Máy xếp pallet tự động là gì? Lợi ích, loại & cách thức hoạt động

MỘTmáy xếp pallet tự độnglà một hệ thống đóng gói công nghiệp chuyên dụng được thiết kế để tự động xếp các thùng chứa, thùng carton, hộp, túi hoặc thùng lên pallet để lưu kho, lưu trữ và vận chuyển. Hoạt động ở giai đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất sản phẩm-thường được gọi là đóng gói cuối-của-dây chuyền (EOL)-máy xếp pallet tự động tiếp nhận hàng hóa thành phẩm đến từ dây chuyền sản xuất thượng nguồn, định hướng chúng theo bố cục cấu trúc định trước và xếp chúng từng lớp lên một pallet.

Bằng cách thay thế việc xếp chồng thủ công bằng cơ chế tự động, các hệ thống này loại bỏ căng thẳng vật lý nặng nề, đảm bảo thông lượng hoạt động cao và tạo ra các tải pallet vuông, ổn định mà vẫn đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển hàng hóa.

Trong nhiều thập kỷ, quy trình đóng gói tiêu chuẩn chủ yếu dựa vào lao động thủ công để di chuyển sản phẩm từ băng tải đầu vào lên pallet gỗ. Khi tốc độ sản xuất tăng nhanh và các tiêu chuẩn an toàn công nghiệp được thắt chặt, việc xử lý thủ công nổi lên như một nút thắt vận hành quan trọng.

Sản xuất hiện đại đòi hỏi sản xuất liên tục,{0}}với số lượng lớn.Máy xếp pallet tự độngthu hẹp khoảng cách giữa thiết bị đóng gói sơ cấp/thứ cấp (như máy đóng gói, máy dán kín và máy dựng thùng) và quản lý hậu cần (như máy đóng gói căng, phương tiện dẫn hướng tự động và hệ thống quản lý kho).

Mặc dù cấu hình cơ học cụ thể khác nhau tùy thuộc vào máy móc được chọn, nhưng máy xếp pallet tự động tuân theo quy trình-từng{1}}từng bước được đồng bộ hóa để biến các gói hàng riêng lẻ thành các đơn vị hàng hóa được bảo đảm.

Bước 1: Tích lũy nguồn cấp dữ liệu & Định hướng sản phẩm

Sản phẩm đi vào ô xếp pallet thông qua băng tải nạp liệu-thường là hệ thống tích lũy áp suất (ZPA) bằng 0-{2}}để ngăn chặn việc gói hàng bị nát. Công cụ quay vòng, công cụ quay nội tuyến hoặc bàn xoay điều khiển bằng servo-định hướng từng thùng hoặc túi theo-các mẫu lớp được lập trình sẵn (ví dụ: ngăn xếp cột, mẫu khóa liên động hoặc bố cục chong chóng).

Bước 2: Hình thành lớp (Tạo mẫu)

Trong các hệ thống cấp cao-và cấp thấp-thông thường, các sản phẩm được đẩy vào các cấu hình hàng-theo-hàng trên một bảng mẫu cho đến khi một lớp (tầng) hoàn chỉnh được hình thành. Trong hệ thống rô-bốt, cánh tay có khớp nối sẽ gắp từng vật phẩm riêng lẻ, nhiều-nhóm thùng hoặc toàn bộ-lớp được tạo sẵn trực tiếp bằng cách sử dụng công cụ cánh tay cuối--chuyên dụng (EOAT).

Bước 3: Chuyển lớp và xếp chồng

• Hệ thống thông thường:Lớp tạo hình được đẩy lên các cửa tạp dề hoặc tấm gạt phôi. Tấm mở ra hoặc rút lại, thả hoặc đặt lớp nhẹ nhàng lên pallet được đặt bên dưới.
• Hệ thống robot:Cánh tay cơ khí đa trục-điều khiển trọng tải trong không gian 3D, hạ trọng tải một cách chính xác xuống tọa độ được chỉ định trên pallet.

Bước 4: Trượt-Vị trí của tấm & tấm lót lớp (Tùy chọn)

Đối với hàng hóa dễ vỡ, hàng đóng gói hoặc ổn định nhiều{0}}tầng, máy nạp giấy tự động sẽ chọn các tấm bìa cứng hoặc nhựa từ tạp chí và chèn chúng vào giữa các lớp sản phẩm để cân bằng sự phân bố trọng lượng.

Bước 5: Xả và vận chuyển pallet

Sau khi đạt đến giới hạn chiều cao hoặc lớp đặt trước, toàn bộ pallet sẽ di chuyển ra khỏi khu vực xếp pallet trên một con lăn hoặc băng tải xích chạy bằng điện hạng nặng -về phía máy bọc căng tích hợp. Đồng thời, bộ phân phối pallet tự động sẽ tải một pallet trống mới vào vị trí xếp chồng để tiếp tục chu trình mà không dừng lại.

Hiểu được sự khác biệt trong vận hành giữa các loại máy xếp pallet cho phép người quản lý nhà máy lựa chọn máy móc tốt nhất phù hợp với các hạn chế về công suất, diện tích và ngân sách của họ.

1. Robot xếp hàng tự động

Robot xếp hàng tự động sử dụng cánh tay khớp nối công nghiệp 4 trục hoặc 6 trục được cấu hình bằng bộ kẹp chuyên dụng. Thay vì đẩy các hàng sản phẩm lại với nhau, các đơn vị robot sẽ lấy các mặt hàng từ vị trí nạp liệu và đặt chúng với độ chính xác cao lên pallet.

• Kết thúc-của-Công cụ cánh tay (EOAT):Hiệu suất của robot phụ thuộc rất nhiều vào cơ cấu kẹp. Miếng xốp hút chân không có khả năng nâng các thùng tôn rất tốt; kẹp bên khí nén xử lý thùng; càng nâng cơ học phía dưới hoặc dụng cụ kẹp thìa hỗ trợ các túi nặng hoặc tải không có dây buộc.
• Xử lý nhiều dòng:Một robot xếp pallet tự động có tải trọng nặng-có thể phục vụ đồng thời tối đa bốn băng tải nạp liệu, xếp các SKU khác nhau lên các pallet liền kề riêng biệt trong một khu vực an toàn.

2. Máy xếp pallet thông thường cấp-cao (Cao{2}}

-Máy xếp pallet cấp cao nhận sản phẩm trên băng tải nâng cao được đặt ở độ cao từ 8 đến 12 feet so với mặt sàn. Máy móc tạo thành toàn bộ lớp sản phẩm ở độ cao trên này. Sau khi một lớp được quét hoàn toàn lên tấm gạt phôi, nó sẽ hạ thấp hoặc đặt lớp đó vào ngăn xếp pallet bên dưới, lớp này sẽ giảm dần khi các lớp hình thành.

• Thuận lợi:Tốc độ cực cao (vượt quá 100 đến 150 thùng mỗi phút), khiến chúng trở thành tiêu chuẩn trong-các nhà máy đóng hộp và đóng hộp đồ uống có khối lượng lớn.
• Nhược điểm:Diện tích vật lý lớn, yêu cầu sàn gác lửng trên cao để tiếp cận bảo trì và vốn đầu tư ban đầu cao hơn.

3. Máy xếp pallet thông thường cấp độ-thấp (Thấp{2}}

Máy xếp pallet cấp thấp chấp nhận sản phẩm ở mức sàn tiêu chuẩn (cao khoảng 3 feet). Sản phẩm được nhóm thành hàng và lớp ở độ cao sàn, sau đó một tời cơ khí nâng toàn bộ lớp hoặc cụm tấm lên trên để đặt nó lên trên tải trọng pallet ngày càng tăng.

• Thuận lợi:Khả năng tiếp cận-ở mức sàn cho phép người vận hành dễ dàng can thiệp, đơn giản hóa việc bảo trì định kỳ và giảm yêu cầu về chiều cao kết cấu trần.
• Nhược điểm:Tốc độ vận hành tối đa thấp hơn so với các mô hình tiến dao-cao do thời gian chu trình dọc cần thiết cho cơ cấu tời.

4. Hệ thống xếp hàng Cobot

Robot cộng tác (cobot) là những cỗ máy nhỏ gọn,{0}}có tải trọng thấp được thiết kế để hoạt động cùng với con người mà không cần đến hàng rào an toàn chu vi truyền thống (phải được đánh giá rủi ro). Cảm biến lực tích hợp phát hiện sự tiếp xúc ngẫu nhiên và dừng chuyển động ngay lập tức.

• Thuận lợi:Thiết lập nhanh, kéo trực quan-để-lập trình giao diện người dùng, diện tích cực kỳ nhỏ gọn và dễ dàng di chuyển giữa các dây chuyền sản xuất.
• Nhược điểm:Tốc độ thấp hơn (thường dưới 12 đến 15 lần gắp mỗi phút) và giới hạn tải trọng (thường dưới 20 đến 25 kg).

1. Thông lượng và đầu ra đường truyền tối đa

Việc xếp pallet thủ công vốn có thể gây ra sự mệt mỏi của con người, sự dao động về tốc độ và sự tạm dừng chuyển đổi ca. Hệ thống xếp pallet tự động hoạt động liên tục ở tốc độ chu trình được lập trình, đảm bảo rằng-dây chuyền sản xuất thượng nguồn tốc độ cao không bao giờ gặp phải tình trạng tắc nghẽn đóng gói ở hạ nguồn.

2. Loại bỏ hoàn toàn rủi ro chấn thương do công thái học

Việc nâng, vặn và đặt các thùng nặng hoặc bao 25-kg lặp đi lặp lại có thể khiến người lao động mắc chứng rối loạn cơ xương tích lũy (MSD) và chấn thương do căng cơ nghiêm trọng. Việc tự động hóa quy trình xếp hàng sẽ chuyển các nhiệm vụ vật lý có rủi ro cao này sang máy móc mạnh mẽ, giảm yêu cầu bồi thường về thương tích tại nơi làm việc và giảm chi phí bảo hiểm.

3. Độ ổn định tải vượt trội & Giảm thất thoát sản phẩm

Việc xếp chồng thủ công không nhất quán dẫn đến pallet bị nghiêng, nhô ra ngoài và hộp tôn bị dập. Máy xếp pallet tự động định vị mọi mặt hàng với độ chính xác đến từng milimet (thường có độ lặp lại trong phạm vi ±1,0mm). Căn chỉnh lớp hoàn hảo tạo ra tải trọng hình vuông, có cấu trúc âm thanh giúp tối đa hóa không gian chở hàng của xe tải và ngăn ngừa hư hỏng sản phẩm trong quá trình vận chuyển.

4. Tiết kiệm chi phí lao động trực tiếp đáng kể

Việc triển khai máy xếp pallet tự động cho phép các nhà máy tái phân bổ lao động trong kho sang-các nhiệm vụ vận hành có giá trị cao hơn như kiểm soát chất lượng, bảo trì máy móc hoặc lập kế hoạch hậu cần. Thay vì yêu cầu nhiều máy xúc mỗi ca, một người vận hành có thể giám sát đồng thời nhiều dây chuyền đóng gói tự động.

5. Khả năng thích ứng liền mạch với nhiều SKU và công thức

Hoạt động đóng gói hiện đại xử lý các hình dạng sản phẩm đa dạng, kích cỡ thùng và cấu hình pallet. Nhờ Giao diện máy-con người (HMI) trực quan và Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) tiên tiến, người vận hành có thể thay đổi công thức xếp pallet chỉ bằng cách nhấn nút, giảm thời gian chuyển đổi từ nửa giờ xuống còn chưa đầy hai phút.

Để hiểu làm thế nào mộtmáy xếp pallet tự độngchuyển đổi hoạt động hàng ngày của nhà máy, hãy xem xét-ví dụ thực tế về cơ sở đóng gói đồ uống trong khu vực.

Nút thắt hoạt động ban đầu

Cơ sở này vận hành ba dây chuyền đóng hộp tốc độ cao-, đạt công suất hơn 1.200 thùng mỗi giờ. Mặc dù đã đầu tư nhiều vào thiết bị nạp chất lỏng-tốc độ cao, các hoạt động hạ nguồn vẫn gặp phải tình trạng chậm trễ nghiêm trọng:

• Giới hạn tốc độ thủ công:Các nhóm xếp chồng thủ công gặp khó khăn trong việc đáp ứng tốc độ cấp liệu đầu ra, buộc các máy đổ đầy ngược dòng phải chạy ở công suất giảm hoặc dừng thường xuyên.
• Tỷ lệ chấn thương cao:Việc-xếp các khay đồ uống nặng 15 kg bằng tay thường xuyên gây ra chấn thương căng thẳng lặp đi lặp lại, tỷ lệ vắng mặt cao và chi phí bồi thường cho người lao động tăng cao.
• Tải không ổn định:Việc xếp chồng thủ công không đồng đều gây ra hiện tượng nghiền khay, dẫn đến lật pallet bên trong xe tải chở hàng và khiến khách hàng trả lại.

Kỹ thuật & Triển khai Hệ thống

Các nhóm kỹ thuật đã cải tiến lại khu vực đóng gói-cuối-dây chuyền cuối cùng của nhà máy bằng cách cài đặt một nguồn cấp dữ liệu-képrobot xếp hàng tự độngtế bào:

1. Truyền tải không áp suất-:Đã lắp đặt băng tải con lăn ZPA để nạp các khay đồ uống vào một cách trơn tru mà không bị biến dạng cạnh.
2. Ô robot có tải trọng-nặng:Tích hợp cánh tay robot công nghiệp 4-trục với khả năng chịu tải 180 kg. Cánh tay được trang bị một miếng bọt biển chân không tùy chỉnh EOAT có khả năng gắp hộp đôi.
3. Quản lý pallet tự động:Tích hợp bộ phân phối pallet tự động đưa các pallet gỗ trống qua băng tải xích chạy điện trực tiếp vào ngăn.

Kết quả hoạt động được đo lường

Sau khi vận hành hệ thống, cơ sở đã đạt được những cải tiến rõ ràng về hoạt động:

• Đầu ra dòng được phục hồi:Các dây chuyền chiết rót thượng nguồn đạt hiệu suất vận hành 99,1%, loại bỏ tình trạng tồn đọng ở hạ nguồn.
• An toàn công thái học:Chấn thương tại nơi làm việc do nâng vật nặng giảm xuống bằng 0 trong khu vực xếp pallet.
• Giảm phế liệu:Tỷ lệ hư hỏng sản phẩm giảm từ 2,4% xuống dưới 0,02%.
• Thu hồi vốn nhanh chóng:Khi tính đến việc tiết kiệm lao động trực tiếp, giảm phế liệu và giảm yêu cầu bảo hiểm, nhà máy đã đạt được Hoàn vốn đầu tư (ROI) đầy đủ trong vòng 14,2 tháng.

Đánh giá mộtmáy xếp pallet tự độngyêu cầu xem xét ngoài giá mua ban đầu để xem xét Tổng chi phí sở hữu (TCO).

Công thức tính ROI

Hầu hết các nhà máy sản xuất vận hành theo lịch trình nhiều{0}}ca đều đạt được khả năng thu hồi vốn hoàn toàn trong vòng12 đến 24 tháng.

Việc nâng cấp cơ sở lên hệ thống xếp pallet tự động đòi hỏi một phương pháp kỹ thuật có cấu trúc:

Giai đoạn 1: Kiểm tra thông lượng và gói hàng

1. Đo lường tỷ lệ đầu ra theo thùng tối đa trong giờ sản xuất cao điểm.
2. Ghi lại kích thước gói hàng, tổng trọng lượng, độ xốp bề mặt và độ cứng kết cấu.
3. Xác định kích thước dấu chân pallet cần thiết (ví dụ: GMA 48x40 inch, pallet Euro) và chiều cao ngăn xếp tối đa.

Giai đoạn 2: Lựa chọn hệ thống & Thiết kế ô

1. Chọn giữa các cấu hình robot, cấu hình cấp cao{0}}thông thường hoặc cấp thấp-dựa trên nhu cầu về không gian và tốc độ.
2. Chọn EOAT thích hợp (miếng chân không cho hộp, nĩa cơ khí cho túi,-kẹp bên cho thùng).
3. Thiết kế bố trí băng tải với vùng đệm ZPA để quản lý sự đột biến của đường dây.

Giai đoạn 3: Bảo vệ & Tích hợp An toàn

1. Thiết kế hàng rào chu vi, cửa ra vào khóa liên động và rèm chắn sáng đạt tiêu chuẩn OSHA/ISO.
2. Tích hợp các điều khiển hệ thống thông qua Ethernet công nghiệp (PROFINET/EtherNet/IP) với máy móc thượng nguồn và máy đóng gói căng hạ lưu.

Giai đoạn 4: Thử nghiệm & vận hành

1. Tiến hành Kiểm tra chấp nhận tại nhà máy (FAT) tại cơ sở tích hợp bằng cách sử dụng các mẫu sản phẩm thực tế.
2. Lắp đặt thiết bị, xác minh mạch dừng khẩn cấp và hiệu chỉnh vị trí cảm biến.
3. Đào tạo người vận hành nhà máy và kỹ thuật viên bảo trì về điều khiển HMI, tạo công thức và lịch trình bảo trì phòng ngừa.

1, Máy xếp pallet tự động có thể xử lý đồng thời nhiều kích cỡ sản phẩm không?

Đúng.Robot xếp hàng tự độngvà các máy xếp pallet thông thường hiện đại có thể lưu trữ hàng tá-công thức xếp chồng được định cấu hình sẵn trong bộ nhớ PLC. Chuyển đổi giữa các kích cỡ sản phẩm hoặc mẫu lớp khác nhau chỉ cần một lựa chọn nhanh trên màn hình HMI.

2, Điều gì xảy ra nếu một hộp bị hỏng hoặc bị lệch trước khi đưa vào máy xếp pallet?

Hệ thống tự động hiện đại bao gồm cảm biến kiểm tra nội tuyến và hệ thống quan sát. Nếu phát hiện thấy hộp bị dập hoặc nắp mở, hệ thống sẽ chuyển gói hàng bị lỗi ra khỏi dây chuyền chính trước khi nó đến ô xếp pallet, ngăn chặn tình trạng kẹt-.

3, Cần bao nhiêu không gian cho một ô xếp pallet tự động?

Yêu cầu về không gian phụ thuộc vào kiến ​​trúc hệ thống. Các tế bào cobot nhỏ gọn chỉ cần kích thước 6 x 6 feet, trong khi các tế bào robot công nghiệp thường chiếm 12 x 15 feet. Máy xếp pallet thông thường cấp cao-yêu cầu diện tích lớn hơn, thường vượt quá 20 x 30 feet cùng với khoảng trống trần cao.

Để đánh giá tính khả thi của cách bố trí cơ sở đa cấp-của bạn,liên hệ với chúng tôi đội ngũ kỹ thuật ngày nay. Cung cấp bản vẽ kiến ​​trúc nhà máy, chiều cao từ sàn-đến{2}}sàn, tốc độ chuyển đổi đầu ra của dây chuyền và thông số kỹ thuật của pallet mục tiêu và nhóm của chúng tôi sẽ chuẩn bị bản vẽ bố cục CAD 2D/3D tùy chỉnh và bản phân tích khả thi kỹ thuật hoàn chỉnh phù hợp với trang web của bạn.

Liên hệ ngay