Cobot và Robot cộng tác: Các loại và ứng dụng

Chương 1: Nguyên lý của robot cộng tác là gì?

Robot cộng tác là gì?

Robot cộng tác, thường được gọi là cobot, đại diện cho sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ robot, cách mạng hóa tự động hóa bằng cách làm việc cùng với người vận hành. Không giống như robot truyền thống, cobot được trang bị các cảm biến cho phép chúng cảm nhận và phản ứng với môi trường của chúng. Điều này cho phép chúng hợp tác an toàn với con người bằng cách chuyển sang chế độ bảo vệ nếu phát hiện bất kỳ sự gián đoạn hoặc vấn đề an toàn nào, do đó ngăn ngừa các thương tích tiềm ẩn có thể xảy ra với robot thông thường hoạt động mà không có các biện pháp an toàn như vậy.

Thiết bị tự động hóa

Robot cộng tác là một tập hợp con của thiết bị tự động hóa, một loại máy móc rộng được sử dụng để tự động hóa nhiều quy trình sản xuất khác nhau. Các loại thiết bị tự động hóa khác bao gồm các ô tự động hóa, băng tải, robot công nghiệp và các thiết bị chuyên dụng như máy lật và máy nâng.

Các công cụ khác nhau cho Robot cộng tác

Robot cộng tác sử dụng các công cụ tương tự như những công cụ mà robot truyền thống sử dụng cho nhiều vị trí và ứng dụng khác nhau. Nhiều nhà sản xuất trên toàn cầu tập trung vào việc phát triển các công cụ dành riêng cho robot cộng tác, nâng cao khả năng học các nhiệm vụ mới và tăng tính linh hoạt. Các công cụ này có thể được phân loại thành nhiều loại: Hệ thống thị giác, Công cụ cuối tay (EOAT), Kẹp, Phần mềm, Bộ mở rộng phạm vi, Linh kiện cung cấp và Hệ thống an toàn.

Hệ thống Cobot Vision

Hệ thống thị giác trang bị cho robot cộng tác khả năng nhìn và diễn giải môi trường xung quanh. Bằng cách sử dụng camera 3D hoặc 2D, cobot có thể xác định và định vị các vật thể, nhận dạng các mẫu và đọc mã vạch. Một trong những lợi thế chính là tính linh hoạt trong việc xử lý nguồn cung sản phẩm; không giống như các phương pháp truyền thống đòi hỏi phải sắp xếp có tổ chức, hệ thống thị giác cho phép cobot nhặt các vật phẩm dựa trên dữ liệu trực quan. Ngoài ra, các hệ thống này có thể được sử dụng để kiểm tra quang học, chẳng hạn như phát hiện lỗi sản phẩm. Việc tích hợp Trí tuệ nhân tạo giúp tăng cường hơn nữa các khả năng này, cung cấp các chức năng và hiệu quả tiên tiến hơn.

Trong lĩnh vực hệ thống thị giác dành cho robot cộng tác, có nhiều tùy chọn khác nhau, mỗi tùy chọn phù hợp với các ứng dụng khác nhau dựa trên tính linh hoạt, chi phí và tính dễ sử dụng. Các lựa chọn chính là hệ thống camera 3D và 2D. Việc lựa chọn giữa các loại này phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của nhiệm vụ mà robot cộng tác dự định thực hiện.

Hệ thống thị giác 2D

Camera 2D có giá cả phải chăng hơn so với camera 3D nhưng có ít khả năng hơn. Mặc dù chúng có thể đo chiều rộng và chiều dài của vật thể, nhưng chúng không có khả năng đo chiều cao.

Hệ thống tầm nhìn 3D

Camera 3D có thể đo chiều rộng, chiều cao và chiều dài của một vật thể, mở rộng đáng kể các ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, chúng có chi phí cao hơn. Khả năng đo chiều cao của chúng khiến chúng trở nên lý tưởng để xử lý các vật thể có chiều cao khác nhau hoặc các mặt hàng xếp chồng lên nhau, chẳng hạn như trong quá trình đóng gói hoặc xếp pallet.

Dụng cụ cuối cánh tay (EOAT)

End of Arm Tooling (EOAT) bao gồm nhiều loại công cụ có thể gắn vào robot cộng tác. Bao gồm máy chà nhám, tua vít, cảm biến, bộ đổi công cụ, máy phân phối keo, thiết bị hàn và dụng cụ hàn. Những tiến bộ gần đây trong các công cụ này đã tăng đáng kể khả năng của chúng, cho phép robot cộng tác hỗ trợ hiệu quả hơn trong việc tăng năng lực sản xuất cho nhiều công ty.

Các loại dụng cụ cuối cánh tay khác nhau

EOAT đã mở ra nhiều con đường để đào tạo robot cộng tác (cobot) trong các nhiệm vụ mới. Sự tiến bộ của các công cụ này sẽ cho phép cobot xử lý nhiều ứng dụng hơn nữa trong tương lai. Dưới đây là một số ví dụ về các công cụ EOAT đa dạng có sẵn:

Máy bơm keo EOAT

Một máy phân phối được sử dụng để gắn một ống tiêm keo hoặc chất bịt kín vào đầu của một cobot. Thiết lập này cho phép robot cộng tác đi theo một đường dẫn cụ thể và bôi keo hoặc chất bịt kín với độ chính xác và nhất quán cao. Do đó, có rất ít lãng phí vì có thể kiểm soát chính xác lượng keo hoặc chất bịt kín cần thiết.

Máy vặn vít EOAT

Máy vặn vít cho phép robot cộng tác thực hiện các nhiệm vụ vặn vít một cách tự động hoặc cùng với người vận hành. Vì vặn vít là một nhiệm vụ lặp đi lặp lại và thường đơn điệu, nên nó có thể trở nên nhàm chán đối với con người. Một cobot, được ghép nối với một máy vặn vít, có thể xử lý hiệu quả công việc này trong thời gian dài với độ chính xác cao.

EOAT Sanders

Được trang bị máy chà nhám, robot cộng tác có thể chà nhám, đánh bóng hoặc loại bỏ ba via hiệu quả trên nhiều bề mặt khác nhau. Các cảm biến tích hợp cho phép cobot tạo ra lực ép đồng đều trong suốt quá trình, đảm bảo kết quả nhất quán. Ngoài ra, phần mềm thân thiện với người dùng giúp lập trình robot theo các đường dẫn cụ thể một cách dễ dàng.

Cảm biến Cobot

Robot cộng tác được trang bị các cảm biến tích hợp để tăng cường độ nhạy và khả năng làm việc cùng con người. Tuy nhiên, đối với các nhiệm vụ đòi hỏi độ chính xác cao hơn, có thể sử dụng thêm các cảm biến. Cảm biến mô-men xoắn lực bên ngoài có sẵn để cung cấp độ nhạy cao hơn này khi cần thiết.

Công cụ hàn và hàn Cobot

Hàn và hàn điện đòi hỏi độ chính xác cao. Robot cộng tác lý tưởng cho các nhiệm vụ này vì độ chính xác của chúng. Bằng cách trang bị cho cobot một mỏ hàn hoặc mỏ hàn, có thể tự động hóa cả quy trình hàn và hàn một cách hiệu quả.

Kẹp Cobot

Kẹp cho phép robot cộng tác xử lý các vật thể bằng cách nhặt chúng lên và đặt chúng vào các vị trí khác nhau. Có nhiều loại kẹp khác nhau phù hợp với các nhiệm vụ khác nhau, bao gồm kẹp chân không, kẹp từ tính và kẹp ngón tay. Mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như sử dụng kẹp chân không để nâng hộp hoặc kẹp mềm để xử lý các mặt hàng thực phẩm mỏng manh. Các thông số kỹ thuật chính của kẹp bao gồm chiều rộng kẹp, lực và khả năng chịu tải.

Các loại kẹp Cobot khác nhau

Các loại kẹp khác nhau phù hợp để xử lý nhiều loại vật liệu khác nhau. Để xác định loại kẹp phù hợp nhất, điều quan trọng là phải xem xét trọng lượng và vật liệu của vật thể cần xử lý.

Kẹp điện

Kẹp điện lý tưởng cho các nhiệm vụ phức tạp vì có khả năng điều chỉnh chính xác theo nhiều thông số khác nhau, chẳng hạn như vị trí ngón tay và lực kẹp.

Kẹp khí nén

Kẹp khí nén, hoạt động bằng khí nén, phù hợp với các nhiệm vụ đơn giản hơn. Chúng có xu hướng dễ sử dụng hơn, tiết kiệm chi phí hơn và nhẹ hơn so với các loại kẹp khác. Ngoài ra, chúng cung cấp lực kẹp cao, khiến chúng trở thành lựa chọn thiết thực cho nhiều ứng dụng.

Kẹp ngón tay

Đối với các nhiệm vụ đòi hỏi độ chính xác cao, kẹp ba hoặc hai ngón tay là lựa chọn tối ưu. Những kẹp này có thể thích ứng với hình dạng của vật thể, đảm bảo giữ an toàn và ổn định.

Phần mềm Cobot

Có nhiều tùy chọn để thiết kế và lập trình ứng dụng cho robot cộng tác. Mỗi robot đều có phần mềm trực quan, thân thiện với người dùng được thiết kế riêng theo chức năng của nó. Ngoài ra, còn có các công cụ mô phỏng giúp phát triển và tinh chỉnh tích hợp của robot trước khi chuyển sang triển khai thực tế.

Robot truyền thống thường đòi hỏi nhiều thời gian và chuyên môn để lập trình và thường bị giới hạn ở một vài hành động được xác định trước. Ngược lại, robot cộng tác được thiết kế để dễ lập trình. Với phần mềm trực quan và ứng dụng di động, cobot có thể nhanh chóng học các nhiệm vụ mới. Chúng cũng có thể được định vị lại và lập trình thủ công thông qua phần mềm. Sự đơn giản này cho phép triển khai nhanh chóng và linh hoạt để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau.

Tiếng Việt

RoboDK là một công cụ mô phỏng robot mạnh mẽ và giá cả phải chăng. Nó có một thư viện rộng lớn gồm hơn 500 cánh tay robot và cung cấp một giao diện thân thiện với người dùng mà không yêu cầu kiến thức lập trình trước. Với RoboDK, mô phỏng robot có thể được thiết lập nhanh chóng và dễ dàng. Phần mềm hỗ trợ lập trình ngoại tuyến, cho phép bạn phát triển và thử nghiệm các chương trình cobot bên ngoài môi trường sản xuất. Nó phù hợp với nhiều ứng dụng, bao gồm chăm sóc máy móc, hoạt động nhặt và đặt, hàn, đóng gói và xếp pallet.

Bộ mở rộng phạm vi Cobot

Bộ mở rộng phạm vi tăng cường khả năng của robot cộng tác bằng cách tăng phạm vi tiếp cận theo cả chiều ngang và chiều dọc, mở rộng tiềm năng tự động hóa của chúng. Thông thường, cobot hoạt động trong phạm vi giới hạn của trục cơ sở của chúng. Bằng cách kết hợp bộ mở rộng phạm vi, những robot này có thể đạt được chuyển động lớn hơn theo cả hai hướng, do đó mở rộng khu vực hoạt động của chúng. Phần mở rộng này không chỉ mở rộng khả năng tự động hóa mà còn tăng năng suất. Ví dụ, trong các ứng dụng xếp pallet, robot có thể xếp chồng các hộp cao hơn và hiệu quả hơn. Ngoài ra, một cobot được trang bị bộ mở rộng phạm vi có thể di chuyển trước một máy lớn để thực hiện các nhiệm vụ tại nhiều điểm khác nhau trong quy trình làm việc.

Robot cộng tác được biết đến vì dễ sử dụng và lắp đặt nhanh chóng. Chúng có thể được lắp đặt nhanh chóng và dễ dàng vào bộ mở rộng phạm vi. Ngoài ra, phần mềm thân thiện với người dùng đảm bảo rằng việc thiết lập giao tiếp với cobot là đơn giản và không gặp rắc rối.

An toàn Cobot

An toàn bao gồm tất cả các công cụ góp phần vào sự tương tác an toàn giữa con người và robot cộng tác, bao gồm màn hình và cảm biến được thiết kế để phát hiện khi một người đến quá gần robot.

Hệ thống cung ứng Cobot

Hệ thống cung cấp bao gồm các thiết bị cung cấp các mặt hàng cho robot để xử lý. Ví dụ, một công cụ có thể liên tục định vị các ốc vít ở một vị trí được chỉ định để cobot nhặt, trong khi máy móc nạp ốc vít tập hợp và phân phối chúng để lắp ráp. Ngoài ra, các tấm rung giúp tách và sắp xếp các mặt hàng đã bị trộn lẫn với nhau.

Bộ thay đổi công cụ Cobot

Để tăng cường tính linh hoạt của robot cộng tác, nhiều bộ thay đổi công cụ tự động có sẵn trên thị trường. Những công cụ này cho phép cobot tự động chuyển đổi giữa các công cụ khác nhau, cho phép nó thực hiện một loạt các hoạt động. Ví dụ, trong một nhiệm vụ lắp ráp, một robot cộng tác ban đầu có thể sử dụng một kẹp để định vị tất cả các thành phần và sau đó chuyển sang một tua vít để hoàn thành việc lắp ráp. Khả năng này thúc đẩy năng suất của robot, tăng sản lượng và cải thiện lợi tức đầu tư của nó.

Những cân nhắc khi lựa chọn Robot cộng tác

Khi lựa chọn robot cộng tác, cần cân nhắc một số yếu tố sau:

Ứng dụng cho Robot cộng tác

Robot cộng tác (cobot) rất phù hợp cho các nhiệm vụ bẩn, nhàm chán, nguy hiểm hoặc thách thức về mặt thể chất. Những nhiệm vụ này bao gồm lắp ráp, xử lý vật liệu, kiểm tra và đóng gói. Cobot được thiết kế với các tính năng như phạm vi tiếp cận, độ chính xác và khả năng tải trọng để làm việc hiệu quả cùng với người vận hành. Mặc dù chúng có thể không sánh được với robot công nghiệp truyền thống về mặt sức mạnh và tốc độ, nhưng chúng lại vượt trội về tính an toàn và khả năng thích ứng. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng để lấp đầy khoảng trống khi thiếu nhân viên và cho phép nhân viên tập trung vào các nhiệm vụ phức tạp hơn, đòi hỏi trí óc.

Tiêu chuẩn quốc tế ISO 10218-1 và ISO 10218-2 mô tả bốn tính năng chính của cobot: dừng, dẫn hướng bằng tay, giám sát tốc độ và tách biệt, và giới hạn lực và công suất. Các tính năng này đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ví dụ, giám sát tốc độ và tách biệt là cần thiết cho các nhiệm vụ liên quan đến tương tác chặt chẽ giữa người và robot, trong khi giới hạn lực và công suất là rất quan trọng đối với các hoạt động tinh vi. Các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo cobot có thể được tích hợp an toàn và hiệu quả vào nhiều môi trường làm việc khác nhau.

Nhà tích hợp hệ thống

Việc đưa một robot cộng tác (cobot) vào hoạt động của bạn đòi hỏi kỹ năng và chuyên môn đáng kể. Điều quan trọng là phải đánh giá xem liệu ai đó trong công ty của bạn có đủ thời gian và kỹ năng cần thiết để xử lý việc tích hợp hay bạn cần thuê một nhà tích hợp hệ thống. Các nhà tích hợp hệ thống mang đến kinh nghiệm quý báu từ việc làm việc với nhiều khách hàng khác nhau và có thể cung cấp các giải pháp phù hợp giúp tránh được những cạm bẫy khi bắt đầu từ con số 0. Bằng cách tận dụng chuyên môn của họ, bạn thường có thể đạt được kết quả tiết kiệm chi phí và đảm bảo quá trình tích hợp diễn ra suôn sẻ hơn.

Tích hợp Robot

Việc kết hợp một robot cộng tác (cobot) đòi hỏi kỹ năng đáng kể. Bạn cần xác định xem ai đó trong công ty của bạn có đủ chuyên môn và thời gian cần thiết hay bạn nên thuê một nhà tích hợp robot. Một nhà tích hợp robot, còn được gọi là nhà tích hợp hệ thống, sẽ đánh giá xưởng máy của bạn và tư vấn về những gì sẽ và sẽ không hiệu quả. Với kinh nghiệm sâu rộng trong nhiều thiết lập khác nhau, các nhà tích hợp thường có thể cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí bằng cách tránh nhu cầu phải bắt đầu từ con số 0 và phát minh lại bánh xe.

Đánh giá rủi ro

Một yếu tố quan trọng trong việc quyết định có nên sử dụng robot cộng tác hay không là đánh giá rủi ro. Mặc dù robot cộng tác được trang bị các cảm biến được thiết kế để dừng chuyển động và ngăn ngừa thương tích, nhưng vẫn có nguy cơ gây hại tiềm ẩn. Để đảm bảo an toàn và hoạt động bình thường của robot cộng tác, chúng phải được bảo vệ đầy đủ để bảo vệ người lao động hiệu quả.

Câu trả lời về Robot cộng tác

Thứ ba, giao tiếp cởi mở là điều cần thiết để triển khai thành công. Điều quan trọng là phải thu hút mọi người tham gia, từ các giám đốc điều hành cần tham gia vào quyết định cho đến những người lao động sẽ tương tác với cobot hàng ngày. Đảm bảo rằng tất cả các bên liên quan đều được thông báo và thống nhất có thể đóng góp đáng kể vào quá trình tích hợp suôn sẻ.

Ưu điểm của loại tự động hóa này là gì?
Khoản đầu tư này lớn như thế nào và lợi nhuận mong đợi là bao nhiêu?
Liệu nhân viên xưởng cơ khí có làm được điều gì khác biệt nếu có cobot không? Họ có thể được giải phóng để làm những công việc trí tuệ hơn trên sàn xưởng cơ khí không? Nó trông như thế nào?
Có những cơ hội đào tạo và học tập nào? Ai có thể kiểm soát điều này? (Thông thường, các nhà tích hợp hệ thống sẽ đề nghị đào tạo nhân viên như một phần của gói mua.)
Sau khi cobot được tích hợp, quyền truy cập hỗ trợ nào sẽ khả dụng?
Điều này có thể giúp giải quyết tình trạng thiếu hụt nhân sự như thế nào, nếu có?
Chiến lược tự động hóa trong tương lai của doanh nghiệp là gì?

Chương 2: Có những loại robot cộng tác nào?

Robot cộng tác là một tiến bộ gần đây trong ngành công nghiệp robot, bao gồm nhiều loại khác nhau. Sự khác biệt giữa các loại này dựa trên khả năng lập trình và các tính năng an toàn của chúng. Mỗi loại robot cộng tác sử dụng các công nghệ và phương pháp riêng biệt để đảm bảo môi trường làm việc an toàn.

Sức mạnh và lực giới hạn Cobots

Khi mọi người nhắc đến robot cộng tác, họ thường có nghĩa là robot Power and Force Limiting. Những cobot này được thiết kế để làm việc an toàn cùng với người vận hành mà không cần thêm rào chắn an toàn, máy quét bên ngoài hoặc hệ thống thị giác.

Để tăng cường sự an toàn cho con người, các robot cộng tác hạn chế lực và công suất được thiết kế mà không có động cơ hở, cạnh sắc hoặc điểm kẹp. Các cobot này được trang bị các cảm biến va chạm tích hợp nhạy cảm có thể phát hiện các tác động tiềm ẩn và dừng ngay lập tức nếu chúng tiếp xúc với một người. Hiện tại, các robot cộng tác hạn chế lực và công suất thường phù hợp cho các ứng dụng quy mô nhỏ hơn.

Cobots dừng được giám sát an toàn

Robot cộng tác dừng được giám sát an toàn thường được sử dụng trong các ứng dụng có tương tác tối thiểu của con người. Loại cobot này bao gồm một robot công nghiệp thông thường được trang bị các cảm biến an toàn phát hiện khi có người bước vào không gian làm việc của nó. Khi phát hiện thấy con người, robot sẽ ngay lập tức dừng hoạt động để đảm bảo an toàn. Sau khi con người hoàn thành nhiệm vụ của mình, robot có thể được khởi động lại chỉ bằng một nút nhấn.

Cobots tốc độ và tách biệt

Robot cộng tác tốc độ và tách biệt, thường được gọi là cobot “không có hàng rào”, lý tưởng cho các tình huống có tương tác hạn chế của con người nhưng cần dễ dàng tiếp cận robot. Máy quét phạm vi laser an toàn thường được sử dụng để xác định các khu vực xung quanh không gian làm việc của cobot. Khi một người đến gần, tốc độ của robot sẽ giảm và sẽ dừng hoàn toàn nếu cá nhân đó di chuyển đến gần hơn. Khi người đó di chuyển ra khỏi không gian làm việc, robot sẽ tự động tiếp tục tốc độ bình thường.

Cobot hướng dẫn bằng tay

Robot cộng tác dẫn đường bằng tay được trang bị một thành phần được đánh giá an toàn ở cuối cánh tay robot cho phép người vận hành di chuyển hoặc chỉ đạo robot bằng tay. Tính năng này đặc biệt hữu ích để lập trình nhanh các đường dẫn và vị trí mới. Tính năng này lý tưởng cho các ứng dụng di động khi robot di chuyển giữa các trạm khác nhau và cần đào tạo lại cho nhiều nhiệm vụ khác nhau, cũng như cho các tình huống mà robot cần lập trình lại thường xuyên.

Bốn loại robot cộng tác chính được thiết kế cho các mức độ tương tác khác nhau của con người trong quá trình vận hành. Mặc dù không phải tất cả đều dành cho sự cộng tác liên tục, nhưng mỗi loại đều tích hợp các tính năng an toàn để ngăn ngừa thương tích nghiêm trọng.

Robot cộng tác đại diện cho một bước tiến lớn trong ngành tự động hóa, cho phép tương tác an toàn trực tiếp với người lao động. Trong một thời gian tương đối ngắn, bốn loại cobot riêng biệt đã được phát triển và khi ngành công nghiệp tiếp tục phát triển, nhiều loại khác có khả năng sẽ xuất hiện.

Chương 3: Ứng dụng và lợi ích của robot cộng tác (cobot) là gì?

Tác động của Robot cộng tác lên người lao động

Các công việc như đóng gói hàng hóa, sắp xếp lại hàng tồn kho và công việc lắp ráp dây chuyền thường lặp đi lặp lại và đơn điệu. Những loại công việc này có thể dẫn đến Chấn thương do lặp đi lặp lại (RSI), một tình trạng do thực hiện lặp đi lặp lại các chuyển động giống nhau.

Khi robot đảm nhiệm các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, con người có thể tập trung vào các trách nhiệm phức tạp và sáng tạo hơn, chẳng hạn như kiểm soát chất lượng hoặc bảo trì.

Việc giao cho người lao động các nhiệm vụ sáng tạo và hướng đến giải pháp không chỉ nâng cao sự hài lòng trong công việc mà còn thúc đẩy sự phát triển cá nhân. Cách tiếp cận này khuyến khích sự linh hoạt và đa dạng, góp phần tạo nên môi trường làm việc tích cực hơn. Các yếu tố như vậy giúp người lao động tìm thấy ý nghĩa lớn hơn trong vai trò của họ, dẫn đến sự gắn kết và năng suất tăng lên.

Ứng dụng của Robot cộng tác

Robot cộng tác, được trang bị nhiều công cụ và phần mềm trực quan, có khả năng xử lý nhiều nhiệm vụ khác nhau. Tính linh hoạt của chúng cho phép chúng tích hợp nhiều chức năng vào một quy trình tự động duy nhất. Mặc dù về mặt lý thuyết, cobot có thể được đào tạo cho nhiều ứng dụng, nhưng một số nhiệm vụ thường được tự động hóa, như được nêu dưới đây.

Chà nhám và đánh bóng

Các nhiệm vụ như chà nhám, đánh bóng hoặc cắt gờ đòi hỏi sự kiểm soát chính xác. Nhờ các cảm biến tích hợp, một robot cộng tác có thể đi theo các đường dẫn được chỉ định trong khi tác dụng một lực nhất quán lên bề mặt, đảm bảo chất lượng đồng đều. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để xử lý bề mặt gỗ, thép không gỉ hoặc kim loại.

Công việc vặn vít

Các nhiệm vụ vặn vít lặp đi lặp lại rất phù hợp với cobot. Với các công cụ và phần mềm phù hợp, cobot có thể được lập trình để căn chỉnh các vật thể một cách chính xác, tác dụng lực nhất quán và duy trì độ chính xác trong thời gian dài. Điều này là thách thức đối với con người nhưng có thể quản lý được đối với cobot hoạt động liên tục trong suốt một tuần làm việc.

Chọn và Đặt

Nhiệm vụ pick-and-place liên quan đến việc nhặt các vật thể từ thùng và sắp xếp chúng trên băng tải. Mặc dù ứng dụng này đơn giản, nhưng nó có thể trở nên phức tạp hơn với các công cụ bổ sung, chẳng hạn như kẹp đôi hoặc kẹp có thể điều chỉnh cho các vật liệu và kích thước khác nhau.

Nhặt thùng

Việc lấy hàng trong thùng tương tự như việc lấy và đặt nhưng liên quan đến việc lấy các mặt hàng từ một sự sắp xếp không chuẩn hóa. Sử dụng hệ thống thị giác và phần mềm thông minh, cobot có thể xác định và lấy từng mặt hàng từ thùng và cũng có thể cung cấp các mặt hàng cho băng chuyền.

Chăm sóc máy móc

Việc bảo dưỡng máy móc bao gồm việc lắp các bộ phận vào máy móc như máy tiện CNC hoặc thiết bị uốn. Bằng cách tự động hóa nhiệm vụ này, người vận hành được giải phóng để tập trung vào các hoạt động phức tạp hơn, tăng cường an toàn và năng suất trong khi cho phép kéo dài giờ hoạt động và tăng sản lượng.

Cobots và Palletizing

Robot cộng tác có thể hợp lý hóa đáng kể quy trình xếp pallet. Sử dụng kẹp chân không điện, cobot có thể nhấc hộp và đặt chúng lên pallet một cách hiệu quả. Những tiến bộ trong công nghệ đã loại bỏ nhu cầu về nguồn cung cấp khí và ống dẫn bên ngoài, đơn giản hóa quá trình tích hợp và giảm chi phí.

Kiểm tra và kiểm định chất lượng

Cobots rất hiệu quả trong việc thực hiện kiểm soát chất lượng và kiểm tra trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng có thể xử lý các nhiệm vụ như đặt các mặt hàng vào thiết bị thử nghiệm và phân loại chúng dựa trên các cuộc kiểm tra trực quan, nhờ công nghệ thị giác tiên tiến.

Dán và niêm phong

Dán keo và niêm phong là những nhiệm vụ lý tưởng cho robot cộng tác. Bằng cách gắn xi lanh keo hoặc chất bịt kín vào cobot, nó có thể đi theo một đường dẫn cụ thể và áp dụng chất kết dính một cách nhất quán, đảm bảo ứng dụng đồng đều.

Hàn và hàn điện

Hàn và hàn điện đòi hỏi độ chính xác cao, khiến robot cộng tác trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các nhiệm vụ này. Cobot cung cấp chất lượng và độ chính xác nhất quán trong các ứng dụng hàn và hàn điện, vượt qua khả năng của con người.

Các ngành công nghiệp khác nhau cho robot cộng tác

Robot cộng tác có khả năng thích ứng cao và có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Tính linh hoạt của chúng cho phép chúng được tích hợp hiệu quả vào nhiều lĩnh vực, mỗi lĩnh vực có những yêu cầu và thách thức riêng.

Ngành công nghiệp thực phẩm

Tự động hóa trong ngành thực phẩm đã tăng lên do các yếu tố như nhu cầu cao hơn và các quy định an toàn nghiêm ngặt hơn. Trong khi tự động hóa việc xử lý thực phẩm đặt ra những thách thức, những tiến bộ trong công nghệ cobot và kẹp đã giải quyết những vấn đề này, cho phép tích hợp hiệu quả.

Ngành công nghiệp nhựa

Ngành công nghiệp nhựa có đặc điểm là sản xuất khối lượng thấp, hỗn hợp cao, gây ra thách thức cho tự động hóa do thay đổi thường xuyên trong quy trình sản xuất. Robot cộng tác, với tính linh hoạt và dễ lập trình lại, đã thích ứng tốt với các yêu cầu này.

Ngành công nghiệp bao bì

Khi nhu cầu về các giải pháp đóng gói tùy chỉnh tăng lên, robot cộng tác ngày càng được sử dụng nhiều hơn cho các nhiệm vụ như đóng gói sản phẩm vào hộp và xếp chúng lên pallet. Cobot có thể xử lý các nhiệm vụ lặp đi lặp lại về mặt vật lý, cải thiện cả hiệu quả sản xuất và sự hài lòng của người lao động.

Ngành công nghiệp điện tử

Trong ngành công nghiệp điện tử, nơi mà độ chính xác và xử lý cẩn thận các thành phần nhỏ là rất quan trọng, robot cộng tác được trang bị cảm biến tiên tiến rất phù hợp cho các nhiệm vụ như kiểm soát chất lượng và thử nghiệm. Độ nhạy và độ chính xác của chúng làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng này.

Ngành công nghiệp dược phẩm

Ngành công nghiệp dược phẩm được hưởng lợi từ tự động hóa do nhu cầu về độ chính xác cao và biên độ lỗi thấp trong sản xuất quy mô lớn. Robot cộng tác vượt trội trong việc duy trì hiệu suất nhất quán, giảm lỗi và cải thiện hiệu quả chung.

Ngành công nghiệp ô tô

Ngành công nghiệp ô tô từ lâu đã sử dụng robot công nghiệp để lắp ráp. Với nhu cầu ngày càng tăng về tùy chỉnh và sản xuất quy mô nhỏ, robot cộng tác hiện đang trở nên có giá trị đối với nhiều ứng dụng ô tô khác nhau.

Ngành công nghiệp kim loại

Trong ngành công nghiệp kim loại, nơi sản xuất khối lượng thấp, hỗn hợp cao là phổ biến, robot cộng tác có lợi thế do khả năng thích ứng của chúng. Chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ như hàn, hàn và nạp máy CNC một cách hiệu quả, đáp ứng các nhu cầu sản xuất đa dạng.

Lợi ích của Robot cộng tác

Robot cộng tác mang lại một số lợi thế, bao gồm:

Nhỏ gọn – Cobot nhỏ gọn và có thể tích hợp vào môi trường sản xuất mà không chiếm nhiều không gian.
Cài đặt và lập trình – Cobot dễ cài đặt và lập trình. Với phần mềm thân thiện với người dùng dành cho cả máy tính để bàn và điện thoại thông minh, chúng có thể hoạt động nhanh chóng.
Linh hoạt – Cobot có thể được lập trình dễ dàng để thực hiện các nhiệm vụ mới, giúp chúng linh hoạt trong nhiều giai đoạn khác nhau của quy trình sản xuất.
Di động – Nhẹ và dễ di chuyển, cobot có thể được đặt trên các máy trạm di động để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau ở nhiều địa điểm khác nhau trong một cơ sở.
Nhất quán và Chính xác – Cobot thực hiện các hành động nhất quán với lực chính xác, đảm bảo chất lượng đồng đều và vị trí lắp ráp linh kiện chính xác.
Tác động tích cực đến nhân viên – Bằng cách xử lý các nhiệm vụ nguy hiểm hoặc đơn điệu, cobot cho phép nhân viên tập trung vào công việc sáng tạo và có ý nghĩa hơn, nâng cao sự hài lòng trong công việc.
Giảm chi phí sản xuất – Hiệu quả và khả năng sản xuất được cải thiện nhờ cobot góp phần tiết kiệm chi phí và cải thiện lợi nhuận.

Nhược điểm của Robot cộng tác

Robot cộng tác có thể cần một khu vực làm việc hạn chế để đảm bảo an toàn cho người lao động. Chi phí thiết lập ban đầu có thể cao và các biện pháp an toàn có thể làm chậm hoạt động. Cobot có thể cần dừng lại khi có người bước vào không gian làm việc của chúng, ảnh hưởng đến quy trình làm việc. Ngoài ra, một số cobot được thiết kế để làm chậm hoặc tắt hoàn toàn khi có sự hiện diện của con người, điều này có thể đòi hỏi các biện pháp an toàn tốn kém. Vì chúng dựa vào sự giám sát của con người nên chúng không thể hoạt động hoàn toàn độc lập.

Để đạt được sự tích hợp hiệu quả, có thể cần đầu tư đáng kể vào các biện pháp an toàn và vận hành. Sự phụ thuộc của robot cộng tác vào sự giám sát của con người có nghĩa là chúng không thể hoạt động mà không có sự hỗ trợ liên tục của con người.

Tiêu chuẩn an toàn của Robot cộng tác

Các thông số kỹ thuật RIA ISO/TS 15066 và tiêu chuẩn an toàn ISO 10218 cung cấp các hướng dẫn về hiệu suất an toàn và chức năng của robot cộng tác. Được xuất bản vào năm 2016, tài liệu RIA TR15.606-2016 Cobots phác thảo các yêu cầu an toàn cho hệ thống robot và robot cộng tác, phản ánh việc Hoa Kỳ áp dụng ISO/TS 15066. Theo TS 15066, giới hạn tốc độ và lực của robot cộng tác được cấu hình dựa trên diện tích tiếp xúc của con người, dữ liệu ứng dụng và các mối nguy hiểm trong không gian làm việc.

Hướng dẫn RIA TR15.806-2018 về Kiểm tra Lực và Áp suất trong Ứng dụng Robot Cộng tác cung cấp các hướng dẫn để đo các điều kiện thiết bị, phép đo thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm. Nó bao gồm các số liệu và phương pháp để đánh giá lực và áp suất liên quan đến cả tiếp xúc tạm thời và bán tĩnh trong các ứng dụng cộng tác.

Phần kết luận

Cobot đã san bằng sân chơi cho các ngành công nghiệp vừa và nhỏ. Trong nhiều năm, các ngành công nghiệp lớn đã được hưởng lợi từ tự động hóa bằng cách sử dụng robot công nghiệp truyền thống. Nhưng những robot đắt tiền, phức tạp và lớn này được tạo ra cho các hoạt động sản xuất khối lượng lớn, khối lượng nhỏ và liên tục, trái ngược với sản xuất hỗn hợp cao đặc trưng của các nhà sản xuất nhỏ hơn. Tự động hóa cộng tác đã trở thành công nghệ thích ứng, giá cả phải chăng và thân thiện với người dùng, cho phép các công ty ở mọi quy mô (và mọi trình độ năng lực kỹ thuật) cải thiện năng suất, chất lượng tốt hơn và phản ứng nhanh hơn với các nhu cầu khác nhau của khách hàng.