Dây chuyền đóng gói tự động là gì?

Dây chuyền đóng gói tự động là một hệ thống công nghệ tích hợp, được thiết kế nhằm tự động hóa toàn bộ hoặc phần lớn các công đoạn đóng gói trong quy trình sản xuất công nghiệp tại một nhà máy. Hệ thống này hoạt động dựa trên sự kết hợp đồng bộ giữa cơ khí chính xác, giải pháp tự động hóa, giải pháp robot, cảm biến thông minh và phần mềm quản lý,... giúp chuyển đổi sản phẩm từ trạng thái bán thành phẩm sang thành phẩm đóng gói hoàn chỉnh một cách liên tục, ổn định và chính xác.

Dây chuyền đóng gói - Máy quấn màng kết hợp với robot AMR

Dây chuyền thường bao gồm các thiết tự động như: máy đóng gói định lượng,máy quấn màng, máy dán thùng, máy đóng đai, robot bốc xếp, máy in và kiểm tra mã vạch, hệ thống kiểm soát chất lượng, robot tự hành (robot AMR, robot AGV) để thực hiện các thao tác nâng, xếp và vận chuyển. Tất cả các thiết bị này được liên kết và điều khiển tập trung, đảm bảo dòng chảy sản phẩm thông suốt và nhất quán trong dây chuyền đóng gói tự động.

Các thành phần quan trọng trong dây chuyền đóng gói ?

Dây chuyền đóng gói là một hệ thống tự động hóa toàn diện, được thiết kế nhằm thay thế hoặc giảm thiểu tối đa sự can thiệp của lao động thủ công trong quá trình đóng gói hàng hóa. Dây chuyền đóng gói sản phẩm giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu suất lao động, đảm bảo tính nhất quán về chất lượng đóng gói, đồng thời gia tăng đáng kể năng suất và tính ổn định trong sản xuất.

Dây chuyền đóng gói tự động hoạt động hiệu quả không phụ thuộc vào một thiết bị - máy móc đơn lẻ mà là sự phối hợp chặt chẽ giữa nhiều thành phần khác nhau. Mỗi thành phần đảm nhiệm một chức năng riêng biệt nhưng liên kết với nhau thành một quy trình khép kín, liên tục và tối ưu quy trình đóng gói thành phẩm doanh nghiệp sản xuất. Dưới đây là những thành phần quan trọng nhất trong dây chuyền đóng gói tự động hiện đại.

1. Hệ thống máy đóng gói tự động

Hệ thống máy đóng gói tự động là “trái tim” của toàn bộ dây chuyền, trong các công đoạn chính như định lượng, đưa sản phẩm vào bao bì, tạo hình bao gói, đóng đai, hàn miệng, cắt bao,hút chân không, dán thùng, quấn màng,... Tùy theo đặc tính sản phẩm (dạng rắn, bột, lỏng, hạt…) và loại bao bì (túi, chai, hộp, khay…), máy đóng gói sẽ được thiết kế với cấu hình và công nghệ phù hợp.

Hệ thống máy đóng gói thường được tích hợp hệ thống điều khiển PLC, màn hình HMI và cảm biến thông minh,.... cho phép giám sát, điều chỉnh thông số vận hành chính xác, giảm lỗi đóng gói và đảm bảo chất lượng đồng đều cho từng sản phẩm.

• Máy cấp dán thùng carton

Đây là máy quan trọng ở công đoạn đầu của các dây chuyền đóng gói sử dụng bao bì carton. Nhiệm vụ chính của máy là tự động dựng thùng từ dạng phẳng (carton xếp gọn) thành dạng hộp hoàn chỉnh để sẵn sàng đưa sản phẩm vào bên trong.

Về mặt kỹ thuật, máy cấp và dán thùng carton giúp đảm bảo độ chính xác về hình dạng, kích thước và độ vuông vắn của thùng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo như đóng sản phẩm, dán thùng hoặc đóng đai. Việc sử dụng máy dựng thùng không chỉ giảm đáng kể nhân công thủ công mà còn nâng cao tốc độ, tính ổn định và an toàn trong quá trình vận hành dây chuyền.

• Máy đóng đai

Máy đóng đai là một thiết bị bố trí ở công đoạn sau cùng, khi hàng hóa đã được đóng gói hoàn chỉnh trong thùng carton hoặc đã được gom thành từng lô sản phẩm. Chức năng cốt lõi của máy đóng đai là sử dụng dây đai chuyên dụng để siết chặt, cố định kiện hàng hoặc nhóm sản phẩm, từ đó đảm bảo tính ổn định, an toàn và thuận tiện cho quá trình lưu kho, vận chuyển và phân phối.

Trong thực tế sản xuất, dù thùng carton đã được dán kín, hàng hóa vẫn có nguy cơ xô lệch, bung mép hoặc biến dạng trong quá trình vận chuyển. Máy đóng đai ra đời nhằm giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách gia cố thêm một lớp bảo vệ bên ngoài.

• Máy quấn màng co

Máy quấn màng co (hay máy quấn màng pallet) là thiết bị tự động hóa quan trọng trong công đoạn cuối của dây chuyền đóng gói, được sử dụng để bọc, cố định và bảo vệ hàng hóa đã xếp hoàn chỉnh trên pallet trước khi đưa vào lưu kho hoặc vận chuyển. Thiết bị này đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo tính ổn định của kiện hàng, hạn chế xô lệch, đổ vỡ và hư hỏng trong suốt quá trình logistics.

Máy quấn màng co sử dụng cuộn màng PE có khả năng đàn hồi cao, được kéo căng có kiểm soát và quấn đều xung quanh pallet nhằm tạo lực siết chặt, ôm sát toàn bộ khối hàng.

2. Hệ thống băng tải và vận chuyển

Băng tải là thành phần kết nối xuyên suốt toàn bộ dây chuyền đóng gói tự động, đảm nhiệm vai trò vận chuyển sản phẩm, thùng carton hoặc pallet giữa các công đoạn một cách liên tục và đồng bộ. Tùy theo đặc thù sản phẩm, băng tải có thể sử dụng nhiều dạng khác nhau như băng tải con lăn, băng tải belt, băng tải xích hoặc băng tải modul.

Một hệ thống băng tải được thiết kế hợp lý sẽ giúp tối ưu dòng chảy sản phẩm, hạn chế ùn tắc, giảm va đập và nâng cao hiệu quả tổng thể của dây chuyền.

3. Hệ thống robot và thiết bị xếp pallet

Ở công đoạn cuối dây chuyền, robot công nghiệp hoặc hệ thống xếp pallet tự động được sử dụng để sắp xếp các thùng hàng lên pallet theo quy luật định sẵn. Giải pháp này không chỉ giúp tăng tốc độ xếp hàng mà còn đảm bảo độ chính xác, đồng đều và an toàn lao động, đặc biệt trong môi trường sản xuất công suất lớn.

 Vai trò và phạm vi ứng dụng của robot trong dây chuyền đóng gói

Trong dây chuyền đóng gói, robot có thể đảm nhiệm một loạt nhiệm vụ khác nhau như:

• Gắp – đặt (pick & place) sản phẩm

• Sắp xếp và đóng gói sản phẩm vào thùng

• Xếp thùng lên pallet (palletizing)

• Phân loại, định hướng sản phẩm trước khi đóng gói

• Hỗ trợ các công đoạn đóng đai, quấn màng, chuyển pallet

Robot có thể hoạt động như những đơn vị độc lập (robot cell) hoặc được tích hợp trực tiếp vào dây chuyền sản xuất lớn, kết nối với băng tải, máy đóng gói, máy dán thùng và hệ thống quản lý sản xuất. 

Dây chuyền đóng gói ứng dụng cho ngành sản xuất hàng tiêu dùng

Các loại robot phổ biến trong ngành đóng gói

Trong lĩnh vực đóng gói, có một số loại robot được sử dụng rộng rãi:

• Robot khớp nối : Đây là loại robot phổ biến nhất, gồm một cánh tay nhiều khớp tương tự cánh tay con người. Robot khớp nối có phạm vi làm việc rộng, linh hoạt và phù hợp với hầu hết các ứng dụng đóng gói như gắp – đặt, đóng thùng và xếp pallet.

• Robot Delta: Chuyên dùng cho các ứng dụng pick & place tốc độ cao, đặc biệt trong ngành thực phẩm và hàng tiêu dùng nhanh.

• Robot SCARA: Phù hợp cho các thao tác lắp ráp, sắp xếp và đóng gói đòi hỏi độ chính xác cao trong mặt phẳng ngang.

• Robot cộng tác (Cobot): Có khả năng làm việc an toàn cùng con người, phù hợp với dây chuyền bán tự động hoặc không gian hạn chế.

• Robot tự hành: Thường là hai dòng chính Robot AGV và Robot AMR

Ưu điểm nổi bật của robot trong hệ thống đóng gói

Từ góc nhìn chuyên gia, việc ứng dụng robot mang lại nhiều lợi ích chiến lược:

• Tăng hiệu quả và năng suất đóng gói: Robot vận hành ổn định với tốc độ cao, đảm bảo chu kỳ đóng gói ngắn và đồng đều

• Giảm nhu cầu lao động thủ công đơn điệu: Loại bỏ các công việc lặp đi lặp lại, nặng nhọc hoặc yêu cầu độ chính xác cao

• Cải thiện sức khỏe và an toàn lao động: Hạn chế tai nạn, chấn thương do nâng vác hoặc thao tác liên tục

• Giảm chi phí đóng gói dài hạn: Tối ưu chi phí nhân công, giảm lỗi và giảm tỷ lệ sản phẩm hỏng

• Giảm hao hụt và chất thải: Độ chính xác cao giúp hạn chế sai sót và lãng phí vật tư

• Vận hành liên tục 24/7: Robot có thể làm việc không ngừng nghỉ, phù hợp với dây chuyền công suất lớn

• Tính linh hoạt cao: Dễ dàng lập trình lại khi thay đổi sản phẩm hoặc quy cách đóng gói

• Độ chính xác và độ lặp lại vượt trội: Đảm bảo chất lượng đồng đều cho từng đơn vị sản phẩm

6. Hệ thống điều khiển và giám sát trung tâm

Hệ thống điều khiển đóng vai trò “bộ não” của dây chuyền đóng gói tự động. Thông qua PLC, HMI và phần mềm quản lý, toàn bộ các thiết bị trong dây chuyền được đồng bộ hóa, giám sát trạng thái hoạt động, cảnh báo lỗi và tối ưu thông số vận hành theo thời gian thực. Đây là yếu tố then chốt giúp doanh nghiệp duy trì hiệu suất ổn định và dễ dàng mở rộng, nâng cấp dây chuyền trong tương lai.

Các ngành công nghiệp và ứng dụng của dây chuyền đóng gói tự động 

Dây chuyền đóng gói sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về năng suất, chất lượng, an toàn và tiêu chuẩn hóa sản phẩm. Tùy theo đặc thù từng ngành, dây chuyền đóng gói được thiết kế với cấu hình, mức độ tự động hóa và tiêu chuẩn kỹ thuật khác nhau, nhưng đều hướng tới mục tiêu tối ưu hóa quy trình sản xuất và logistics.

1. Ngành công nghiệp thực phẩm và nước giải khát

Ngành thực phẩm và đồ uống là lĩnh vực ứng dụng dây chuyền đóng gói tự động phổ biến và phát triển nhất hiện nay. Các dây chuyền này được sử dụng để đóng gói đa dạng sản phẩm như thực phẩm ăn liền, ngũ cốc, bánh kẹo, sản phẩm từ sữa, thực phẩm đông lạnh, đồ nướng, nước giải khát và đồ uống đóng chai.

Dây chuyền tự động ngành thực phẩm

Đối với ngành công nghiệp thực phẩm - nước giải khát, yêu cầu cốt lõi của dây chuyền đóng gói trong ngành thực phẩm là đảm bảo vệ sinh – an toàn thực phẩm, độ chính xác định lượng và tính đồng đều của bao bì. Do đó, các hệ thống đóng gói thường được thiết kế với:

• Vật liệu chế tạo đạt tiêu chuẩn vệ sinh (inox, bề mặt dễ làm sạch)

• Quy trình khép kín, hạn chế tối đa sự tiếp xúc của con người

• Khả năng kiểm soát chặt chẽ về định lượng, niêm phong và truy xuất nguồn gốc

Dây chuyền đóng gói trong ngành nước giải khát

Việc ứng dụng dây chuyền đóng gói tự động giúp doanh nghiệp:

• Đóng gói sản phẩm nhanh chóng, chính xác và đồng nhất

• Kéo dài thời hạn sử dụng nhờ bao bì kín, đạt chuẩn

• Duy trì chất lượng và hương vị sản phẩm trong suốt vòng đời

• Đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn thực phẩm và xuất khẩu

2. Ngành dược phẩm và thiết bị y tế

Trong ngành dược phẩm, dây chuyền đóng gói tự động được sử dụng để đóng gói thuốc viên, thuốc bột, thuốc nước, thiết bị y tế và vật tư tiêu hao. Các hệ thống này đòi hỏi độ chính xác cực cao, khả năng kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và tuân thủ các tiêu chuẩn GMP.

Dây chuyền đóng gói trong ngành nước giải khát

Dây chuyền đóng gói tự động giúp đảm bảo:

• Định lượng chính xác từng đơn vị sản phẩm

• Bao bì kín, chống nhiễm khuẩn và bảo vệ hoạt chất

• Khả năng truy xuất nguồn gốc và quản lý lô sản xuất

3. Ngành hàng tiêu dùng nhanh (FMCG)

Đối với ngành hàng tiêu dùng nhanh như mỹ phẩm, hóa mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân và đồ gia dụng, dây chuyền đóng gói tự động giúp đáp ứng nhu cầu sản xuất lớn với tốc độ cao. Tính linh hoạt của dây chuyền cho phép thay đổi nhanh quy cách bao bì, kích thước sản phẩm và mẫu mã, phù hợp với chiến lược đa dạng hóa sản phẩm.

4. Ngành điện tử và linh kiện công nghiệp

Trong lĩnh vực điện tử, dây chuyền đóng gói tự động được sử dụng để đóng gói linh kiện, bo mạch và thiết bị điện tử hoàn chỉnh. Các hệ thống này thường tích hợp robot, thiết bị kiểm tra và giải pháp đóng gói chống tĩnh điện, đảm bảo sản phẩm được bảo vệ an toàn trong quá trình vận chuyển và lưu kho.

5. Ngành logistics, kho vận và sản xuất công nghiệp

Tại các trung tâm logistics, kho phân phối và fulfillment center, dây chuyền đóng gói tự động được sử dụng để xử lý khối lượng lớn đơn hàng với tốc độ cao và độ chính xác tuyệt đối. Các ứng dụng tiêu biểu bao gồm:

• Đóng thùng và hoàn thiện đơn hàng: Dây chuyền tự động thực hiện các công đoạn dựng thùng, đưa sản phẩm vào thùng, dán thùng, đóng đai và quấn màng pallet. Quy trình khép kín này giúp tiêu chuẩn hóa bao bì, hạn chế sai sót và tăng tốc độ xử lý đơn hàng.

• Phân loại và gom đơn: Hệ thống băng tải kết hợp robot và thiết bị phân loại giúp gom sản phẩm theo đơn hàng, tuyến vận chuyển hoặc khu vực giao nhận, phù hợp với mô hình logistics hiện đại và thương mại điện tử.

• Đóng gói pallet và chuẩn hóa vận chuyển: Máy quấn màng, máy đóng đai pallet và robot xếp pallet giúp tạo ra các kiện hàng ổn định, chắc chắn, giảm rủi ro hư hỏng trong quá trình vận chuyển đường dài.

• Tối ưu không gian lưu kho: Việc đóng gói đồng đều và tiêu chuẩn hóa kích thước kiện hàng giúp tận dụng tối đa không gian kho, nâng cao hiệu quả quản lý tồn trữ.

Intech Group – Đối tác chiến lược cho dây chuyền tự động hóa và đóng gói hiện đại

Hãy để Intech Group đồng hành cùng doanh nghiệp của bạn trên hành trình nâng tầm sản xuất và tối ưu hiệu quả vận hành. Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, am hiểu sâu sắc về tự động hóa công nghiệp, chúng tôi không chỉ cung cấp thiết bị mà mang đến giải pháp tổng thể, được thiết kế riêng theo từng bài toán sản xuất, chế tạo, lắp ráp và đóng gói của khách hàng.

Tại Intech Group, mỗi dây chuyền tự động hóa đều được nghiên cứu kỹ lưỡng từ layout nhà máy, hệ thống băng tải, robot lắp ráp – đóng gói cho đến tối ưu cycle time. Trước khi triển khai chế tạo, toàn bộ hệ thống được mô phỏng 3D trực quan, giúp khách hàng dễ dàng hình dung, đánh giá hiệu quả và hoàn toàn yên tâm về tính khả thi cũng như hiệu suất đầu tư.

Với hơn 14 năm kinh nghiệm trong thiết kế, triển khai nhiều dự án tự động hóa lớn nhỏ. Intech Group tự hào là đơn vị tiên phong cung cấp các giải pháp tự động hóa chất lượng cao, đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của các tập đoàn lớn.