Cải thiện quá trình xử lý vật liệu với Robotics

long8564

Active Member
Moderator
Hoạt động trong các ngành như thực phẩm và hàng hóa, xử lý chất thải và nông nghiệp thường liên quan đến việc xử lý và/hoặc vật liệu đóng gói với tốc độ cực nhanh. Người dùng cuối đang tìm kiếm các nhà chế tạo máy để cung cấp các giải pháp sáng tạo giúp cải thiện tốc độ và độ chính xác của các ứng dụng dựa trên thủ công trong khi vẫn duy trì mức độ linh hoạt như nhau. Đối với các giải pháp sử dụng máy móc cố định, tốc độ và độ chính xác có thể không phải là vấn đề cấp bách, nhưng tính linh hoạt thường để lại nhiều điều mong muốn.

Robot có thể dễ dàng giải quyết những lo ngại này. Điều đó đúng, nhiều chuyên gia trong các ngành này tin rằng rô-bốt khó sử dụng, quá đắt so với ROI của chúng và không thể xử lý các ứng dụng phức tạp và/hoặc không có cấu trúc. Tuy nhiên, công nghệ robot ngày nay khiến những khẳng định trên không còn giá trị.



Những thách thức điển hình trong các ứng dụng pick-and-place
Các ứng dụng chọn và đặt tốc độ cao ngày nay thường có các bộ phận hoặc sản phẩm đi qua băng chuyền không bao giờ ngừng chuyển động. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như trường hợp phổ biến trong bao bì thực phẩm và đồ uống, có thể có nhiều loại sản phẩm cần được đóng gói cùng nhau trong cùng một hộp với nhiều loại khác nhau. Cấu hình của các loại này có thể thay đổi hàng ngày tùy thuộc vào số lượng giống do nhà sản xuất cung cấp và thường cần những loại mới để thích ứng với áp lực thị trường.

Khi sử dụng máy móc cố định, hệ thống có thể không thích ứng tốt với bất kỳ thay đổi nào đối với sản phẩm hoặc chủng loại. Thông thường, cần có các máy riêng biệt để xử lý đầy đủ các loại sản phẩm, một chiến lược tốn kém cả về chi phí tài chính và diện tích mặt bằng. Thông thường, khi một cấu hình sản phẩm cụ thể đang được xử lý, máy móc được sử dụng cho các loại khác sẽ không hoạt động. Khi máy móc mang lại sự linh hoạt, nó thường là một hệ thống cơ học rất phức tạp, có nhiều điểm hỏng hóc và cần thời gian chuyển đổi kéo dài trong khi người vận hành hoán đổi các bộ phận và điều chỉnh nó để chạy biến thể tiếp theo.

Trong các tình huống sử dụng phân loại thủ công thay vì máy móc cố định, ứng dụng chọn và đặt sẽ bao gồm một nhóm người (có thể là khá đông) đứng cạnh băng chuyền, chọn những thứ trên dây chuyền và phân loại chúng vào hộp. Vì loại công việc này khá mệt mỏi và có khả năng gây chấn thương khi chuyển động lặp đi lặp lại, nó dẫn đến sự hài lòng của nhân viên thấp và doanh thu cao. Với tình trạng thiếu lao động ngày nay, áp lực giữ cho các ứng dụng này có đầy đủ nhân viên trở nên quá cao.


Tính linh hoạt, tốc độ và độ chính xác của rô-bốt khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc chọn và đặt có nhịp độ nhanh
Lợi ích của rô-bốt trong và của chính chúng là rất đáng kể nhờ khả năng tích hợp liền mạch với nhiều công nghệ tự động hóa khác. So với việc nhân viên thực hiện các nhiệm vụ chọn và đặt thủ công, robot có lợi thế đáng kể về tốc độ, độ chính xác và khả năng làm việc suốt ngày đêm. Khi một băng tải đang chạy ở tốc độ cao, công nhân của con người có thể gặp khó khăn trong việc theo kịp và kết quả là có thể bắt đầu mắc lỗi.

Hơn nữa, sự đơn điệu của một nhiệm vụ cụ thể — hoặc các khía cạnh không đẹp mắt của nó, chẳng hạn như xử lý vật liệu bẩn hoặc không ngon (như sản phẩm chưa rửa, các thành phần dầu mỡ hoặc sắc nhọn, và thậm chí cả đồ phế thải) — ít quan trọng đối với rô-bốt, trong khi người lao động sẽ thấy điều này như một lý do để bắt đầu tìm kiếm một công việc mới ngay lập tức. Nhiều rô-bốt cũng được thiết kế để miễn nhiễm với môi trường khắc nghiệt khá khó khăn — và có khả năng gây nguy hiểm — đối với con người khi làm việc. Nhìn chung, rô-bốt mang lại các lợi ích liên quan đến lao động như hoạt động không ngừng nghỉ, giảm tỷ lệ luân chuyển lao động và giảm hoặc loại bỏ chấn thương liên quan đến công việc.

Robot có thể dễ dàng thích ứng với thiết kế hoặc cấu hình sản phẩm mới với các thay đổi lập trình rất đơn giản và nhanh chóng. Ví dụ: sau khi hệ thống Robot được thiết lập, người dùng có thể dễ dàng chuyển từ chương trình này sang chương trình khác chỉ bằng một nút bấm và Robot sẽ tự động chuyển từ biến thể xử lý “A” sang biến thể “F”. Khi cần một biến thể mới, kiến trúc quy trình mô-đun của phần mềm cho phép người dùng nhanh chóng định cấu hình lại toàn bộ quy trình chọn và đặt mà không cần viết mã hoặc tạo chương trình mới.



Robot có khả năng độc đáo khi được tích hợp với các công nghệ tự động hóa khác
Bản thân rô-bốt là những bổ sung rất linh hoạt cho bất kỳ dây chuyền sản xuất nào. Tuy nhiên, khi kết hợp với các công nghệ khác, lợi ích của chúng sẽ tăng lên gấp bội. Cuối cùng, rô-bốt có thể hoạt động như một phần của giải pháp toàn nhà máy được tích hợp đầy đủ, kết hợp thị giác máy, truy xuất nguồn gốc, chuyển động servo và an toàn.

Có lẽ công nghệ rõ ràng nhất để kết hợp với rô-bốt là hệ thống thị giác. Thị giác máy mạnh mẽ cho phép robot nhanh chóng nhận dạng và phân loại sản phẩm. Song song với gắp và đặt, hệ thống thị giác không chỉ cho phép robot xác định vị trí một bộ phận trong Lĩnh vực (ngay cả khi đang chuyển động) mà không cần một vị trí cố định, mà còn có thể thực hiện kiểm tra để phát hiện bất kỳ lỗi nào của sản phẩm và nhắc nhở robot để đặt các mặt hàng bị lỗi vào thùng rác.

Các hệ thống thị giác cũng có thể đáp ứng nhu cầu truy xuất nguồn gốc bằng cách ghi lại mã vạch được đặt trên từng sản phẩm và đảm bảo rằng tất cả các thành phần của một loại đều có mặt. Ngoài ra, trong các ứng dụng động, chẳng hạn như những ứng dụng khi rô-bốt cần bốc hàng từ các băng tải đang di chuyển, hệ thống quan sát có thể giúp rô-bốt tối đa hóa tốc độ bốc hàng bằng cách chỉ ra bộ phận nào được định vị tối ưu nhất để gắp tiếp theo.

Rô-bốt có khả năng chuyển động tốc độ cao với thời gian chu kỳ rất nhanh, nhưng một số ứng dụng có yêu cầu về thông lượng cao đến mức ngay cả rô-bốt nhanh nhất cũng không thể theo kịp. Các ứng dụng như vậy có thể được hưởng lợi từ nhiều robot làm việc cùng nhau để chia sẻ tải. Nếu một ứng dụng đóng gói hộp tổ hợp được thiết kế để có thông lượng cao đến mức một rô-bốt đơn lẻ không thể quản lý tất cả các mặt hàng, thì rô-bốt thứ hai có thể lấy những mặt hàng mà rô-bốt thứ nhất bỏ sót. Nhiều Robot hơn có nghĩa là có thể xử lý nhiều mặt hàng hơn trong ứng dụng của bạn và có thể triển khai vị trí chiến lược của Robot để tối ưu hóa quy trình lấy hàng và/hoặc tăng tính linh hoạt. Hơn nữa, rô-bốt có thể chia sẻ thông tin giữa chúng để không chỉ đảm bảo rằng tất cả các vật phẩm đều được chọn mà còn có thể cân bằng khối lượng công việc để mỗi rô-bốt xử lý một số lượng vật phẩm bằng nhau.

Tích hợp Robot song song với phần còn lại của công nghệ tự động hóa nhà máy và được điều khiển hoàn toàn trên một bộ điều khiển logic khả trình (PLC) duy nhất mang lại một số lợi thế. Chẳng hạn, nếu băng tải được điều khiển bởi cùng một PLC, rô-bốt có thể tự động điều chỉnh tốc độ băng tải để thích ứng với dòng sản phẩm và/hoặc dừng băng chuyền nếu cần để đảm bảo tất cả các mặt hàng được chọn. Nếu băng chuyền được điều khiển bằng servo, chuyển động của nó có thể được đồng bộ hóa trong thời gian thực với rô-bốt để các công nghệ này tự động điều chỉnh chuyển động của chính chúng dựa trên những thay đổi về thông lượng và với độ chính xác đến từng micromet.

Người dùng cuối đang tìm cách vượt ra khỏi các giải pháp thủ công hoặc máy móc cố định để chọn và đặt tốc độ cao có thể hưởng lợi rất nhiều từ tốc độ, độ chính xác và tính linh hoạt của rô-bốt, đặc biệt là từ rô-bốt được thiết kế để đạt được tốc độ cực cao với mức độ ổn định cao . Khi được tích hợp với các công nghệ tự động hóa khác như một phần của nhà máy được kết nối, các giải pháp rô-bốt tiên tiến nhất hiện nay có thể giao tiếp trực tiếp với hệ thống quan sát, băng tải và các thiết bị khác để tự động đáp ứng nhu cầu thay đổi về thông lượng và cấu hình.
 
Top