Yaskawa Robot: Chuyên gia về tự động hóa các hệ thống gắp phân loại, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing/Palletizing)

Yaskawa Robot: Chuyên gia về tự động hóa các hệ thống gắp phân loại, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing/Palletizing)

Yaskawa Electric được thành lập năm 1915 với lịch sử trên 100 năm, là tập đoàn hàng đầu thế giới trong sản xuất và cung cấp các sản phẩm trong lĩnh vực Robot công nghiệp, biến tần, truyền động điện… có trụ sở chính tại Kitakyushu, Nhật Bản.

Các sản phẩm của Yaskawa là sự kết hợp giữa thành tựu nghiên cứu phát triển về cơ và điện tử kết tinh trong cùng một sản phẩm trên nền tảng 100 năm kinh nghiệm. Yaskawa là công ty đầu tiên trên thế giới đưa ra khái niệm “Mechatronics –  Cơ điện tử” nổi tiếng và là công ty đầu tiên trên thế giới thực hiện hệ thống robot tạo ra robot (robots make robots).  Do vậy các robot của Yaskawa đạt được độ  tương thích hoàn hảo, sự chính xác, tốc độ di chuyển và độ tin cậy rất cao.

Yaskawa tự hào là một  trong số rất ít các nhà sản xuất robot trên thế giới có khả năng cung cấp hầu hết tất cả các loại robot như: 
Robot gắp & phân loại, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing, Palletizing)
Robot gắp (Handling) 
Robot hàn hồ quang và hàn điểm, laser (Arc welding, Spot welding) 
Robot sơn (Painting) 
Robot lắp ráp (Assembly/Distributing)
...
Trong bài báo này, chúng tôi xin đi sâu vào giới thiệu các loại Robot gắp & phân loại, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing, Palletizing).

Như chúng ta đã biết, ngày nay nhu cầu dùng robot thay thế con người hay các máy móc truyền thống khác cho các ứng dụng như gắp nhặt, di chuyển bôc dỡ hàng (đồ hộp, bao bì đóng gói, thùng hàng, …) trong các nhà máy, dây truyển sản xuất về thực phẩm, bia rượu, bao bì … ngày càng thu hút được sự quan tâm do các lợi ích sau: nâng cao năng suất của hệ thống, giảm chí phí dài hạn, nâng cao độ an toàn vệ sinh, giải phóng con người khỏi các việc lao động chân tay nặng nhọc và mang tính lặp lại, ...

Nắm bắt được nhu cầu này, Yaskawa đã sản xuất ra 3 loại robot chuyên dụng cho các ứng dụng gắp & phân loại hàng hóa, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing, Palletizing): MPP-MPK-MPL-MH

Các loại robot này sẽ giúp tạo ra một hệ thống tự động hóa dùng robot hoàn chỉnh trong rất nhiều dây chuyển sản xuất trong  các nhà máy bia, rượu, thực phẩm,  dược phẩm, bao bì,  … Hình vẽ dưới là một ví dụ minh họa một hệ thống dây chuyển sản xuất thức ăn có sử dụng các loại robot trên của Yaskawa cho các công đoạn ứng dụng khác nhau: robot MPP cho việc gắp các sản phẩm thức ăn vào khay hay hộp; robot MPP & MPK thực hiện đưa các hộp hay túi thức ăn vào các thùng carton và đưa các thùng carton này ra bệ nâng hàng; robot MPL thực hiện việc nâng bốc di chuyển các bệ khay hàng này sang các vị trí thích hợp khác.

Để nâng cao tính linh hoạt  và các tiện ích cho người dùng, Yaskawa cung cấp các phần mềm chuyển dụng như Motosight 2D, Motosight 3D, Motopick, MotoPal, Eassy Pallet, MotoSim (with MotoPallet palletizing module), MotoCal, … cho các mục đích khác nhau (các chức năng đồng bộ chuyển động của robot với tốc độ của băng tải, các mẫu gắp đặt vật, ...).  Trong đó các phần mềm chuyển dụng như Motosight, Motopick là các phần mềm hỗ trợ mạnh mẽ thiết kế các hệ thống sử dụng Camera nhận dạng hình ảnh (ví dụ như là hệ thống Camera của hãng Cognex, Keyence).

1) Picking robots (MPP-MPK-MH): Robot gắp và phân loại hàng hóa.

Đây là các robot thích hợp dùng trong các ứng dụng về gắp đặt, phân loại, kiểm tra, sắp xếp, …có tải trọng từ 2kg đến 10kg, tốc độ cao với thời gian chu trình (Cycle time) lên tới 150 chu trình/phút, số bậc tự do từ 4 đến 6.  

Một số loại robot thường được dùng cho các  chức năng này như đề cập trong các hình vẽ trên  là: MPP, MH, MPK, ... Trong số này:
-  Robot MPP  là picking  robot  chuyên dụng, được thiết kế  để gắp và phân loại hàng hóa tốc độ  rất  cao, hỗ trợ chuyển động song song (ví dụ gắp túi sữa, hộp thuốc, …).
-  Robot  MPK tải trọng nhỏ  (MPK2, 2kg)  có 4 hoặc 5 trục, có thể gắp các vật nằm sâu trong các hộp, có  tốc độ cao, được thiết kế để sử dụng phân loại, gắp sản phẩm từ băng chuyền tốc độ và chính xác cao, phù hợp với các ngành thực phẩm, đồ uống, dược phẩm, đóng gói và các ứng dụng cần xử lý tốc độ cao khác.
Cả robot MPP and MPK đều có hoạt chất bôi trơn đạt tiêu chuẩn an toàn NSF-H11.
Bề mặt của chúng được phủ lớp chống ăn mòn và có màu trắng nâng cao tính thẩm mỹ, có các dây hay ống dẫn đi ngầm bên trong thân robot nên dễ dàng làm sạch, tránh các vướng chạm các vật xung quanh. Bộ điều khiển có thể lên đến IP66, được chế tạo vỏ bằng thép không gỉ (NEMA 4X).
Đây là các đặc điểm và tiêu chuẩn đặc biệt quan trọng trong ngành thực phẩm, đồ uống, nước giải khát, dược phẩm, …
- Robot MH tải trọng nhỏ (MH5/MH5L, 5kg) với độ linh hoạt cao có thể được dùng làm robot gắp và phân loại dùng trong các ứng dụng không đòi hỏi các yêu cầu quá khắt khe, tốc độ không quá cao, giá thành hợp lý, được dùng trong các ngành công nghiệp khác công nghiệp chế biến thực phẩm sạch. Các robot nàycó thể gắn trên tường hoặc trần để cải thiện việc sử dụng không gian sàn.

2) Packing robot MPL-MPK-MH:

Đây là các robot phù hợp với các ứng dụng về đóng gói (điều khiển dỡ và đóng gói vào khay, hộp, thùng carton, túi, …). Tùy thuộc vào yêu cầu về tốc độ, tải trọng, … có thể lựa chọn robot phù hợp MPL, MPK, MH như mô tả trong hình vẽ trên với tải trọng từ 5kg đến 50kg và số trục từ 4-7 trục.
Trong đó:
- Robot MPK tải trong trung bình (ví dụ MPK50, 50kg) là robot chuyên dụng cho ứng dụng loại này có tốc độ rất cao, đạt tiêu chuẩn an toàn NSF-H11, bề mặt của chúng được phủ lớp chống ăn mòn và có màu trắng nâng cao tính thẩm mỹ, có các dây hay ống dẫn đi ngầm bên trong thân robot nên dễ dàng làm sạch, tránh các vướng chạm các vật xung quanh. Bộ điều khiển có thể lên đến IP66, được chế tạo vỏ bằng thép không gỉ (NEMA 4X). Đây là các đặc điểm và tiêu chuẩn đặc biệt quan trọng trong ngành thực phẩm, đồ uống, nước giải khát…
- Robot MH tải trọng trung bình (ví dụ MH50-35, 35kg) được dùng với chức năng như MH5/MH5L ở trên thay thế cho MPK tải trọng trung bình trong các ứng dụng không đòi hỏi các yêu cầu quá khắt khe, tốc độ không quá cao, được dùng trong các ngành công nghiệp khác công nghiệp chế biến thực phẩm sạch. 
- Robot MPL tải trọng trung bình và lớn (ví dụ MPL80, 80kg) có 4 đến 5 bậc tự do, tốc độ cao, được dùng cho các ứng dụng với tải trọng trên 50kg (từ 80kg đến 800kg).

3) Palletizing robot MPL-ES:

Cả hai dòng robot MPL và ES có thể được dùng trong các ứng dụng bốc dỡ hàng. Tuy nhiên Robot MPL là dòng robot chuyên dụng, thích hợp và được ưu tiên dùng cho các ứng dụng nâng bốc, di chuyển hàng có khối lượng lớn lên đến 800kg, sử dụng trong rất nhiều ngành như: nước giải khát, thực phẩm, gạch, xi măng…  do các đặc điểm chuyên dụng của robot MPL. Các đặc điểm chính của robot MPL là:
- Số trục từ 4 đến 6 trục.
- Có cơ cấu, khung thiết kế vững chắc, có khả năng mang các tải từ 80kg đến 800kg ở tốc độ cao. Những robot này cho phép đạt được cân bằng quán tính cao nhất cho ứng dụng bốc sếp hàng.
Các loại Robot MPL 4 trục có tải trọng cao nhất trong dòng Palettizing,  chiều ngang 3.1 m và chiều dọc 3 m cùng khả năng xoay 360 độ, cho phép chúng có thể tích hợp làm việc cùng lúc với nhiều băng tải và các vị trí xếp pallet khác nhau. 
-  Ông dẫn khí nén và cáp điều khiển các trục cũng như cáp tín hiệu  fieldbus được tích hợp đi ngầm  bên trong tay máy, thiết kế này giúp nâng cao sự an toàn và duy trì sự bền bỉ, giảm thiểu tối đa khả năng va chạm với các thiết bị ngoại vi.
- Robot MPL tương thích với bộ điều khiển DX200 hoặc nền tảng MLX200 tích hợp PLC.
- Các hoạt chất bôi trơn ở trong hộp số robot dòng MPL được chứng nhận tiêu chuẩn an toàn NSF-H1. Đây là tiêu chuẩn đặc biệt quan trọng trong ngành thực phẩm và đồ uống. Do vậy Robot MPL có thể áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như : thực phẩm và nước giải khát, nhà kho và các sản phẩm công nghiệp khác.
- Robot Yaskawa có khả năng kết hợp với phần mềm MotoSight 2D và 3D, đây là phần mềm hệ thống kết hợp công nghệ nhận diện hình ảnh Camera để cho phép Robot bốc dỡ hàng của Yaskawa hoạt động thông minh, linh hoạt và hoàn toàn tự động trong dây chuyền.
- Phần mềm MotoSim®, Motopal, … cung cấp các tiện ích chuyên dụng về ứng dụng bốc dỡ hàng, mô phỏng 3D chính xác của robot như trong thực tế, lập trình tất cả các ứng dụng, tính toán cycle time…
Link video http://reniji.net/trend/motoman-robot-palletizing-book-inserts.html

4) Một số ví dụ về hệ thống sử dụng robot gắp, phân loại hàng hóa, đóng gói và nâng bốc hàng (Picking/Packing, Palletizing)
Ứng dụng 1: Sản phẩm được cấp trên băng tải và không cố định góc quay cũng như vị trí.
- Hệ thống Picking Robot 1 (MPK, MH…) sẽ làm nhiệm vụ gắp và đặt sản phẩm vào trong các hộp trên băng chuyền.
- Hệ thống Picking Robot 2: sẽ làm nhiệm vụ gắp các hộp nhỏ và sắp xếp vào một hộp lớn.
- Hệ thống Packing Robot: sẽ làm nhiệm vụ đóng gói hộp lớn, dán băng dính, dán tem…
- Hệ thống Palletizing Robot: sẽ làm nhiệm vụ xếp những hộp sản phẩm lớn lến Pallet, cũng như nhấc pallet lên các vị trí để kiểm tra hàng hóa, hoặc xuất hàng…

Ứng dụng 2: Hệ thống Robot sử dụng camera vision để kiểm tra sản phẩm như đúng tem nhãn, đúng serial… kiểm tra góc quay để giao tiếp với Picking robot. Hệ thống được hiển thị và điều 
khiển qua máy tính, thuận tiện cho công đoạn kiểm tra và quản lý chất lượng sản phẩm.

Link video:
https://www.youtube.com/watch?v=SQH0em4Eq0o
https://www.youtube.com/watch?v=2kj6r0iAjvg
https://www.youtube.com/watch?v=OlsMWnYJgew

Nguồn: http://automation.net.vn