Sự phát triển của tự động hóa đang làm thay đổi cách con người và máy móc phối hợp trong môi trường sản xuất. Bên cạnh robot công nghiệp truyền thống, robot cobot đang ngày càng được quan tâm nhờ khả năng làm việc linh hoạt và hỗ trợ trực tiếp cho con người trong nhiều công đoạn. Không chỉ đảm nhiệm các thao tác lặp lại, cobot còn có thể được triển khai tại những khu vực có không gian hạn chế và thay đổi nhiệm vụ tương đối nhanh. Hãy cùng tin tức sidonn tìm hiểu chi tiết về cobot trong bài viết dưới đây.
Robot cobot là gì? Robot cộng tác là gì?
Cobot là cách gọi ngắn của Collaborative Robot, hay còn được gọi là robot cộng tác. Đây là dòng robot được thiết kế để có thể phối hợp với con người trong cùng một không gian làm việc, thay vì nhất thiết phải hoạt động trong khu vực được ngăn cách bằng hàng rào bảo vệ như nhiều robot công nghiệp truyền thống.
Về hình thức, cobot thường có thiết kế cánh tay robot nhiều khớp, kích thước tương đối nhỏ gọn và có thể được lắp đặt trên bàn, bệ hoặc các vị trí khác nhau tùy ứng dụng.
Điểm nổi bật của robot cộng tác nằm ở khả năng cảm nhận môi trường và thực hiện các chức năng an toàn phù hợp với ứng dụng. Khi được thiết kế, cấu hình và triển khai đúng tiêu chuẩn, cobot có thể hỗ trợ con người trong những công việc cần độ chính xác, tính lặp lại hoặc sức nâng mà con người khó duy trì trong thời gian dài.
Ví dụ, trong một dây chuyền lắp ráp, người công nhân có thể đặt linh kiện vào vị trí, trong khi cobot thực hiện thao tác siết vít. Ở một ứng dụng khác, công nhân kiểm tra sản phẩm còn robot thực hiện việc gắp và đặt sản phẩm lên băng tải. Mô hình này tạo nên sự kết hợp giữa tính linh hoạt của con người và khả năng lặp lại chính xác của robot.
Cấu tạo của robot cobot
Một cobot hoàn chỉnh bao gồm nhiều thành phần phối hợp với nhau để thực hiện nhiệm vụ và kiểm soát chuyển động.
Cánh tay robot
Cánh tay là bộ phận trực tiếp thực hiện thao tác. Cobot phổ biến có nhiều khớp chuyển động, cho phép đầu công tác tiếp cận các vị trí khác nhau.
Tùy mẫu robot cobot, cánh tay có thể được thiết kế với tải trọng và tầm với khác nhau. Những mẫu nhỏ phù hợp với lắp ráp hoặc thao tác trên bàn, trong khi các mẫu tải trọng lớn hơn có thể được sử dụng cho palletizing, machine tending hoặc vận chuyển sản phẩm.
Cảm biến và hệ thống an toàn
Cảm biến là thành phần quan trọng giúp cobot phát hiện những thay đổi trong quá trình hoạt động. Một số robot có khả năng giám sát lực và mô-men xoắn tại các khớp. Khi phát hiện tình huống bất thường, hệ thống có thể giảm tốc hoặc dừng chuyển động theo cấu hình an toàn.
Bộ điều khiển
Bộ điều khiển tiếp nhận dữ liệu từ robot cobot và cảm biến, sau đó tính toán chuyển động để cánh tay thực hiện nhiệm vụ. Người vận hành có thể lập trình robot thông qua bộ điều khiển hoặc thiết bị hướng dẫn tùy từng nền tảng. Một số cobot hỗ trợ phương pháp dạy robot trực quan, giúp người dùng thiết lập thao tác mà không cần phải viết chương trình phức tạp.
End-effector
End-effector là công cụ được gắn ở đầu cánh tay robot cobot để thực hiện công việc. Tùy ứng dụng, cobot có thể sử dụng:
- Kẹp cơ khí.
- Kẹp chân không.
- Đầu siết vít.
- Đầu hàn.
- Công cụ đánh bóng.
- Thiết bị phun keo.
- Camera hoặc hệ thống vision.
Chính khả năng thay đổi end-effector giúp một cobot có thể được sử dụng cho nhiều công đoạn khác nhau.
Robot cobot hoạt động như thế nào?
Quy trình cơ bản của một robot cộng tác thường bắt đầu bằng việc xác định nhiệm vụ cần tự động hóa. Người vận hành sau đó thiết lập chương trình chuyển động, vị trí và tốc độ cho robot.
Khi hệ thống được kích hoạt, robot cobot di chuyển theo chương trình đã thiết lập và liên tục nhận dữ liệu từ các cảm biến. Nếu ứng dụng có camera vision, hệ thống còn có thể nhận diện vị trí, hình dạng hoặc trạng thái của sản phẩm.
Ví dụ, trong công đoạn gắp linh kiện, camera xác định vị trí sản phẩm → phần mềm xử lý dữ liệu → cobot nhận tọa độ → cánh tay di chuyển tới vị trí → gripper gắp linh kiện → robot đặt linh kiện vào vị trí cần thiết.
Với những ứng dụng có con người cùng làm việc, các chức năng an toàn phải được thiết kế dựa trên đánh giá rủi ro của toàn bộ hệ thống chứ không chỉ riêng cánh tay robot.
Ứng dụng phổ biến của robot cobot
Lắp ráp linh kiện
Đây là ứng dụng phù hợp với robot cobot nhờ yêu cầu về độ chính xác và tính lặp lại. Robot có thể thực hiện các thao tác gắp, đặt, lắp linh kiện hoặc siết vít.
Trong khi đó, con người có thể phụ trách các công đoạn cần kiểm tra, xử lý các trường hợp đặc biệt hoặc cung cấp linh kiện.
Gắp và đặt sản phẩm
Cobot có thể được sử dụng để pick and place các sản phẩm từ vị trí này sang vị trí khác. Khi kết hợp với camera, robot có thể xác định vị trí sản phẩm thay vì chỉ hoạt động theo một tọa độ cố định.
Vận hành máy móc
Trong gia công cơ khí, robot cobot có thể đưa phôi vào máy CNC, lấy sản phẩm sau gia công và chuyển sang công đoạn tiếp theo. Giải pháp này đặc biệt hữu ích khi công việc có tính lặp lại cao và cần robot liên tục cấp liệu cho máy.
Palletizing
Cobot có thể thực hiện việc xếp thùng lên pallet theo mô hình được lập trình. Với những dòng robot có tải trọng phù hợp, đây là phương án giúp tự động hóa công đoạn đóng gói và vận chuyển cuối dây chuyền.
Kiểm tra chất lượng
Khi kết hợp với camera hoặc hệ thống vision, cobot có thể thực hiện kiểm tra ngoại quan, đọc mã, xác định sản phẩm lỗi hoặc hỗ trợ đo lường. Robot đảm nhiệm chuyển động và thao tác, trong khi camera cung cấp dữ liệu hình ảnh để hệ thống phân tích.
Hàn và gia công bề mặt
Một số robot cobot được sử dụng trong hàn, đánh bóng, chà nhám hoặc các công việc xử lý bề mặt. Đặc biệt, robot có thể duy trì đường đi và tốc độ ổn định, giúp quá trình thực hiện đồng đều hơn.
Ưu điểm của robot cộng tác
- Linh hoạt: Cobot thường có thiết kế nhỏ gọn, có thể bố trí tại nhiều vị trí và thay đổi nhiệm vụ tương đối thuận tiện.
- Dễ triển khai: So với một số cell robot công nghiệp lớn, hệ thống cobot cho những ứng dụng phù hợp có thể có cấu hình đơn giản hơn.
- Hỗ trợ người lao động: Robot Cobot có thể đảm nhận các công việc lặp lại, nặng hoặc gây mệt mỏi, giúp con người tập trung vào những nhiệm vụ cần kỹ năng và phán đoán.
- Khả năng tái sử dụng: Một cobot có thể được lập trình lại để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau khi nhu cầu sản xuất thay đổi.
- Tiết kiệm không gian: Nhiều ứng dụng cobot có thể được triển khai trong diện tích tương đối nhỏ.
- Dễ kết hợp với công nghệ khác: Cobot có thể tích hợp camera vision, cảm biến lực, băng tải, máy CNC, PLC và nhiều thiết bị tự động hóa khác.
Robot cobot khác robot công nghiệp truyền thống như thế nào?
Cobot và robot công nghiệp truyền thống đều có thể thực hiện các thao tác tự động nhưng được thiết kế với những định hướng khác nhau.
| Tiêu chí | Robot cobot | Robot công nghiệp truyền thống |
|---|---|---|
| Mục tiêu | Làm việc phối hợp với con người trong ứng dụng phù hợp | Tự động hóa cell sản xuất |
| Kích thước | Thường nhỏ gọn hơn | Có nhiều dòng kích thước lớn |
| Tải trọng | Thường từ nhỏ đến trung bình, tùy dòng | Có thể rất lớn |
| Tốc độ | Thường ưu tiên khả năng cộng tác và an toàn | Có thể đạt tốc độ cao |
| Không gian | Linh hoạt, phù hợp nhiều khu vực | Thường cần cell robot được thiết kế riêng |
| Lập trình | Có nhiều phương thức trực quan | Thường yêu cầu kỹ thuật chuyên môn cao hơn |
| Ứng dụng | Lắp ráp, gắp đặt, machine tending, kiểm tra… | Hàn, sơn, palletizing, gia công, lắp ráp tốc độ cao… |
Không nên hiểu rằng cobot luôn tốt hơn robot công nghiệp truyền thống. Việc lựa chọn phụ thuộc vào tải trọng, tốc độ, chu kỳ sản xuất, yêu cầu an toàn, không gian và mức độ phức tạp của ứng dụng.
Với thiết kế linh hoạt, khả năng lập trình lại và các tính năng hỗ trợ an toàn, robot cobot đang trở thành một lựa chọn đáng chú ý cho các doanh nghiệp muốn từng bước tự động hóa dây chuyền. Khi kết hợp với AI Vision, cảm biến lực, AMR và các hệ thống điều khiển, cobot có tiềm năng trở thành một thành phần quan trọng trong nhà máy thông minh và mô hình sản xuất linh hoạt.