Robot công nghiệp: ứng dụng và lợi ích trong sản xuất

Năm 2021 chứng kiến ​​sự gia tăng đột biến về số lượng robot công nghiệp được lắp đặt trong các nhà máy, nhà kho trên khắp thế giới. Nguyên nhân là gián đoạn nguồn cung ứng toàn cầu do đại dịch COVID-19 gây ra và tình trạng thiếu lao động trên diện rộng. Bên cạnh đó, nhu cầu sản xuất các sản phẩm công nghệ cao với giá thành thấp hơn đã thúc đẩy nhu cầu ứng dụng robot công nghiệp gia tăng mạnh mẽ trong những năm gần đây.

Robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp tên tiếng anh là Industrial Robotic, là những loại robot được thiết kế để thực hiện công việc một cách tự động nhờ sự điều khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình. 

Robot công nghiệp được sử dụng trong các nhà máy thông minh để phục vụ công việc lắp ráp, sản xuất hoặc chế biến sản phẩm. Robot hỗ trợ rất nhiều cho con người, đặc biệt là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại và nguy hiểm. 

Các loại robot công nghiệp 

• Robot hàn công nghiệp

Robot hàn chiếm 29% tất cả các ứng dụng của robot trong ngành công nghiệp. Các hãng sản xuất ô tô như Ford, Mercedes, Toyota, Honda, Nissan,v.v… đều ứng dụng dây chuyền sản xuất và lắp ráp tự động, trong đó robot hàn chiếm 40%. Tùy vào từng mục đích sử dụng mà thị trường đã cho ra đời nhiều loại robot hàn gia công cơ khí khác nhau về đầu hàn như robot hàn tích, hàn dây, hàn điểm hay hàn laze. 

Robot hàn được áp dụng vào các dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi tính chuyên môn, phức tạp như lĩnh vực sản xuất ô tô, xe máy, đường ống, giá đỡ,…, Robot hàn đem lại hiệu quả về hiệu suất và chất lượng vượt trội so với lao động thủ công.

Các thành phần của robot hàn công nghiệp bao gồm: phần mềm đã được trình, thiết bị hàn truyền năng lượng từ nguồn điện hàn đến phôi và robot sử dụng thiết bị để tiến hành hàn. Bằng cách thu thập và phân tích thông tin đầu vào từ các cảm biến, hệ thống điều khiển sẽ điều chỉnh đầu ra của quy trình hàn robot dựa trên các thông số kỹ thuật của quy trình hàn được xác định trong chương trình.

Robot hàn công nghiệp

• Cánh tay robot công nghiệp

Cánh tay robot công nghiệp là thiết bị được lập trình để hoạt động tương tự như cánh tay con người, với các khớp chuyển động theo một trục dọc và có thể xoay theo các hướng nhất định.

Hầu hết các robot công nghiệp được chế tạo và lập trình để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. Kích cỡ  của chúng khá đa dạng, có thể nhỏ để thực hiện các thao tác phức tạp, hoặc đủ lớn để nâng nhấc khối lượng nặng. Cánh tay robot được ứng dụng trong gắp – thả, đóng gói, xếp Pallet…

• Robot kéo hàng tự động  (AGV)

Sự xuất hiện của Robot kéo hàng tự động hay còn gọi là xe tự hành AGV đã và đang từng bước thay đổi cách nhìn và phương thức vận hành đối với các nhà máy sản xuất.

Đây là loại xe được ứng dụng các giải pháp công nghệ dẫn đường nhằm hỗ trợ việc vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu trong khu vực sản xuất rộng lớn đến những địa điểm đã được đánh dấu sẵn. Chính vì tính năng vận chuyển hàng tự động trên mà AGV có thể loại bỏ gần như hoàn toàn sự can thiệp của con người trong việc vận hành.

AGV dạng kéo thường có công suất 1,5 tấn (gần 3,300 lbs). Tuy nhiên, cũng có những AGV đáp ứng nhu cầu kéo lên đến 20 tấn (44.000 lbs). Tốc độ tối đa của xe kéo AGV tiêu chuẩn là 60 m/phút (195 ft/phút – 1570 inch/phút). 

Cấu tạo của robot AGV bao gồm: Bộ phận dò đường trang bị cảm biến laser giúp phát hiện vật cản xung quanh trong khi di chuyển. Từ đó mà xe có thể di chuyển đến bất cứ vị trí nào trong phạm vi điều khiển. Trong quá trình làm việc, xe tự hành AGV sẽ truyền và nhận dữ liệu với trung tâm điều hành thông qua hệ thống thu phát sóng từ xa. Với việc truyền và nhận dữ liệu này sẽ giúp xe nâng cao tính linh hoạt trong phạm vi phủ sóng của xe tự hành AGV.

• Robot phun sơn 

Làm việc với sơn công nghiệp thực sự rất độc hại, sơn công nghiệp chứa chất gây ung thư: iso-cyanides và VOCs ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động. May mắn thay, robot phun sơn tự động được thiết kế đặc biệt để sơn thay thế con người. Thiết bị chuyên dụng này bao gồm cánh tay robot chống cháy nổ, hệ thống cấp sơn, súng phun sơn, bộ điều khiển robot và điều chỉnh áp suất.

Robot phun sơn có thể phun liên tục, không bị nhỏ giọt, bề mặt sản phẩm đồng đều, …Quá trình sơn hoặc sơn phủ đảm bảo tính liên tục, ổn định, và chính xác.

Nếu như trước đây người công nhân phải mất nhiều thời gian để phủ sơn lên mọi bề mặt thì giờ đây robot phun sơn công nghiệp được thiết kế để có thể vươn xa và đi sâu vào trong những không gian hẹp, vị trí hiểm một cách dễ dàng. Các robot cũng được lập trình để nhận biết các góc cạnh của thiết bị để chúng có thể phun đều mà không lãng phí sơn.

Robot phun sơn

Vai trò của robot trong công nghiệp 

• Nâng cao chất lượng và sự cạnh tranh của doanh nghiệp

Robot có thể thực hiện được một quy trình thao tác bằng hoặc hơn người thợ lành nghề một cách ổn định trong suốt thời gian làm việc. Vì thế robot có thể góp phần nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Hơn thế, robot còn có thể nhanh chóng thay đổi công việc để thích nghi với sự biến đổi mẫu mã, kích cỡ sản phẩm theo yêu cầu của thị trường cạnh tranh.

• Giảm giá thành cạnh tranh

Ứng dụng robot có thể năng giảm giá thành sản phẩm do giảm được đáng kể chi phí cho người lao động, nhất là ở các nước có mức cao về tiền lương lao động, các khoản phụ cấp và bảo hiểm xã hội. Theo số liệu của Nhật Bản thì nếu robot làm việc thay thế cho một người thợ thì tiền mua robot chỉ bằng tiền chi phí cho người thợ trong vòng 3 – 5 năm. Còn ở Hoa Kỳ, trung bình trong 1 giờ làm việc robot có thể đem lại tiền lời là 13 USD. Ở nước ta những năm gần đây ở nhiều doanh nghiệp, khoản chi phí lương bổng cũng chiếm tỷ lệ cao trong giá thành sản phẩm. Việc áp dụng robot có thể làm tăng năng suất dây chuyền công nghệ, sở dĩ như vậy vì robot có thể làm việc trong suốt cả ngày đêm mà không hề mệt mỏi. Theo số liệu của Hãng Fanuc, Nhật Bản, thì năng suất người lao động phải tăng lên 3 lần để theo kịp robot.

• Cải thiện điều kiện lao động

Ứng dụng robot có thể cải thiện điều kiện lao động. Đó là ưu điểm nổi bật nhất mà chúng ta cần lưu tâm. Trong thực tế, sản xuất có rất nhiều nơi người lao động phải làm việc suốt buổi trong môi trường rất bụi bặm, ẩm ướt, nóng nực hoặc ồn ào quá mức cho phép nhiều lần. Thậm chí nhiều với người lao động còn phải làm việc với môi trường độc hại nguy hiểm đến sức khoẻ con người, dễ bị cụt chân tay, dễ bị nhiễm hoá chất độc hại, nhiễm sóng điện từ và phóng xạ vv…

Robot công nghiệp được ứng dụng tại nhà máy sản xuất ô tô của Mercedes 

Xu hướng ứng dụng robot trong tương lai 

• Robot thay thế con người 

Trong tương lai kỹ thuật robot sẽ tận dụng hơn nữa các thành tựu khoa học liên ngành, phát triển cả về phần cứng, phần mềm và ngày càng chiếm lĩnh nhiều “trận địa” trong công nghiệp. Số lượng lao động được thay thế ngày càng nhiều vì một mặt giá thành robot ngày càng giảm do hàng vi điện tử giảm giá liên tục, mặt khác chi phí tiền lương và các khoản phụ cấp cho người lao động lại càng tăng.

• Robot ngày càng đảm nhận được nhiều loại công việc lắp ráp

Công đoạn lắp ráp thường chiếm tỷ lệ cao so với tổng thời gian sản xuất trên toàn bộ dây chuyền. Công việc khi lắp ráp đó lại đòi hỏi phải rất cẩn thận, không được nhầm lẫn, thao tác nhẹ nhàng, tinh tế và chính xác nên cần có thợ tay nghề cao và phải làm việc căng thẳng suốt ngày.

Khả năng thay thế người lao động ở những khâu lắp ráp ngày càng hiện thực là do đã áp dụng được nhiều thành tựu mới về khoa học trong việc thiết kế, chế tạo robot. 

• Robot di động ngày càng trở nên phổ biến

Trong các nhà máy thông minh, phương tiện dẫn đường AGV (Automatic Guided Vehicles) sẽ trở nên phổ biến. Loại đơn giản là những chiếc xe vận chuyển trong nội bộ phân xưởng được điều khiển theo chương trình với một quỹ đạo định sẵn. Càng ngày các thiết bị loại này cũng được hiện đại hoá nhờ áp dụng kỹ thuật vision ba chiều, kỹ thuật sensor tín hiệu xa, kỹ thuật thông tin vô tuyến hoặc dùng tia hồng ngoại v…v. Vì vậy AGV đã có thể hoạt động linh hoạt trong phân xưởng. Đó là những robot di động và còn gọi là robocar. Một hướng phát triển quan trọng của robocar là không di chuyển bằng các bánh xe mà bằng chân, thích hợp với mọi địa hình.

Kết

Hy vọng với những thông tin ở trên sẽ giúp doanh nghiệp sản xuất có thể hình dung về robot công nghiệp là gì, cách thức hoạt động và ứng dụng. Để tiến tới xây dựng một nhà máy thông minh, chỉ ứng dụng robot công nghiệp thôi chưa đủ, doanh nghiệp cần trang bị nền tảng công nghệ vững chắc, và giải pháp nhà máy thông minh 3S iFACTORY sẽ giúp doanh nghiệp trở nên thông minh hơn thông qua chuyển đổi số toàn diện để tối ưu hóa những bài toán Tốc độ vận hành – Chất lượng – Chi phí – Tiến độ. Để được tư vấn về 3S iFACTORY dành riêng cho doanh nghiệp  của Quý vị, vui lòng liên hệ chuyên viên của chúng tôi qua số hotline: 092.6886.855