Bạn đã bao giờ nghĩ đến việc có một “trợ lý” robot luôn sẵn sàng giúp bạn thực hiện những công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại hay đòi hỏi sự tỉ mỉ cao? Robot cộng tác chính là câu trả lời cho nhu cầu đó. Sự xuất hiện của chúng không chỉ đơn thuần là một bước tiến về công nghệ, mà còn hứa hẹn mang đến những thay đổi sâu sắc trong cách chúng ta làm việc và sản xuất. Vậy, Robot cộng tác là gì và chúng có thể mang lại những lợi ích gì cho doanh nghiệp và người lao động? Cùng Robotic Nguyên Hạnh tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau.
Robot cộng tác là gì?
Robot cộng tác, hay cobots, là một loại robot được thiết kế đặc biệt để tương tác vật lý một cách an toàn và hiệu quả trực tiếp với con người trong cùng một không gian làm việc. Khác với robot công nghiệp truyền thống thường hoạt động độc lập trong các khu vực được bảo vệ, cobots được chế tạo để trở thành những đồng nghiệp thực thụ, hỗ trợ con người trong nhiều tác vụ khác nhau. Sự “cộng tác” ở đây không chỉ đơn thuần là làm việc gần nhau mà còn bao hàm khả năng phối hợp nhịp nhàng, chia sẻ không gian và thậm chí là tương tác vật lý trực tiếp mà không gây nguy hiểm.
Các đặc điểm nổi bật – Cobots sở hữu nhiều đặc điểm độc đáo, tạo nên sự khác biệt so với các hệ thống tự động hóa khác:
- An toàn là ưu tiên hàng đầu: Đây là đặc điểm then chốt định nghĩa cobots. Chúng được trang bị các công nghệ và tính năng an toàn tiên tiến như:
- Cảm biến lực và mô-men xoắn (Force and Torque Sensors): Cho phép robot cảm nhận được lực tác động bên ngoài, tự động dừng hoặc giảm tốc độ khi phát hiện va chạm hoặc lực cản bất thường.
- Hệ thống tầm nhìn (Vision Systems): Sử dụng camera và phần mềm xử lý ảnh để nhận diện con người và các vật thể xung quanh, giúp robot điều chỉnh hành vi di chuyển một cách an toàn.
- Thiết kế bo tròn và vật liệu nhẹ: Giảm thiểu nguy cơ gây thương tích trong trường hợp tiếp xúc.
- Giới hạn về tốc độ và lực: Hoạt động trong phạm vi tốc độ và lực được kiểm soát để đảm bảo an toàn cho người làm việc cùng.
- Chức năng dừng an toàn (Safety-Rated Monitored Stop): Cho phép robot dừng lại một cách an toàn và nhanh chóng khi có người xâm nhập vào vùng làm việc.
- Dễ dàng lập trình và sử dụng: Cobots thường được thiết kế với giao diện người dùng thân thiện, trực quan và dễ hiểu. Việc lập trình các tác vụ có thể được thực hiện thông qua nhiều phương pháp, bao gồm:
- Lập trình bằng cách dẫn dắt (Lead-Through Programming): Người dùng có thể trực tiếp cầm tay robot và di chuyển nó theo quỹ đạo mong muốn để dạy cho robot các thao tác cần thực hiện.
- Giao diện đồ họa (Graphical User Interface – GUI): Sử dụng các biểu tượng và menu trực quan trên màn hình cảm ứng hoặc máy tính để thiết lập các chương trình.
- Ngôn ngữ lập trình đơn giản: So với robot công nghiệp truyền thống, ngôn ngữ lập trình cho cobots thường dễ học và dễ sử dụng hơn.
- Linh hoạt và đa năng: Cobots có khả năng thực hiện nhiều tác vụ khác nhau nhờ vào thiết kế mô-đun, dễ dàng thay đổi công cụ ở đầu cánh tay (end-effector) và khả năng di chuyển linh hoạt (đối với robot di động cộng tác). Chúng có thể được tái cấu hình và triển khai nhanh chóng cho các ứng dụng mới, đáp ứng nhu cầu sản xuất thay đổi liên tục.
- Giá cả phải chăng hơn: So với các robot công nghiệp lớn, phức tạp và đòi hỏi hệ thống bảo vệ nghiêm ngặt, cobots thường có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Điều này giúp việc tiếp cận công nghệ tự động hóa trở nên dễ dàng hơn.
Tóm lại, Robot cộng tác không chỉ là một công cụ tự động hóa mà còn là một người đồng hành thông minh và an toàn, được thiết kế để làm việc sát cánh cùng con người, tối ưu hóa hiệu suất và tạo ra một môi trường làm việc cộng tác hiệu quả hơn.
Có thể bạn quan tâm: Các loại Robot công nghiệp được ứng dụng phổ biến hiện nay
Lợi ích của việc sử dụng Robot cộng tác
Việc tích hợp Robot cộng tác vào quy trình làm việc mang đến nhiều lợi ích đáng kể, tác động tích cực đến hiệu suất, chất lượng và môi trường làm việc:
- Tăng năng suất và hiệu quả làm việc: Cobots có khả năng làm việc liên tục 24/7 mà không cần nghỉ ngơi, không bị ảnh hưởng bởi sự mệt mỏi hay các yếu tố chủ quan khác. Chúng có thể thực hiện các tác vụ lặp đi lặp lại với tốc độ và độ chính xác ổn định, giúp tăng sản lượng và giảm thời gian hoàn thành công việc. Sự hợp tác giữa người và robot cho phép tối ưu hóa quy trình, với robot đảm nhận các công việc nặng nhọc, đơn điệu, để con người tập trung vào các nhiệm vụ phức tạp hơn, đòi hỏi kỹ năng và sự sáng tạo.
- Cải thiện chất lượng sản phẩm và dịch vụ: Độ chính xác và khả năng lặp lại cao của cobots giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất và các tác vụ khác. Điều này dẫn đến chất lượng sản phẩm đồng đều hơn, giảm tỷ lệ lỗi và chi phí liên quan đến việc sửa chữa hoặc thu hồi sản phẩm. Trong lĩnh vực dịch vụ, cobots có thể cung cấp thông tin chính xác và nhất quán, nâng cao trải nghiệm khách hàng.
- Nâng cao an toàn lao động, giảm thiểu rủi ro tai nạn: Cobots được thiết kế với các tính năng an toàn tiên tiến, giúp chúng có thể làm việc an toàn bên cạnh con người mà không cần các rào chắn bảo vệ phức tạp. Việc sử dụng cobots để thực hiện các công việc nguy hiểm, độc hại hoặc đòi hỏi tư thế làm việc không thoải mái giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và các bệnh nghề nghiệp cho người lao động.
- Giảm chi phí nhân công và các chi phí liên quan: Mặc dù có chi phí đầu tư ban đầu, nhưng về lâu dài, cobots có thể giúp doanh nghiệp giảm chi phí nhân công, đặc biệt là đối với các công việc cần nhiều nhân lực hoặc làm việc theo ca. Ngoài ra, việc giảm thiểu lỗi sản xuất và tai nạn lao động cũng góp phần giảm các chi phí liên quan.
- Tạo ra môi trường làm việc linh hoạt và thích ứng: Cobots có thể được lập trình lại và tái triển khai cho nhiều tác vụ khác nhau một cách nhanh chóng, giúp doanh nghiệp dễ dàng thích ứng với sự thay đổi của nhu cầu thị trường và sản xuất. Tính linh hoạt này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh sản xuất nhỏ lẻ và đa dạng hóa sản phẩm ngày càng tăng.
- Hỗ trợ con người trong các công việc lặp đi lặp lại, nặng nhọc hoặc nguy hiểm: Cobots giải phóng con người khỏi những công việc nhàm chán, mệt mỏi và có nguy cơ gây hại cho sức khỏe. Điều này không chỉ cải thiện điều kiện làm việc mà còn cho phép người lao động tập trung phát triển các kỹ năng cao hơn và đảm nhận các vai trò có giá trị gia tăng lớn hơn trong tổ chức.
Xem thêm: 5+ ứng dụng robot trong công nghiệp phổ biến
Các loại Robot cộng tác phổ biến
Thị trường Robot cộng tác ngày càng đa dạng với nhiều kiểu dáng và chức năng khác nhau, được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng cụ thể. Dưới đây là một số loại Robot cộng tác phổ biến nhất:
- Robot cánh tay (Articulated Robots): Đây là loại robot công nghiệp phổ biến nhất, và phiên bản cộng tác của chúng cũng rất được ưa chuộng. Chúng có cấu trúc tương tự như cánh tay người, với nhiều khớp xoay (thường từ 6 bậc tự do trở lên), mang lại sự linh hoạt cao trong không gian làm việc.
- Đặc điểm:
- Phạm vi hoạt động rộng và linh hoạt.
- Khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao.
- Thích hợp cho nhiều ứng dụng như lắp ráp, gắp thả, hàn, sơn, và kiểm tra.
- Ví dụ: Các dòng robot e-Series và UR của Universal Robots, các dòng CR của FANUC, các dòng GoFa và SWIFTI của ABB.
- Đặc điểm:
- Robot SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm): SCARA là viết tắt của Selective Compliance Assembly Robot Arm hoặc Selective Compliance Articulated Robot Arm. Chúng có cấu trúc với các khớp xoay theo phương ngang, cho phép di chuyển nhanh chóng và chính xác trong mặt phẳng ngang, đồng thời có độ cứng vững theo phương thẳng đứng.
- Đặc điểm:
- Tốc độ cao và độ chính xác lặp lại tốt trong các tác vụ lắp ráp và xử lý vật liệu phẳng.
- Thường được sử dụng trong các ứng dụng như lắp ráp linh kiện điện tử, đóng gói, và xử lý các bộ phận nhỏ.
- Ít linh hoạt hơn robot cánh tay trong không gian làm việc 3D.
- Ví dụ: Các dòng robot SCARA cộng tác của Epson, DENSO.
- Đặc điểm:
- Robot song song (Parallel Robots/Delta Robots): Loại robot này sử dụng nhiều cánh tay liên kết song song với nhau để điều khiển một bộ phận chấp hành cuối. Chúng nổi tiếng với tốc độ và khả năng gia tốc cực cao.
- Đặc điểm:
- Tốc độ và gia tốc rất cao, lý tưởng cho các ứng dụng gắp thả và phân loại tốc độ cao.
- Độ chính xác cao.
- Phạm vi làm việc thường giới hạn trong một không gian hình vòm.
- Ví dụ: Các dòng robot Delta cộng tác của ABB (ví dụ: IRB 390 FlexPacker).
- Đặc điểm:
- Robot di động cộng tác (Collaborative Mobile Robots – CMRs/AMRs): Đây là sự kết hợp giữa robot di động tự động (Autonomous Mobile Robots – AMRs) và các tính năng an toàn của Robot cộng tác. CMRs có khả năng tự di chuyển trong môi trường làm việc và thực hiện các tác vụ cộng tác tại nhiều vị trí khác nhau.
- Đặc điểm:
- Tính di động cao, có thể tự điều hướng và tránh chướng ngại vật.
- Khả năng vận chuyển vật liệu, hỗ trợ logistics nội bộ.
- Có thể được trang bị cánh tay Robot cộng tác để thực hiện các tác vụ như gắp thả, kiểm tra tại các vị trí khác nhau.
- Ví dụ: Các dòng robot MiR (Mobile Industrial Robots) kết hợp với cánh tay Robot cộng tác, các giải pháp CMR của Omron.
- Đặc điểm:
Có thể bạn quan tâm: Thuê cánh tay Robot công nghiệp – Giải pháp tối ưu chi phí hiệu quả
Ứng dụng của Robot cộng tác trong các lĩnh vực
Sự linh hoạt, an toàn và dễ sử dụng của Robot cộng tác đã mở ra vô số ứng dụng tiềm năng trong nhiều ngành công nghiệp và dịch vụ. Dưới đây là một số lĩnh vực tiêu biểu:
- Sản xuất: Đây là lĩnh vực ứng dụng Robot cộng tác rộng rãi nhất, mang lại nhiều lợi ích thiết thực:
- Lắp ráp linh kiện điện tử, ô tô, hàng tiêu dùng: Cobots có thể thực hiện các công việc lắp ráp phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, như lắp ráp bo mạch điện tử, các bộ phận nhỏ trong ô tô, hoặc đóng gói sản phẩm tiêu dùng. Chúng có thể làm việc cùng với công nhân trên cùng một dây chuyền, hỗ trợ các công đoạn khó khăn hoặc lặp đi lặp lại.
- Gia công, hàn, sơn: Cobots được trang bị các công cụ phù hợp có thể thực hiện các tác vụ gia công nhẹ, hàn các chi tiết nhỏ hoặc sơn phủ bề mặt sản phẩm một cách chính xác và an toàn, giảm thiểu tiếp xúc của con người với môi trường làm việc độc hại.
- Kiểm tra chất lượng: Cobots có thể được tích hợp với hệ thống thị giác máy tính để thực hiện các công đoạn kiểm tra chất lượng sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác, phát hiện các lỗi mà mắt thường khó nhận ra.
- Đóng gói và bốc xếp: Cobots có thể hỗ trợ đóng gói sản phẩm vào thùng carton, sắp xếp hàng hóa lên pallet hoặc dỡ hàng hóa từ băng chuyền, giảm bớt gánh nặng vật lý cho người lao động và tăng tốc độ quy trình.
- Logistics và Kho vận: Cobots đang dần trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc tối ưu hóa các hoạt động logistics:
- Hỗ trợ chọn và sắp xếp đơn hàng: Robot di động cộng tác (CMRs) có thể di chuyển trong kho hàng để hỗ trợ nhân viên tìm kiếm và thu thập các mặt hàng theo đơn đặt hàng, sau đó vận chuyển chúng đến khu vực đóng gói.
- Vận chuyển vật liệu trong kho: CMRs có thể tự động vận chuyển các bộ phận, nguyên vật liệu giữa các khu vực khác nhau trong nhà máy hoặc kho hàng, giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng hiệu quả luồng vật liệu.
- Y tế: Robot cộng tác mang đến nhiều tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe:
- Hỗ trợ phẫu thuật: Cobots có thể hỗ trợ bác sĩ phẫu thuật thực hiện các thao tác chính xác và ổn định, đặc biệt trong các ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu.
- Chăm sóc bệnh nhân (vận chuyển, hỗ trợ di chuyển): Cobots có thể giúp vận chuyển bệnh nhân trong bệnh viện, hỗ trợ người bệnh di chuyển hoặc tập luyện phục hồi chức năng dưới sự giám sát của nhân viên y tế.
- Phục hồi chức năng: Các Robot cộng tác được thiết kế đặc biệt có thể hỗ trợ bệnh nhân thực hiện các bài tập phục hồi chức năng một cách an toàn và có kiểm soát.
- Dịch vụ: Cobots đang dần xuất hiện trong các ngành dịch vụ để nâng cao trải nghiệm khách hàng và hiệu quả hoạt động:
- Hỗ trợ khách hàng trong các cửa hàng, sân bay: Cobots có thể cung cấp thông tin, hướng dẫn hoặc hỗ trợ khách hàng thực hiện các thủ tục đơn giản.
- Vệ sinh và bảo trì: Các robot di động cộng tác có thể được sử dụng để thực hiện các công việc vệ sinh sàn nhà, khử trùng hoặc kiểm tra và bảo trì các thiết bị trong các khu vực công cộng.
- Nông nghiệp: Ứng dụng của Robot cộng tác trong nông nghiệp đang ngày càng được quan tâm:
- Thu hoạch, gieo hạt: Cobots có thể được phát triển để thực hiện các công việc thu hoạch nông sản nhẹ nhàng, tránh làm hư hại sản phẩm, hoặc gieo hạt một cách chính xác.
- Giám sát cây trồng: Robot di động cộng tác có thể di chuyển trong trang trại để thu thập dữ liệu về tình trạng cây trồng, giúp nông dân đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả hơn.
Có thể thấy, Robot cộng tác (cobots) đã nổi lên như một lực lượng mạnh mẽ trong lĩnh vực tự động hóa hiện đại, đánh dấu một bước tiến quan trọng so với các hệ thống robot công nghiệp truyền thống. Trong bối cảnh công nghiệp 4.0 và xu hướng tự động hóa ngày càng gia tăng, Robot cộng tác không chỉ là một công cụ hỗ trợ mà còn là một đối tác quan trọng của con người. Việc các doanh nghiệp và người lao động nhận thức rõ tiềm năng, lợi ích của cobots là vô cùng cần thiết để có thể tận dụng tối đa sức mạnh của công nghệ này, hướng tới một tương lai làm việc hiệu quả, an toàn và bền vững hơn. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về giải pháp tự động hóa cho doanh nghiệp mình, hãy liên hệ ngay Robotic Nguyên Hạnh qua hotline: 0909 664 233 để nhận tư vấn chi tiết từ chuyên gia nhé!
