Ứng dụng robot cho sản xuất: Ứng dụng, Chi Phí và Sự Linh hoạt

1 6 / 2022

410

Tự động hóa đang giải phóng nhân loại khỏi những công việc lặp đi lặp lại. Cho dù đó là chương trình máy tính tự động hóa một chi tiết được thiết lập trong Fusion 360 hay cánh tay robot công nghiệp nâng một bộ phận kim loại nặng và đặt nó ở một nơi khác trong nhà máy, ý tưởng vẫn giống nhau: hãy làm cho công việc trở nên an toàn hơn và ít nhàm chán hơn đối với con người. Thoạt nhìn, một nhà sản xuất nhỏ có thể không nghĩ robot để sản xuất là khả thi cho doanh nghiệp của họ, nhưng với những tiến bộ gần đây, đã đến lúc các doanh nghiệp thuộc mọi quy mô xem xét việc tự động hóa và robot có thể giúp họ hoàn thành công việc.

Sự phát triển của Robot

60 năm trước, George Devol và Joseph Engelberger đã trình làng Unimate, robot công nghiệp đầu tiên, trên dây chuyền lắp ráp tại nhà máy General Motors ở New Jersey. Trong vòng vài năm, cánh tay robot với tải trọng 2.700 lb (khoảng hơn 1,2 kilogram) đã được sản xuất hàng loạt và được lắp đặt như một máy đúc tại các nhà máy trên khắp đất nước. Năm 1966, Unimate thậm chí còn xuất hiện trong chương trình của Johnny Carson, nơi nó rót bia cho người dẫn chương trình và chỉ huy ban nhạc.

Vào năm 2022, robot vẫn có thể rót bia cho bạn — và còn làm được nhiều việc hơn thế. Các robot công nghiệp ngày nay đã trở nên có khả năng thích ứng cao, giá cả phải chăng và dễ dàng lập trình. Trước đây, chỉ có những tập đoàn lớn nhất và giàu có nhất mới đủ khả năng triển khai robot công nghiệp, nhưng những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ, sự phát triển của robot nhỏ và robot phối hợp (cobots), cộng với sự xuất hiện của thị trường robot đã qua sử dụng (Sàn thương mại cho Robot đã qua sử dụng) đã làm giảm chi phí đáng kể. Các công ty nhỏ đến trung bình đã bắt đầu tận dụng lợi thế của mức giá tương đối thấp, với một số robot được bán với giá chỉ 27.000 đô la.

Sàn thương mại cho Robot đã qua sử dụng

Sàn thương mại cho Robot đã qua sử dụng

Robot đang tiếp quản công việc nhiều hơn — nhưng theo nghĩa tốt. Hãy cùng tìm hiểu xem robot mang lại lợi thế gì cho sản xuất và chính xác thì chúng làm gì cũng như tương lai của robot công nghiệp sẽ như thế nào.

Tại sao lại có robot trong sản xuất? Hãy cùng nói về các lợi ích

Robot có nhiều công dụng trong sản xuất. Có lẽ lợi thế lớn nhất mà chúng cung cấp lúc này là giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động ngày càng tăng. Theo một cuộc khảo sát gần đây, 77% nhà sản xuất đang gặp khó khăn trong việc thu hút và giữ chân công nhân lành nghề và việc tìm kiếm nhân tài khó hơn 36% so với chỉ 4 năm trước. Vào cuối thập kỷ này, lĩnh vực sản xuất đang có hơn hai triệu việc làm chưa được lấp đầy. Do đó, các nhà sản xuất đang chuyển sang sử dụng robot để chủ động hơn trong sản xuất — giúp doanh số bán robot đã tăng 37% chỉ trong năm ngoái.

Nhưng những lợi thế cụ thể nào mà robot cung cấp? Tại sao các nhà sản xuất nên áp dụng tự động hóa ngay bây giờ? Thử kể ra một vài lý do:

  • Sự an toàn: Lợi ích quan trọng nhất cũng rõ ràng nhất là giúp con người khỏi các tình huống nguy hiểm đồng nghĩa với việc sẽ có ít con người bị tổn hại hơn.
  • Chất lượng: Lỗi của con người là một trong những trở ngại lớn nhất đối với việc tạo ra sản phẩm chất lượng. Robot đã có thể đạt đến mức độ chính xác mà con người không thể đạt được.
  • Chi phí: Trong mười năm qua, chi phí của một cánh tay robot công nghiệp khởi điểm trung bình đã giảm gần 60%, từ 46.000 đô la xuống 27.000 đô la và dự kiến ​​sẽ xuống mức 11.000 đô la vào năm 2025.
  • Hiệu quả: Bởi vì robot có thể chạy 24/7 nên các nhà máy hoàn toàn có thể hoạt động hoàn toàn tự động nếu họ muốn — sản xuất nhanh hơn và liên tục để theo kịp nhu cầu.
  • Bền vững: Với độ chính xác được hỗ trợ bởi máy tính, ít vật liệu bị lãng phí hơn trong quá trình tạo ra sản phẩm, cho phép sản xuất bền vững.
Tổng hợp số lượng Robot đang được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2020

Tổng hợp số lượng Robot đang được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2020

Chính xác thì robot công nghiệp là gì và chúng làm gì?

Tất cả chúng ta đều biết robot là gì, có phải vậy không? Máy móc tự động hoặc điều khiển từ xa, nếu bạn đang tìm kiếm định nghĩa kỹ thuật, đây là một định nghĩa từ Hiệp hội Công nghiệp Robot: “Robot công nghiệp là một thiết bị đa chức năng, có thể lập trình lại và được thiết kế để di chuyển vật liệu, bộ phận, công cụ hoặc thiết bị chuyên dụng nhờ các chuyển động được lập trình khác nhau để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau.”

Trong sản xuất, hầu hết các robot đều là “robot đa dụng”, nghĩa là bạn có thể lập trình lại chúng cho bất kỳ thứ gì được yêu cầu. Chúng giúp tự động hóa và tối ưu hóa các khía cạnh của quá trình sản xuất. Gần đây, những phát triển mới về quang học điện tử và công nghệ cảm biến cùng với lập trình chuyển động đã cho phép một số công ty chuyển sang “lights-out manufacturing”, có nghĩa là chúng hoàn toàn tự động và hoạt động 24 giờ một ngày mà không cần tác động hay sự theo dõi của con người để hỗ trợ.

Vùng ứng dụng của robot trong sản xuất

Bạn có thể xếp hầu hết những gì robot công nghiệp làm thành ba loại: robot gắp sản phẩm, robot sản xuất và lắp ráp - kiểm tra.

Robot gắp

Về cơ bản, điều này có nghĩa là robot đang bốc dỡ máy móc và đưa các bộ phận và vật liệu từ nơi này đến nơi khác. Thường thì việc này đơn giản và là một cách dễ dàng để thay thế lao động chân tay vì nó liên quan đến cùng một quy trình lặp lại. Nó cũng bao gồm việc xếp hàng hóa, trong đó một robot tải các vật thể lên các pallet ngay trước khi chúng được vận chuyển ra ngoài. Điều này đòi hỏi robot phải có các cơ cấu kẹp khác nhau có thể được gắn vào phần cuối của cánh tay của chúng.

Robot sản xuất

Robot tham gia vào các hoạt động gia công sản phẩm (ở phần cuối của cánh tay của nó) để thực hiện nhiệm vụ trên một bộ phận. Việc sử dụng phổ biến nhất là trong ngành công nghiệp ô tô, nơi robot hàn điểm (spot welding) giúp hoàn thành việc lắp ráp thân xe. Những tiến bộ trong thiết kế đã cho phép robot có thể tiếp cận những không gian hạn chế và thực hiện các công việc hàn phức tạp mà một người khó hoặc không thể thực hiện được.

Dây chuyền hàn bấm thân xe với Robot

Dây chuyền hàn bấm thân xe với Robot

Có rất nhiều ứng dụng cho robot sản xuất cũng như các công cụ. Các ứng dụng phổ biến khác bao gồm phun sơn, bóc tách vật liệu (đánh bóng, mài, đánh bóng, phay ...) và ép phun.

Lắp ráp và kiểm tra

Khi cần phải lắp ráp một sản phẩm hay ghép nhiều phần lại với nhau? Bạn có thể sử dụng robot cho việc đó. Nhiều nhà sản xuất đã thay đổi thiết kế của những gì họ tạo ra để tối đa hóa độ chính xác và tốc độ lắp ráp tự động. Những gì trước đây là một công việc vặn vít và đai ốc cho lao động thủ công giờ đây đã trở thành một quy trình tự động với các khớp nối nhanh phù hợp hơn với robot.

Sau khi bộ phận được lắp ráp, đã đến lúc kiểm tra - một phần quan trọng của quá trình sản xuất. Đây là cơ hội cuối cùng cho người sản xuất để tìm ra lỗi, nhưng tắc nghẽn có thể xảy ra bằng cách cố gắng kiểm tra từng bộ phận bằng mắt. Bạn cũng không muốn bỏ sót bất cứ thứ gì, vì vậy việc kiểm tra ngẫu nhiên cũng có thể không cắt được. Với việc kiểm tra bằng robot, robot đặt một cảm biến hoặc đầu dò bên cạnh bộ phận đã hoàn thành và thực hiện các thao tác kiểm tra. Sau đó nó sử dụng phần mềm để nhanh chóng xác định xem chi tiết có đạt thông số kỹ thuật hay không, hoặc nó có thể gửi các kết quả đo cho kỹ sư kiểm tra để con người phê duyệt.

Workshop "Giải pháp Lập trình và Mô phỏng Robot"

Sắp tới OneCAD sẽ tổ chức 1 buổi workshop ngay tại xưởng gia công robot để mang đến một không gian giúp người tham dự trải nghiệm trực tiếp quá trình lập trình gia công và chạy ngay với robot công nghiệp Motoman ES200. Hãy đăng ký tham gia ngay tại link này nhé!

Cùng tồn tại với Cobots

Robot phối hợp (Cobot) là một loại robot được thiết kế để làm việc cùng với con người. Chúng nhỏ hơn nhiều so với robot công nghiệp và có các cảm biến nhạy hơn nhiều. Chúng không yêu cầu một khu vực làm việc riêng nên khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến của các nhà sản xuất nhỏ hơn, những người làm việc trong không gian nhỏ hơn hoặc các nhà máy cũ hơn.

Cobots được sử dụng để hỗ trợ và tăng cường công việc của con người chứ không phải thay thế con người. Điều đó ngay lập tức khiến chúng trở nên phổ biến với người lao động. Người lao động có thể tiếp tục làm việc trong nhiều năm nữa, giúp giải quyết tình trạng thiếu lao động có tay nghề cao. Ngoài ra, lập trình một cobot có thể đơn giản như di chuyển cánh tay của nó trong vài phút. Không có mã hóa phức tạp hơn. Sở hữu một cobot di động, nhỏ, dễ lập trình đồng nghĩa với việc linh hoạt hơn và trong bối cảnh sản xuất ngày nay, đó là một lợi thế lớn.

Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo đối với robot công nghiệp?

Robot và cobots làm bằng vật liệu mềm sẽ cho phép làm việc gần gũi hơn với con người và sẽ có khả năng thích ứng và linh hoạt để thay đổi hình dạng. Với khả năng thiết kế và in 3D, robot mềm là làn sóng tiếp theo và có thể sớm xuất hiện ở một nhà máy gần bạn.

Một sự phát triển ít hấp dẫn hơn, nhưng không kém phần quan trọng là phần mềm nguồn mở và các nguyên tắc trong ngành. Điều này sẽ có tác động lớn đến việc tăng cường khả năng tương tác. Nền tảng chung để phát triển robot đồng nghĩa với việc triển khai dễ dàng hơn. Triển khai dễ dàng hơn đồng nghĩa với việc áp dụng dễ dàng hơn. Vì vậy, nó không chỉ tốt cho việc kinh doanh mà còn trở nên dễ áp dụng — và giá cả phải chăng hơn theo thời gian.

60 năm sau Unimate, robot đã củng cố vị trí của mình trong lĩnh vực sản xuất. Cho dù bạn sản xuất giày quần vợt hay Teslas, có một giải pháp tự động hóa có thể giúp bạn sắp xếp các hoạt động và quy trình một cách an toàn. Hãy biến năm nay thành năm bạn nắm bắt tự động hóa.

Nhật Minh

Cám ơn bạn đã quan tâm đến các nội dung của chúng tôi.
Để nhận ngay thông báo khi có tin tức mới từ OneCAD Vietnam, bạn có thể đăng ký nhận bảng tin thông qua email.

Đăng ký nhận bảng tin

Giải pháp thiết kế từ 2D đến 3D -  lập trình gia công trong MỘT bộ phần mềm của Autodesk

Giải pháp thiết kế từ 2D đến 3D - lập trình gia công trong MỘT bộ phần mềm của Autodesk

Giải pháp thiết kế cơ khí nằm trong một bộ phần mềm toàn diện của Autodesk, bao gồm cả AutoCAD, Inventor, 3DsMax, CAM... mang lại giải pháp tối ưu về đồng bộ và chi phí

Xem thêm

OneCAD tham gia chuyên đề về ứng dụng BIM tại Đại học Mở - OneCAD News #45

OneCAD VN tham gia buổi báo cáo chuyên đề về Ứng dụng BIM trong dự toán và thiết kế thi công công trình...

Lập trình gia công Cắt dây với FeatureCAM

Phương pháp gia công điện cực hỗ trợ gia công các yêu cầu cao về hình dạng mà phương pháp Tiện hay Phay...

Cách nhận biết thông tin thiết kế bạn nhận được là mới nhất

Các bên khi tham gia vào quá trình thiết kế cần có một quy trình phối hợp làm việc cụ thể. Cũng như quy...

Độ tin cậy của đèn phát ra trong gia công chính xác

Đừng hiểu sai ý chúng tôi - chúng tôi không nói rằng việc sản xuất hoàn toàn tự động là điều không thể...

Gửi yêu cầu ngay hôm nay! 0912-699-592