10 ưu điểm hàng đầu của việc xếp hàng bằng robot trong sản xuất

Xếp hàng bằng rô-bốt tích hợp các cánh tay có khớp nối tự động, Công cụ cánh tay-có độ chính xác cao-của-Arm Tooling (EOAT), bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và hệ thống băng tải chuyên dụng để tự động hóa việc xếp hàng hóa nặng lên pallet trước khi xếp hàng vào kho. Việc chuyển đổi từ xếp chồng thủ công truyền thống sang xếp pallet tự động cho phép các nhà máy sản xuất hiện đại loại bỏ rủi ro chấn thương về mặt công thái học, tăng tốc thông lượng dây chuyền, đảm bảo sự ổn định của cấu trúc ngăn xếp và tối đa hóa lợi nhuận trong môi trường sản xuất có{4}}nhu cầu cao.

Ma trận giá trị hiệu suất và chiến lược

Dây chuyền sản xuất-tốc độ cao hiện đại-từ bao bì thực phẩm và đồ uống đến hàng tiêu dùng đóng gói (CPG) và sản xuất công nghiệp nặng-tạo ra khối lượng sản lượng lớn mỗi giờ. Tuy nhiên, năng lực thực sự của một nhà máy sản xuất thường bị hạn chế bởi những tắc nghẽn trong xử lý nguyên liệu ở hạ nguồn. Khi lao động chân tay đóng vai trò là cơ chế chính để chuyển hàng hóa thành phẩm từ băng tải đầu ra lên pallet vận chuyển, thì sự mệt mỏi của con người, những hạn chế về thể chất và các mối nguy hiểm về an toàn sẽ tạo ra sự chậm trễ vận hành không thể đoán trước.

Việc triển khai công nghệ xếp hàng bằng rô-bốt thay thế các hoạt động xếp chồng thủ công, biệt lập bằng quy trình làm việc tự động, đồng bộ. Bằng cách triển khai các cánh tay robot có khớp nối nhiều-được trang bị bộ kẹp chuyên dụng, các nhà sản xuất chuyển đổi các quy trình-cuối-dòng thất thường thành các hoạt động có khả năng dự đoán cao, có thể lặp lại và-hiệu quả về mặt chi phí.

Để quan sát-khả năng chuyển đổi hoạt động trong thế giới thực của việc xếp chồng tự động, hãy xem xét một dự án hiện đại hóa--cuối dây chuyền được thực hiện cho một cơ sở chứa đồ uống trong khu vực ở Bắc Mỹ.

Nút thắt hoạt động ban đầu

Nhà máy đóng chai vận hành ba dây chuyền đóng hộp tốc độ cao-liên tục, mang lại tổng sản lượng vượt quá 1.200 thùng thành phẩm mỗi giờ. Mặc dù đã đầu tư rất nhiều vào-các thiết bị nạp liệu tốc độ cao, nhà máy vẫn gặp phải tình trạng tắc nghẽn nghiêm trọng ở hạ lưu:

• Giới hạn xử lý thủ công:Các đội xếp pallet thủ công đã phải vật lộn để duy trì tốc độ trong những ca sản xuất cao điểm, buộc các dây chuyền đóng hộp ngược dòng phải hoạt động với công suất giảm hoặc phải tạm dừng khẩn cấp thường xuyên.
• Tỷ lệ thương tích tăng cao:Những người vận hành thường xuyên nâng các thùng nặng 15 kg trong các ca- nhiều giờ, dẫn đến tỷ lệ chấn thương do căng thẳng lặp đi lặp lại, tình trạng vắng mặt và chi phí bảo hiểm bồi thường cho người lao động tăng lên.
• Hư hỏng sản phẩm & Tải không ổn định:Mô hình xếp chồng thủ công không nhất quán khiến thùng carton thường xuyên bị đè bẹp và các tầng pallet không ổn định, dẫn đến tràn sản phẩm trong quá trình vận chuyển bằng xe nâng và từ chối giao hàng cho khách hàng.

Triển khai hệ thống & Thiết kế kỹ thuật

Các nhóm kỹ thuật đã thiết kế lại bố cục cuối{0}}của-dòng sản phẩm của cơ sở bằng cách cài đặt một ô xếp khay rô-bốt nạp-tiếp liệu kép:

• Bộ đệm đầu vào tích hợp:Băng tải con lăn không tích lũy áp suất (ZPA) được giới thiệu để tiếp nhận các thùng hàng đến mà không chịu áp lực vật lý, ngăn chặn sự biến dạng của mép thùng carton.
• Triển khai cánh tay khớp nối có nhiệm vụ-hạng nặng:Một rô-bốt xếp pallet công nghiệp 4-trục có tải trọng 180 kg được đặt giữa hai đường cấp liệu chính. Được trang bị một bộ kẹp ma trận bọt chân không-tùy chỉnh, cánh tay này có thể xử lý đồng thời các hộp đựng kép.
• Quản lý pallet tự động:Một bộ phân phối pallet tự động tích hợp sẽ đưa các tấm gỗ trống trực tiếp vào ngăn thông qua các đường xích có động cơ, loại bỏ việc đặt pallet thủ công.

Kết quả hoạt động được đo lường

Sau khi vận hành hệ thống, cơ sở đã ghi nhận những cải tiến hiệu suất đáng kể trên tất cả các tiêu chuẩn vận hành cốt lõi:

• Khôi phục thông lượng đường truyền:Các dây chuyền chiết rót và đóng hộp ngược dòng đã đạt được mức đánh giá hiệu quả hoạt động là 99,1%, giải quyết hoàn toàn tình trạng tạm dừng-cuối{2}}dây chuyền.
• Loại bỏ mối nguy hiểm công thái học:Chấn thương do chuyển động lặp đi lặp lại và nâng trong khu vực xếp pallet giảm xuống bằng không.
• Giảm phế liệu:Thiệt hại của sản phẩm do làm rơi hoặc xếp chồng lên nhau không đúng cách giảm từ 2,4% xuống dưới 0,02%.
• Phục hồi đầu tư nhanh chóng:Nhờ việc tái phân bổ lao động, giảm thiệt hại cho sản phẩm và giảm trách nhiệm pháp lý về thương tích, toàn bộ vốn đầu tư đã được thu hồi trong vòng 14,2 tháng.

Việc đánh giá việc xếp hàng bằng robot đòi hỏi phải xem xét xa hơn việc tiết kiệm lao động đơn giản. Dưới đây là mười lợi thế chính về vận hành, tài chính và chiến lược khiến việc xếp pallet tự động trở thành một thành phần thiết yếu của cơ sở hạ tầng sản xuất hiện đại.

1. Tốc độ vượt trội và thông lượng đường dây liên tục

Tốc độ xếp pallet thủ công dao động tự nhiên trong suốt ca làm việc do con người vận hành cảm thấy mệt mỏi về thể chất. Ngược lại, một hệ thống tự độngmáy xếp pallet bằng robothoạt động liên tục với tốc độ chu kỳ xác định trước. Cho dù xử lý các hộp cứng nặng, túi mềm hay khay mỏng manh, cánh tay robot nhiều{1}}trục đều thực hiện các chuyển động tăng tốc, xoay và đặt với độ lặp lại tính bằng mili giây. Vận tốc liên tục này giúp loại bỏ sự tích tụ-của-cuối dây chuyền, cho phép thiết bị xử lý ngược dòng chạy ở công suất cao nhất mà không có nguy cơ ngừng-áp suất ngược.

2. Giảm đáng kể chi phí lao động trực tiếp

Sự phụ thuộc vào lao động chân tay cho các công việc lặp đi lặp lại, đòi hỏi thể lực cao khiến các nhà quản lý nhà máy phải đối mặt với tỷ lệ thôi việc cao, chi phí tuyển dụng và tình trạng luân chuyển lao động. Tự động hóa quy trình xếp hàng làm giảm đáng kể yêu cầu lao động trực tiếp trên mỗi ca. Thay vì triển khai nhiều công nhân để xếp các hộp theo cách thủ công, cơ sở có thể chỉ định một người giám sát hệ thống duy nhất để giám sát nhiều ô tự động cùng một lúc. Sự thay đổi này chuyển vốn nhân lực từ những công việc có giá trị-thấp,-mệt mỏi{4}}sang những công việc vận hành máy móc có giá trị-có giá trị cao hơn, kiểm tra chất lượng và bảo trì cơ sở.

3. Lợi tức đầu tư (ROI) nhanh chóng và tổng chi phí sở hữu thấp

Trong khi cài đặt robottế bào xếp hàngđại diện cho chi phí vốn, các chỉ số tài chính thiên về tự động hóa-dài hạn. Bằng cách kết hợp tiết kiệm lao động trực tiếp, giảm yêu cầu bồi thường cho người lao động, giảm phế liệu sản phẩm và tăng tổng sản lượng dây chuyền, hầu hết các hoạt động sản xuất đều thu hồi vốn đầu tư ban đầu trong vòng 12 đến 24 tháng. Hơn nữa, các robot có khớp nối hiện đại yêu cầu bảo trì liên tục ở mức tối thiểu, mang lại chi phí vận hành thấp trong suốt thời gian hoạt động thường vượt quá 10 đến 15 năm.

4. Giảm hư hỏng sản phẩm và lãng phí vật liệu

Việc xử lý thủ công các thùng, bó và túi thường dẫn đến tình trạng đồ bị rơi, bao bì bị thủng và mép bị dập. Cánh tay robot sử dụng-của-Công cụ cánh tay (EOAT)-chuyên dụng, chẳng hạn như kẹp-khí nén theo tỷ lệ, tấm ma trận chân không hoặc-các càng nâng cơ khí hỗ trợ phía dưới-được thiết kế để kẹp chặt các vật liệu đóng gói cụ thể một cách nhẹ nhàng. Bằng cách điều chỉnh các cấu hình tăng tốc và giảm tốc thông qua bộ điều khiển servo, robot đảm bảo sản phẩm được đặt lên pallet mà không bị hư hỏng do va chạm, loại bỏ lãng phí vật liệu và gây tốn kém cho khách hàng.

5. Giảm thương tích tại nơi làm việc và cải thiện an toàn

Việc xếp pallet vốn đã khó khăn. Việc lặp đi lặp lại các chuyển động nâng, vặn và với các vật nặng sẽ khiến người lao động bị rối loạn cơ xương nghiêm trọng (MSD) và chấn thương do căng cơ lặp đi lặp lại. Việc giới thiệu cánh tay xếp pallet tự động giúp loại bỏ hoàn toàn người vận hành khỏi khu vực nâng nguy hiểm. Được bao bọc phía sau hàng rào an toàn được trang bị rèm sáng và cửa ra vào khóa liên động, các tế bào robot đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn lao động toàn cầu đồng thời giảm đáng kể trách nhiệm pháp lý về thương tích.

6. Tải trọng vượt trội và tính linh hoạt của sản phẩm

Cánh tay robot công nghiệp hiện đại có khả năng xử lý tải trọng từ 10 kg hộp đựng mỏng manh đến các đơn vị công nghiệp nặng hơn 1.000 kg. Hơn nữa, các tế bào robot không bị giới hạn ở một hình dạng sản phẩm duy nhất. Thông qua Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) tiên tiến và Giao diện máy (HMI)-thân thiện với con người{6}}, người vận hành có thể chọn-các mẫu công thức được lập trình sẵn chỉ bằng một nút nhấn. Robot có thể chuyển đổi ngay lập tức giữa việc xử lý các thùng carton nhỏ, thùng vận chuyển lớn, túi nhựa hoặc túi nhiều lớp mà không cần phải đại tu phần cứng cơ học.

7. Tối ưu hóa dấu chân và hiệu quả không gian

Máy xếp pallet cơ học kiểu{0}}lớp truyền thống yêu cầu diện tích cơ học lớn, băng tải nghiêng dài và khả năng tiếp cận nền tảng trên cao. Tuy nhiên, cánh tay robot có khớp nối cung cấp mật độ năng lượng cao trong một diện tích nhỏ gọn. Một rô-bốt 4{5}}trục hoặc 6{7}}trục đơn lẻ có thể được gắn trên sàn, đảo ngược từ các giàn trên cao hoặc được đặt giữa nhiều đường tiến dao. Dấu chân tiết kiệm không gian này bảo toàn không gian sàn có giá trị cho các hoạt động sản xuất chính và lối đi trung chuyển của xe nâng.

8. Chất lượng pallet ổn định và độ ổn định tải trọng kết cấu

Xếp chồng pallet không ổn định gây ra các mối nguy hiểm nghiêm trọng khi vận chuyển, thường dẫn đến đổ hàng bên trong xe moóc vận chuyển hoặc sập kệ kho. Cánh tay robot xếp chồng các sản phẩm với độ chính xác về vị trí đến từng milimet. Hệ thống tính toán vị trí lớp chính xác, các mẫu liên kết-lồng vào nhau và căn chỉnh cạnh theo từng chu kỳ. Độ vuông góc của lớp nhất quán đảm bảo rằng thiết bị quấn màng có thể tạo lực căng màng đồng đều, dẫn đến tải trọng pallet bằng đá-rắn có thể chịu được vận chuyển đường dài-.

9. Giảm thời gian ngừng hoạt động và độ tin cậy cao

Rô-bốt công nghiệp được thiết kế cho dịch vụ công nghiệp -nặng nhọc, đạt được xếp hạng Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) kéo dài hàng chục nghìn giờ hoạt động. Không giống như các máy xếp pallet truyền thống cơ học phức tạp với hàng trăm tấm mài mòn chuyển động và xích, cánh tay có khớp nối có hộp số kín và động cơ servo AC không chổi than. Với bảo trì phòng ngừa định kỳ, robottế bào xếp hàngmang lại xếp hạng thời gian hoạt động ổn định trên 98,5%, giúp cơ sở hoạt động liên tục mà không gặp sự cố cơ học bất ngờ.

10. Tích hợp liền mạch với Tự động hóa nhà máy & Công nghiệp 4.0

Máy xếp pallet bằng robotđóng vai trò như một thành phần tích hợp trong các nhà máy thông minh hiện đại. Được kết nối thông qua các giao thức Ethernet công nghiệp (chẳng hạn như PROFINET hoặc Ethernet/IP), máy xếp pallet giao tiếp trực tiếp với máy dán thùng phía trên, phương tiện dẫn hướng tự động (AGV), hệ thống quản lý kho hàng (WMS) và phần mềm hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP). Ghi nhật ký dữ liệu theo thời gian thực-theo dõi số lượng đơn vị, thay đổi SKU và chẩn đoán hiệu suất, cung cấp khả năng hiển thị đầy đủ về hoạt động trên toàn bộ khu vực nhà máy.

Để làm nổi bật những lợi ích hoạt động của việc nâng cấp lênxếp hàng tự độnghệ thống, hãy xem xét các chỉ số hiệu suất so sánh bên dưới:

Việc chuyển đổi sàn nhà máy từ vận hành thủ công sang hệ thống xếp hàng bằng rô-bốt tự động đòi hỏi phải đánh giá kỹ thuật có cấu trúc:

Bước 1: Tiến hành kiểm tra thông lượng và tải trọng

Đo lường nhu cầu sản xuất thực tế trên tất cả các ca vận hành:

• Xác định tốc độ sản xuất sản phẩm tối đa theo giờ trong điều kiện hoạt động cao điểm.

• Ghi lại kích thước, trọng lượng, vật liệu đóng gói và độ xốp bề mặt của sản phẩm.

• Xác định các mẫu lớp pallet cần thiết, các lớp-kết buộc và các vị trí-tấm trên cùng hoặc tấm trượt-.

Bước 2: Chọn Kiến trúc Robot và EOAT phù hợp

Chọn phần cứng robot phù hợp với yêu cầu về tải trọng và phạm vi tiếp cận cụ thể của bạn:

• Robot khớp nối 4 trục:Lý tưởng cho việc xếp pallet chuyên dụng, tốc độ cao với tải trọng nặng lên tới 700 kg trong đó hướng vẫn song song với sàn.

• Robot khớp nối 6 trục:Cung cấp sự linh hoạt xoay hoàn toàn cho việc xếp chồng phức tạp, xếp chồng-thùng hỗn hợp hoặc các hạn chế về không gian chật hẹp yêu cầu hướng tùy chỉnh.

• Máy hút chân không và máy kẹp cơ khí:Chọn tấm ma trận chân không cho hộp sóng; chọn kẹp-bên hông hoặc kẹp nĩa phía dưới-bằng khí nén dành cho túi nặng hoặc không có dây buộc.

Bước 3: Thiết kế khu vực xử lý vật liệu và an toàn tích hợp

Thiết lập ranh giới chức năng rõ ràng cho ô tự động:

• Tích hợp băng tải-Không tích lũy áp suất (ZPA) để đưa sản phẩm đến một cách trơn tru đến trạm nhặt hàng của rô-bốt.

• Kết hợp bộ phân phối pallet tự động và băng tải xả được hỗ trợ để luân chuyển toàn bộ pallet ra khỏi tế bào mà không cần ngừng sản xuất.

• Lắp đặt hàng rào an toàn vật lý, rèm chắn sáng tại cổng ra của pallet và khóa liên động an toàn tuân thủ các tiêu chuẩn OSHA và ISO.

Bước 4: Thực hiện kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy (FAT) và vận hành thử

Xác thực hiệu suất hệ thống trước khi tích hợp lần cuối tại nhà máy:

• Tiến hành Kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy (FAT) tại cơ sở của người xây dựng hệ thống tự động hóa bằng cách sử dụng các sản phẩm và pallet do khách hàng cung cấp.

• Kiểm tra khả năng khôi phục khi dừng khẩn cấp, thay đổi công thức và chẩn đoán lỗi trong điều kiện tải ở tốc độ tối đa.

• Đào tạo người vận hành cơ sở và nhân viên bảo trì về các biện pháp kiểm soát HMI, quy trình an toàn và lịch trình bảo trì phòng ngừa trước khi-phê duyệt cuối cùng.

1,Một tế bào xếp hàng rô-bốt có thể xử lý đồng thời nhiều dây chuyền sản xuất không?

Đúng. Bằng cách thiết kế nhiều-bố cục băng tải nạp liệu, một robot có khớp nối duy nhất được đặt ở vị trí trung tâm có thể chọn đồng thời từ hai, ba hoặc bốn nguồn cấp dữ liệu sản phẩm riêng biệt. Hệ thống điều khiển theo dõi các SKU dòng riêng lẻ và xây dựng các tải pallet riêng biệt trên các trạm pallet chuyên dụng trong cùng một ô.

2, Làm thế nào để mộtmáy xếp pallet bằng robotxử lý các-tấm lót hoặc vị trí đặt pallet?

Công cụ cánh tay cuối-của-hiện đại (EOAT) có thể được thiết kế với cốc chân không phụ hoặc cánh tay cơ khí được thiết kế đặc biệt để lấy các pallet trống từ một ngăn xếp và đặt các tấm lót-hoặc nắp-trên cùng giữa các lớp sản phẩm. Khả năng-đa chức năng này giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng máy-đặt tấm trượt độc lập.

3, Điều gì xảy ra khi cần giới thiệu kích thước hộp hoặc mẫu pallet mới?

Công thức sản phẩm mới và mẫu pallet có thể được thêm nhanh chóng bằng cách sử dụng-phần mềm tạo mẫu ngoại tuyến hoặc trực tiếp qua giao diện màn hình cảm ứng HMI của ô. Người vận hành chỉ cần nhập kích thước sản phẩm, số lượng lớp và kiểu lồng vào nhau, cho phép hệ thống tính toán đường chuyển động của rô-bốt được tối ưu hóa mà không cần lập trình lại thủ công phức tạp.

Tự động hóa việc xếp hàng-của-dây chuyền là một trong những chiến lược hiệu quả nhất dành cho các nhà máy sản xuất đang tìm cách loại bỏ các tắc nghẽn trong sản xuất, giảm chi phí vận hành và cải thiện sự an toàn tại nơi làm việc. Bằng cách thay thế các giới hạn xử lý thủ công bằng cánh tay rô-bốt có khớp nối tốc độ cao,-bộ kẹp được thiết kế tùy chỉnh và bộ điều khiển được đồng bộ hóa, các nhà sản xuất sẽ thiết lập quy trình đóng gói ổn định, liên tục có khả năng hỗ trợ tăng trưởng kinh doanh.

Để đánh giá cách xếp hàng bằng robot có thể tối ưu hóa sàn nhà máy của bạn,liên hệ với nhóm của chúng tôingay hôm nay để yêu cầu kiểm tra toàn diện nhà máy và phân tích ROI tùy chỉnh.

Liên hệ ngay