Cobot là gì? Robot cộng tác – “Cánh tay phải” đắc lực của con người

Trong thời đại công nghiệp 4.0, bên cạnh những robot truyền thống, “cobot” đang dần trở thành một thuật ngữ quen thuộc. Vậy cobot là gì? Loại robot này có điểm gì khác biệt so với robot truyền thống và đóng vai trò như thế nào trong sản xuất hiện đại? Bài viết sau đây của DACO sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về cobot, từ định nghĩa, đặc điểm cho đến ứng dụng và tiềm năng phát triển của chúng.

Cobot là gì?

Cobot, viết tắt của “Collaborative robot” (robot cộng tác), là một loại robot được thiết kế để làm việc cùng với con người trong một không gian chung, thay vì bị cô lập trong lồng an toàn như robot công nghiệp truyền thống. Chúng được trang bị các cảm biến và phần mềm tiên tiến cho phép chúng nhận biết và phản ứng với sự hiện diện của con người, đảm bảo an toàn trong quá trình hợp tác.

Cobot thường nhỏ gọn, linh hoạt và dễ lập trình hơn so với robot công nghiệp. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm lắp ráp, đóng gói, kiểm tra chất lượng, xử lý vật liệu, và thậm chí cả phẫu thuật. Mục tiêu chính của cobot là tăng cường năng suất và hiệu quả công việc, đồng thời giảm bớt gánh nặng cho con người trong các công việc lặp đi lặp lại, nguy hiểm hoặc đòi hỏi độ chính xác cao.

Nói một cách đơn giản, cobot là “cánh tay nối dài” của con người trong môi trường sản xuất và công nghiệp, giúp tạo ra một môi trường làm việc an toàn, hiệu quả và cộng tác hơn 

Đặc điểm của robot cộng tác là gì?

Robot cộng tác, hay cobot, nổi bật với những đặc điểm sau, giúp chúng khác biệt so với robot công nghiệp truyền thống:

• An toàn là ưu tiên: Cobot được trang bị cảm biến lực, cảm biến va chạm, và phần mềm thông minh để phát hiện và tránh va chạm với con người. Chúng thường có thiết kế bo tròn, không góc cạnh sắc nhọn, và được làm từ vật liệu nhẹ để giảm thiểu nguy cơ chấn thương.
• Dễ dàng lập trình: Cobot thường có giao diện lập trình trực quan, thân thiện với người dùng, cho phép lập trình bằng cách “dẫn dắt bằng tay” (hand-guiding) hoặc sử dụng các phần mềm đồ họa đơn giản.  
• Linh hoạt và đa năng: Cobot có thể dễ dàng di chuyển và tái triển khai cho nhiều tác vụ khác nhau trong nhà máy. Chúng có thể thực hiện các công việc lặp đi lặp lại, nhàm chán, hoặc đòi hỏi độ chính xác cao, giải phóng con người cho các công việc phức tạp hơn.
• Kích thước nhỏ gọn: So với robot công nghiệp truyền thống, cobot thường có kích thước nhỏ gọn hơn, chiếm ít không gian hơn và phù hợp với các không gian làm việc chật hẹp.
• Khả năng cộng tác: Điểm khác biệt lớn nhất là khả năng làm việc trực tiếp cùng với con người trong một không gian chung mà không cần lồng bảo vệ (tùy thuộc vào ứng dụng và đánh giá rủi ro).
• Giá cả phải chăng: Thường thì, cobot có giá thành đầu tư ban đầu thấp hơn, cũng như chi phí vận hành, bảo trì thấp hơn so với robot công nghiệp, giúp các doanh nghiệp vừa và nhỏ dễ tiếp cận hơn.

Tóm lại, với những đặc điểm ưu việt trên, cobot đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất, lắp ráp đến y tế, dịch vụ.

Các loại robot cộng tác chính

Mặc dù “cobot” thường được dùng để chỉ chung các robot có khả năng làm việc cùng con người, có một số cách phân loại chính dựa trên thiết kế và khả năng:

Robot giới hạn công suất và lực (Power and Force Limiting – PFL)

Đây là loại cobot phổ biến nhất. Chúng được thiết kế với các cảm biến lực và mô-men xoắn tích hợp, cùng với phần mềm điều khiển tinh vi, để phát hiện va chạm và giảm thiểu lực tác động. Khi phát hiện va chạm, chúng sẽ tự động dừng lại hoặc giảm tốc độ để đảm bảo an toàn.

Robot dừng an toàn được giám sát (Safety-Rated Monitored Stop)

Loại robot này về cơ bản là robot công nghiệp truyền thống, nhưng được trang bị thêm các cảm biến và phần mềm an toàn. Chúng không giảm lực tác động khi va chạm, nhưng sẽ dừng lại ngay lập tức khi phát hiện có người trong phạm vi làm việc. Loại này thường yêu cầu các biện pháp an toàn bổ sung như hàng rào ánh sáng hoặc máy quét khu vực.

Robot dẫn hướng bằng tay (Hand Guiding)

Những robot này cho phép người vận hành di chuyển robot bằng tay để “dạy” các chuyển động và vị trí. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng cần sự linh hoạt và điều chỉnh thường xuyên. Trong chế độ cộng tác, robot sẽ giới hạn tốc độ và lực để đảm bảo an toàn.

Robot kiểm soát tốc độ và phân tách (Speed and Separation Monitoring)

Loại này sử dụng các cảm biến (như máy quét laser hoặc hệ thống thị giác) để theo dõi khoảng cách giữa robot và con người. Tốc độ của robot sẽ tự động điều chỉnh dựa trên khoảng cách này, và robot sẽ dừng lại nếu con người đến quá gần.

Việc lựa chọn loại cobot nào phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, yêu cầu về an toàn, mức độ tương tác giữa người và robot, và ngân sách đầu tư. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng, cần được xem xét kỹ lưỡng trước khi đưa ra quyết định.

So sánh cobot và robot truyền thống

Tóm lại:

• Cobot phù hợp với các doanh nghiệp cần giải pháp tự động hóa linh hoạt, an toàn và dễ dàng sử dụng, đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
• Robot truyền thống phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi tốc độ, tải trọng và độ chính xác cao, thường được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất lớn.

Lựa chọn giữa cobot và robot truyền thống phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của từng doanh nghiệp và ứng dụng.

>>>Có thể bạn muốn biết:

• Xe tự hành AGV: “Trợ thủ đắc lực” cho doanh nghiệp hiện đại
• Tìm hiểu về Robot AMR: Giải pháp Tự động hóa cho Sản xuất và Logistics

Ứng dụng của robot cộng tác

Nhờ tính linh hoạt, an toàn và dễ sử dụng, robot cộng tác (cobot) đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, mang lại sự thay đổi đáng kể trong cách thức làm việc. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của cobot:

• Lắp ráp: Cobot có thể thực hiện các công việc lắp ráp linh kiện nhỏ, chính xác và lặp đi lặp lại, như lắp ráp điện tử, ô tô, và các sản phẩm tiêu dùng. Chúng giúp tăng tốc độ sản xuất, giảm lỗi và cải thiện chất lượng sản phẩm.
• Đóng gói và xếp dỡ hàng hóa (Pick and Place/Palletizing): Cobot có thể nhặt và đặt các sản phẩm vào hộp, thùng carton, hoặc xếp chúng lên pallet một cách nhanh chóng và hiệu quả. Ứng dụng này đặc biệt hữu ích trong các kho hàng, trung tâm phân phối, và dây chuyền sản xuất.
• Kiểm tra chất lượng: Với khả năng tích hợp camera và cảm biến, cobot có thể kiểm tra sản phẩm để phát hiện lỗi, đo kích thước, kiểm tra bề mặt, và đảm bảo chất lượng đầu ra.
• Hoàn thiện sản phẩm (Machine Tending): Cobot có thể nạp và dỡ phôi vào máy CNC, máy ép, máy dập, và các thiết bị sản xuất khác, giúp tối ưu hóa thời gian hoạt động của máy và giảm thời gian chờ đợi.
• Xử lý vật liệu (Material Handling): Cobot có thể di chuyển các vật liệu, linh kiện, hoặc sản phẩm giữa các công đoạn sản xuất, giảm bớt công việc nặng nhọc cho con người và tăng hiệu quả luồng công việc.
• Hàn, dán keo, và sơn: Cobot có thể thực hiện các công việc hàn, dán keo, hoặc sơn với độ chính xác cao và đồng nhất, cải thiện chất lượng và giảm lãng phí vật liệu.
• Nghiên cứu và phòng thí nghiệm: Cobot được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để tự động hóa các quy trình như chuẩn bị mẫu, phân tích, và thử nghiệm, giúp tăng tốc độ nghiên cứu và giảm thiểu sai sót.
• Chăm sóc sức khỏe (ít phổ biến hơn nhưng đang phát triển): Cobot có tiềm năng trong các ứng dụng như phẫu thuật hỗ trợ robot, phục hồi chức năng, và hỗ trợ chăm sóc bệnh nhân.
• Dịch vụ ăn uống: Một số nhà hàng, quán cà phê sử dụng cobot để pha chế, phục vụ, bưng bê.

Và rất nhiều những ứng dụng khác đang được phát triển và triển khai. Ứng dụng của cobot gần như không giới hạn, chúng ta có thể thấy chúng trong bất kỳ ngành nào cần sự linh hoạt, hiệu quả và an toàn trong sản xuất, dịch vụ.

Thách thức của việc ứng dụng Cobot là gì?

Mặc dù robot cộng tác (cobot) mang lại nhiều lợi ích, việc triển khai và sử dụng chúng cũng đi kèm với một số thách thức cần được xem xét:

Đánh giá và đảm bảo an toàn

Mặc dù cobot được thiết kế để an toàn, việc đánh giá rủi ro và đảm bảo an toàn vẫn là yếu tố quan trọng hàng đầu. Cần phải xác định các tình huống nguy hiểm tiềm ẩn, thiết lập các biện pháp an toàn phù hợp (ví dụ: giới hạn tốc độ, lực, hoặc sử dụng cảm biến bổ sung), và đào tạo nhân viên về cách làm việc an toàn với cobot.

Chi phí đầu tư ban đầu

Mặc dù cobot thường có chi phí thấp hơn so với robot công nghiệp truyền thống, chi phí đầu tư ban đầu vẫn có thể là một rào cản đối với một số doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Cần tính toán kỹ lưỡng lợi tức đầu tư (ROI) và xem xét các yếu tố như chi phí lắp đặt, tích hợp, đào tạo, và bảo trì.

Giới hạn về tải trọng và tầm với

Cobot thường có tải trọng và tầm với nhỏ hơn so với robot công nghiệp. Điều này có thể hạn chế khả năng ứng dụng của chúng trong một số tác vụ đòi hỏi nâng vật nặng hoặc làm việc trong không gian rộng lớn.

Tích hợp vào hệ thống hiện có

Việc tích hợp cobot vào dây chuyền sản xuất hoặc hệ thống hiện có có thể phức tạp, đòi hỏi sự điều chỉnh về phần cứng, phần mềm, và quy trình làm việc. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các bộ phận kỹ thuật, sản xuất, và IT.

Kỹ năng và đào tạo

Dù cobot dễ lập trình hơn so với robot công nghiệp, nhân viên vẫn cần được đào tạo về cách vận hành, bảo trì, và lập trình cobot. Thiếu hụt nhân lực có kỹ năng có thể là một thách thức đối với việc triển khai cobot.

Chấp nhận của người lao động

Một số người lao động có thể lo ngại về việc mất việc làm hoặc thay đổi vai trò do sự xuất hiện của cobot. Việc truyền thông rõ ràng về lợi ích của cobot và vai trò của con người trong môi trường làm việc cộng tác là rất quan trọng.

Thay đổi quy trình

Việc ứng dụng cobot đòi hỏi sự thay đổi và điều chỉnh các quy trình làm việc hiện tại, điều này có thể gây ra một số khó khăn và tốn kém về thời gian cũng như công sức. 

Bảo trì và sửa chữa

Cobot, giống như bất kỳ máy móc nào khác, cần được bảo trì và sửa chữa định kỳ. Việc thiếu hụt kỹ thuật viên có kinh nghiệm hoặc phụ tùng thay thế có thể gây ra gián đoạn sản xuất.

Vượt qua những thách thức này đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng, lập kế hoạch chi tiết, và sự hợp tác giữa các bên liên quan, từ nhà cung cấp cobot, nhà tích hợp hệ thống, đến người sử dụng cuối.

Những câu hỏi thường gặp 

Cobot có thể thay thế hoàn toàn con người trong công việc không?

KHÔNG, cobot (robot cộng tác) không được thiết kế để thay thế hoàn toàn con người trong môi trường làm việc. Thay vào đó, chúng được tạo ra để hỗ trợ và cộng tác với con người, tạo ra một môi trường làm việc hiệu quả và an toàn hơn.

Một báo cáo cho thấy 93% nhà sản xuất đã tự động hóa ít nhất một quy trình quan trọng trong một năm, giúp tiết kiệm thời gian tương đương với 6 tuần làm việc của một nhân viên. Điều này cho thấy cobot không lấy đi công việc, mà giúp tối ưu hóa quy trình, tăng năng suất và hiệu quả.

Nên dùng cobot cho doanh nghiệp vừa và nhỏ?

Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) nên sử dụng cobot vì những lý do chính sau:

1. Dễ dàng triển khai và tối ưu không gian: Cobot có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và vận hành mà không yêu cầu thay đổi lớn về cơ sở hạ tầng, giúp SME tiết kiệm diện tích và chi phí triển khai.
2. Tính linh hoạt: Cobot có thể thực hiện nhiều tác vụ khác nhau và dễ dàng lập trình lại, phù hợp với nhu cầu sản xuất đa dạng của SME.
3. Hiệu quả về chi phí: Cobot có chi phí đầu tư ban đầu hợp lý và thời gian hoàn vốn nhanh (thường trong vòng một năm), giúp giảm chi phí hoạt động về lâu dài.
4. Tăng năng suất và cải thiện chất lượng: Tự động hóa các công việc, cobot có thể giúp các SME tăng sản lượng, giảm lỗi và tăng chất lượng.

Chi phí đầu tư cho cobot là bao nhiêu?

Chi phí đầu tư cobot phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thương hiệu, tải trọng, tầm với, tính năng và ứng dụng cụ thể. Nhìn chung, cobot có chi phí đầu tư thấp hơn robot truyền thống, thời gian hoàn vốn nhanh hơn và ít tốn kém chi phí bảo trì.

Tương lai của robot cộng tác sẽ như thế nào?

Cobot được dự đoán sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tương lai với nhiều tính năng thông minh hơn, khả năng thích ứng cao hơn và giá thành hợp lý hơn. Cobot sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy tự động hóa sản xuất, nâng cao năng suất và hiệu quả làm việc trong nhiều lĩnh vực.

Như vậy, cobot là một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực robot, mang đến sự linh hoạt, an toàn và hiệu quả cho các doanh nghiệp. Với khả năng cộng tác liền mạch với con người, cobot không chỉ giải phóng sức lao động mà còn mở ra những cơ hội mới cho tự động hóa sản xuất. Hy vọng qua bài viết này bạn đã có cái nhìn rõ nét hơn về cobot – công nghệ robot cộng tác đang góp phần định hình tương lai của ngành công nghiệp.