Ở cuối dây chuyền sản xuất, việc nâng thùng và xếp hàng lên pallet thường là công đoạn có tính lặp lại cao. Khi sản lượng tăng, khu vực này có thể trở thành điểm nghẽn nếu tốc độ bốc xếp không theo kịp máy đóng gói và hệ thống đóng thùng phía trước.

Robot bốc xếp giúp tự động hóa quá trình nhận thùng, di chuyển và sắp xếp hàng lên pallet theo cấu hình được thiết lập. Khi kết nối với băng tải, cân kiểm tra thùng, máy quấn màng và AGV, robot có thể trở thành mắt xích cuối của dây chuyền đóng gói tự động thay vì hoạt động như một thiết bị riêng lẻ.

Đối với doanh nghiệp đang cân nhắc đầu tư, vấn đề không chỉ là lựa chọn robot có tải trọng bao nhiêu. Cần đánh giá đồng thời sản lượng, kích thước và khối lượng thùng, kiểu xếp pallet, số line sản xuất, mặt bằng cũng như khả năng kết nối với thiết bị hiện hữu.

Robot bốc xếp hàng lên pallet là gì?

Robot bốc xếp hàng lên pallet là hệ thống tự động dùng robot hoặc cobot để tiếp nhận thùng, bao, khay hoặc kiện hàng từ băng tải và sắp xếp lên pallet theo mẫu xếp được thiết lập. Ứng dụng này còn được gọi là robot palletizing và thường nằm ở khu vực cuối dây chuyền.

Một hệ thống hoàn chỉnh không chỉ gồm cánh tay robot. Tùy yêu cầu thực tế, hệ thống còn có thể bao gồm đầu gắp, băng tải cấp hàng, vị trí cấp pallet, cảm biến, bộ điều khiển và các thiết bị an toàn.

Đầu gắp cần được thiết kế theo đặc điểm của sản phẩm. Thùng carton, bao hàng và khay sản phẩm có hình dạng, khối lượng và bề mặt khác nhau nên phương án gắp cũng cần được lựa chọn tương ứng.

Trong dây chuyền đóng gói thực phẩm, robot bốc xếp thường tiếp nhận thành phẩm sau khi sản phẩm đã được đóng thùng và kiểm tra. Robot sau đó xếp các thùng theo từng lớp trên pallet để chuẩn bị cho công đoạn quấn màng và vận chuyển về kho.

Robot bốc xếp hàng lên pallet hoạt động như thế nào?

Nguyên lý của robot bốc xếp hàng tương đối dễ hình dung, nhưng để vận hành liên tục, robot phải phối hợp chính xác với băng tải, cảm biến, pallet và thiết bị phía trước. Tốc độ riêng của robot vì vậy không phải yếu tố duy nhất quyết định năng suất của hệ thống.

Một chu trình palletizing có thể diễn ra theo trình tự: Thùng đến vị trí nhận → Cảm biến xác nhận → Robot gắp thùng → Di chuyển đến pallet → Đặt thùng theo mẫu xếp → Hoàn thành từng lớp → Hoàn tất pallet.

Khi thùng đến vị trí lấy hàng, hệ thống gửi tín hiệu cho bộ điều khiển. Robot đưa đầu gắp đến vị trí đã thiết lập, giữ sản phẩm và chuyển thùng đến pallet.

Vị trí đặt được xác định theo chương trình xếp hàng. Robot lặp lại chu trình để hình thành từng hàng, từng lớp cho đến khi pallet đạt cấu hình yêu cầu.

Sau khi hoàn tất, pallet có thể chuyển sang máy quấn màng để cố định hàng hóa. Tiếp theo, AGV nhận pallet và vận chuyển đến kho thành phẩm hoặc khu vực xuất hàng, qua đó mở rộng tự động hóa từ công đoạn đóng gói sang logistics nội bộ.

Hiệu quả của robot bốc xếp phụ thuộc nhiều vào việc thiết kế toàn bộ trạm palletizing. Khi khảo sát, doanh nghiệp cần xem xét khối lượng và kích thước kiện hàng, tốc độ thùng đến, kích thước pallet, chiều cao xếp, kiểu xếp và mặt bằng thực tế.

Các giải pháp robot bốc xếp phổ biến cuối dây chuyền

Không phải mọi nhà máy đều cần cùng một cấu hình robot. Việc lựa chọn nên xuất phát từ tải trọng hàng hóa, sản lượng, số line cần xử lý và mức độ linh hoạt mà doanh nghiệp mong muốn.

Robot bốc xếp hàng tải trọng lớn

Robot công nghiệp là phương án phù hợp khi hệ thống cần xử lý tải trọng lớn hoặc yêu cầu vùng làm việc phù hợp với cấu hình palletizing của nhà máy. Robot được kết hợp với đầu gắp và hệ thống cấp hàng để thực hiện chu trình nhận, di chuyển và đặt kiện lên pallet.

Giải pháp này thường cần được xem xét khi:

• Sản phẩm hoặc đầu gắp tạo tổng tải trọng lớn.
• Dây chuyền có sản lượng cao và cần vận hành liên tục.
• Pallet có cấu hình xếp hoặc chiều cao yêu cầu vùng thao tác lớn.
• Nhà máy cần một cell palletizing chuyên biệt ở cuối dây chuyền.

Khi tính tải trọng, doanh nghiệp không nên chỉ lấy khối lượng của thùng hàng. Khả năng chịu tải của robot còn phải được xem xét cùng trọng lượng đầu gắp và cấu hình vận hành thực tế.

Cobot bốc xếp hàng lên pallet

Cobot palletizer là một lựa chọn đáng cân nhắc khi doanh nghiệp cần robot bốc xếp có cấu hình tương đối gọn và muốn tự động hóa từng công đoạn theo từng giai đoạn. Hệ thống có thể được bố trí ở cuối dây chuyền để tiếp nhận thùng từ băng tải và xếp lên pallet theo chương trình.

Cobot phù hợp với yêu cầu palletizing khi tải trọng, tầm với, tốc độ và chiều cao xếp nằm trong khả năng của cấu hình được lựa chọn. Vì vậy, không nên mặc định cobot phù hợp với mọi dây chuyền chỉ vì thiết bị có kích thước gọn hơn robot công nghiệp.

Giải pháp palletizing trong hệ thống đóng gói của CVM Group được định hướng cho việc xếp thùng, bao hoặc kiện hàng lên pallet, sau đó kết nối với công đoạn quấn màng và vận chuyển pallet. Cách bố trí này giúp giảm thao tác thủ công ở khu vực cuối dây chuyền và tạo dòng thành phẩm liên tục hơn.

Robot bốc xếp nhiều line vào một khu vực palletizing

Với nhà máy có nhiều line đóng gói, doanh nghiệp có thể cân nhắc phương án gom sản phẩm về một khu vực palletizing thay vì bố trí một hệ thống riêng cho từng line. Mục tiêu là tổ chức lại dòng thành phẩm để robot bốc xếp hàng có thể xử lý đầu ra từ nhiều nguồn.

Cấu hình này cần được thiết kế dựa trên công suất tổng và khả năng phân luồng sản phẩm. Nếu nhiều line đồng thời đưa thùng đến khu vực palletizing nhưng robot hoặc hệ thống băng tải không đủ khả năng xử lý, điểm nghẽn chỉ được chuyển từ công đoạn thủ công sang công đoạn tự động.

Do đó, phương án nhiều line cần đánh giá kỹ:

• Sản lượng và tốc độ đầu ra của từng line.
• Kích thước, khối lượng và số loại thùng.
• Cách nhận dạng và phân luồng từng SKU.
• Vị trí pallet và mẫu xếp tương ứng.
• Công suất robot và thời gian chu kỳ.
• Diện tích dành cho băng tải, robot và pallet.

Giá trị của phương án này nằm ở khả năng tối ưu nguồn lực nếu được thiết kế đúng. Tuy nhiên, cấu hình cụ thể cần được tính toán từ dữ liệu vận hành thực tế của từng nhà máy thay vì áp dụng một mô hình cố định.

Xem thêm: 5 công nghệ robot đang thay đổi dây chuyền sản xuất và nhà máy thông minh

Khi nào nhà máy nên đầu tư robot bốc xếp?

Không phải cứ có công đoạn xếp pallet là doanh nghiệp cần đầu tư robot ngay. Robot bốc xếp mang lại giá trị rõ hơn khi palletizing đã trở thành một điểm nghẽn hoặc khi doanh nghiệp cần chuẩn hóa khu vực cuối dây chuyền để đáp ứng kế hoạch tăng công suất.

Nhà máy có thể cân nhắc tự động hóa khi xuất hiện một hoặc nhiều tình trạng sau:

• Số lượng thùng cần xếp pallet tăng theo sản lượng.
• Công đoạn palletizing sử dụng nhiều lao động trực tiếp và có tính lặp lại cao.
• Tốc độ xếp thủ công không theo kịp đầu ra của dây chuyền.
• Cách sắp xếp pallet chưa đồng đều giữa các ca sản xuất.
• Nhà máy muốn tăng công suất nhưng không muốn tăng tương ứng nhân sự ở cuối line.
• Dây chuyền phía trước đã tự động hóa nhưng đóng thùng, xếp pallet hoặc vận chuyển vẫn thực hiện thủ công.
• Doanh nghiệp muốn kết nối palletizing với quấn màng và vận chuyển tự động.

Một dấu hiệu đáng chú ý là khi máy đóng gói phía trước vẫn còn khả năng tăng công suất nhưng khu vực đóng thùng và palletizing không xử lý kịp. Trong trường hợp này, đầu tư thêm ở công đoạn đầu chưa chắc tạo thêm sản lượng thực tế nếu điểm nghẽn cuối line chưa được xử lý.

Doanh nghiệp cũng không nhất thiết phải tự động hóa toàn bộ nhà máy trong một dự án. Việc khảo sát dòng sản phẩm, xác định điểm nghẽn rồi nâng cấp từng công đoạn là cách tiếp cận phù hợp để kiểm soát ngân sách và tận dụng hệ thống hiện hữu.

Robot bốc xếp nằm ở đâu trong dây chuyền đóng gói thực phẩm?

Trong dây chuyền thực phẩm, robot bốc xếp hàng lên pallet nằm gần cuối quy trình, sau khi sản phẩm đã được đóng gói, hoàn thiện thông tin, kiểm tra chất lượng và đóng thùng. Vị trí này giúp robot tiếp nhận thành phẩm đã hoàn chỉnh để tạo pallet trước khi chuyển về kho.

Tại Case Packer, máy dựng thùng chuẩn bị carton, robot Delta gắp và sắp xếp sản phẩm vào thùng, sau đó máy dán thùng thực hiện niêm phong. Thùng hoàn thiện tiếp tục qua cân kiểm tra trọng lượng để phát hiện trường hợp thiếu hoặc dư sản phẩm trước khi palletizing.

Đây là vị trí robot bốc xếp tiếp nhận thành phẩm. Robot pallet gắp từng thùng từ băng tải và xếp lên pallet theo mẫu đã cài đặt, tạo sự chuyển tiếp từ đóng gói cấp 2 sang khâu chuẩn bị vận chuyển.

Pallet hoàn thiện được chuyển qua máy quấn màng để cố định các lớp hàng. Cuối cùng, AGV có thể tiếp nhận pallet và vận chuyển tự động đến kho thành phẩm hoặc khu vực xuất hàng.

Nhìn trên toàn bộ quy trình, robot bốc xếp hàng không nên được xem là một thiết bị độc lập ở cuối nhà máy. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào sự đồng bộ từ tốc độ máy đóng gói, kiểm tra chất lượng, Case Packer và cân thùng đến palletizing, quấn màng và vận chuyển nội bộ.

Kết luận

Robot bốc xếp là giải pháp tự động hóa công đoạn nhận và xếp thùng, bao hoặc kiện hàng lên pallet ở cuối dây chuyền. Tùy tải trọng, sản lượng và mặt bằng, doanh nghiệp có thể lựa chọn robot công nghiệp tải trọng lớn, cobot palletizer hoặc thiết kế một khu vực palletizing xử lý đầu ra từ nhiều line.

Tuy nhiên, lựa chọn robot bốc xếp hàng không nên chỉ dựa trên tải trọng robot hoặc tốc độ công bố. Cần đánh giá cả sản phẩm, đầu gắp, mẫu pallet, chiều cao xếp, tốc độ đầu vào, số SKU, không gian lắp đặt và khả năng kết nối với thiết bị trước và sau.

Trong giải pháp đóng gói thực phẩm, CVM Group có thể khảo sát toàn bộ dòng sản phẩm. Nếu doanh nghiệp đang gặp điểm nghẽn ở công đoạn xếp pallet, khảo sát dây chuyền thực tế là bước phù hợp để xác định cấu hình robot, công suất và mức đầu tư trước khi yêu cầu báo giá.