Trong kỷ nguyên của công nghệ số, robot công nghiệp ngày càng đóng vai trò quan trọng đời sống cũng như sản xuất kinh doanh. Vậy robot công nghiệp là gì? Ưu điểm và những ứng dụng thực tế ra sao. Cùng Intech Group tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây

Robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp là một hệ thống cảm biến, bộ điều khiển và bộ truyền động tự động trên một khung có khớp nối để thực hiện các chức năng và hoạt động cụ thể trong dây chuyền sản xuất hoặc chế biến. Chúng hoạt động liên tục thông qua các chu kỳ chuyển động lặp đi lặp lại theo chỉ dẫn của một tập hợp các lệnh được gọi là chương trình. Những máy này giảm thiểu hoặc loại bỏ yếu tố con người để đạt được nhiều lợi thế khác nhau về tốc độ, công suất và chất lượng xử lý.

Không được nhầm lẫn robot công nghiệp truyền thống với một công nghệ robot mới hơn được gọi là robot cộng tác. Robot cộng tác hoặc cobots hoạt động chặt chẽ và đồng thời với người điều khiển là con người. Chúng an toàn khi sử dụng xung quanh người vận hành vì chúng có giới hạn tốc độ tối đa cho hoạt động của cobots và bị giới hạn về lượng lực mà chúng có thể tạo ra. Điều này, cùng với cảm biến dòng điện động cơ chính xác hơn, cho phép chúng dừng lại nếu gặp vật thể hoặc người vận hành.

Cấu trúc chính của robot công nghiệp là cánh tay. Cánh tay là một cấu trúc được tạo thành từ các liên kết và khớp. Liên kết là các thành phần cứng nhắc di chuyển trong không gian trong phạm vi của rô-bốt. Mặt khác, các khớp là các bộ phận cơ khí kết nối hai liên kết trong khi cho phép chuyển động tịnh tiến (lăng trụ) hoặc quay (quay). Cấu hình của hai thành phần này phân loại các loại robot công nghiệp khác nhau.

Phần quan trọng nhất của robot là công cụ cuối cánh tay (EOAT) hay bộ phận hiệu ứng cuối. EOAT là thành phần điều khiển sản phẩm hoặc quy trình bằng cách di chuyển hoặc định hướng. Họ thực hiện các hoạt động đặc biệt như hàn, đo lường, đánh dấu, khoan, cắt, sơn, làm sạch, v.v.

Khi áp dụng giải pháp robot công nghiệp, chủ sở hữu quy trình có thể chọn mua dịch vụ của nhà sản xuất hoặc nhà tích hợp. Một nhà sản xuất robot công nghiệp cung cấp rô-bốt do chính công ty của họ chế tạo. Họ thường được gọi là nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM). Vì họ chịu trách nhiệm thiết kế và sản xuất rô-bốt nên họ có thể cung cấp thông tin chuyên sâu về cách lắp đặt, vận hành và bảo trì máy một cách thành thạo.

Các loại robot công nghiệp  

Robot hàn công nghiệp 

Robot hàn chiếm 29% tổng số robot công nghiệp, đặc biệt phổ biến trong ngành ô tô, nơi chúng đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất và lắp ráp. Dựa trên công nghệ hàn, robot hàn được phân thành nhiều loại:

• Robot hàn hồ quang (hàn tích, hàn dây): Dùng trong sản xuất ô tô, cơ khí.

• Robot hàn điểm: Ứng dụng trong gia công kim loại tấm.

• Robot hàn laser: Cho đường hàn mịn, độ chính xác cao.

Robot hàn được triển khai rộng rãi trong sản xuất ô tô, xe máy, chế tạo đường ống, giá đỡ và các ngành đòi hỏi quy trình tự động hóa chính xác.

Robot hàn gồm phần mềm lập trình, thiết bị hàn và hệ thống điều khiển cảm biến. Hệ thống này thu thập dữ liệu, phân tích thông số và điều chỉnh quy trình hàn theo chương trình cài đặt, giúp tối ưu chất lượng và hiệu suất.

Cánh tay robot công nghiệp

Cánh tay robot công nghiệp là thiết bị được lập trình để mô phỏng hoạt động của cánh tay con người, với các khớp chuyển động theo trục dọc và có khả năng xoay linh hoạt. Cánh tay robot có kích thước đa dạng, có thể nhỏ gọn để thực hiện các thao tác chính xác, hoặc lớn để nâng các khối lượng nặng. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các công việc như gắp – thả, đóng gói, xếp pallet, giúp tăng năng suất và giảm thiểu sai sót trong quy trình sản xuất.

Robot kéo hàng tự động  (AGV)

Robot kéo hàng tự động, hay còn gọi là xe tự hành AGV (Automated Guided Vehicle), đang thay đổi hoàn toàn cách thức vận hành trong các nhà máy sản xuất. AGV sử dụng công nghệ dẫn đường tự động để vận chuyển hàng hóa và nguyên vật liệu trong khu vực sản xuất rộng lớn đến các điểm đã được xác định trước. Với khả năng vận hành tự động, AGV giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí lao động. Thông số kỹ thuật của robot AGV: 

• Công suất: AGV có khả năng kéo hàng từ 1,5 tấn (3,300 lbs) đến 20 tấn (44,000 lbs), phù hợp với nhu cầu vận chuyển hàng hóa trong các môi trường sản xuất khác nhau.

• Tốc độ tối đa: Xe kéo AGV có tốc độ lên đến 60 m/phút (195 ft/phút, 1570 inch/phút), giúp tăng tốc độ vận chuyển và cải thiện hiệu quả sản xuất.

Robot AGV được trang bị cảm biến laser dò đường, giúp phát hiện vật cản và tự động điều chỉnh hướng di chuyển. Xe kết nối với trung tâm điều hành thông qua hệ thống thu phát sóng từ xa, truyền và nhận dữ liệu để điều chỉnh các thao tác vận hành, đảm bảo tính linh hoạt và chính xác trong suốt quá trình làm việc.

Robot phun sơn

Làm việc với sơn công nghiệp có thể rất nguy hiểm do sự hiện diện của các chất độc hại như iso-cyanides và VOCs, gây ung thư và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động. Tuy nhiên, robot phun sơn tự động đã được phát triển để thay thế con người trong công việc này, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

Robot phun sơn công nghiệp bao gồm: cánh tay robot chống cháy nổ, hệ thống cấp sơn, súng phun sơn, bộ điều khiển robot và hệ thống điều chỉnh áp suất. Các robot này có khả năng phun sơn liên tục, không bị nhỏ giọt, và đảm bảo bề mặt sản phẩm đồng đều, mang lại kết quả sơn hoàn hảo và ổn định.

Robot phun sơn công nghiệp không chỉ tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sơn đồng đều, giảm thiểu sai sót và cải thiện hiệu quả sản xuất, đồng thời bảo vệ sức khỏe người lao động khỏi các chất độc hại.

Ưu điểm của robot công nghiệp

Tốc độ sản xuất nhanh hơn

Tốc độ sản xuất cao hơn là lý do số một để đầu tư vào hệ thống robot công nghiệp. Robot không bị mỏi cũng như không bị chậm lại sau khi hoạt động liên tục. Chúng có thể giảm thời gian sản xuất một cách hiệu quả khi được thiết kế, vận hành và bảo trì đúng cách. Tốc độ xử lý của chúng nhanh hơn con người rất nhiều. Điều này cho phép họ thực hiện một loạt các chuyển động nhanh, có tính toán, bất kể mức độ phức tạp.

Khả năng chịu tải cao hơn

Robot công nghiệp có bộ truyền động mạnh hơn nhiều so với các đối tác con người của chúng. "Cơ bắp" điển hình trong robot công nghiệp là "động cơ servo". Các động cơ này có kích thước phù hợp với rô-bốt cụ thể và có thể được gửi đến một vị trí chính xác, cho phép các robot hiện đại đạt được số lần lặp lại tốt hơn 0,003". hầu hết mọi nhiệm vụ.Những yếu tố này cho phép robot nâng các vật nặng một cách dễ dàng và hiệu quả, vượt xa khả năng của lao động thủ công.

An toàn được cải thiện

Các mối nguy hiểm phổ biến tại nơi làm việc bao gồm nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất cao, tải nặng, chuyển động nhanh và quay tốc độ cao. Robot công nghiệp rất hữu ích trong các hoạt động liên quan đến các mối nguy hiểm này để loại bỏ nguy cơ thương tích hoặc tử vong. Họ có thể chịu được các điều kiện làm việc có hại tốt hơn so với các đối tác con người của họ. Hơn nữa, robot cải thiện mức độ an toàn tại nơi làm việc vì chúng không phạm sai lầm hoặc gây ra tai nạn do phán đoán kém như với người vận hành.

Chi phí vận hành thấp hơn

Nguyên liệu thô bị lãng phí ít hơn và chi phí nguồn nhân lực ít hơn là một số lợi ích kinh tế của robot công nghiệp. Khi hệ thống robot được đầu tư, sẽ tiết kiệm được chi phí vận hành, chất lượng sản phẩm tốt hơn và tốc độ sản xuất nhanh hơn. Việc sử dụng và xử lý nguyên vật liệu hiệu quả là do hoạt động chính xác và chính xác của hệ thống robot. Điều này có thể dẫn đến tỷ lệ từ chối sản phẩm thấp hơn. Về chi phí nhân công, các hoạt động lao động thủ công thường đắt hơn cho cùng một khối lượng công việc. Nhiều chi phí linh tinh liên quan đến lao động thủ công, chẳng hạn như phúc lợi do chính phủ quy định, trợ cấp sinh hoạt và đào tạo, không liên quan đến chi phí vận hành hệ thống robot

Khả năng lặp lại và độ chính xác cao hơn

Cách thức thực hiện công việc của hệ thống robot là nhất quán mặc dù chạy sau hàng trăm hoặc hàng nghìn chu kỳ. Nếu không có sự can thiệp của con người hoặc thay đổi trong chương trình của họ, robot có thể thực hiện hiệu quả cùng một chuỗi hoạt động lặp đi lặp lại và chính xác. Các kiểu chuyển động, phạm vi chuyển động, lực tác dụng, tốc độ và các thông số vận hành khác của nó bị ảnh hưởng tối thiểu bởi các yếu tố bên ngoài. Điều này dẫn đến chất lượng sản phẩm và tỷ lệ vận hành nhất quán và có thể dự đoán được.

Độ chính xác cao

Các hệ thống robot vốn có độ chính xác vận hành cao hơn so với người vận hành. Họ có thể dễ dàng thực hiện các hành động chính xác mà chương trình của họ dự định. Đặc điểm này rất quan trọng trong các quy trình sản xuất đòi hỏi dung sai chặt chẽ, chẳng hạn như sản xuất phụ tùng ô tô và máy bay. Độ chính xác và khả năng lặp lại của hệ thống robot đến từ việc sử dụng bộ mã hóa vòng quay chính xác, cung cấp thông tin vị trí chính xác cho bộ điều khiển rô-bốt sử dụng thông tin này để kiểm soát tốc độ, cấu hình chuyển động và định vị điểm cuối của robot.

Nâng cao chất lượng sản phẩm 

Ngày nay, robot công nghiệp là thiết bị đằng sau nhiều quy trình sản xuất chính xác. Điều này được quy cho cả độ lặp lại và độ chính xác. Những đặc điểm này cho phép robot tạo ra các sản phẩm có đặc tính nhất quán, không có sai sót do sai lầm thông thường và phán đoán chủ quan.

Robot có thể được trang bị các loại end effector phù hợp để thực hiện công việc một cách chính xác và trơn tru mà không gây hư hỏng thành phẩm. Một số robot thậm chí còn được sử dụng để thực hiện các ca phẫu thuật phức tạp dưới sự giám sát của nhóm điều hành và bác sĩ.

Khu vực sản xuất nhỏ gọn hơn

Khả năng tải cao hơn, thông lượng nhanh hơn và bộ tạo đầu cuối tích hợp của rô-bốt công nghiệp có thể tiết kiệm không gian. Không cần thiết bị bổ sung để hỗ trợ người vận hành thực hiện công việc của họ. Sản xuất thông qua lao động thủ công thường yêu cầu một không gian lớn hơn để chứa một số máy trạm nhằm tăng năng suất của dây chuyền sản xuất. Điều tương tự có thể đạt được bằng một robot công nghiệp duy nhất.

Ứng dụng Robot công nghiệp

Ứng dụng phổ biến nhất của robot công nghiệp liên quan đến các thao tác chọn và đặt đơn giản. Tuy nhiên, robot công nghiệp cũng được sử dụng trong các chức năng quan trọng và linh hoạt hơn với công nghệ điều khiển tốt hơn, bộ truyền động mạnh mẽ và cảm biến phức tạp hơn. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất của robot công nghiệp.

• Lắp ráp sản phẩm: Robot công nghiệp được sử dụng rộng rãi làm máy lắp ráp. Chúng phù hợp với các nhiệm vụ lặp đi lặp lại nhưng chính xác, gây nhàm chán cho người vận hành.

• Palletizing và Depalletizing: Palletizing là quá trình kết hợp một số sản phẩm riêng lẻ thành một tải duy nhất để xử lý, lưu trữ và phân phối sản phẩm hiệu quả hơn. Mặt khác, tháo dỡ pallet thì ngược lại: đó là việc tháo rời tải trọng được xếp trên pallet. Cả hai quy trình này đều sử dụng nhiều lao

•  động và có thể nhanh chóng trở thành nút cổ chai của quy trình. Máy xếp pallet rô-bốt được sử dụng để xử lý sản phẩm tốt hơn và tiết kiệm chi phí.

• Hàn: Các hệ thống hàn robot thường thấy trong các nhà máy sản xuất ô tô, nhưng chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong nhiều quy trình chế tạo kim loại khối lượng lớn. Khả năng cạnh tranh thị trường tăng lên tạo ra nhu cầu về chất lượng sản phẩm tốt hơn và tỷ lệ vận hành cao hơn.

• Sơn và phủ: Sơn và phủ là một hoạt động nhạy cảm, đòi hỏi các chuyển động có độ chính xác cao và lặp lại để tạo ra một lớp có độ dày đồng đều. Ngoài độ chính xác và độ chính xác cần thiết, sơn liên quan đến việc làm việc với các hóa chất nguy hiểm tiềm ẩn...Tất cả những mối nguy hiểm này được giảm thiểu bằng cách sử dụng robot công nghiệp.

• Mài, đánh bóng: Mài, đánh bóng là các quy trình chế tạo thứ cấp phổ biến được sử dụng để cải thiện hình thức cuối cùng và các đặc tính bề mặt của sản phẩm. Các quá trình này liên quan đến các chuyển động dao động, lặp đi lặp lại của vật liệu mài mòn hoặc đánh bóng. Một cánh tay robot có thể dễ dàng bắt chước chuyển động đơn giản này của công cụ.

• Sắp xếp: Các quy trình sắp xếp sử dụng khả năng chọn và đặt đơn giản và giám sát tốc độ cao của các hệ thống rô-bốt. Cảm biến hình ảnh phát hiện các biến thể về kích thước, màu sắc hoặc hình dạng. Khi phát hiện một món đồ lạ, một robot sẽ được sử dụng để chọn và loại bỏ món đồ đó.

Trên đây là khái niệm robot công nghiệp, ưu điểm và những ứng dụng thực tế của robot công nghiệp. Hy vọng bài viết mang đến những thông tin hữu ích cho bạn đọc. Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ hotline 0983 113 387 - 0966 966 032 để được hỗ trợ 24/7.

Xem thêm:

• Nhà máy thông minh là gì? giải pháp xây dựng nhà máy thông minh
• Ưu và nhược điểm của robot công nghiệp
• Ưu và nhược điểm của tự động hóa công nghiệp