Cánh tay robot công nghiệp và những ứng dụng trong sản xuất

long8564

Active Member
Moderator
Cánh tay robot là bước tiến tuyệt vời trong quy trình tự động hóa sản xuất. Không chỉ phục vụ quá trình lắp ráp sản phẩm mà còn góp phần xử lý những công việc phức tạp trong sản xuất nhựa. Để hiểu thông tin cánh tay robot là gì? Đặc điểm, phân loại thế nào? Mời bạn tham khảo thêm thông tin dưới đây.

1.Cánh tay Robot là gì?
Đây chính là cỗ máy chuyên phục vụ vào quá trình sản xuất công nghiệp và được vận hành bởi con người. Chúng có ưu điểm là thiết kế linh hoạt dễ thao tác với tác dụng hoàn thiện những phần chi tiết nhỏ nhất cho sản phẩm.

Cánh tay robot hoạt động rất linh hoạt với cơ chế khớp ngón như bàn tay con người. Chính những ưu điểm nổi bật mà những cỗ máy cơ khí này ngày càng được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Cỗ máy có thể thay thế bàn tay con người trong việc lắp ráp, sửa chữa hay thay thế các linh phụ kiện nhỏ trong các nhà máy.
Theo đó, cơ chế hoạt động là dựa trên những liên kết của bộ điều khiển và khớp nối chuyển động. Nhờ đó mà bộ phận điều khiển chủ động truyền hiệu lệnh đến những khối nối để cánh tay chuyển động hoặc chuyển dịch tuyến tính. Liên kết này sẽ được thao túng dựa trên nhu cầu sản xuất nhằm tạo thành một chuỗi động học. Trong đó, điểm cuối của chuỗi hành động được gọi là hiệu ứng kết thúc và chúng hoạt động dựa vào việc mô tả bàn tay con người.



1.2 Cấu tạo của cánh tay robot
- Tay máy

Đây chính là một trong những bộ phận cơ khí bao gồm khâu và khớp được cấu tạo mô phỏng với khả năng chuyển động cơ bản gồm cổ tay cử động dễ dàng, bàn tay thực hiện những thao tác và trực tiếp hoàn thành công việc. Chi tiết trong cánh tay nối với nhau bằng khớp trượt và khớp quay để chúng chuyển động vững chắc hơn.

- Hệ thống điều khiển
Bộ phận này đảm bảo nhiệm nhiệm vụ tiến hành những thao tác mỗi khi có tín hiệu. Từng hoạt động mà chức năng của hệ thống điều khiển cánh tay robot phân cấp thành nhiều mức độ khác nhau. Chúng vận hành từ đơn giản, giải quyết phương thức hành động chung đến vị trí thao tác, những điểm đi qua… hoặc các hoạt động phức tạp như tính toán động học, nội suy, xử lý lỗi, thiết lập quỹ đạo…

- Phần mềm quản lý
Đây chính là môi trường lập trình và cũng là phương tiện để người vận hành ra lệnh cho robot. Phần mềm đúng cần phải có một ngôn ngữ lập trình thích hợp nhất, thân thiện và dễ dàng sử dụng.




Cấu tạo phần cứng của cánh tay robot công nghiệp bao gồm: Chân trục, vai, cánh tay trên, khuỷu tay, cánh tay, cổ tay và tay
2. Một vài ứng dụng cánh tay robot
Trong các nhà máy thông minh, cánh tay robot được ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Với tốc độ cao, độ chính xác lớn, độ rung thấp, cánh tay robot không chỉ có thể cải thiện đáng kể hoạt động sản xuất, giúp lắp ráp chính xác cao mà còn hoạt động ổn định khi nó di chuyển nhanh chóng đến một địa điểm cụ thể.

Bên cạnh đó, cánh tay robot cũng có thể được tùy chỉnh để làm các tác vụ hỗ trợ định lượng trong các dây chuyền sản xuất và góp phần nâng cao năng suất nhờ các báo cáo dữ liệu được trích xuất trong thời gian thực, thông qua tích hợp cảm biến, thuật toán tự học, đo lường và tích hợp với hệ thống ERP, MES trong sản xuất.

Một vài ứng dụng phổ biến của cánh tay robot phổ như sau:

Xếp chồng hàng hóa lên các pallet
Đây được gọi là dòng Robot Palletizing. Các thuật toán lập trình cho phép dòng robot này có thể gắp hàng từ ray trượt rồi xếp chồng và lấp đầy vào các pallet một cách tuần tự. Với trọng tải lớn, nhiều tay máy robot có khả năng di chuyển các vật liệu nặng như sắt, thép, gỗ, giúp con người loại bỏ nguy cơ gây thương tích.





Robot xếp chồng hàng hóa lên pallet

Hàn cơ khí
Hàn là một thao tác không phức tạp, nhưng có mức độ nguy hiểm cao và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất, chế tạo ô tô. Từ khi tay máy robot công nghiệp được ứng dụng vào trong hàn cơ khí, không chỉ con người được làm công việc an toàn hơn mà chất lượng mối hàn cũng được cải thiện đáng kể.





Kiểm tra chất lượng
Thông thường, việc kiểm tra chất lượng diễn ra ở cuối dây chuyền sản xuất. Điều này làm chậm trễ việc phát hiện các vấn đề về chất lượng trong quá trình sản xuất. Được trang bị cảm biến, hệ thống nhận diện, chụp ảnh bằng camera, và trí tuệ nhân tạo AI, các dòng cánh tay robot này có khả năng xác định các bộ phận bị lỗi trước khi thành phẩm được đóng gói hoặc vận chuyển. Vì thế, doanh nghiệp có thể nâng cao công tác quản lý chất lượng trong thời gian thực, ngay trên từng công đoạn sản xuất, giúp giảm thiểu lãng phí và thời gian chết.




Robot kiểm tra chất lượng

Gắp, thả sản phẩm
Robot gắp thả (Pick & Place Robot arms) thường được trang bị hệ thống nhận diện để xác định đồ vật, sau đó tự động nhặt đồ lên và đặt chúng lên bề mặt theo một vị trí và hướng đã định. Hoạt động này thường được sử dụng để phân loại sản phẩm, lắp ráp, cho vào bao bì để đóng gói, … một cách tự động, giúp gia tăng tốc độ sản xuất và phân phối hàng hóa.





Robot gắp thả sản phẩm

3. Lợi ích của cánh tay robot công nghiệp
Cánh ra robot ra đời đã đóng góp nhiều ý nghĩa, đem lại hiệu quả cao trong sản xuất thông minh.
Tăng tốc độ sản xuất
Được vận hành bằng thủy lực và khí nén, các cánh tay robot công nghiệp có công suất hoạt động liên tục, khả năng làm việc ngày đêm với những thao tác và lực cố định, duy trì quy trình sản xuất liền mạch. Giá trị tạo ra của cánh tay robot được ước tính cao hơn nhiều lần so với con người tính trên cùng một lượng thời gian.

Chu kỳ nhiệm vụ, tức là thời gian nghỉ ngơi giữa các lần hoạt động hoặc bảo trì của robot khá ngắn, điều này tiếp tục giúp việc sản xuất được tối ưu.

Cải thiện chất lượng
Con người khi làm việc dễ bị chi phối bởi những yếu tố: sức khỏe, thời tiết, không gian làm việc, … ảnh hưởng đến chất lượng làm việc. Nhưng với robot, lập trình chính xác giúp chúng hoạt động trơn tru và linh hoạt. Từ đó, thành phẩm tạo ra có tính đồng đều và nhất quán.

Ngoài ra, tay máy robot hiện đại còn tích hợp cảm biến đảm bảo tốc độ di chuyển và ước lượng độ khó khi cầm nắm, cung cấp thông tin chi tiết hơn giúp chúng đưa ra các quyết định phức tạp.

Giảm chi phí vận hành
Khoản đầu tư ban đầu để triển khai lắp đặt các cánh tay robot sẽ gây ra tốn kém, tuy nhiên tính về lâu dài, đây sẽ là phương án tiết kiệm chi phí hữu hiệu nhất. Trong làm việc, biên độ lỗi của cánh tay robot công nghiệp cực kỳ thấp, nhân công nhờ vậy sẽ hạn chế thời gian kiểm tra thành phẩm. Tính chính xác giúp doanh nghiệp giảm lãng phí trong các sản phẩm hỏng, tiết kiệm tài nguyên.

Ưu điểm lớn của cánh tay robot là có thể thay thế con người trong các môi trường có rủi ro cao như hàn, cơ khí, hóa chất, …và làm việc trong môi trường nhiệt độ dao động từ -40 độ đến 120 độ. Từ đó, phòng tránh các tai nạn lao động và giúp tiết kiệm chi phí nhân công.

Trong mô hình nhà máy thông minh, việc triển khai các cánh tay robot công nghiệp đánh dấu một bước trưởng thành lớn về tự động hóa của doanh nghiệp. Để chuyển đổi số sản xuất thành công, doanh nghiệp không chỉ cần chú trọng tới công nghệ thông tin (IT), mà còn nên lưu tâm đến công nghệ vận hành (OT). Vậy nên, với những lợi ích mà cánh tay robot công nghiệp đem lại trong công nghệ vận hành, nó sẽ góp phần không nhỏ cải tiến các chỉ số: S (Speed – Tốc độ) – Q (Quality – Chất lượng) – C (Cost – Chi phí) – D (Delivery – Tiến độ). Từ đây, giúp doanh nghiệp tiến gần hơn đến giấc mơ gia nhập chuỗi cung ứng toàn cầu.

4. Quy trình lắp đặt cánh tay robot
Tham vấn với chuyên gia

Bước đầu, doanh nghiệp khó có thể đánh giá liệu công đoạn nào nên được thay thế tự động hóa. Trong tình huống này, các chuyên gia sẽ xem xét dựa trên đặc điểm dây chuyền sản xuất, tính chất của sản phẩm để đưa ra phương án phù hợp.

Chuyên gia sẽ chịu trách nhiệm lập kế hoạch, thiết kế và triển khai, đưa việc tự động hóa từ ý tưởng đến thực tế.

Chế tạo và lắp đặt
Sau khi thống nhất phương án, các cánh tay robot sẽ được đưa vào triển khai cả phần cứng và phần mềm. Ngoài các cánh tay robot, các thiết bị cảm ứng và hệ thống điều khiển sẽ được đồng thời lắp đặt để kịp tiến độ.

Bên cạnh đó, cần phân loại nhiệm vụ nào được thực hiện bằng robot và con người cần làm những thực hiện những thao tác nào để có thể phối hợp nhuần nhuyễn trong quá trình sản xuất. Môi trường nhà máy cũng phải được chuẩn bị để tương thích với máy móc, tạo không gian hợp lý để robot thực hiện các tác vụ của mình.

Giám sát sau lắp đặt
Không có bất kỳ công nghệ tự động hóa nào có thể làm chủ từ đầu đến cuối quá trình. Trong thời gian đó, con người vẫn cần là một mắt xích quan trọng đóng vai trò điều hành và giám sát, bảo trì khi đến hạn và xử lý kịp thời nếu có lỗi.





Tay máy robot trong chế tạo ô tô

5. Những lưu ý khi lựa chọn cánh tay robot công nghiệp
Để tiến hành tự động hóa sản xuất thành công, doanh nghiệp cần lưu ý để lựa chọn kỹ lưỡng các loại cánh tay robot phù hợp.

Số trục
Đối với cánh tay robot trong nhà máy, số lượng trục càng nhiều thì càng linh hoạt. Tuy nhiên, doanh nghiệp phải xem xét trên nhu cầu sử dụng. Robot dưới 5 trục sẽ phục vụ các nhiệm vụ đơn giản như nhấc, đặt sản phẩm. Với những thao tác phức tạp, cần di chuyển nhiều, doanh nghiệp nên lựa chọn robot có trên 5 trục.

Độ sải
Độ sải hay tầm với là khoảng cách tối đa mà tay máy robot có thể vươn tới, được lo lường theo 2 chiều:
  • Chiều ngang: Tính từ tâm chân đế đến điểm xa nhất của bộ kẹp.
  • Chiều dọc: Khoảng cách từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất mà cánh tay robot có thể với.
Phụ thuộc vào nhu cầu sản xuất mà nhà máy nên lựa chọn cánh tay có ưu thế về tầm với ngang hoặc tầng với dọc.

Tốc độ
Thông số này được bên bán cung cấp trong quá trình tư vấn sản phẩm, tốc độ tối đa được đo bằng đơn vị độ/giây. Hãy đảm bảo tốc độ của chúng có khả năng phục vụ hoạt động sản xuất của doanh nghiệp và có khả năng tăng tốc độ, tối đa năng suất trong thời gian cao điểm.

Trọng tải
Đo lường trọng tải có thể nâng nhấc bao gồm trọng lượng của hàng hóa và thiết bị gắp. Cánh tay robot có trọng tải lớn hơn sản phẩm nặng nhất trong xưởng sản xuất mới đạt yêu cầu.

Độ chính xác
Tính chính xác sẽ liên quan đến sự trơn tru trong hoạt động lặp đi lặp lại của robot. Một số cánh tay robot được thiết kế với độ chính xác cao hơn sẽ có giá thành cao hơn, do có sự ảnh hưởng qua lại với các yếu tố như chân đế, tốc độ, tầm với.

Kết
Hy vọng bài viết trên đã cung cấp nhiều thông tin hữu ích cho bạn đọc về vai trò của cánh tay robot công nghiệp trong nền sản xuất hiện nay. Cánh tay robot công nghiệp là tiền đề triển khai nâng cấp nhà máy sản xuất hiện đại. Thực thi tự động hóa bằng các tay máy robot càng sớm, doanh nghiệp càng tăng sức cạnh tranh trên thị trường

nguồn: https://itgtechnology.vn/canh-tay-robot-cong-nghiep/
https://uniduc.com/vi/blog/canh-tay-robot-la-gi
 
Top