Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống đã triển khai tự động hóa chậm hơn so với một số lĩnh vực sản xuất khác. Các hợp đồng cung ứng ngắn hạn và sự phụ thuộc vào lao động giá rẻ đã trở thành những rào cản đối với đầu tư của một số nhà sản xuất thực phẩm, hạn chế khả năng mở rộng công suất sản xuất. Tuy nhiên, các hệ thống tự động hóa tích hợp robot từ các nhà cung cấp hàng đầu như FANUC hiện đang trở nên phổ biến trong nhiều nhà máy thực phẩm trên khắp Vương quốc Anh.
Việc ứng dụng robot không chỉ thúc đẩy năng suất mà còn cải thiện phúc lợi cho người lao động và giúp nhà sản xuất nhanh chóng đáp ứng nhu cầu thay đổi của khách hàng. Với độ chính xác, tin cậy và tốc độ cao, robot rất phù hợp cho các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, nhàm chán hoặc nặng nhọc, nơi con người đóng góp ít giá trị, chẳng hạn như đóng gói, lựa chọn, đặt hàng và xếp pallet – nhờ đó nhân lực quý giá có thể tập trung vào các công đoạn sản xuất nơi họ tạo ra giá trị thực sự.
Tăng công suất thông qua tự động hóa
Một doanh nghiệp tận dụng hiệu quả công nghệ tự động hóa là Gü Indulgent Foods. Kể từ khi sản phẩm chocolate soufflé pot đầu tiên ra mắt vào năm 2003, công ty đã đạt được sự phát triển vượt bậc. Khi nhu cầu tăng cao, Gü cần mở rộng khu vực đóng gói tại nhà máy sản xuất ở Bishops Stortford, Hertfordshire. Họ đã hợp tác với đối tác FANUC, Tekpak Automation, có trụ sở tại Wexford, để tìm giải pháp tự động hóa nâng cao năng suất.
“Gü yêu cầu thiết lập một dây chuyền đóng gói thứ hai trong diện tích rất gọn gàng,” ông Darragh Sinnott, Giám đốc Kỹ thuật của Tekpak Automation cho biết. “Họ cũng muốn tăng sự linh hoạt trong đóng thùng và xếp pallet. Dây chuyền mới này cần xử lý các bộ đóng gói quad-pack x4 mới của Gü cùng với đa dạng định dạng hộp hiện có: twin-packs x6 và twin-packs x4.”
Phần mềm mô phỏng và kỹ năng lập trình
Tekpak bắt đầu thiết kế một hệ thống đáp ứng các yêu cầu khắt khe này. Nhờ phần mềm lập trình ảo ROBOGUIDE của FANUC, họ đã xác định được các mẫu robot phù hợp, chú trọng đến các thông số về tải trọng, tốc độ và tầm với, nhằm giải quyết hạn chế công suất sản xuất của Gü.
“Dây chuyền đóng gói tự động từ đầu đến cuối mà chúng tôi lắp đặt bắt đầu từ khâu lấy hàng ra khỏi pallet,” Darragh chia sẻ. “Các lọ thủy tinh đã được điền đầy của Gü được lấy ra từng lớp từ hai pallet, chuyển lên hai băng tải nhận. Một robot sáu trục FANUC R-2000iC/165F thực hiện công việc này, đồng thời tháo bỏ thẻ phân tách giữa các lớp. Pallet được nâng lên và dịch chuyển bằng hai bộ thang cắt công nghiệp đặt motor servo FANUC, cung cấp vật liệu liên tục cho robot, bảo đảm quy trình lấy hàng mượt mà.”
Sự linh hoạt trong xếp pallet
Hệ thống của Tekpak tiếp tục gom các lọ thủy tinh, đóng vào thùng carton có tích hợp in laser, đóng thùng và dán nhãn, trước khi tiến hành bước cuối cùng là xếp pallet. Đây tiếp tục là nhiệm vụ của một robot công nghiệp sáu trục FANUC R-2000iC/165F.
“Với sự hỗ trợ của FANUC, chúng tôi xây dựng được ma trận các mẫu đóng gói twin và quad khác nhau, giúp Gü nâng cao khả năng linh hoạt trong xếp pallet,” Darragh nói. “Do robot xếp pallet FANUC được trang bị khả năng thay đổi kích thước tự động, không cần thay đổi thiết bị đầu cuối khi chuyển đổi giữa các mẫu xếp khác nhau.”
Đối với Tekpak, sự hợp tác với FANUC trong dự án này là vô cùng giá trị. “Robot FANUC nổi tiếng về độ tin cậy, cùng với sự hỗ trợ kỹ thuật cho những dự án phức tạp và có thời hạn gấp rút như thế này là vô song,” Darragh nhận định. “Đội ngũ kỹ sư FANUC mà chúng tôi đồng hành là tài sản quý giá. Họ đã giúp chúng tôi thiết lập các ứng dụng phức tạp và đào tạo nhóm phần mềm nội bộ để hỗ trợ khách hàng liên tục. Đây là nhân tố chính khiến FANUC trở thành đối tác robot lý tưởng cho dự án này.”
Ông Andrzej Rosa, Trưởng phòng Kỹ thuật của Gü Indulgent Foods bổ sung: “Dây chuyền đóng gói mới mang lại sự linh hoạt cao hơn và tăng công suất sản xuất. Robot FANUC nhanh, bền và tin cậy, là sự bổ sung giá trị cho hoạt động của chúng tôi.”
Dale Farm Foods: Xếp pallet phô mai dễ dàng
Power Food Technology, trụ sở tại Co. Kildare, là nhà tích hợp hệ thống chuyên cung cấp giải pháp làm lạnh và đông lạnh cho ngành thực phẩm. Khi nhận yêu cầu từ nhà sản xuất phô mai cheddar lớn nhất tại Anh và Ireland, Dale Farm Foods, lắp đặt dây chuyền làm lạnh và xếp pallet mới tại cơ sở chế biến cheddar ở Cookstown, Bắc Ireland, họ xác định robot FANUC sẽ là trung tâm của giải pháp.
“Trọng lượng các khối phô mai là thách thức lớn nhất,” ông John Power, Giám đốc Điều hành Power Food Technology cho biết. “Phô mai đến theo khối 20kg. Mỗi lớp gồm 10 khối, và pallet cao 5 lớp, tức mỗi pallet khoảng 1.000kg phô mai. Đây thật sự là một khối lượng lớn!”
Thách thức về tốc độ, tải trọng và tầm với
Bên cạnh trọng lượng, khu vực xếp pallet mới cũng cần quản lý đồng thời hai loại sản phẩm. “Hai công thức khác nhau – ví dụ như cheddar ít béo, nhạt, trưởng thành hay rất trưởng thành – được làm lạnh chung trước khi đưa vào cell, do đó giải pháp phải đảm bảo truy xuất nguồn gốc đầy đủ,” John cho biết. “Không chỉ vậy, khách hàng còn muốn nâng công suất xếp pallet từ 9,5 tấn/giờ lên 15,5 tấn/giờ.”
Robot xếp pallet FANUC M-410iC/185 với tải trọng cao, tốc độ nhanh, 4 trục và tầm với 3m là lựa chọn hoàn hảo cho ứng dụng đòi hỏi cao này. Được trang bị cổ tay rỗng giảm hiện tượng vướng cáp và bảo trì, cùng với chụp kẹp cơ khí tùy chỉnh do Power Food Technology thiết kế, robot dễ dàng di chuyển các khối phô mai nặng. Đây cũng là giải pháp giải quyết một trong những vấn đề an toàn lao động lớn nhất của khách hàng.
Ưu tiên con người
“Vấn đề với việc xếp các khối phô mai truyền thống là khối lượng lớn và tính chất công việc rất lặp đi lặp lại,” John phân tích. “Việc nâng lên và hạ xuống từ độ cao gây khó khăn cho nhân viên thủ công. Ngành sản xuất thực phẩm khó tìm được lao động cho công việc này, đồng thời tỷ lệ giữ chân người lao động cũng là một thách thức. Khi người lao động bị chấn thương do tính chất công việc nặng và lặp lại, vấn đề càng trở nên trầm trọng.”
John tiếp tục: “Phô mai là sản phẩm phù hợp với tự động hóa bởi sự nhất quán, khả năng truy xuất nguồn gốc và hiệu quả cao. Cell này hoạt động liên tục 20 giờ mỗi ngày, sau đó là chu trình vệ sinh, trong 355 ngày mỗi năm. Khi robot đảm nhận các công việc lặp lại, nặng nhọc và tiềm ẩn nguy cơ, nhà sản xuất thực phẩm như Dale Farm Foods có thể chuyển hướng nhân lực cho các nhiệm vụ mang lại giá trị cao hơn.”
Truy cập website FANUC để biết thêm thông tin