Robot công nghiệp là gì? Phân loại và vai trò của chúng trong sản xuất

Ở nhiều quốc gia phát triển, việc sử dụng robot công nghiệp trong sản xuất để thay thế lao động con người đang trở thành một xu hướng phổ biến. Trong bối cảnh đó, Việt Nam cũng cần nhanh chóng ứng dụng công nghệ robot vào quy trình sản xuất để nâng cao sức cạnh tranh.

Robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp (Industrial Robotics) là một loại máy được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất công nghiệp. Chúng được thiết kế tự động, có khả năng lập trình và di chuyển trên một hoặc nhiều trục. 

Các ứng dụng phổ biến của robot công nghiệp bao gồm: gia công chính xác (CNC), hàn, sơn, lắp ráp, chọn và đặt các linh kiện điện tử lên bảng mạch in, đóng gói và dán nhãn, xếp pallet, kiểm tra sản phẩm và thử nghiệm.

Hiện nay, robot công nghiệp vẫn đang được nghiên cứu phát triển nhằm nâng cao năng suất lao động và thay thế con người trong những công việc đòi hỏi sức lao động hoặc có nguy cơ gây hại cho sức khỏe.

Robot công nghiệp trong sản xuất

Ta có các định nghĩa Robot công nghiệp như sau:

• Tiêu chuẩn RIA (Mỹ): Robot công nghiệp là một hoặc hai cánh tay vạn năng có thể thực hiện nhiều công việc khác nhau thay thế cho con người.
• Tiêu chuẩn AFNOR (Pháp): Robot công nghiệp được định nghĩa là một cơ cấu chuyển động có thể thực hiện các nhiệm vụ có tính tuần hoàn và được lập trình trước để hoạt động trên hệ trục tọa độ.
• Tiêu chuẩn TOCT 25686-85 (Nga): Robot công nghiệp được mô tả là một thiết bị tự động, có thể cố định hoặc di động, kết hợp giữa một cánh tay máy và một hệ thống điều khiển theo chương trình, được sử dụng để thực hiện các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản xuất và có khả năng lặp lại các hoạt động này.

Phân loại Robot công nghiệp

Robot hàn công nghiệp tự động

Đây là một loại robot công nghiệp được lập trình trước để tự động hoá quá trình hàn cơ khí. Trên thị trường, có nhiều loại robot hàn khác nhau được phát triển để phù hợp với các mục đích sử dụng cụ thể, bao gồm robot hàn tích, hàn dây, hàn điểm và hàn Laser (laze).

Robot hàn thường được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất tự động, đặc biệt là các lĩnh vực yêu cầu chuyên môn như sản xuất ô tô, xe máy, ống dẫn, giá đỡ, và nhiều lĩnh vực khác. 

Robot hàn tự động

Sử dụng robot hàn giúp tăng cường hiệu quả sản xuất và giảm thiểu lao động thủ công, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm.

Trong hơn nửa thế kỷ qua, để đạt được nhiều bước tiến lớn như hiện nay thì ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã phải liên tục tiến hành các cải tiến.

Các nhà sản xuất ô tô hàng đầu như Ford, Mercedes, Toyota, Honda, Nissan, và nhiều hãng khác đã áp dụng các hệ thống sản xuất và lắp ráp tự động, trong đó robot hàn chiếm tỷ lệ lớn lên đến 40%.

Robot công nghiệp cắt

Robot cắt

Đây là một dạng robot công nghiệp được thiết kế với đầu cắt sử dụng tia laser công suất cao hoặc lưỡi dao CNC để thực hiện quy trình cắt trên các vật liệu cứng, sản xuất với số lượng lớn.

Robot cắt được sử dụng chủ yếu trong việc gia công các tấm kim loại, trong ngành hàng không, không gian, điện tử, thiết bị điện, phụ kiện ống, xe ô tô, máy móc thực phẩm, máy móc kỹ thuật, linh kiện chính xác, tàu biển, luyện kim, thang máy, sản phẩm gia dụng, dụng cụ nhà bếp, trang trí, quảng cáo và nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác.

Robot sơn

Robot sơn

Robot sơn có vai trò quan trọng trong hệ thống phun sơn tĩnh điện tự động, được sử dụng để sơn bề mặt của các vật liệu như gỗ, thép, nhựa… 

Nó giúp tăng cường độ chính xác và đồng đều của quá trình sơn, đồng thời hoạt động liên tục theo chu trình sơn được lập trình.

Robot gắp sản phẩm

Loại robot công nghiệp này được sử dụng trong việc lắp ráp để lấy một bộ phận (linh kiện…) từ băng chuyền này, sau đó đặt lên một bộ phận (linh kiện…) khác. Sau khi hoàn thành việc lắp ráp, robot chuyển khối sản phẩm sang băng chuyền khác.

Quá trình đóng gói tương tự như quá trình lắp ráp, cánh tay robot sẽ đặt sản phẩm thay vì lắp bộ phận (linh kiện) vào thùng chứa. Các thao tác này thường được thực hiện ở tốc độ cao.

Robot gắp sản phẩm

Ngoài ra, bằng cách sử dụng cảm biến nhận diện công nghệ cao, robot có khả năng lấy các bộ phận, sản phẩm ra khỏi thùng (kể cả khi có nhiều loại sản phẩm trong thùng), sau đó đặt sản phẩm lên băng tải để phục vụ các công đoạn tiếp theo.

Với việc tích hợp hệ thống kiểm tra sản phẩm (hệ thống thị giác), cánh tay robot có thể nhanh chóng kiểm tra và phát hiện sản phẩm lỗi đang di chuyển trên băng chuyền với tốc độ cao.

Robot 3D scanner

Robot 3D Scanner

Robot 3D scanner là một loại robot kết hợp với máy quét 3D để tự động scan nhiều mô hình liên tục. Đầu cánh tay robot được thiết kế để kết nối với máy quét 3D, và cánh tay linh hoạt điều khiển máy quét 3D để tạo ra file mô hình 3D của các vật mẫu. 

Ngoài khả năng hoạt động liên tục trong nhiều giờ mà không cần nghỉ, loại robot này còn có thể thực hiện các nhiệm vụ theo quy trình đã được cài đặt mà không cần sự can thiệp nhiều từ con người.

Robot Pallet

Robot Pallet

Robot Pallet, hay còn được gọi là “robot xếp pallet”, là loại robot công nghiệp được đặc biệt thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ đóng gói và xếp các pallet trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác nhau.

Cấu trúc đơn giản và thuận tiện cho việc bảo trì và sửa chữa. Các bộ phận và phụ kiện của máy được thiết kế tối giản để giảm thiểu việc phát sinh chi phí bảo trì.

Tất cả các điều khiển vận hành và hoạt động của robot đều được hiển thị trên màn hình điều khiển, cho phép robot hoạt động liên tục 24/7 và thực hiện nhiều công việc mà không cần sự can thiệp nhiều từ con người, giúp tiết kiệm chi phí nhân công về lâu dài.

Cobots – Robot công nghiệp hợp tác 

Robot công nghiệp hợp tác

Cobots, viết tắt của “collaborative robots”, là dòng máy được thiết kế để hợp tác với con người trong quá trình sản xuất hàng hóa. 

Mặc dù hầu hết các loại robot đều có thể được coi là robot cộng tác nếu chúng tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn phù hợp (theo tiêu chuẩn ISO/TS 15066), nhưng cobot là loại robot công nghiệp duy nhất được đặc biệt chế tạo để làm việc cùng con người. 

Cobots thường có các đặc điểm chung của robot cộng tác, bao gồm tính đa dụng, thân thiện với người dùng, kích thước nhỏ và giá cả hợp lý.

Robot công nghiệp có vai trò gì?

Robot công nghiệp trong sản xuất

Được thiết kế như một công cụ hỗ trợ cho con người trong các hoạt động công việc, robot có nhiều ưu điểm hơn so với con người trong các điều kiện và yêu cầu công việc cụ thể, bao gồm:

Nâng cao năng suất hoạt động

Các cánh tay robot công nghiệp được lập trình để hoạt động trong khoảng thời gian xác định mà không có thao tác thừa. Điều này giúp cải thiện đáng kể năng suất làm việc.

Tùy theo yêu cầu công việc cụ thể, các robot được thiết kế có nhiều ưu điểm hơn so với con người, bao gồm tính bền bỉ, khả năng làm việc liên tục, tốc độ và độ chính xác cao.

Các loại robot này thường được sử dụng vào các công việc có tính tuần hoàn cao như đóng gói hàng, lắp ráp, dán nhãn, kiểm tra sản phẩm, hay thậm chí là sơn, hàn… 

Tiết kiệm không gian làm việc

Sử dụng robot công nghiệp giúp tiết kiệm không gian sản xuất. Với tính linh hoạt của mình, bạn chỉ cần lắp đặt chúng tại một vị trí cố định và chúng có thể xoay chuyển để thực hiện nhiều công việc mà không cần di chuyển.

Robot công nghiệp giúp tiết kiệm chi phí

Bằng việc sử dụng robot công nghiệp, bạn vẫn sẽ đảm bảo được hiệu suất làm việc mà không cần phải thuê nhiều lao động, giảm thiểu chi phí bảo dưỡng và sửa chữa máy móc, cũng như tối ưu hóa không gian làm việc và diện tích sản xuất.

Giảm thiểu sai sót

Con người thường không thể tránh khỏi việc mắc phải sai sót trong quá trình làm việc, mức độ sai sót có thể khác nhau. Tuy nhiên, với robot, khái niệm sai sót là điều không tồn tại, do chúng được lập trình và tính toán kỹ lưỡng để giảm thiểu mọi khả năng phát sinh lỗi.

Một điểm khác biệt so với con người là robot không có cảm xúc, do đó không bị chi phối bởi tâm trạng mà chỉ tuân theo phần mềm đã được lập trình sẵn. Việc thay thế con người bằng robot sẽ giúp đưa ra kết quả đồng nhất, ít sai sót, và ổn định hơn trong quá trình sản xuất.

Bảo đảm an toàn sản xuất

Robot công nghiệp thường được trang bị các cảm biến để phát hiện lỗi và sự cố trong quá trình làm việc. Khi phát hiện bất kỳ vấn đề nhỏ nào, robot sẽ tự động ngừng hoạt động, giúp ngăn chặn các tai nạn và rủi ro tiềm ẩn.

Hơn nữa, trong những môi trường làm việc nguy hiểm hoặc có khí độc, robot trở thành một công cụ lý tưởng để thay thế con người, giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và bảo vệ sức khỏe của các nhân viên.

Kết luận 

Bằng cách sử dụng robot, các doanh nghiệp sản xuất có thể giảm bớt số lượng lao động thực hiện các công việc đơn điệu và có rủi ro cao, và thay vào đó, bố trí họ vào các công việc mang lại giá trị cao hơn. 

Sự xuất hiện của robot công nghiệp, dù là robot lắp ráp, robot pallet, hay tay gắp robot, có thể tăng đáng kể tính cạnh tranh toàn cầu của các doanh nghiệp sản xuất, giúp họ vượt trội hơn so với đối thủ ở các quốc gia có mức lương thấp hơn, cũng như thu hút việc làm và nguồn đầu tư trong nước.