự và xây dựng kế hoạch sản xuất. Đây cũng là cơ sở để xác định số lượng robot hoặc số vị trí palletizing cần thiết khi mở rộng quy mô.

Linh hoạt với nhiều loại sản phẩm và quy cách xếp pallet

Robot xếp pallet có thể được thiết kế để xử lý nhiều loại sản phẩm trong phạm vi tải trọng và kích thước cho phép. Tùy vào ứng dụng, hệ thống có thể sử dụng các cơ cấu gắp khác nhau để phù hợp với thùng carton, bao, túi, khay, block lon, chai hoặc các dạng sản phẩm đóng gói khác.

Đối với dây chuyền có nhiều mã hàng, robot có thể được lập trình nhiều chương trình xếp pallet tương ứng với từng sản phẩm. Khi kết hợp với cảm biến hoặc hệ thống vision, robot có thể nhận diện loại sản phẩm và lựa chọn chương trình vận hành phù hợp. Pattern xếp pallet cũng có thể được thiết lập theo từng loại sản phẩm, bao gồm số lượng sản phẩm trên mỗi lớp, số lớp và vị trí đặt. Nhờ đó, một hệ thống có thể đáp ứng nhiều quy cách đóng gói mà không cần thay đổi toàn bộ thiết bị khi chuyển đổi sản phẩm.

Nâng cao tính đồng nhất của pallet thành phẩm

Khi xếp pallet thủ công, vị trí đặt sản phẩm có thể thay đổi giữa từng lần thao tác, đặc biệt khi số lượng sản phẩm lớn hoặc công việc được thực hiện liên tục trong nhiều giờ. Robot thực hiện chuyển động theo tọa độ và chương trình đã thiết lập, giúp các sản phẩm được đặt theo pattern thống nhất. Việc duy trì pattern ổn định giúp pallet thành phẩm có kết cấu đồng đều hơn, thuận tiện cho các công đoạn tiếp theo như quấn màng, vận chuyển, lưu kho hoặc xuất hàng. Đối với những sản phẩm yêu cầu bố trí nhiều lớp trên pallet, chương trình robot có thể xác định vị trí đặt của từng sản phẩm theo từng lớp, qua đó đảm bảo trình tự xếp được thực hiện nhất quán trong suốt quá trình vận hành.

Dễ dàng tích hợp với dây chuyền tự động

Robot palletizing thường được bố trí tại cuối dây chuyền đóng gói để tiếp nhận sản phẩm từ băng tải và đưa sản phẩm lên pallet. Hệ thống có thể kết hợp với băng tải cấp sản phẩm, băng tải pallet, cơ cấu cấp pallet và thiết bị vận chuyển pallet thành phẩm. Tùy theo mức độ tự động hóa của nhà máy, robot có thể tiếp tục kết nối với AGV, AMR hoặc các hệ thống vận chuyển tự động khác để đưa pallet đến khu vực lưu trữ hoặc xuất hàng. Khi các thiết bị được kết nối đồng bộ thông qua hệ thống điều khiển, doanh nghiệp có thể hình thành quy trình tự động từ đóng gói, xếp pallet đến vận chuyển và lưu kho. Robot cũng có thể được bố trí với footprint phù hợp để tối ưu diện tích nhà xưởng. Khu vực robot hoạt động có thể được thiết kế độc lập với hàng rào bảo vệ và các thiết bị an toàn, tạo thành một cell palletizing chuyên biệt trong dây chuyền.

Khả năng ứng dụng của robot palletizing trong sản xuất

Robot xếp pallet có thể được sử dụng tại nhiều công đoạn cuối dây chuyền, nơi sản phẩm đã hoàn thành quá trình sản xuất hoặc đóng gói và cần được tập kết để vận chuyển hoặc lưu kho.

Đối với sản phẩm dạng thùng carton, robot có thể tiếp nhận thùng từ băng tải và xếp theo pattern được cài đặt trên pallet. Với sản phẩm dạng bao hoặc túi, cơ cấu gắp có thể được thiết kế phù hợp với hình dạng và đặc tính của bao bì. Các ứng dụng khác như xếp khay, thùng, block lon hoặc sản phẩm đóng gói theo cụm cũng có thể được thiết kế tùy theo tải trọng và yêu cầu của dây chuyền. Trong các dây chuyền có nhiều loại sản phẩm, robot có thể được lập trình nhiều chương trình xếp khác nhau. Hệ thống điều khiển sẽ xác định chương trình tương ứng dựa trên tín hiệu từ dây chuyền hoặc hệ thống nhận diện được tích hợp. Nhờ khả năng lập trình và thay đổi pattern, robot palletizing phù hợp với các dây chuyền cần duy trì sản lượng cao nhưng vẫn có nhu cầu chuyển đổi giữa nhiều mã hàng hoặc quy cách đóng gói.

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn robot xếp pallet

Tải trọng và tầm với

Tải trọng của robot cần được tính toán dựa trên tổng khối lượng sản phẩm và cơ cấu gắp trong mỗi lần thao tác. Việc lựa chọn tải trọng phù hợp giúp robot vận hành ổn định và đáp ứng yêu cầu chuyển động trong toàn bộ vùng làm việc. Bên cạnh tải trọng, tầm với cũng là thông số quan trọng. Robot cần có khả năng tiếp cận vị trí lấy sản phẩm và toàn bộ các vị trí đặt trên pallet theo pattern đã thiết kế.

Cycle time và sản lượng yêu cầu

Cycle time là cơ sở quan trọng để tính toán năng suất của robot. Doanh nghiệp cần xác định sản lượng yêu cầu theo giờ hoặc theo ca, số lượng sản phẩm trên mỗi pallet và khoảng cách giữa vị trí lấy – đặt. Từ những thông số này, đơn vị thiết kế có thể tính toán tốc độ chuyển động, quỹ đạo robot và phương án bố trí thiết bị. Việc tối ưu đường chạy và vị trí các thiết bị cấp liệu cũng góp phần giảm thời gian chu kỳ và nâng cao năng suất của toàn hệ thống.

Cơ cấu gắp sản phẩm

Cơ cấu gắp cần được lựa chọn dựa trên kích thước, trọng lượng, vật liệu bao bì và đặc tính bề mặt của sản phẩm. Tùy ứng dụng, robot có thể sử dụng kẹp cơ học, hút chân không hoặc các loại gripper chuyên dụng. Đối với hệ thống xử lý nhiều loại sản phẩm, cơ cấu gắp cần được thiết kế để thích ứng với sự thay đổi về kích thước và trọng lượng trong phạm vi yêu cầu. Đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận hành ổn định của robot palletizing.

Pattern và quy cách xếp pallet

Pattern quyết định cách sản phẩm được bố trí trên pallet, số lượng sản phẩm trên mỗi lớp và tổng số lớp. Một pattern phù hợp cần đảm bảo khả năng tận dụng diện tích pallet đồng thời duy trì độ ổn định của sản phẩm trong quá trình vận chuyển. Nếu dây chuyền có nhiều mã hàng, cần xác định trước các pattern tương ứng và phương án chuyển đổi giữa các chương trình. Việc lập trình sẵn nhiều pattern giúp robot có thể đáp ứng linh hoạt các yêu cầu sản xuất khác nhau.

Hệ thống an toàn

An toàn là một phần cần được tính toán ngay từ giai đoạn thiết kế cell robot. Tùy cấu hình, hệ thống có thể sử dụng hàng rào bảo vệ, cửa interlock, safety scanner, light curtain, cảm biến an toàn và nút dừng khẩn cấp. Các thiết bị này giúp kiểm soát khu vực hoạt động của robot và hạn chế khả năng người vận hành tiếp cận vùng chuyển động khi robot đang hoạt động. Hệ thống cảnh báo bằng đèn hoặc còi cũng có thể được tích hợp để thông báo trạng thái vận hành và các tình huống bất thường.

Khả năng tích hợp với dây chuyền hiện có

Robot cần được tính toán để có thể kết nối với các thiết bị hiện hữu như băng tải, máy đóng gói, máy dựng thùng, máy dán thùng, hệ thống cấp pallet và các thiết bị vận chuyển. Đối với những nhà máy đang từng bước nâng cao mức độ tự động hóa, hệ thống robot có thể được thiết kế theo hướng mở để thuận tiện tích hợp thêm AGV/AMR, hệ thống quản lý kho hoặc các thiết bị tự động khác trong tương lai.

CNC VINA – Giải pháp robot xếp hàng lên pallet tự động

Một hệ thống robot palletizing hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào cánh tay robot mà còn cần sự phối hợp đồng bộ giữa cơ cấu gắp, băng tải, cảm biến, hệ thống điều khiển, thiết bị an toàn và phương án bố trí pallet. Với kinh nghiệm 20 năm trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, CNC VINA cung cấp giải pháp robot xếp hàng lên pallet theo yêu cầu thực tế của từng dây chuyền. Từ đặc điểm sản phẩm, sản lượng, cycle time, tải trọng, pattern xếp pallet đến mặt bằng lắp đặt, các thông số có thể được tính toán để lựa chọn cấu hình và phương án vận hành phù hợp. Hệ thống có thể được tích hợp với băng tải, cơ cấu gắp, cảm biến, hệ thống nhận diện và các thiết bị tự động khác nhằm tạo thành quy trình xếp pallet đồng bộ. Việc thiết kế và lập trình phù hợp ngay từ đầu giúp tối ưu chuyển động robot, nâng cao năng suất và đảm bảo khả năng vận hành ổn định trong thực tế.

Nếu doanh nghiệp đang tìm kiếm robot xếp hàng lên pallet cho dây chuyền sản xuất, CNC VINA có thể tư vấn phương án phù hợp dựa trên sản phẩm, sản lượng và yêu cầu tự động hóa cụ thể.

CÔNG TY CỔ PHẦN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ & CNC VIỆT NAM

Nhà máy: Điểm công nghiệp Sông Cùng, xã Đồng Tháp, huyện Đan Phượng, TP. Hà Nội, Việt Nam

Văn phòng: Tòa nhà Rox Tower (Rox Center Goldmark City) số 136 Hồ Tùng Mậu, Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Điện thoại: +84 916 63 9355 / +84 915 74 4664

Website: https://cncvina.com.vn | https://cncvina.net | https://cncviname.com.vn

Email: Sales01@cncvina.com.vn | Sales03@cncvina.com.vn