Hiện nay, từ việc lựa chọn và đặt vật liệu/ thành phẩm vào thùng đến hàn kim loại và các hoạt động khác trên dây chuyền lắp ráp, các nhà sản xuất nhận thấy robot cộng tác (Cobot) có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Ngoài ra, những Cobot này còn có khả năng làm việc an toàn bên cạnh con người, điều này lý giải vì sao chúng ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất.
Theo công ty nghiên cứu SkyQuest, giá trị thị trường robot cộng tác toàn cầu là 815,40 triệu USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ tăng từ 914,88 triệu USD vào năm 2023 lên 2.297,77 triệu USD vào năm 2031. Điều này cho thấy tỷ lệ tăng trưởng hàng năm (CAGR) là 12,2% từ năm 2024 đến 2031.
Một số ứng dụng tiêu biểu của Cobot bao gồm xử lý vật liệu, dán keo và niêm phong, kiểm soát chất lượng và thử nghiệm, giám sát máy móc, đóng gói và xếp hàng, mài, đánh bóng, mài nhẵn và chà nhám. Các nhà nghiên cứu SkyQuest dự đoán rằng ngành công nghiệp ô tô sẽ là lĩnh vực áp dụng Cobot lớn nhất, trong đó, các loại Cobot có khả năng xử lý tải trọng lên đến 5 kg là được ưa chuộng nhất.
Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR) mô tả bốn loại Cobot dựa trên mức độ cộng tác giữa con người và Robot. Các loại này bao gồm:
Mặt khác, theo ISO 10218 (phần 1 và 2) định nghĩa bốn loại Cobot khác nhau, tất cả đều có một số mức độ dừng an toàn, giảm tốc độ và khoảng cách, giới hạn lực, lực cản, và hướng dẫn bằng tay. Các loại robot ISO 10218 bao gồm:
Cobot có khả năng thực hiện những công việc đơn điệu, tẻ nhạt mà con người thường cảm thấy mệt mỏi, thậm chí là những nhiệm vụ có thể gây chấn thương hoặc nguy hiểm. Nhờ vào khả năng này, Cobot không chỉ đảm bảo an toàn lao động cho con người mà còn tăng cường hiệu quả sản xuất khi đảm nhận những nhiệm vụ khó khăn hoặc tiềm ẩn rủi ro.
Cobot có thể điều chỉnh tốc độ hoạt động của toàn bộ dây chuyền sản xuất, từ đó cải thiện hiệu quả của toàn bộ nhóm làm việc. Sự hiện diện của Cobot không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình mà còn giảm thiểu sai sót, tạo ra sản phẩm với chất lượng cao hơn.
Một trong những điểm mạnh nổi bật của Cobot so với Robot truyền thống là tính linh hoạt. Chúng có thể được triển khai mà không cần các rào chắn cứng nhắc. Điều này giúp Cobot dễ dàng di chuyển giữa các máy móc và hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau mà không cần tốn nhiều công sức điều chỉnh.
Việc sử dụng Cobot tạo điều kiện cho con người chuyển từ các công việc lao động tay chân sang quản lý và vận hành Robot. Điều này không chỉ nâng cao trình độ chuyên môn mà còn giúp con người tập trung vào những nhiệm vụ có giá trị cao hơn, như giám sát chất lượng hoặc tối ưu hóa quy trình, thay vì phải thực hiện các công việc lặp đi lặp lại.
Một trong những mối quan tâm lớn nhất khi triển khai Cobot trong sản xuất là lo ngại về việc mất việc làm. Nhiều công nhân lo lắng rằng Robot sẽ thay thế họ, dẫn đến việc giảm bớt nhân lực. Mặc dù Cobot được thiết kế để hợp tác với con người, sự lo ngại này vẫn tồn tại và có thể ảnh hưởng đến tinh thần làm việc của công nhân.
Mặc dù Cobot được thiết kế để hoạt động an toàn cùng với con người, vẫn có một số lo ngại về rủi ro tiềm ẩn, đặc biệt khi Cobot hoạt động ở tốc độ cao. An toàn là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong môi trường sản xuất, và một số công nhân có thể cảm thấy không thoải mái hoặc sợ hãi khi phải làm việc gần những cỗ máy có sức mạnh và tốc độ lớn.
Dù được quảng cáo là dễ quản lý và triển khai, Cobot vẫn là những cỗ máy phức tạp đòi hỏi sự bảo vệ bằng các rào chắn an toàn khi hoạt động ở tốc độ cao. Quá trình tích hợp chúng vào hệ thống sản xuất cũng không phải lúc nào cũng dễ dàng hay nhanh chóng như mong đợi. Điều này có thể đòi hỏi nhiều công sức và thời gian, đặc biệt là trong các ứng dụng phức tạp hoặc môi trường làm việc đặc thù.
Mặc dù Cobot có thể thực hiện nhiều loại nhiệm vụ, nhưng chúng không phải là giải pháp hoàn hảo cho mọi công việc. Những nhiệm vụ đòi hỏi sự tinh tế, khả năng phán đoán cao hoặc mang tính chất phức tạp đối với con người cũng có thể khó khăn đối với Cobot. Điều này đòi hỏi các doanh nghiệp phải cân nhắc kỹ lưỡng về khả năng và giới hạn của Cobot khi triển khai trong các quy trình sản xuất của mình.
Việc sử dụng chính của Cobot là thực hiện các công việc tẻ nhạt hoặc lặp đi lặp lại mà con người ban đầu phải làm. Tuy nhiên, chúng có khả năng nhiều hơn thế và theo thời gian, Cobot sẽ đảm nhiệm những công việc phức tạp hơn.
Justin Garski, quản lý phân khúc OEM của Mỹ tại Rockwell Automation, cho biết: “Một số ứng dụng hàng đầu của Cobot bao gồm xếp hàng chậm, phục vụ máy với chu kỳ thấp và kiểm tra chất lượng. Các ứng dụng này không yêu cầu tốc độ cao hoặc đạt tốc độ mà con người không thể đáp ứng được. Đối với con người, thực hiện những công việc này không thuận tiện vì bạn sẽ tốn nhiều thời gian để di chuyển hoặc bạn sẽ phải đứng chờ đợi. Cả hai lựa chọn này đều không tốt cho lực lượng lao động vốn đã bị hạn chế bởi tình trạng thiếu lao động.”
Kim Losey, CEO của Rapid Robotics, tin rằng: “Tôi thường bắt đầu từ các điểm đau của khách hàng trên thị trường và nhiệm vụ không yêu cầu lưu lượng lớn. Ngoài ra, đối với các nhiệm vụ mà con người thường bị thương (palletizing/depalletizing), hay các nhiệm vụ có nhiều sự lặp lại như chăm sóc máy móc cho các hoạt động phức tạp, hoặc các nhiệm vụ mà lỗi con người ảnh hưởng đến lợi nhuận hoặc hiệu suất sản phẩm, cụ thể như việc thiếu sót trong kiểm tra chất lượng.”
Losey cũng cho rằng: “Chúng ta đang đứng trước ngưỡng cửa của một thế hệ Cobot mới, hoặc có thể là đang tái định hình lại vai trò của chúng. Thực tế là chúng ta cần những Robot làm việc cùng con người để giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động ngày càng tăng. Những Cobot hiện nay có thể làm tốt đa đạng công việc, nhưng cần được cải tiến đáng kể để có thể đáp ứng tốc độ và độ phức tạp ngày càng cao trong chuỗi cung ứng.”
Mặc dù việc sử dụng Cobot đang gia tăng trong sản xuất, công nghệ này vẫn còn mới mẻ. Và giống như bất kỳ công nghệ nào đang phát triển, các nhà sản xuất sẽ liên tục tìm cách mới và sáng tạo để ứng dụng Robot một cách hiệu quả nhất.
Một cách mới để sử dụng Cobot mà Losey đã nêu là đóng gói dung dịch ướp xác vào hộp. “Công việc đó không phù hợp cho con người, vì vậy Robot là giải pháp hoàn hảo,” cô nói.
Một ví dụ khác mà cô đề cập liên quan đến Behren, nhà sản xuất xô và thùng kim loại. Ở đây, Robot “đã được sử dụng để đục lỗ trên các thùng để gắn tay cầm. Đây là loại công việc hoàn hảo cho Robot - công việc căng thẳng, lặp đi lặp lại,” cô nói.
Garski cho biết thêm: “Một trong những điều thú vị hơn mà tôi thấy liên quan đến Cobot là sự di động của chúng. Việc mọi người đặt chúng lên xe đẩy và di chuyển như một hộp công cụ mở ra nhiều cơ hội sản xuất mà trước đây không thể thực hiện được. Tương tự, tôi đã thấy chúng được gắn lên các Robot di động tự động, nhưng điều đó đòi hỏi pin và nguồn điện để hoạt động. Vì vậy, mặc dù điều đó là duy nhất và thú vị, nhưng nó chưa đạt đến điểm bùng phát để trở nên thực tế.”
Trong vài năm gần đây, các câu chuyện thành công của Cobot đã phát triển mạnh mẽ khi các nhà sản xuất chia sẻ về việc sử dụng các Robot này. Dưới đây là các ví dụ nổi bật về bốn ứng dụng tiêu biểu trong các ngành sản xuất:
SEAT Componentes, một nhà sản xuất hộp số ô tô tại Tây Ban Nha cho Volkswagen và Audi, đã tìm cách tự động hóa việc dỡ bỏ 18.000 bánh răng gia công mỗi ngày tại nhà máy của mình. Đối với dự án mới này, 10 Cobot đã được tích hợp để xử lý quá trình dỡ bỏ. Không cần đến sự hỗ trợ của nhà tích hợp bên ngoài và có kinh nghiệm trước đó với Cobot, công ty đã tiết kiệm đáng kể chi phí cài đặt và bảo trì trong tương lai.
Xcelicut Precision Machining, một nhà sản xuất gia công hợp đồng tại Pennsylvania, gặp khó khăn trong việc tìm kiếm lao động để thực hiện công việc lặp đi lặp lại là tải và dỡ các máy CNC. Giải pháp cho dự án này là tích hợp một Cobot phục vụ máy CNC tùy chỉnh với máy móc của Xcelicut. Chủ sở hữu của Xcelicut, Will Fennell, cho biết: “Họ mang nó vào và tích hợp nó trong chưa đầy một giờ. Chúng tôi bắt đầu đào tạo và đã có sản phẩm chạy ngay trong ngày hôm đó.”
Kết quả của việc triển khai này là tăng sản lượng từ 100 bộ phận mỗi ngày lên 160 bộ phận mỗi ngày, đồng thời tăng hiệu quả hoạt động nhờ Cobot có khả năng hoạt động như một nhân viên con người.
Roechling Industrial North America tại Bắc Carolina, một nhà cung cấp nhựa nhiệt dẻo và composite cho các ứng dụng đa dạng, đang đối mặt với vấn đề thiếu hụt lao động. Steve Wilson, điều phối viên sản xuất tại Roechling, cho biết: “Thách thức của chúng tôi là tìm người để vận hành các bộ phận này trong ba ca, năm ngày một tuần liên tục. Chúng tôi có tỷ lệ thay thế lao động rất cao vì đây là một công việc nhàm chán.” Roechling đã hợp tác với Cobot để khắc phục vấn đề sản xuất này.
Quality Tooling and Repair Inc. (QTR), một xưởng gia công tại Pennsylvania chuyên về gia công và hàn, gặp phải vấn đề mà họ gọi là thách thức 90 phút. Sử dụng công nghệ hàn hồ quang tungsten chính xác nhưng chậm, mất 90 phút để hàn một bộ phận duy nhất. Để rút ngắn quá trình này, QTR đã kết hợp khả năng hàn laser bằng cách ghép nối một máy hàn laser cầm tay với Cobot. Hệ thống của Cobot cho phép người vận hành Cobot điều khiển máy hàn laser cầm tay một cách linh hoạt. Với hệ thống này, QTR đã giảm thời gian hàn từ 90 phút xuống còn 10 phút mỗi bộ phận.
Nguồn: Automation World
>>> Xem thêm: 5 CÁCH COBOT HỖ TRỢ CON NGƯỜI
----------------------------------------------------------
THÔNG TIN LIÊN HỆ
Công ty TNHH Hệ thống Tự động Đại Dương Mới (New Ocean Automation System)
Website: New Ocean Automation System
Hotline: 1900 0224
