Tìm hiểu về robot công nghiệp và ứng dụng trong sản xuất

Trong kỷ nguyên số, nơi mà tự động hóa và công nghệ thông minh đang len lỏi vào mọi ngóc ngách của cuộc sống, robot công nghiệp là một trong những nhân tố then chốt, định hình lại bức tranh sản xuất và kinh doanh toàn cầu. Không chỉ dừng lại ở những dây chuyền lắp ráp hiện đại, robot trong công nghiệp còn dần hiện diện trong nhiều lĩnh vực khác của đời sống. 

Vậy, bản chất của robot công nghiệp là gì? Lợi ích vượt trội nào khiến chúng trở thành “cánh tay đắc lực” của các doanh nghiệp? Và thực tế, chúng đang được ứng dụng ra sao? Hãy cùng DACO khám phá và giải đáp những câu hỏi này trong bài viết chi tiết dưới đây.

Robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp là các hệ thống cơ khí tự động, được thiết kế và lập trình để thực hiện các tác vụ cụ thể trong môi trường sản xuất công nghiệp. Chúng hoạt động dựa trên sự điều khiển của các hệ thống điện tử, bao gồm máy tính hoặc vi mạch được lập trình sẵn. 

Robot trong công nghiệp thường được triển khai để đảm nhận các công việc có tính chất lặp lại, đòi hỏi độ chính xác cao, phức tạp về mặt kỹ thuật, hoặc trong các môi trường làm việc nguy hiểm, không phù hợp cho con người.

Đặc trưng của chúng là khả năng tự động hóa hoàn toàn hoặc bán tự động, độ chính xác và độ lặp lại cao trong thao tác, tốc độ thực hiện công việc nhanh, và khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài. Nhiều robot được trang bị các cảm biến để thu thập thông tin về môi trường xung quanh, cho phép chúng phản ứng linh hoạt với các thay đổi và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Việc ứng dụng robot mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho doanh nghiệp, bao gồm: giảm chi phí nhân công trực tiếp, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng và tính đồng nhất của sản phẩm, đồng thời giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động. 

Hơn nữa, robot công nghiệp là yếu tố then chốt trong việc xây dựng các hệ thống sản xuất tự động hóa hoàn toàn, tạo tiền đề cho sự phát triển của các nhà máy thông minh, giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp trong bối cảnh toàn cầu hóa

Một số loại robot công nghiệp phổ biến hiện nay

Chắc hẳn bạn đã từng nghe đến sự xuất hiện ngày càng phổ biến của robot trong các nhà máy và khu công nghiệp. Sự đa dạng về chủng loại và tính năng của chúng đang từng bước thay đổi bộ mặt của ngành công nghiệp hiện đại. Dưới đây là một số loại robot được sử dụng rộng rãi:

Robot tự hành AGV  

Robot tự hành/ Xe tự hành AGV (Automated Guided Vehicle) là phương tiện vận chuyển hàng hóa tự động trong môi trường sản xuất và kho bãi. AGV di chuyển theo các tuyến đường được lập trình trước hoặc sử dụng cảm biến để định hướng. 

Ứng dụng chính của AGV bao gồm: vận chuyển nguyên vật liệu, linh kiện giữa các khu vực trong nhà máy sản xuất ô tô; luân chuyển hàng hóa trong các nhà máy thực phẩm và đồ uống; và tự động hóa việc di chuyển hàng trong trung tâm phân phối và kho hàng, tối ưu hóa không gian và quản lý tồn kho.

>>>Xem thêm: Xe tự hành AGV: “Trợ thủ đắc lực” cho doanh nghiệp hiện đại

Robot hàn trong sản xuất công nghiệp

Robot hàn là hệ thống tự động thực hiện các kỹ thuật hàn như hàn điểm, hàn hồ quang, hàn MIG/MAG trong sản xuất. Chúng đảm bảo độ chính xác, đồng nhất và tốc độ cao trong quá trình hàn. Robot hàn được ứng dụng rộng rãi trong: sản xuất ô tô (hàn khung xe, các bộ phận kim loại); chế tạo cơ khí (hàn các chi tiết máy, kết cấu thép); và sản xuất các thiết bị y tế, máy móc công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.

Cánh tay Robot

Với cấu trúc linh hoạt và khả năng di chuyển đa chiều, cánh tay robot thực hiện nhiều tác vụ như lắp ráp, vận chuyển và kiểm tra chất lượng. Trang bị cảm biến giúp chúng nhận biết vị trí và hướng dẫn hoạt động. Trong sản xuất linh kiện điện tử, chúng lắp ráp và kiểm tra các linh kiện nhỏ và mảnh, giảm sự phụ thuộc vào lao động và tăng độ tin cậy.

Robot đóng gói và hoàn thiện sản phẩm

Robot đóng gói tự động hóa các công đoạn đóng gói sản phẩm vào bao bì, thùng carton, bao gồm cả việc dán nhãn và kiểm tra. Ứng dụng chủ yếu của robot đóng gói là trong ngành thực phẩm và đồ uống, nơi chúng thực hiện đóng gói sản phẩm dạng hộp, thùng, đảm bảo vệ sinh, an toàn thực phẩm, và tuân thủ các quy định.

Robot cắt gia công vật liệu

Robot cắt sử dụng công nghệ laser công suất cao hoặc dao cắt CNC để gia công các vật liệu cứng với độ chính xác và tốc độ cao. Chúng được ứng dụng trong các ngành: gia công kim loại tấm; sản xuất linh kiện hàng không, vũ trụ; chế tạo thiết bị điện tử; và sản xuất các chi tiết máy chính xác.

Robot phun sơn tự động

Robot sơn đảm nhận việc phun sơn phủ lên bề mặt các vật liệu như gỗ, kim loại, nhựa. Chúng là một phần quan trọng của hệ thống sơn tĩnh điện tự động, giúp quá trình sơn diễn ra nhanh chóng, đồng đều, và giảm thiểu lãng phí sơn.

Robot xếp pallet (Palletizing Robot)

Robot xếp pallet chuyên thực hiện việc xếp các sản phẩm (thùng carton, bao, hộp…) lên pallet một cách tự động. Robot này có cấu trúc đơn giản, dễ bảo trì. Khả năng hoạt động liên tục 24/7 giúp tiết kiệm chi phí nhân công và tăng hiệu quả xếp dỡ hàng hóa.

Robot quét 3D (Robot Scanner)

Robot quét 3D kết hợp cánh tay robot với máy quét 3D để tự động hóa quá trình quét và tạo mô hình 3D của vật thể. Hệ thống này cho phép quét liên tục nhiều mẫu vật, thu thập dữ liệu 3D một cách linh hoạt và hiệu quả, mà không cần sự can thiệp thường xuyên của con người.

Lợi ích của robot trong công nghiệp sản xuất

Robot ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong các ngành công nghiệp sản xuất hiện đại, mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với phương thức sản xuất truyền thống. 

Có thể kể đến như:

Gia tăng năng suất sản xuất

Trong môi trường sản xuất hiện đại, hệ thống robot công nghiệp giúp gia tăng đáng kể năng suất. Hoạt động liên tục 24/7 của robot giúp giảm thời gian chết trong quy trình sản xuất, đồng thời tăng cường hiệu suất của nhà máy. Số lượng sản phẩm được sản xuất tăng lên, giảm thiểu tình trạng thiếu hụt nguồn lực lao động.

2. Nâng cao độ chính xác và tính linh hoạt

Robot công nghiệp được lập trình để thực hiện các thao tác với độ chính xác và độ lặp lại cao, giảm thiểu sai sót do yếu tố con người. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công đoạn yêu cầu độ chính xác tuyệt đối như lắp ráp linh kiện điện tử hoặc kiểm tra chất lượng sản phẩm. Hơn nữa, khả năng tái lập trình và điều chỉnh nhanh chóng của robot cho phép doanh nghiệp thích ứng linh hoạt với các thay đổi trong yêu cầu sản phẩm hoặc quy trình sản xuất.

3. Tích hợp liền mạch với hệ thống sản xuất thông minh

Robot công nghiệp được thiết kế để dễ dàng tích hợp với các hệ thống tự động hóa khác trong nhà máy, chẳng hạn như Hệ thống Điều hành Sản xuất (MES) và Hệ thống Điều khiển Giám sát và Thu thập Dữ liệu (SCADA). Sự kết nối này tạo ra một hệ thống sản xuất thông minh, đồng bộ, nơi thông tin được chia sẻ và quy trình được điều khiển một cách chính xác, hiệu quả, từ khâu nhập nguyên liệu đến thành phẩm.

4. Tối ưu chi phí và nguồn lực

Việc ứng dụng robot công nghiệp giúp giảm sự phụ thuộc vào lao động trực tiếp, từ đó giảm chi phí nhân công. Robot còn giúp giảm thiểu sai sót trong sản xuất, dẫn đến ít sản phẩm lỗi hơn, tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu và chi phí sửa chữa. Khả năng hoạt động bền bỉ của robot cũng giảm chi phí bảo trì so với các thiết bị do con người vận hành.

Các thách thức khi ứng dụng robot trong công nghiệp

Việc ứng dụng robot trong công nghiệp mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đặt ra không ít thách thức, bao gồm:

1. Chi phí đầu tư ban đầu lớn

Việc triển khai hệ thống robot công nghiệp đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu đáng kể. Chi phí này không chỉ bao gồm giá mua robot mà còn các thiết bị phụ trợ như cảm biến, hệ thống điều khiển, phần mềm, và hạ tầng cần thiết để tích hợp robot vào dây chuyền sản xuất. Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs), đây có thể là một rào cản tài chính lớn.

2. Chi phí vận hành và bảo trì liên tục

Ngoài chi phí đầu tư, doanh nghiệp cần dự trù kinh phí cho việc vận hành và bảo trì robot. Các chi phí này bao gồm tiêu thụ điện năng, bảo dưỡng định kỳ, sửa chữa đột xuất, và nâng cấp phần mềm, phần cứng. Việc quản lý các chi phí này một cách hiệu quả là cần thiết để đảm bảo lợi tức đầu tư (ROI) từ việc sử dụng robot.

3. Yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao

Hệ thống robot công nghiệp, dù tự động hóa nhiều tác vụ, vẫn cần sự giám sát, vận hành, lập trình và bảo trì bởi đội ngũ nhân sự có chuyên môn. Việc tuyển dụng, đào tạo và giữ chân nhân lực có kỹ năng phù hợp với công nghệ robot là một thách thức, đặc biệt trong bối cảnh cạnh tranh nhân tài ngày càng tăng. Việc tích hợp robot vào quy trình sản xuất hiện tại và tối ưu hóa hoạt động của chúng cũng đòi hỏi kiến thức chuyên sâu.

Mặc dù có những thách thức đáng kể về chi phí đầu tư, vận hành, và yêu cầu về nhân lực, việc ứng dụng robot vẫn mang lại tiềm năng to lớn trong việc nâng cao năng suất, chất lượng và khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. 

Để vượt qua những rào cản này, doanh nghiệp cần có chiến lược đầu tư và triển khai robot một cách bài bản, kết hợp với kế hoạch đào tạo nhân lực và quản lý chi phí hiệu quả. Sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa chi phí và lợi ích sẽ giúp doanh nghiệp đưa ra quyết định đầu tư đúng đắn và khai thác tối đa tiềm năng của robot trong ngành công nghiệp.

Thực tiễn ứng dụng công nghệ rô bốt trong sản xuất tại Việt Nam

Việt Nam đang ghi nhận sự tăng trưởng nhanh chóng trong việc ứng dụng robot vào các quy trình sản xuất. Mục tiêu chính là nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh. Số liệu từ Tổng cục Thống kê Việt Nam cho thấy, lượng robot nhập khẩu vào Việt Nam năm 2023 đã tăng gần 20% so với năm 2022, đạt khoảng 5.000 đơn vị. Các tập đoàn sản xuất lớn như Samsung, Canon và Honda đã tiên phong đầu tư vào hệ thống tự động hóa và robot công nghiệp.

Ngành công nghiệp ô tô và điện tử là hai lĩnh vực tiêu biểu cho việc ứng dụng robot tại Việt Nam. Các nhà máy lắp ráp ô tô của Toyota, Ford và VinFast đã triển khai robot trong các công đoạn lắp ráp, hàn và kiểm tra chất lượng. Nhờ đó, các nhà máy này không chỉ nâng cao năng suất mà còn đảm bảo sản phẩm đạt độ chính xác và đồng nhất cao.

Trong ngành điện tử, các nhà máy sản xuất điện thoại di động và thiết bị điện tử tiêu dùng cũng tăng cường sử dụng robot để tự động hóa quy trình lắp ráp linh kiện và kiểm tra chất lượng. Robot giúp tăng tốc độ sản xuất, giảm thiểu sai sót do con người và nâng cao độ chính xác của sản phẩm.

Xu hướng ứng dụng robot trong sản xuất tại Việt Nam được dự báo sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ. Đây được xem là yếu tố quan trọng để nâng cao năng lực cạnh tranh của nền kinh tế Việt Nam trong bối cảnh hội nhập quốc tế.

Những ứng dụng khác của robot công nghiệp là gì?

Robot công nghiệp, với tính linh hoạt và khả năng tự động hóa, đã vượt ra ngoài phạm vi nhà máy và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác, mang lại hiệu quả và giải quyết các thách thức mà con người khó thực hiện được.

• An ninh: Robot an ninh được sử dụng để hỗ trợ và tăng cường an ninh. Các robot này, ví dụ như sản phẩm của Knightscope, có khả năng tuần tra, phát hiện bất thường bằng trí tuệ nhân tạo (AI), và hỗ trợ nhân viên an ninh trong các tình huống nguy hiểm như đối phó với tội phạm có vũ trang.
• Khám phá không gian: Robot thực hiện nhiệm vụ thu thập mẫu vật, sửa chữa tàu không gian, hoạt động trong môi trường nguy hiểm ngoài vũ trụ. NASA và các tổ chức không gian sử dụng robot để thực hiện nhiệm vụ mà con người khó tiếp cận.
• Giải trí: Robot được sử dụng trong ngành giải trí để tạo hiệu ứng đặc biệt cho phim ảnh. Công viên giải trí ứng dụng robot để nâng cao trải nghiệm khách tham quan.
• Chăm sóc sức khỏe: Robot hỗ trợ các bác sĩ phẫu thuật thực hiện các ca mổ phức tạp với độ chính xác cao (ví dụ: robot da Vinci). Ngoài ra, robot còn được sử dụng trong vật lý trị liệu, chế tạo chân tay giả, và cung cấp các dịch vụ chăm sóc bệnh nhân.
• Quân sự: Robot quân sự bao gồm máy bay không người lái, hệ thống vũ khí tự động, và robot y tế. Chúng được sử dụng trong các nhiệm vụ trinh sát, chiến đấu và hỗ trợ hậu cần.
• Dịch vụ khách hàng: Robot hình người (humanoid robot) như Nadine (Singapore) được phát triển để tương tác với con người trong các môi trường dịch vụ. Chúng có khả năng nhận diện khuôn mặt, giao tiếp bằng mắt, bắt tay và trò chuyện, mang lại trải nghiệm dịch vụ khách hàng độc đáo.

Xu hướng ứng dụng robot trong tương lai

Gia tăng tự động hóa thay thế lao động trực tiếp

Trong tương lai, robot công nghiệp sẽ ngày càng đảm nhận nhiều công việc hiện do con người thực hiện. Sự phát triển của công nghệ robot, cả về phần cứng và phần mềm, kết hợp với xu hướng giảm giá thành sản xuất robot (do chi phí linh kiện điện tử giảm) và chi phí lao động tăng, sẽ thúc đẩy quá trình tự động hóa trong nhiều ngành công nghiệp.

Mở rộng ứng dụng trong lắp ráp

Robot sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong các công đoạn lắp ráp, vốn thường chiếm tỷ lệ lớn trong tổng thời gian sản xuất. Nhờ những tiến bộ trong thiết kế và chế tạo, robot có thể thực hiện các thao tác lắp ráp phức tạp, đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác và cẩn thận, vốn trước đây chỉ có thể thực hiện bởi con người.

Sự phát triển của robot di động thông minh

Robot di động, đặc biệt là các phương tiện tự hành AGV (Automated Guided Vehicles), sẽ trở nên phổ biến trong các nhà máy thông minh. Các thế hệ AGV mới, được trang bị công nghệ thị giác máy tính (computer vision), cảm biến tiên tiến và hệ thống truyền thông không dây, sẽ có khả năng di chuyển linh hoạt và thích ứng với môi trường làm việc phức tạp, không còn bị giới hạn bởi các tuyến đường cố định. Xu hướng phát triển robot di động có chân, có khả năng di chuyển trên nhiều loại địa hình, cũng sẽ được chú trọng

Những thắc mắc thường gặp và giải đáp chi tiết

Robot công nghiệp và robot thông minh khác nhau chỗ nào?

Nói một cách đơn giản, robot công nghiệp thường được lập trình để thực hiện một công việc cụ thể, trong khi robot thông minh có khả năng suy nghĩ và hành động linh hoạt hơn.

Robot công nghiệp trong dây chuyền sản xuất tự động dùng để làm gì?

Robot công nghiệp trong dây chuyền sản xuất tự động dùng để thực hiện các công việc lặp đi lặp lại, đòi hỏi độ chính xác cao, tốc độ nhanh, hoặc trong môi trường nguy hiểm mà con người khó thực hiện, ví dụ như:

• Hàn, cắt, sơn.
• Lắp ráp linh kiện.
• Vận chuyển, xếp dỡ hàng hóa.
• Kiểm tra chất lượng sản phẩm.
• Đóng gói sản phẩm.

Robot công nghiệp có thay thế hoàn toàn con người trong sản xuất hay không?

Mặc dù robot công nghiệp ngày càng trở nên tiên tiến, nhưng chúng không thể thay thế hoàn toàn con người trong sản xuất. Con người vẫn cần thiết để thực hiện các công việc đòi hỏi sự sáng tạo, tư duy linh hoạt và khả năng giải quyết vấn đề. Robot và con người có thể làm việc cùng nhau để tạo ra một môi trường sản xuất hiệu quả và an toàn hơn.

Lời kết

Với những ưu điểm vượt trội về hiệu suất, độ chính xác và khả năng tự động hóa, robot công nghiệp đang và sẽ tiếp tục là yếu tố then chốt thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp hiện đại. Việc ứng dụng hệ thống robot công nghiệp không chỉ giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực cạnh tranh mà còn góp phần tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của thị trường.