Trong thời đại công nghệ 4.0 hiện nay hay thời đại 5.0 sắp đến, sự kết hợp giữa con người và công nghệ ngày càng trở nên phổ biến hơn bao giờ hết. Cobot là gì? Cobot (collaborative robot, robot cộng tác) là loại robot được thiết kế để làm việc trực tiếp cạnh con người trong cùng không gian sản xuất mà không cần rào chắn. Bài viết giải thích định nghĩa cobot, đặc điểm, khác biệt so với robot công nghiệp truyền thống, các nhiệm vụ và ứng dụng theo ngành.
1. Cobot là gì?
Cobot là gì? Cobot (hay còn gọi là collaborative robot) là một loại robot được thiết kế để làm việc cùng con người trong một môi trường sản xuất hoặc làm việc.
Sự khác biệt chính giữa cobot và robot công nghiệp truyền thống là cobot được thiết kế để có khả năng tương tác an toàn và hiệu quả với con người, thường là bằng cách sử dụng cảm biến và công nghệ điều khiển tiên tiến.
Cobot thường được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ như lắp ráp sản phẩm, đóng gói, vận chuyển hàng hóa và nhiều tác vụ khác trong môi trường sản xuất, nhằm tăng cường hiệu suất và linh hoạt, đồng thời giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và tăng tính an toàn.
Cobot được thiết kế để làm việc cùng con người
2. Đặc điểm của robot cộng tác cobot
Cobot, hay robot cộng tác, có một số đặc điểm chính sau:
1. An toàn khi làm việc cùng con người: Cobots được thiết kế với tính năng an toàn cao để có thể làm việc gần con người mà không gây nguy hiểm. Chúng thường được trang bị cảm biến an toàn và hệ thống giảm lực để phát hiện và tránh va chạm với con người.
Cobot có tính an toàn cao
2. Khả năng tương tác: Cobot có khả năng tương tác trực tiếp với con người trong quá trình làm việc. Điều này có thể bao gồm việc hợp tác trong việc lắp ráp, vận chuyển, hoặc thậm chí là việc chia sẻ không gian làm việc một cách an toàn.
3. Dễ dàng triển khai và tích hợp: Cobots thường có thiết kế nhỏ gọn và linh hoạt, giúp dễ dàng triển khai trong các môi trường sản xuất khác nhau mà không cần phải thay đổi quá nhiều về cơ sở hạ tầng.
4. Linh hoạt và đa dạng: Cobots được thiết kế để có khả năng thích ứng với nhiều loại tác vụ khác nhau. Chúng có thể được lập trình lại nhanh chóng để thực hiện các nhiệm vụ mới mà không cần phải thay đổi cấu trúc vật lý của chúng.
Khả năng thích ứng của Cobot rất lớn
5. Tăng cường hiệu suất và linh hoạt: Sử dụng cobot trong quá trình sản xuất thường dẫn đến tăng cường hiệu suất và linh hoạt, giúp tối ưu hóa quy trình làm việc và giảm thiểu thời gian không hiệu quả.
6. Chi phí thấp: So với robot công nghiệp truyền thống, cobot thường có giá thành đầu tư ban đầu thấp hơn, giúp các doanh nghiệp vừa và nhỏ có thể tiếp cận công nghệ này một cách dễ dàng hơn.
3. So sánh cobot và robot công nghiệp truyền thống
Cobot
Robot
Tính tương tác
Cobot được sinh ra để làm việc cùng con người nên tính tương tác cao.
Phục vụ việc sản xuất công ngiệp, ít tiếp xúc với con người.
Tính linh hoạt
Cobot có thể hoạt động linh hoạt tùy vào mục đích của con người.
Làm các công việc cố định.
Lập trình
Cobot được lập trình tương đối dễ dàng, ít tốn kém và gọn nhẹ.
Phức tạp và tốn nhiều nguồn lực.
Tính thân thiện
Cobot thân thiện hơn với con người.
Hoạt động độc lập và tách biệt với con người
4. Các nhiệm vụ của Robot cộng tác Cobot là gì
Chà nhám và đánh bóng: Đánh bóng, mài mòn hoặc chà nhám đòi hỏi sự kiểm soát chính xác. Nhờ vào các cảm biến tích hợp, cobot có khả năng di chuyển theo bất kỳ đường viền nào và áp dụng một lực không đổi lên bề mặt, đảm bảo chất lượng nhất quán. Điều này rất lý tưởng cho việc xử lý bề mặt của các vật liệu như gỗ, thép không gỉ hoặc kim loại.
Vặn vít: Các nhiệm vụ đơn giản như vặn vít lặp đi lặp lại là hoàn hảo cho cobot. Với các công cụ và phần mềm phù hợp, robot có thể dễ dàng được lập trình để căn chỉnh vật thể với một lỗ, đặt các bộ phận một cách chính xác và áp dụng lực liên tục. Điều này có thể duy trì trong thời gian dài mà con người không thể, giúp tăng cường hiệu suất.
Các cobot có thể thực hiện nhiều chức vụ khác nhau
Chọn và đặt: Công việc nhặt và đặt đối tượng là một quy trình đơn giản cho cobot. Ví dụ, chọn các bộ phận từ thùng và sắp xếp chúng trên dây chuyền lắp ráp. Mặc dù đơn giản ở cấp độ cơ bản, nhưng khi cần nhiều công cụ hơn, quy trình này có thể trở nên phức tạp hơn, như sử dụng các kẹp nhạy cảm hoặc sắp xếp các vật có kích thước khác nhau.
Bảo dưỡng máy móc: Việc bảo dưỡng máy là việc đặt các bộ phận vào máy tiện CNC hoặc máy uốn. Trong khi cobot thực hiện công việc này, con người có thể tập trung vào các nhiệm vụ khác, cải thiện sự an toàn và tăng cường năng suất.
Palletizing: Xếp hộp lên pallet có thể được thực hiện hiệu quả hơn với cobot. Các hộp được gắp bằng máy kẹp chân không điện và đặt lên pallet. Công nghệ mới giúp giảm chi phí và tiếng ồn, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp.
Kiểm tra và kiểm tra chất lượng: Cobots có thể hữu ích cho việc kiểm tra và kiểm tra chất lượng trong nhiều ngành công nghiệp. Chẳng hạn, một cobot có thể đặt các đối tượng vào thiết bị thử nghiệm và sau đó sắp xếp chúng, cũng như thực hiện kiểm tra trực quan thông qua công nghệ thị giác.
Một cobot đang thực hiện kiểm tra chất lượng
Dán và niêm phong: Dán và niêm phong là các nhiệm vụ lý tưởng cho cobot. Cobot có thể di chuyển dọc theo con đường mong muốn và phân phối đều chất kết dính hoặc chất niêm phong.
Hàn: Cobots có thể đảm nhận các công việc hàn với độ chính xác cao hơn con người, mang lại chất lượng ổn định hơn và có thể áp dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
5. Ứng dụng của cobot trong các ngành công nghiệp cụ thể
Ngành công nghiệp thực phẩm: Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nhu cầu tự động hóa đã tăng lên do sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng, yêu cầu về an toàn thực phẩm cũng như an toàn lao động. Tuy nhiên, tự động hóa trong ngành này phức tạp hơn do robot công nghiệp gặp khó khăn trong việc xử lý trực tiếp các sản phẩm thực phẩm. Sự xuất hiện của cobots và công nghệ gắp mới đã giúp giải quyết vấn đề này.
Cobot thường đóng vai trò tối ưu quan trọng trong chuỗi sản xuất
Ngành công nghiệp nhựa: Ngành công nghiệp nhựa thường sản xuất với số lượng ít nhưng đa dạng. Điều này làm cho việc tự động hóa trở nên phức tạp hơn do quy trình sản xuất thường thay đổi. Cobots đã thúc đẩy sự tiến bộ trong ngành này bởi tính linh hoạt và khả năng học hỏi thao tác mới của chúng.
Ngành công nghiệp bao bì: Trong ngành công nghiệp bao bì, nhu cầu về các sản phẩm nhỏ và tùy chỉnh đang gia tăng. Cobots phản ứng linh hoạt với điều này, có thể thực hiện các tác vụ đóng gói đơn giản và xếp hàng lên pallet. Việc giảm bớt công việc vật lý lặp đi lặp lại giúp tăng cường năng suất và hạnh phúc của nhân viên.
Ngành công nghiệp điện tử: Trong ngành công nghiệp điện tử, các sản phẩm thường nhỏ và đòi hỏi xử lý cẩn thận. Cobots được trang bị nhiều cảm biến khác nhau, giúp chúng thích hợp với các ứng dụng nhạy cảm như kiểm tra chất lượng hoặc thử nghiệm.
Ngành công nghiệp điện tử thường được lấy làm ví dụ cho môi trường kiểu mẫu khi làm việc với cobot
Ngành công nghiệp dược phẩm: Ngành công nghiệp dược phẩm thường làm việc với số lượng lớn và yêu cầu kiểm tra chất lượng chặt chẽ. Tự động hóa là lựa chọn lý tưởng ở đây, với cobots mang lại tính chính xác và ổn định trong quy trình sản xuất.
Ngành công nghiệp ô tô: Công nghiệp ô tô đã lâu đã sử dụng robot để lắp ráp xe hơi. Sự phát triển của cobots ngày nay cung cấp sự linh hoạt và tính tùy chỉnh cao hơn cho ngành này.
Ngành công nghiệp kim loại: Sản xuất kim loại với số lượng ít và đa dạng ngày càng phổ biến. Môi trường này lý tưởng cho sự linh hoạt của cobots, giúp chúng nhanh chóng thích ứng với các yêu cầu sản xuất động đạc. Cobots có thể thực hiện nhiều tác vụ như hàn, tải máy CNC và ép phanh trong ngành này.
6. Lịch sử phát triển của Cobot
Lịch sử phát triển của cobot bắt đầu từ những năm đầu của thế kỷ 21 và đã trải qua một hành trình phát triển đầy thú vị và đổi mới. Dưới đây là một tóm tắt về lịch sử này:
1. Thập kỷ 2000: Trong những năm đầu của thế kỷ 21, các nhà sản xuất robot bắt đầu nghiên cứu và phát triển các loại robot có khả năng làm việc cùng con người trong môi trường làm việc. Các công ty tiên phong trong lĩnh vực này bao gồm Universal Robots, Rethink Robotics và KUKA.
2. Thập kỷ 2010: Trong thập kỷ này, công nghệ cobot tiếp tục phát triển mạnh mẽ, với sự ra đời của các thế hệ cobot mới với khả năng tương tác và linh hoạt cao hơn. Các công ty trong ngành công nghiệp ô tô, sản xuất và dịch vụ logistic bắt đầu áp dụng cobots vào quy trình sản xuất của họ.
Công nghệ cobot tiếp tục phát triển mạnh mẽ
3. Thập kỷ 2020: Trong những năm gần đây, cobot đã trở thành một phần không thể thiếu trong cảnh quan sản xuất công nghiệp. Các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo AI và học máymachine learning được tích hợp vào các cobot, giúp chúng trở nên thông minh và linh hoạt hơn trong việc thích ứng với môi trường làm việc.
4. Tương lai: Dự báo cho tương lai của cobot là tiếp tục phát triển và tiến xa hơn trong hợp tác với con người trong môi trường làm việc. Các ứng dụng mới và tiềm năng trong các lĩnh vực như y tế, dịch vụ và giáo dục đang được khám phá. Cobots có thể sẽ trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hàng ngày của chúng ta, hỗ trợ con người trong nhiều khía cạnh khác nhau.
Trong khi công nghệ tiếp tục phát triển và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra, cobot không chỉ là một khái niệm mà còn là một phần không thể thiếu của tương lai sản xuất và công nghiệp. Khả năng cộng tác giữa con người và cobot không chỉ tăng cường hiệu suất và linh hoạt trong quá trình sản xuất mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho sự phát triển và sáng tạo. Qua việc hiểu rõ về cobot, chúng ta có thể định hình một tương lai công nghiệp mà con người và công nghệ làm việc cùng nhau để tạo ra một thế giới phát triển và bền vững hơn.
Chọn thiết bị cho trạm cobot
Cobot cần một máy tính công nghiệp đứng giữa bộ điều khiển tay máy, camera thị giác và PLC của dây chuyền. Kỹ sư IPC247 xét ba tiêu chí khi chọn máy cho trạm cobot:
Cổng LAN riêng cho bộ điều khiển cobot và camera; USB 3.x nếu dùng camera công nghiệp; DIO cách ly để nhận tín hiệu dừng khẩn và rào quang.
Thiết kế không quạt, chịu rung, dải nhiệt −20…55 °C vì máy thường đặt ngay trên khung trạm.
Nguồn 9–36 V DC hoặc nguồn kép để dùng chung tủ điện với cobot.
Cobot (collaborative robot, robot cộng tác) là loại robot được thiết kế để làm việc trực tiếp cạnh con người trong cùng không gian sản xuất. Cobot dùng cảm biến lực, giới hạn tốc độ và hệ thống dừng khẩn để tránh gây thương tích, nên thường không cần rào chắn như robot công nghiệp truyền thống.
Cobot khác robot công nghiệp truyền thống ở điểm gì?
Robot công nghiệp làm việc trong lồng bảo vệ, tốc độ và tải trọng cao, lập trình phức tạp. Cobot có tải trọng nhỏ hơn, chạy chậm hơn, được lập trình bằng cách dắt tay hoặc giao diện kéo thả và có thể đặt ngay cạnh công nhân. Đổi lại, cobot linh hoạt hơn khi đổi sản phẩm.
Cobots có an toàn khi làm việc cạnh người không?
Cobot đạt an toàn khi được đánh giá rủi ro theo ISO 10218 và ISO/TS 15066 cho từng ứng dụng cụ thể. Bản thân cobot có cảm biến lực và dừng khi va chạm, nhưng dụng cụ gắp, vật gia công và tốc độ cài đặt vẫn quyết định mức an toàn thực tế.
Cobot phù hợp với ngành nào?
Cobot phù hợp với các ngành sản xuất lô nhỏ, đổi mã hàng thường xuyên như điện tử, nhựa, bao bì, kim loại và thực phẩm. Các tác vụ phổ biến gồm gắp đặt, vặn vít, chà nhám, xếp pallet, kiểm tra chất lượng và cấp phôi cho máy CNC.
