Trong sản xuất linh kiện điện tử, sau khi hoàn thành một công đoạn gia công, kiểm tra hoặc lắp ráp, sản phẩm thường cần được sắp xếp vào khay theo đúng vị trí trước khi chuyển sang công đoạn tiếp theo.
Nếu thực hiện thủ công, công nhân phải liên tục lấy linh kiện, xác định vị trí và đặt từng sản phẩm vào từng ô khay. Khi số lượng sản phẩm lớn, công đoạn này không chỉ tốn nhân công mà còn dễ phát sinh sai lệch vị trí hoặc bỏ sót sản phẩm.
Hệ thống xếp linh kiện vào khay tự động được thiết kế để tự động cấp khay, gắp linh kiện và đặt sản phẩm vào đúng từng vị trí trên khay. Nhờ đó, quá trình xếp sản phẩm được thực hiện ổn định, chính xác và phù hợp với yêu cầu sản xuất liên tục.
Các hệ thống tray handling hiện nay cũng thường kết hợp cơ cấu cấp khay, robot pick-and-place và cơ chế định vị để đảm bảo linh kiện được đặt đúng vị trí.
1. Hệ thống xếp linh kiện vào khay tự động là gì?
Đây là hệ thống tự động thực hiện quá trình cấp khay và sắp xếp linh kiện vào từng ô khay theo vị trí được thiết lập.
Thay vì công nhân phải đặt từng linh kiện bằng tay, hệ thống sẽ thực hiện theo một chu trình thống nhất:
Cấp khay → Định vị khay → Gắp linh kiện → Đặt vào ô khay → Kiểm tra → Thay khay → Tiếp tục chu trình
Tùy vào sản phẩm và yêu cầu của dây chuyền, cơ cấu gắp có thể được thiết kế phù hợp với hình dạng, kích thước và đặc tính của từng loại linh kiện.
2. Các chức năng chính của hệ thống tự động hóa xếp linh kiện
2.1. Tự động cấp và thay khay
Một trong những chức năng quan trọng của hệ thống là tự động xử lý khay trước và sau quá trình xếp linh kiện.
Khay được đưa vào vị trí làm việc, định vị và sẵn sàng nhận sản phẩm. Sau khi các vị trí trên khay đã được xếp đầy, hệ thống có thể đưa khay hoàn thiện ra ngoài và tiếp tục cấp khay mới. Quy trình này giúp giảm thao tác của công nhân và hạn chế việc phải dừng hệ thống để thay khay thủ công, nâng cấp quy trình sản xuất.
Các hệ thống tray handler công nghiệp cũng có thể xử lý nhiều khay hoặc chồng khay, đồng thời duy trì dòng sản phẩm liên tục trong quá trình vận hành.
2.2. Gắp và đặt linh kiện chính xác vào từng vị trí
Sau khi khay được định vị, hệ thống thực hiện quá trình gắp và đặt sản phẩm vào từng ô theo thứ tự đã thiết lập.
Cơ cấu Pick & Place giúp linh kiện được di chuyển từ vị trí cấp đến vị trí tương ứng trên khay.
Việc hệ thống kiểm soát vị trí đặt giúp:
- Linh kiện được sắp xếp đồng đều.
- Hạn chế đặt sai vị trí.
- Giảm thao tác thủ công.
- Duy trì quy cách xếp sản phẩm.
- Hỗ trợ quá trình vận chuyển và lưu trữ sau đó.
Trong các hệ thống tray handling có độ chính xác cao, camera hoặc cảm biến có thể được sử dụng để xác định vị trí và hướng của khay trước khi robot thực hiện thao tác gắp đặt.
2.3. Đảm bảo vị trí linh kiện trên khay
Đối với linh kiện điện tử, việc đặt sản phẩm đúng vị trí có thể ảnh hưởng đến các công đoạn tiếp theo.
Nếu sản phẩm bị đặt lệch, sai hướng hoặc không đúng ô, việc lấy sản phẩm ở công đoạn sau có thể gặp khó khăn.
Vì vậy, hệ thống có thể kết hợp cơ cấu định vị, cảm biến hoặc camera tùy theo yêu cầu thực tế để xác định vị trí khay và sản phẩm.
Sau khi hoàn thành, linh kiện được sắp xếp theo đúng cấu trúc của khay, thuận tiện cho quá trình vận chuyển, lưu trữ hoặc đưa sang công đoạn tiếp theo.
2.4. Phù hợp với yêu cầu phòng sạch
Hệ thống này của SORA có thể được thiết kế với các vật liệu, kết cấu và phương án vận hành phù hợp với yêu cầu phòng sạch của dây chuyền.
Các giải pháp tray handling dành cho môi trường sạch thực tế có thể được thiết kế để đáp ứng các cấp độ cleanroom nhất định, đồng thời tích hợp với những hệ thống tự động hóa khác trong dây chuyền. Với SORA, cấu hình cụ thể cần được xác định dựa trên tiêu chuẩn phòng sạch, loại linh kiện và điều kiện vận hành của từng nhà máy.
2.5. Hoạt động liên tục 24/7
Với các dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử có sản lượng lớn, việc duy trì dòng sản phẩm liên tục là yếu tố quan trọng.
Hệ thống được thiết kế để thực hiện chu trình:
Nhận linh kiện → Gắp → Đặt vào khay → Hoàn thành khay → Thay khay → Tiếp tục
Việc tự động cấp và thay khay giúp giảm thời gian chờ giữa các chu kỳ và hạn chế sự phụ thuộc vào thao tác của công nhân. Các hệ thống tray handling tự động cũng được phát triển với mục tiêu duy trì sản xuất liên tục và giảm thời gian dừng do thao tác thay khay.
3. Lợi ích của hệ thống xếp linh kiện vào khay tự động
3.1. Tăng năng suất xếp linh kiện
Hệ thống thực hiện liên tục thao tác gắp và đặt, phù hợp với dây chuyền có sản lượng lớn.
3.2. Giảm thao tác thủ công
Công nhân không phải liên tục thực hiện việc lấy và đặt từng linh kiện vào khay.
3.3. Đảm bảo vị trí sản phẩm
Linh kiện được đặt theo vị trí đã thiết lập, tạo sự đồng đều giữa các khay.
3.4. Giảm nguy cơ sai sót
Việc tự động hóa giúp hạn chế những lỗi thường gặp khi xếp sản phẩm thủ công như đặt sai ô hoặc bỏ sót vị trí.
3.5. Hỗ trợ môi trường sạch
Hệ thống có thể được thiết kế theo yêu cầu phòng sạch của từng dây chuyền.
3.6. Duy trì sản xuất liên tục
Cấp và thay khay tự động giúp hệ thống có thể vận hành trong thời gian dài mà giảm sự can thiệp trực tiếp của người vận hành.
4. Ứng dụng trong ngành linh kiện điện tử
Hệ thống xếp linh kiện vào khay tự động phù hợp với các dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử cần sắp xếp sản phẩm theo từng vị trí cố định trên khay.
Giải pháp có thể được sử dụng cho các công đoạn:
- Xếp linh kiện sau gia công.
- Xếp sản phẩm sau kiểm tra.
- Xếp linh kiện sau lắp ráp.
- Chuẩn bị sản phẩm cho công đoạn tiếp theo.
- Sắp xếp sản phẩm trước khi đóng gói hoặc lưu trữ.
- Xử lý linh kiện trong môi trường có yêu cầu kiểm soát sạch.
Các hệ thống pick-and-place hiện cũng được ứng dụng cho nhiều loại linh kiện điện tử và có thể kết hợp cấp liệu, cảm biến, kiểm tra và chuyển giao sản phẩm sang công đoạn tiếp theo.
5. Kết hợp với các công đoạn khác trong dây chuyền
Hệ thống xếp linh kiện vào khay không nhất thiết phải hoạt động độc lập mà có thể trở thành một mắt xích trong quy trình sản xuất.
Ví dụ:
Gia công → Kiểm tra → Gắp sản phẩm → Xếp vào khay → Thay khay → Chuyển công đoạn
Nếu sản phẩm cần kiểm tra trước khi xếp, hệ thống có thể nhận tín hiệu từ công đoạn kiểm tra để chỉ đưa sản phẩm đạt vào khay.
Đối với những dây chuyền có yêu cầu truy xuất, hệ thống cũng có thể tích hợp các phương án nhận diện sản phẩm hoặc khay như Barcode, QR hoặc mã định danh phù hợp. Một số hệ thống tray handling công nghiệp hiện đã tích hợp đọc ID khay và mã sản phẩm để hỗ trợ theo dõi quá trình.
6. Kết hợp với hệ thống cấp linh kiện tự động
Ở phía trước công đoạn xếp khay, linh kiện có thể được đưa đến vị trí gắp thông qua các phương án cấp liệu khác nhau.
Tùy đặc điểm sản phẩm, hệ thống có thể kết hợp với máy cấp linh kiện tự động để đảm bảo sản phẩm được cung cấp liên tục cho cơ cấu Pick & Place.
Khi đó, quy trình có thể được tổ chức:
Cấp linh kiện → Định hướng → Gắp sản phẩm → Xếp vào khay → Chuyển công đoạn
Cách kết hợp này phù hợp với những dây chuyền cần tự động hóa liên tục từ khâu cấp sản phẩm đến đóng gói hoặc lưu trữ.
7. Kết nối thành dây chuyền sản xuất tự động
Khi kết hợp với các thiết bị ở trước và sau, hệ thống xếp khay có thể trở thành một phần của dây chuyền sản xuất tự động.
Ví dụ:
Cấp linh kiện → Gia công/lắp ráp → Kiểm tra → Xếp khay → Vận chuyển → Đóng gói
Thay vì để công nhân thực hiện từng bước trung gian, các thiết bị có thể trao đổi sản phẩm và tín hiệu với nhau để hình thành quy trình liên tục.
Đây là hướng phù hợp với các nhà máy linh kiện điện tử có sản lượng lớn và yêu cầu cao về tính ổn định của quy trình.
8. SORA thiết kế hệ thống xếp khay theo sản phẩm
Mỗi loại linh kiện có kích thước, hình dạng và cách bố trí khay khác nhau. Vì vậy, hệ thống cần được thiết kế dựa trên sản phẩm và quy trình thực tế.
SORA có thể xem xét:
- Kích thước và trọng lượng linh kiện.
- Kích thước khay.
- Số lượng ô trên mỗi khay.
- Khoảng cách giữa các vị trí.
- Tốc độ xếp sản phẩm.
- Phương án gắp sản phẩm.
- Yêu cầu định vị.
- Yêu cầu phòng sạch.
- Phương án cấp và thay khay.
- Cách chuyển khay sang công đoạn tiếp theo.
Từ đó, hệ thống được xây dựng phù hợp với sản phẩm, layout và yêu cầu vận hành của từng nhà máy.
Hệ thống xếp linh kiện vào khay tự động giúp tự động hóa công đoạn gắp và đặt sản phẩm, đồng thời cấp và thay khay theo chu trình sản xuất.
Giải pháp giúp giảm thao tác thủ công, nâng cao độ chính xác khi sắp xếp linh kiện và duy trì dòng sản phẩm ổn định trong dây chuyền. Đối với ngành linh kiện điện tử, hệ thống có thể được thiết kế phù hợp với yêu cầu về độ chính xác, môi trường phòng sạch và khả năng vận hành liên tục.
SORA có thể khảo sát quy trình thực tế để thiết kế hệ thống xếp linh kiện vào khay phù hợp với sản phẩm, loại khay, năng suất và yêu cầu của từng nhà máy.
