Robot cộng tác (cobots) là gì ? ứng dụng của cobots trong lĩnh vực sản xuất
16-06-2023 628
Rô bốt cộng tác còn được gọi là cobot , là rô bốt công nghiệp có thể hoạt động an toàn cùng với con người trong không gian làm việc chung. Ngược lại, rô-bốt tự động được mã hóa cứng để liên tục thực hiện một nhiệm vụ, hoạt động độc lập và đứng yên.
Rô bốt cộng tác còn được gọi là cobot , là rô bốt công nghiệp có thể hoạt động an toàn cùng với con người trong không gian làm việc chung. Ngược lại, rô-bốt tự động được mã hóa cứng để liên tục thực hiện một nhiệm vụ, hoạt động độc lập và đứng yên.
Những tiến bộ trong công nghệ di động, trí tuệ nhân tạo ( AI ), thị giác máy, điện toán nhận thức và công nghệ cảm ứng đang giúp các rô bốt nhỏ, công suất thấp hơn có thể nhận biết được môi trường xung quanh và thực hiện nhiều loại nhiệm vụ một cách an toàn khi ở gần con người. Ngoài việc được lập trình để bảo vệ sự an toàn của đồng nghiệp là con người, cobot có thể nhanh chóng học các nhiệm vụ thông qua học minh họa và học củng cố .
Cobot thường xuyên thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến sản xuất, bao gồm lắp ráp, tự động hóa đóng gói, xử lý vật liệu, bảo trì máy móc và kiểm soát chất lượng sản phẩm.
Do tình trạng thiếu lao động có trình độ và chi phí lao động ngày càng tăng, thị trường cobot tiếp tục phát triển. Theo Maya Xiao, một nhà phân tích cấp cao của Interact Analysis, thị trường robot cộng tác toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng 20-30% hàng năm trong giai đoạn 2025-2026.
Điều gì khiến cobot trở nên an toàn?
Không giống như các rô-bốt công nghiệp điển hình thường bị giới hạn trong các lồng an toàn và chỉ có thể thực hiện các nhiệm vụ được lập trình sẵn, các hệ thống rô-bốt hợp tác được thiết kế để hoạt động an toàn khi ở gần người vận hành. Điều này cho phép một môi trường công nghiệp linh hoạt, an toàn và dễ thích nghi hơn.
Cobots được trang bị các cảm biến điều khiển bằng phần mềm cho phép chúng phát hiện các vật thể, con người và các va chạm tiềm ẩn. Phần mềm giám sát mọi chuyển động của cobot và ngay lập tức tắt nó nếu phát hiện điều gì đó không mong muốn. Phần lớn cobot công nghiệp là cobot giới hạn năng lượng và lực (PFL), có nghĩa là trong trường hợp xảy ra va chạm bất ngờ, các cảm biến tích hợp của chúng có thể xác định khi nào có lực bất thường tác dụng, khiến cobot chậm lại hoặc ngừng hoạt động để ngăn ngừa tai nạn và thương tích. Thông thường, các cạnh của những cobot này được làm tròn để giảm thiểu mọi va chạm có thể xảy ra với nhân viên là con người.
Các phương pháp bổ sung để giảm thiểu nguy hiểm có thể bao gồm tầm nhìn của camera, cảm biến mô-men xoắn, máy quét laze, phản hồi bằng đèn LED và âm thanh cũng như nhận dạng mẫu nâng cao bằng máy học.
Các loại cobot
Theo ISO 10218 , từ Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, có bốn loại cobot sau:
Giới hạn sức mạnh và lực lượng
Được chế tạo để giảm nguy cơ chấn thương, những cobot này bị hạn chế ở mức độ lực mà chúng có thể tác động lên môi trường của chúng. Chúng được chế tạo với các góc bo tròn và không có cạnh sắc vì chúng được thiết kế để hoạt động cùng với con người mà không cần các biện pháp an toàn bổ sung như rào chắn, hệ thống quan sát hoặc máy quét bên ngoài. Những cobot này cải thiện hơn nữa sự an toàn của con người bằng cách không để động cơ lộ ra ngoài hoặc các điểm kẹp nơi con người hoặc một phần cơ thể của họ có thể bị vướng vào.
Do được tích hợp các cảm biến va chạm thông minh, các cobot hợp tác này sẽ tự động ngừng hoạt động khi chúng tiếp xúc với đồng nghiệp là con người. Chúng thường linh hoạt hơn nhưng cũng nhỏ hơn, chậm hơn và kém mạnh mẽ hơn so với rô-bốt thông thường.
Điểm dừng giám sát được xếp hạng an toàn
Những cobot này sử dụng các cảm biến để phát hiện sự hiện diện của con người và tự động ngừng hoạt động khi nhân viên đi vào khu vực được xác định trước. Nhân viên của con người có thể tiếp tục hoạt động của cobot chỉ bằng một nút nhấn.
Những cobot này rất lý tưởng cho các nhiệm vụ công nghiệp cần sự trợ giúp mà ít có sự tham gia của con người. Họ sử dụng nhiều loại cảm biến an toàn ngoài việc dừng cobot khi nó đến quá gần đồng nghiệp là con người.
Hướng dẫn tay
Những cobot này cho phép người vận hành hướng dẫn họ thực hiện một nhiệm vụ. Ví dụ: lập trình viên có thể chỉ cho cobot cách hoàn thành các nhiệm vụ bằng cách hướng dẫn nó bằng tay. Với chức năng này, thật đơn giản để lập trình lại cobot mà không phải thay đổi phần mềm. Những cobot hợp tác này có thời gian học tập ngắn, giúp giảm thời gian ngừng hoạt động.
Giám sát tốc độ và tách
Các cobot này sử dụng các cảm biến để giữ khoảng cách an toàn với nhân viên và có các tính năng tương đương với các cobot được giám sát đã được xếp hạng an toàn. Nhưng những cobot này có nhiều tính năng cao cấp hơn. Chẳng hạn, một hệ thống thị giác máy liên tục giám sát hai vùng hoạt động của nó -- vùng cảnh báo và vùng dừng. Khi nhận thấy có chuyển động ở gần khu vực cảnh báo, hệ thống thị giác của cobot sẽ giảm tốc độ xuống tốc độ an toàn. Cobot nhanh chóng ngừng hoạt động khi một người đi vào khu vực dừng và tiếp tục hoạt động trở lại sau khi người đó rời khỏi khu vực.
Sự khác biệt giữa cobot và robot công nghiệp là gì?
Robot công nghiệp và cobot có nhiều điểm tương đồng cũng như một số tính năng độc đáo. Các tính năng và biến thể chính giữa cobot và rô-bốt công nghiệp như sau:
-
Robot công nghiệp được thiết kế để hoạt động độc lập, trong khi cobot được thiết kế để cộng tác với con người.
-
Không giống như rô-bốt công nghiệp được chế tạo để đạt được tốc độ và độ chính xác trong các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, cobot được trang bị nhiều loại cảm biến và tính năng an toàn để đảm bảo chúng có thể tương tác với mọi người một cách an toàn.
-
Thiết kế của cobot nhẹ hơn và linh hoạt hơn so với rô-bốt công nghiệp truyền thống, thường lớn hơn và mạnh hơn cobot.
-
Cobots thường được sử dụng cho các nhiệm vụ như dây chuyền lắp ráp, đóng gói và kiểm soát chất lượng . Rô bốt công nghiệp thường được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể trong môi trường tự động, có cấu trúc cao.
-
Không giống như cobot, rô-bốt công nghiệp thường được khóa để ngăn con người vào không gian làm việc khi rô-bốt đang hoạt động.
-
Phần lớn robot công nghiệp là tự động, lớn và đắt tiền. Thông thường, các doanh nghiệp nhỏ hơn sẽ thu được nhiều lợi ích hơn từ tính linh hoạt và hiệu quả chi phí của cobot.
Mặc dù robot công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô và các nhà cung cấp của nó, nhưng chi phí cao, kích thước lớn, trọng lượng và các yêu cầu lập trình phức tạp đã hạn chế việc sử dụng chúng trong các ngành dọc khác.
Một rào cản khác đối với việc áp dụng là nỗi sợ văn hóa về việc rô-bốt thống trị nơi làm việc và thay thế nhân viên là con người. Cobots được thiết kế có chủ đích để giải quyết nỗi sợ hãi này. Robot hợp tác nhằm mục đích tăng cường khả năng của con người, chứ không thay thế họ. Trong nhiều trường hợp, cobot có dạng cánh tay rô-bốt, cung cấp cho công nhân thêm một đôi tay.
Các trường hợp sử dụng cobot
Cobots được sử dụng trong nhiều ứng dụng và lĩnh vực trên khắp thế giới. Sau đây là bốn ứng dụng phổ biến nhất của cobots:
-
Cuộc họp. Cobots được sử dụng trong các quy trình lắp ráp chính xác và lặp đi lặp lại như vặn vít, lắp và chèn bộ phận.
-
cấp phát. Bằng cách sử dụng cảm biến mô-men xoắn, cobot có thể được sử dụng cho các dự án phân phối như dán keo, niêm phong và sơn. Điều này giúp giảm lãng phí và tăng độ chính xác của pha chế.
-
Đang hoàn thiện. Với khả năng kiểm soát lực tự động điều chỉnh theo lực cần thiết, cobot đảm bảo đánh bóng, chà nhám và đánh bóng vật liệu một cách nhất quán.
-
Chăm sóc máy móc. Cobot được sử dụng cho các dự án bảo trì máy móc, bao gồm điều khiển số bằng máy tính, ép phun và thử nghiệm trong mạch, kiểm tra từng bộ phận riêng lẻ để phát hiện hư hỏng.
Những ngành nào sử dụng cobot?
Cobot thường có yêu cầu năng lượng thấp hơn so với các đối tác lớn hơn, tự động của chúng, thường di động và sử dụng tính năng phát hiện va chạm để ngăn ngừa thương tích cho đồng nghiệp là con người và các cobot khác.
Cobots thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp sau:
-
Thiết bị điện tử.
-
ô tô.
-
Sản xuất chung.
-
Quản lý chuỗi cung ứng.
-
Chăm sóc sức khỏe.
-
nhựa.
-
Lương thực và nông nghiệp.
-
Đồ nội thất và trang thiết bị.
-
Nghiên cứu khoa học.
-
Dược phẩm.
-
Đóng gói và đồng đóng gói.
-
Chế tạo kim loại.
Các nhà cung cấp robot và nhà sản xuất cobot phổ biến bao gồm FANUC, Yaskawa Electric Corp., Universal Robots, KUKA, Rethink Robotics và Techman Robot.
Lợi ích của cobot
Cobot cải thiện môi trường làm việc cho con người và mang lại nhiều lợi thế cho các ứng dụng công nghiệp và sản xuất. Sau đây là những lợi ích phổ biến nhất của cobot:
-
An toàn lao động con người. Cobot có thể thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm và lặp đi lặp lại, nếu không thì có thể không an toàn hoặc gây khó khăn cho người lao động. Các ví dụ phổ biến bao gồm hàn, hàn, làm việc với hóa chất, công việc đúc hoặc nâng vật nặng.
-
Uyển chuyển. Cobots có khả năng thích ứng cao và có thể được lập trình nhanh chóng để thực hiện các nhiệm vụ mới. Thông thường, một nhân viên sử dụng giao diện người-máy được gắn vào máy tính bảng di động để lập trình lại cobot khi cần. Điều này làm giảm thời gian chết và cải thiện tính linh hoạt.
-
độ chính xác . Các cobot luôn hoạt động với cùng một lực lượng và theo cùng một cách thức. Điều này đảm bảo rằng các bộ phận có chất lượng đồng nhất, chính xác và được định vị chính xác.
-
Tăng năng suất. Vì các công việc nhàm chán, nguy hiểm và lặp đi lặp lại thường được giao cho cobot nên chúng có thể được hoàn thành nhanh chóng, giúp tăng năng suất.
-
Giảm chi phí sản xuất. Cobots được thiết kế để hợp lý hóa và tối ưu hóa các quy trình trong môi trường sản xuất, giúp cải thiện kết quả cuối cùng.
Hạn chế của cobot
Cobots cũng có những nhược điểm sau:
-
Tải trọng thấp hơn. Cobot thường mang tải trọng từ 6 đến 22 pound, trong khi một số biến thể có thể mang tải trọng lên đến 78 pound.
-
Sự phụ thuộc của con người. Về mặt lý thuyết, cobot có thể hoạt động suốt ngày đêm nhưng đôi khi nó vẫn cần sự giám sát hoặc hỗ trợ của con người. Mặt khác, robot công nghiệp có thể hoạt động hết công suất mà không cần sự can thiệp của con người.
-
Tốc độ hạn chế. Vì mục tiêu chính của cobot là an toàn nên tốc độ chỉ là thứ yếu, đặc biệt là khi các biện pháp phòng ngừa an toàn bổ sung được áp dụng. Robot cộng tác trung bình di chuyển với tốc độ 250 mm mỗi giây, chậm hơn bốn lần so với robot công nghiệp thông thường. Cobot chạy chậm lại khi người dùng tương tác với nó để duy trì sự an toàn, nhưng điều này làm tăng thời gian chu kỳ. Do đó, cobot thường không được đề xuất cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ.
-
Khoảng hở an toàn. Việc xin giấy phép an toàn cho cobot có thể là một thách thức. Cùng với việc đáp ứng các quy định về an toàn, việc di dời một cobot và thay đổi nhiệm vụ hoặc bộ công cụ của nó thường yêu cầu phải có thêm chứng nhận an toàn. Cobot được bán trên thị trường ở Liên minh Châu Âu (EU) phải được cơ quan thông báo chấp thuận như một phần của quy trình đánh dấu CE chứng thực sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường, sức khỏe và an toàn của EU, từ đó đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Chẳng hạn, việc thêm một bộ kẹp mới có các cạnh nhọn yêu cầu sửa đổi mục tiêu ban đầu của cobot. Do cần có thêm giấy phép an toàn, tổ chức có thể mất thời gian và chi phí.
Cách lập trình cobot
Rô bốt truyền thống đòi hỏi lao động đắt đỏ vì việc lập trình thường được thực hiện bởi các kỹ sư chế tạo rô bốt chuyên nghiệp. Cobot đơn giản hơn nhiều để lập trình vì nó không yêu cầu kiến thức lập trình chuyên môn và có thể được lập trình mà không cần đến công ty tích hợp robot. Điều này cũng giữ cho chi phí triển khai cobot ở mức tối thiểu.
Lập trình kéo và thả, trong đó hành động của người dùng được dịch thành mã, là phương pháp lập trình cobot đơn giản nhất. Chỉ cần kéo và thả hành động mà người dùng muốn cobot thực hiện theo thứ tự thích hợp là hoàn thành nhiệm vụ. Đối với một số cobot nhất định, người dùng có thể phác thảo bố cục chung của chương trình bằng cách sử dụng các nút đơn giản để điều khiển rô-bốt đến các điểm hoặc nhiệm vụ của chương trình. Cả hai phương pháp đều dễ học và cho phép nhiều công nhân hơn tương tác với rô-bốt một cách hữu ích. Một số nhà sản xuất cobot vượt ra ngoài phương pháp lập trình đơn giản bằng cách cung cấp trình hướng dẫn ứng dụng, có thể đơn giản hóa một hoạt động khó khăn, chẳng hạn như thiết lập rô-bốt xếp hàng ở cuối dây chuyền để mất ít thời gian hơn.
Vì rô-bốt cộng tác dễ lập trình hơn nên mọi người có thể tự cài đặt và bảo trì chúng cũng như tái sử dụng chúng cho các nhiệm vụ mới khi các quy trình công nghiệp phát triển.
Trên đây là những thông tin liên quan đến khái niệm về robot hợp tác và các ứng dụng của chúng. Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ hotline: 0983 113 387 - 0966 966 032 để được tư vấn, hỗ trợ 24/7
Xem thêm: