Cánh tay robot trí tuệ nhân tạo - Công nghiệp tương lai

Sơ lược về cách tay robot 

Cánh tay robot trí tuệ nhân tạo là một công nghệ rất đặc biệt bởi nó là sự kết hợp giữa ngành cơ khí chính xác cùng với công nghệ máy tính – trí tuệ nhân tạo. Những khối cơ bắp bằng kim loại này được chế tạo và lắp ráp chính xác nhờ sự phát triển của ngành cơ khí cùng với công nghệ trí tuệ nhân tạo đã tạo ra ngành công nghiệp tương lai – công nghiệp robot.

Hiện nay, robot và những ứng dụng của chúng góp mặt trong mọi lĩnh vực từ sản xuất và các hoạt động của con người. Đặc biệt, trong các dây chuyền sản xuất của những nhà máy thông minh, ứng dụng của cánh tay robot trong việc sản xuất hay giám sát sản phẩm là không thể thay thế.

Tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm đầu ra, đầu vào trong quá trình sản xuất thông qua việc cắt giảm nhân lực, nâng cao chất lượng lao động… Tất cả những lợi ích đó là những gì mà ứng dụng của cánh tay robot đem lại cho doanh nghiệp. Chính vì vậy, việc tự động hóa bằng việc sử dụng cánh tay robot trong các dây chuyền sản xuất đã và đang là một xu thế tất yếu của mọi doanh nghiệp trong thời điểm hiện tại.

Cấu tạo, phân loại cánh tay robot trí tuệ nhân tạo công nghiệp

Khả năng tự động, sự linh hoạt và tính chắc chắn của robot là sự kết hợp hoàn hảo giữa 3 phần cơ bản sau:

Cánh tay: đây là bộ phận cơ khí được gia công tỉ mỉ làm từ chất liệu kim loại cứng và bền. Chi tiết trong cánh tay nối với nhau bằng các khớp trượt và khớp quay để chúng chuyển động vững chắc hơn, linh hoạt.

Hệ thống điều khiển: là bộ phận nhận tín hiệu đảm bảo nhiệm nhiệm vụ tiến hành các thao tác. Từng hoạt động mà chức năng của hệ thống điều khiển cánh tay robot được phân cấp thành nhiều mức độ khác nhau. Chúng vận hành từ đơn giản cho đến các hoạt động phức tạp như tính toán động học, nội suy,...

Phần mềm: được cài đặt trên các máy tính, là nơi con người vận hành, tiến hành lập trình thao tác, hành động của robot. Phần mềm và hệ thống điều khiển kết nối với nhau để truyền và nhận tín hiệu.

Nguyên lý hoạt động của robot khá đơn giản. Đầu tiên, người vận hành cần phải lập trình trên phần mềm chuyên dụng tương thích với robot. Ngôn ngữ lập trình mã hóa sẽ được trung tâm hệ thống điều khiển tiếp nhận, phân phối những tín hiệu và mệnh lệnh đến với cánh tay robot. 

Có 4 kiểu cánh tay robot cơ bản ứng dụng trong công nghiệp gồm:

• Cánh tay robot giàn Descartes
• Cánh tay robot hình trụ
• Cánh tay robot hình cầu
• Cánh tay robot SCARA

Mỗi kiểu cánh tay sẽ có đặc trưng riêng biệt và ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp sản xuất riêng.

Các đặc trưng của cánh tay robot công nghiệp

Trong mọi môi trường khác nhau, việc lựa chọn loại cánh tay robot có thể lập trình phù hợp cho các vai trò hoặc nhiệm vụ nhất định phải liên quan đến việc xem xét bản chất, yêu cầu chính xác của ứng dụng dự kiến. Những điều này sẽ bao gồm:

Trọng tải: Tất cả cánh tay robot đều có khả năng chịu tải nhất định và con số do nhà sản xuất quy định này luôn cần vượt quá tổng trọng lượng của tải trọng liên quan đến các công việc nào bạn mong đợi cánh tay đó thực hiện.

Sự định hướng: Tiêu chí này thường xác định bởi chân đế, vị trí lắp đặt của cánh tay robot và mức độ phù hợp của chúng với các thiết bị khác trong dây chuyền sản xuất đối với phạm vi chuyển động và thao tác mà nó dự kiến ​​sẽ thực hiện. 

Tốc độ, vận tốc: khi chọn cánh tay robot cho những ứng dụng chọn và đặt, điều quan trọng là phải chú ý đến thông số tốc độ của nhà sản xuất, và đặc biệt là khả năng tăng tốc trên khoảng cách xa hơn.

Sự di chuyển linh hoạt: Dung sai và độ chính xác của các nhịp rộng hơn có thể giảm với một số loại cánh tay robot, do độ lệch của cánh tay hay sự khác biệt trong thiết kế khung đỡ. Nếu ứng dụng yêu cầu khoảng cách dịch chuyển dài hơn giữa các tải trọng hay khu vực làm việc, điều này sẽ quyết định loại cánh tay robot nào phù hợp hoặc không phù hợp để thực hiện các nhiệm vụ, tùy thuộc vào độ chặt của dung sai yêu cầu.

Độ chính xác: Một số loại cánh tay robot có thể lập trình đã được thiết kế để có phạm vi chuyển động và khớp nối chính xác hơn các loại khác. Điều này có thể dẫn đến việc chi phí cao hơn đối với một máy phức tạp hơn và còn liên quan đến sự thỏa hiệp với những yếu tố khác như chân đế, tốc độ, khoảng cách di chuyển tiềm năng hay định hướng.

Việc xem xét các điều kiện và các nguy cơ tiềm ẩn trong môi trường làm việc rất quan trọng khi lựa chọn một loại cánh tay robot thích hợp cho một vị trí cụ thể.

Chu kỳ nhiệm vụ: Về cơ bản, đây là một đánh giá hiệu quả của cánh tay robot và khoảng thời gian giữa các giai đoạn nghỉ ngơi hoặc bảo dưỡng. Sự hao mòn sẽ sớm trở thành vấn đề đối với các cánh tay robot được chạy liên tục, trái ngược với các cánh tay robot chỉ được vận hành trong các chu kỳ thay đổi tiêu chuẩn.

Ứng dụng của cánh tay robot

Trong tự động hóa công nghiệp

Công nghiệp sản xuất là những khối ngành mà robot phát huy được nhiều giá trị của mình nhất. Đặc biệt, ở những nhà máy thông minh – smart factory, những cánh tay robot là một bộ phận không thể thiếu trong quá trình hoạt động.

Cụ thể, trong những ngành sản xuất và lắp ráp linh kiện, máy móc, cánh tay robot sẽ tham gia trực tiếp vào quá trình sản xuất, lắp đặt các sản phẩm. Các hoạt động này được thực hiện một cách chính xác, liên tục mà không cần đến sự điều hành trực tiếp của con người. Con người chỉ cần đóng vai trò quản lý chung dây chuyền thông qua việc quản lý máy chủ là máy tính công nghiệp.

Dưới sự kiểm soát của các kỹ sư, sự vận hành và quản lý của trí tuệ nhân tạo cùng với thị giác máy tính, ứng dụng của các cánh tay robot còn được khuếch đại nhiều hơn thế. Cụ thể, thị giác máy tính còn hỗ trợ các cánh tay robot trong việc phát hiện và loại bỏ sản phẩm lỗi, hỏng, không đạt chất lượng. Trí tuệ nhân tạo sẽ đảm bảo sự ổn định và hoạt động chính xác của cánh tay robot công nghiệp.

Lĩnh vực hóa – thực phẩm.

Đối với khối ngành liên quan đến thực phẩm, dược phẩm, cánh tay robot ngoài các nhiệm vụ thao tác với sản phẩm trên dây chuyền thì chúng còn được dùng để phân loại sản phẩm. Dưới sự trợ giúp của thị giác máy tính, các cánh tay robot sẽ nhận diện được sản phẩm thông qua cơ chế đọc mã vạch hay so sánh hình ảnh với sản phẩm mẫu để xác định được sản phẩm.

Từ các thông tin đã được phân tích qua máy chủ, lệnh hoạt động sẽ được gửi đến cánh tay robot để chúng nhận biết và phân loại sản phẩm. Công việc này đặc biệt quan trọng đối với ngành dược phẩm nhằm đảm bảo tính chính xác và đồng nhất của thành phẩm, giảm thiểu tối đa các rủi ro xảy ra đối với người sử dụng.

Trong lĩnh vực lắp ráp cơ khí

Cơ khí chế tạo máy là một công việc vừa đòi hỏi sức khỏe, vừa đòi hỏi trình độ gia công cao. Tuy nhiên, khi ứng dụng cánh tay robot vào trong lĩnh vực cơ khí, sức lao động của con người sẽ được giải phóng đáng kể.

Cánh tay robot hiện nay có thể trợ giúp con người trong các công tác có tính nguy hiểm cao như hàn điện, hàn hồ quang, cắt, mài, gia công, lắp đặt linh kiện… việc này đảm bảo sự an toàn cho người lao động trong công tác sản xuất, gia công máy móc.

Lời kết

Có thể thấy cánh tay robot trí tuệ nhân tạo đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề và nhiều lĩnh vực. Và dù ở bất kỳ lĩnh vực nào, robot cũng mang lại rất nhiều giá trị cho doanh nghiệp. Cánh tay robot và những ứng dụng của chúng đã và đang góp phần rất lớn trong việc hiện đại hóa và tự động hóa công nghiệp trên thế giới.