Hệ thống đóng gói túi tự động hoàn toàn: Giải pháp robot tích hợp

2yrs + staff 1000+m² US$300,000,000+ China

I. Tổng quan về giải pháp

Giải pháp này nhằm cung cấp một hệ thống chuyển đổi tự động hoàn toàn hiệu quả cao cho các bao bì đóng gói. Các phương pháp vận hành thủ công hoặc bán tự động truyền thống gặp phải các vấn đề như hiệu suất thấp, yêu cầu lao động cao, nhiều rủi ro an toàn và chi phí quản lý cao. Bằng cách tích hợp các đường băng chuyền sáng tạo và công nghệ robot thông minh, giải pháp này thiết kế một hệ thống kết nối liền mạch bao gồm các giai đoạn "Đổ bao - Làm phẳng - Giảm tốc dừng - Đợi xếp pallet - Robot nắm bắt". Cuối cùng, nó đạt được việc chuyển đổi tự động và thông minh hoàn toàn từ điểm xuất ra đến điểm xếp định, tăng đáng kể hiệu suất sản xuất và an toàn.

II. Bối cảnh kỹ thuật & Mục tiêu thiết kế

Bối cảnh kỹ thuật & Vấn đề hiện tại

Hiện nay, quy trình chuyển đổi bao bì trong nhiều nhà máy vẫn phụ thuộc nặng vào lao động thủ công hoặc thiết bị bán tự động có những khuyết điểm cố hữu. Quy trình truyền thống thường yêu cầu công nhân mang các bao đã niêm phong lên băng chuyền, sau đó công nhân hoặc robot sẽ dỡ và xếp chúng tại điểm đích. Phương pháp này có những khuyết điểm cốt lõi sau:

Mức độ tự động hóa thấp: Các giai đoạn chính vẫn yêu cầu can thiệp thủ công, ngăn chặn tự động hóa toàn bộ quy trình.
Định vị và tư thế không đồng nhất: Các bao được đặt trên băng chuyền ở các góc ngẫu nhiên, dễ bị lệch, làm khó cho việc nắm bắt chính xác bởi robot tiếp theo và dẫn đến việc xếp chồng lộn xộn.
Hình dạng vật phẩm không đều: Phân bố vật liệu bên trong bao không đều khiến việc xếp trực tiếp dễ sụp đổ. Để đảm bảo ổn định, thường cần sắp xếp thủ công tại các trạm quan trọng, tăng chi phí lao động và khó khăn trong quản lý.
Rủi ro an toàn & Hiệu suất: Công việc thủ công gần băng chuyền và cánh tay robot gây rủi ro an toàn. Hơn nữa, chu kỳ sản xuất không ổn định, làm khó cải thiện hiệu suất tổng thể.

Mục tiêu thiết kế

Để giải quyết các điểm đau trên, mục tiêu thiết kế của giải pháp này là như sau:

Tự động hóa cao: Tạo ra hệ thống chuyển đổi tự động hoàn toàn có cấu trúc hợp lý, không yêu cầu thao tác thủ công trực tiếp.
Định vị và kiểm soát tư thế chính xác: Đảm bảo các bao đến điểm nhặt với tư thế và vị trí đồng nhất, ổn định, tạo nền tảng cho hoạt động chính xác của robot.
Nâng cao hiệu suất & An toàn: Cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi thông qua quy trình tối ưu và điều khiển phối hợp, và hoàn toàn loại bỏ người lao động khỏi môi trường làm việc nguy hiểm.
Giảm chi phí tổng thể: Giảm đáng kể yêu cầu lao động, do đó giảm chi phí lao động trực tiếp và chi phí quản lý sau đó.

III. Cấu trúc hệ thống & Thành phần chính

Hệ thống áp dụng thiết kế mô-đun, với các thành phần được kết nối tuần tự để tạo thành một quy trình làm việc đóng vòng hoàn chỉnh.

Bố cục tổng thể: Hệ thống bao gồm tuần tự Băng chuyền Đổ bao, Băng chuyền Làm phẳng, Băng chuyền Giảm tốc dừng, và Băng chuyền Đợi xếp pallet. Một robot công nghiệp hiệu suất cao (cánh tay robot) được cấu hình ở cuối Băng chuyền Đợi xếp pallet. Đường đi quy trình là: Băng chuyền Đổ bao → Băng chuyền Làm phẳng → Băng chuyền Giảm tốc dừng → Băng chuyền Đợi xếp pallet → Robot nắm bắt & xếp.
Chi tiết thành phần:

Băng chuyền Đổ bao

Chức năng: Nhận các bao bì đứng từ cơ chế đóng gói/niêm phong và hoàn thành việc thay đổi tư thế từ "đứng" sang "nằm ngang."
Thành phần chính:

Vách chắn điều chỉnh: Được lắp đặt phía trên băng chuyền, đặt ở góc ưa thích 60° so với bề mặt băng, có thể điều chỉnh chiều cao, dùng để tiếp xúc và hướng dẫn các bao đổ.
Bảng đỡ: Nằm ở bên cạnh, hoạt động cùng vách chắn để nhận các bao đã đổ.
Các con lăn hướng dẫn: Nằm ở phía sau vách chắn, hỗ trợ điều chỉnh hướng bao, đảm bảo việc nhập vào giai đoạn tiếp theo mượt mà.

Băng chuyền Làm phẳng

Chức năng: Lăn các bao để phân phối lại vật liệu bên trong, làm cho nó đồng đều, ngăn ngừa sự gồ ghề cục bộ, và chuẩn bị cho việc xếp ổn định.
Thành phần chính & Đặc điểm:

Các con lăn truyền hình vuông: Thiết kế độc đáo khiến các bao lăn trong quá trình vận chuyển, thúc đẩy phân phối vật liệu đồng đều và giảm trượt.
Cạnh hướng dẫn điều chỉnh: Cạnh có thể điều chỉnh chiều cao ở cả hai bên băng chuyền hiệu quả ngăn chặn sự lệch của bao.
Vận hành tốc độ thấp: Được điều khiển bởi động cơ biến tần độc lập, tốc độ của nó thấp hơn đáng kể so với Băng chuyền Đổ bao, đảm bảo thời gian đủ để làm phẳng.

Băng chuyền Giảm tốc dừng

Chức năng: Dùng làm đệm và giảm tốc độ vận chuyển bao, ổn định chu kỳ vận chuyển, và tạo trạng thái chờ ổn định cho robot nhặt.
Thành phần chính: Cũng được trang bị các cạnh hướng dẫn có thể điều chỉnh ở cả hai bên để ngăn chặn sự lệch.

Băng chuyền Đợi xếp pallet

Chức năng: Chức năng như "bàn ăn" cho robot, vận chuyển chính xác các bao đã xử lý trước đến trạm nhặt.
Thành phần chính: Được trang bị các cạnh hướng dẫn có thể điều chỉnh để đảm bảo tập trung chính xác. Đầu cuối của nó kết nối với robot công nghiệp.

Robot công nghiệp (Cánh tay robot)

Chức năng: Đặt ở cuối Băng chuyền Đợi. Sử dụng bộ phận cuối tùy chỉnh (ví dụ: cốc hút chân không hoặc kẹp cơ khí) để nắm bắt tin cậy các bao và đặt chính xác chúng tại các vị trí đã chỉ định (ví dụ: pallet, giá, hoặc phương tiện vận chuyển) theo chương trình đã đặt trước.

Hệ thống Điều khiển & Truyền động

Truyền động độc lập: Mỗi băng chuyền được trang bị động cơ biến tần độc lập, cho phép điều khiển tốc độ chính xác.
Điều khiển phối hợp: Hệ thống điều khiển trung tâm điều chỉnh tần số của mỗi động cơ, thiết lập và khớp tốc độ của mỗi đoạn băng chuyền và robot để đảm bảo hoạt động mượt mà, phối hợp mà không tắc nghẽn hoặc chờ đợi.

IV. Quy trình hệ thống

Tải tự động & Đổ bao: Các bao niêm phong đứng vào Băng chuyền Đổ bao. Trong khi di chuyển, chúng tiếp xúc với vách chắn điều chỉnh và tự nhiên đổ lên bảng đỡ bên, chuyển sang trạng thái nằm ngang.
Làm phẳng vật liệu: Các bao vào Băng chuyền Làm phẳng. Dưới vận hành tốc độ thấp và tác động lăn của các con lăn vuông, vật liệu bên trong được phân phối lại, trở nên phẳng và đồng đều.
Đệm tốc độ & Định vị: Các bao vào Băng chuyền Giảm tốc dừng, nơi tốc độ của chúng được giảm thêm, đạt được giảm tốc mượt mà và định vị chính xác.
Ở vị trí, chờ nhặt: Các bao vào Băng chuyền Đợi xếp pallet và di chuyển ổn định đến điểm nhặt đã chỉ định ở cuối nó.
Robot nắm bắt & Xếp: Robot công nghiệp xác định vị trí của bao, thực hiện hành động nắm bắt, chuyển nó, và đặt chính xác nó lên vị trí xếp đã chỉ định hoặc phương tiện vận chuyển.
Hoạt động liên tục: Toàn bộ quy trình chạy liên tục và tự động theo chu kỳ cho đến khi hoàn thành nhiệm vụ.

V. Ưu điểm cốt lõi của giải pháp

Tự động hóa từ đầu đến cuối, giảm chi phí & Tăng hiệu suất: Đạt được tự động hóa toàn bộ quy trình từ "nhập - sắp xếp - vận chuyển - xếp pallet", giảm đáng kể đầu vào thủ công, trực tiếp giảm chi phí lao động và quản lý, trong khi đảm bảo chu kỳ sản xuất ổn định và cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất.
Điều khiển quy trình chính xác, chất lượng tin cậy: Thiết kế đặc biệt cho việc đổ, làm phẳng và giảm tốc dừng đảm bảo tư thế bao đồng nhất, phân phối vật liệu đồng đều, và định vị chính xác, giải quyết cơ bản các khó khăn trong việc nắm bắt và xếp không ổn định, do đó cải thiện chất lượng chuyển đổi.
Cải tiến an toàn cách mạng: Hoàn toàn loại bỏ rủi ro công nhân làm việc gần các thành phần truyền động cơ khí, cung cấp bảo vệ cơ bản cho an toàn cá nhân.
Độ linh hoạt cao, điều khiển thông minh: Mỗi mô-đun được truyền động độc lập bởi động cơ biến tần. Kết hợp với hệ thống điều khiển thông minh đồng bộ với robot, các tham số hoạt động của hệ thống có thể dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với các quy cách bao khác nhau hoặc yêu cầu nhịp sản xuất, cung cấp độ linh hoạt mạnh mẽ.