Robot công nghiệp là gì? Vai trò và ứng dụng của nó trong đời sống con người

Trong thời đại công nghệ phát triển vượt bậc, internet và các thiết bị tự động hóa đang dần thay thế vai trò của con người trong nhiều lĩnh vực sản xuất. Việc ứng dụng robot công nghiệp vào quy trình sản xuất đã trở thành lựa chọn ưu tiên của nhiều doanh nghiệp, đem lại hiệu quả cao. Hiện nay, robot công nghiệp đã được phát triển với nhiều loại và đặc điểm khác nhau, mang lại giá trị sử dụng và khả năng ứng dụng đa dạng. Cùng tìm hiểu chi tiết về robot công nghiệp là gì qua bài viết bên dưới nhé.

Robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp, hay còn gọi là "Industrial Robotics" trong tiếng Anh, là một loại máy móc được sử dụng trong sản xuất công nghiệp. Những robot này có tính tự động, có thể lập trình và có khả năng di chuyển trên hai hoặc nhiều trục khác nhau. Chúng thường được ứng dụng trong các quy trình như gia công CNC, hàn, sơn, lắp ráp, chọn và đặt linh kiện điện tử lên bảng mạch in, đóng gói và dán nhãn, xếp pallet, kiểm tra và thử nghiệm sản phẩm.

Ngày nay, các loại robot công nghiệp hiện đại không ngừng được con người nghiên cứu và cải tiến nhằm tăng cường năng suất lao động, thay thế con người thực hiện các công việc nặng nhọc hoặc làm việc trong những môi trường nguy hiểm.

Theo các tiêu chuẩn quốc tế, robot công nghiệp được định nghĩa như sau:

Tiêu chuẩn RIA (Mỹ): Theo Hiệp hội Robot Công nghiệp Hoa Kỳ, robot công nghiệp là một hoặc hai cánh tay đa năng có thể lập trình, được thiết kế để thay thế con người thực hiện các công việc khác nhau trong sản xuất.
Tiêu chuẩn AFNOR (Pháp): Theo tiêu chuẩn Pháp, robot công nghiệp là một cơ cấu có khả năng chuyển động theo chương trình đã được lập trình sẵn, thực hiện các công việc lặp đi lặp lại dựa trên hệ trục tọa độ.
Tiêu chuẩn ГОСТ 25686-85 (Nga): Robot công nghiệp được định nghĩa là một máy tự động, có thể được cố định hoặc di chuyển, liên kết giữa một cánh tay máy và hệ thống điều khiển chương trình, có khả năng lặp lại các thao tác để thực hiện các chức năng di chuyển và điều khiển trong quy trình sản xuất.

Cấu tạo của robot công nghiệp là gì?

Một robot công nghiệp tiêu chuẩn thường bao gồm các bộ phận chính sau:

Bộ điều khiển: Đây là trung tâm điều hành của robot, giống như bộ não của con người. Nó cung cấp bộ nhớ và khả năng xử lý cần thiết để robot thực hiện các hoạt động phức tạp.
Cảm biến: Robot được trang bị các cảm biến để có thể nhận diện và thu thập thông tin từ môi trường xung quanh, đóng vai trò như đôi mắt và tai của robot.
Bộ truyền động và nguồn cung cấp năng lượng: Robot có thể sử dụng các loại bộ truyền động khác nhau, bao gồm truyền động điện, khí nén, thủy lực, hoặc các dạng truyền động khác, để chuyển đổi năng lượng thành chuyển động hoặc các hoạt động cần thiết.
Cánh tay robot: Được thiết kế để mô phỏng cánh tay của con người, cánh tay robot bao gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng các khớp linh hoạt như khớp gấp hoặc khớp xoay. Các khớp này có thể được lập trình để thực hiện các chuyển động chính xác theo yêu cầu.
Công cụ cuối cánh tay hoặc bộ dụng cụ thao tác: Đây là các công cụ hoặc thiết bị gắn ở phần cuối của cánh tay robot để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, như tay gắp, tay kẹp, máy quay, đầu hàn, và các thiết bị khác phù hợp với ứng dụng cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống robot công nghiệp

Sau khi biết được khái niệm robot công nghiệp là gì cũng như cấu tạo của nó. Tiếp theo FPT Shop sẽ chia sẻ cho bạn về cách thức hoạt động của robot công nghiệp.

Robot công nghiệp đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ sản xuất khác nhau nhờ vào sự kết hợp của các cảm biến, bộ điều khiển và hệ thống cơ cấu. Chúng hoạt động theo chu kỳ chuyển động được lập trình sẵn bởi nhà sản xuất, cho phép lặp đi lặp lại các quy trình mà không cần sự can thiệp thường xuyên của con người. Ngày nay, robot đã được phát triển đến mức có thể hoạt động một cách hiệu quả với mức độ can thiệp tối thiểu. Chúng có thể được triển khai trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau hoặc tại những nơi con người khó tiếp cận, chẳng hạn như không gian vũ trụ, môi trường nhiệt độ cực cao, hoặc đáy đại dương.

Thêm vào đó, robot công nghiệp còn được thiết kế để hoạt động trong các môi trường nguy hiểm, như kiểm tra các chất phóng xạ hoặc vô hiệu hóa bom mìn. Sau khi được lập trình, chúng có khả năng di chuyển theo ba trục hoặc hơn, cho phép thực hiện các công việc như hàn, lắp ráp, sơn, và nhiều tác vụ công nghiệp khác.

Phân loại robot công nghiệp

Phân loại robot công nghiệp dựa trên công dụng

Robot công nghiệp hàn tự động:

Robot hàn là loại robot đã được lập trình trước, giúp tự động hóa toàn bộ quá trình hàn cơ khí cho doanh nghiệp. Tùy vào yêu cầu sử dụng, thị trường cung cấp nhiều loại robot hàn khác nhau như hàn tích, hàn dây, hàn điểm, hay hàn laser. Robot hàn thường được tích hợp vào các dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi độ chính xác và tính phức tạp cao, như sản xuất ô tô, xe máy, ống dẫn, hoặc giá đỡ. Chúng giúp tăng hiệu suất so với lao động thủ công truyền thống. Trong hơn 50 năm qua, ngành sản xuất ô tô đã trải qua nhiều cải tiến và đổi mới, và robot hàn đã trở thành một phần không thể thiếu, chiếm tới 40% trong dây chuyền sản xuất của các hãng như Ford, Mercedes, Toyota, Honda, Nissan, và nhiều hãng khác.

Robot công nghiệp cắt:

Robot cắt được trang bị đầu cắt sử dụng tia laser công suất cao hoặc lưỡi dao CNC, thích hợp cho việc cắt các vật liệu cứng với số lượng lớn. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như gia công kim loại tấm, hàng không, vũ trụ, điện tử, thiết bị điện, phụ kiện ống, ô tô, thực phẩm, máy móc kỹ thuật, linh kiện chính xác, đóng tàu, thiết bị luyện kim, thang máy, và trang trí, quảng cáo.

Robot gắp sản phẩm:

Lắp ráp: Robot cánh tay thực hiện việc nhặt một bộ phận (linh kiện) từ băng chuyền và đặt nó lên bộ phận khác, sau đó chuyển sản phẩm đã lắp ráp hoàn chỉnh sang băng chuyền kế tiếp.
Đóng gói: Robot gắp sản phẩm đặt các sản phẩm vào thùng chứa ở tốc độ cao.
Chọn thùng (Bin Picking): Nhờ các cảm biến nhận diện tiên tiến, robot có thể nhặt và phân loại các bộ phận trong thùng chứa, ngay cả khi có nhiều loại sản phẩm khác nhau.
Kiểm tra: Tích hợp hệ thống kiểm tra bằng hình ảnh, robot có thể nhanh chóng phát hiện các sản phẩm lỗi đang di chuyển trên băng chuyền.

Robot sơn:

Robot sơn được sử dụng để phủ sơn lên bề mặt của vật liệu như gỗ, thép, nhựa. Chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phun sơn tĩnh điện tự động, giúp công việc sơn trở nên nhanh chóng, đồng đều, và liên tục.

Robot Pallet:

Robot Pallet được thiết kế để chuyên dụng cho việc đóng gói, xếp các pallet và sản phẩm thành phẩm như thùng carton, túi, bao, hộp, chai lọ trong nhiều ngành sản xuất khác nhau. Cấu trúc của robot này đơn giản, dễ bảo trì và sửa chữa. Tất cả các thao tác vận hành đều được hiển thị trên màn hình điều khiển và robot có thể hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí nhân công.

Robot 3D scanner:

Robot kết hợp với máy quét 3D để thực hiện việc quét tự động nhiều mô hình liên tục. Đầu cánh tay robot được gắn với máy quét 3D, giúp linh hoạt thu lại các file mô hình 3D của vật mẫu. Robot scanner có thể hoạt động liên tục nhiều giờ theo quy trình cài đặt mà không cần sự can thiệp nhiều từ con người.

Robot công nghiệp hợp tác (Co-bot):

Cobot là loại robot được thiết kế để làm việc trực tiếp cùng con người trong quá trình sản xuất. Mặc dù bất kỳ robot nào có cơ chế an toàn phù hợp đều có thể được coi là robot cộng tác, nhưng cobot có thiết kế đặc biệt, thân thiện với người dùng, có tính đa dụng, không gian lắp đặt nhỏ, và giá cả hợp lý.

Phân loại robot theo lĩnh vực ngành nghề:

Robot cho ngành sản xuất ô tô, xe máy.
Robot cho gia công cơ khí.
Robot cho ngành dược phẩm và y tế.
Robot cho ngành hóa chất.
Robot cho công nghiệp gỗ.
Robot cho ngành chế tạo linh kiện điện tử.

Xem thêm:

Ứng dụng của robot công nghiệp là gì trong các lĩnh vực

Robot công nghiệp hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề nhờ vào tính linh hoạt và hiệu quả cao của chúng. Các thiết bị này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn có thể làm việc trong những môi trường đặc thù và nguy hiểm.

Bảo mật

Công việc bảo vệ thường tiềm ẩn nhiều rủi ro, do đó, việc sử dụng robot công nghiệp là một giải pháp lý tưởng. Các công ty phát triển robot hiện đang thử nghiệm việc kết hợp robot bảo vệ với các chuyên gia an ninh. Knightscope, một công ty nổi tiếng ở Mỹ, đã phát triển robot an ninh tự động có khả năng hỗ trợ nhân viên an ninh với trí tuệ nhân tạo thời gian thực. Những robot này có thể giúp đối phó với các tình huống nguy hiểm như cướp có vũ trang, trộm cắp, hay bạo lực gia đình.

Khám phá không gian

Không gian chứa đựng nhiều nguy hiểm đối với con người, khiến robot trở thành công cụ tuyệt vời để thực hiện các nhiệm vụ như thu thập mẫu vật trên sao Hỏa, sửa chữa tàu không gian,... NASA và các tổ chức không gian khác sử dụng robot và các phương tiện tự hành để thực hiện những nhiệm vụ mà con người không thể tiếp cận.

Giải trí

Robot cũng góp phần quan trọng trong ngành giải trí. Dù chúng không thể làm diễn viên hay nghệ sĩ, robot vẫn đóng vai trò quan trọng trong hậu trường như tạo hiệu ứng đặc biệt cho phim ảnh. Công viên giải trí như Disney World cũng sử dụng robot để nâng cao trải nghiệm của khách tham quan.

Chăm sóc sức khỏe

Robot đã cách mạng hóa lĩnh vực chăm sóc sức khỏe bằng việc hỗ trợ bác sĩ trong các thao tác chính xác, dùng làm tay chân giả, hay cung cấp liệu pháp cho bệnh nhân. Ví dụ, robot phẫu thuật da Vinci giúp bác sĩ thực hiện các ca mổ phức tạp ở tim, đầu, cổ, và các khu vực khó tiếp cận khác.

Thám hiểm dưới nước

Robot được sử dụng để thám hiểm những nơi khó tiếp cận như đại dương sâu thẳm. Ở độ sâu lớn, áp lực nước tăng lên đáng kể, làm cho con người và các thiết bị như tàu ngầm khó hoạt động. Do đó, các robot điều khiển từ xa được thiết kế đặc biệt để thám hiểm đáy biển, thu thập dữ liệu và hình ảnh về hệ sinh thái dưới nước.

Sản xuất

Trong ngành sản xuất, có nhiều công việc lặp đi lặp lại và không đòi hỏi nhiều về tư duy như hàn, lắp ráp, đóng gói. Robot công nghiệp có thể được lập trình để thực hiện những nhiệm vụ này với độ chính xác cao. Chúng cũng là lựa chọn tối ưu cho các quy trình sản xuất nguy hiểm có thể gây hại cho con người.

Quân đội

Trong lĩnh vực quân sự, robot có nhiều ứng dụng như máy bay không người lái, hệ thống vũ khí tự động, và robot y tế. Một số loại robot quân sự phổ biến bao gồm MAARS, DOGO,...

Dịch vụ khách hàng

Một số robot được thiết kế với ngoại hình giống con người để sử dụng trong ngành dịch vụ khách hàng. Ví dụ như Nadine, một robot hình người tại Singapore, có khả năng nhận diện người đã gặp trước đó, giao tiếp bằng mắt, bắt tay, và trò chuyện một cách tự nhiên.

Các hãng sản xuất robot hàng đầu trên thế giới

Mặc dù robot công nghiệp vẫn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu, lĩnh vực này đang được chú trọng đầu tư hàng đầu hiện nay. Nhiều công ty danh tiếng đã và đang tham gia nghiên cứu và phát triển công nghệ robot công nghiệp, tiêu biểu như:

Fanuc: Một công ty hàng đầu từ Nhật Bản chuyên về sản xuất robot công nghiệp cho ngành ô tô và hàng không.
Yaskawa: Nhà sản xuất robot công nghiệp đa ngành nghề đến từ Nhật Bản, với hơn 100 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này.
Epson Robotics: Được biết đến với việc sản xuất các loại robot có độ chính xác cao, đây là một thương hiệu nổi tiếng từ Nhật Bản.
ABB Robotics: Công ty hàng đầu Thụy Sĩ chuyên cung cấp robot cho ngành sản xuất linh kiện ô tô, với các sản phẩm chất lượng cao và tiên tiến.
Nachi-Fujikoshi: Một trong những công ty dẫn đầu về sản xuất robot công nghiệp tại Nhật Bản. Sản phẩm của họ được nhiều tập đoàn lớn như Samsung sử dụng rộng rãi.
Panasonic Robotics: Thương hiệu đa ngành nổi tiếng của Nhật Bản, không chỉ sản xuất đồ gia dụng như tủ lạnh và điều hòa mà còn tự phát triển robot để tối ưu hóa chi phí vận hành.
Kuka: Một thương hiệu từ Đức đã được tập đoàn Midea của Trung Quốc mua lại vào năm 2016. Kuka nổi bật với đội ngũ kỹ sư chất lượng cao và có tay nghề chuyên môn giỏi.
Adept Technology Inc.: Thương hiệu nổi tiếng tại Mỹ, sau khi được OMRON của Nhật Bản mua lại vào năm 2015, vẫn giữ vững giá trị cốt lõi và được nhiều công ty sản xuất tin dùng.

Xem thêm:

Tạm kết

Trên đây là những thông tin về khái niệm robot công nghiệp là gì, lợi ích và các ứng dụng thực tế của robot công nghiệp. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức bổ ích.

Hiện tại FPT Shop đang kinh doanh đa dạng các mẫu laptop mới nhất với đầy đủ các công nghệ hiện đại, hỗ trợ tốt nhất trong quá trình học tập và làm việc cho bạn. Tham khảo nhanh tại đây: Laptop.