Không giống như robot công nghiệp truyền thống phải hoạt động trong khu vực tách biệt, cobot được thiết kế với các tính năng an toàn, dễ lập trình & linh hoạt trong nhiều ứng dụng sản xuất khác nhau. Nhờ đó, cobot trở thành xu hướng quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang nhà máy thông minh & sản xuất công nghiệp 4.0. Trong bài viết này, hãy cùng myrobot.asia tìm hiểu chi tiết cobot là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cùng các ứng dụng phổ biến của cobot trong sản xuất hiện đại.
Cobot là gì?
Cobot (viết tắt của cụm từ Collaborative Robot – Robot cộng tác) là loại robot công nghiệp được thiết kế để làm việc trực tiếp cùng con người trong cùng một không gian mà không cần các rào chắn an toàn vật lý như lồng sắt. Khác với robot công nghiệp truyền thống thường hoạt động độc lập trong khu vực an toàn riêng, cobot có khả năng tương tác an toàn với người vận hành.
Cobot được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến như cảm biến lực, cảm biến va chạm, hệ thống điều khiển thông minh & thuật toán an toàn. Nhờ những công nghệ này, cobot có thể tự động dừng/giảm lực khi phát hiện va chạm, giúp đảm bảo an toàn cho người lao động.
Khái niệm Cobot được đưa ra lần đầu tiên vào năm 1996 bởi J. Edward Colgate & Michael Peshkin từ đại học Northwestern. Tuy nhiên, phải đến thập kỷ gần đây, với sự bùng nổ của AI (trí tuệ nhân tạo) & cảm biến lực, Cobot mới thực sự trở nên phổ biến trên toàn cầu.
Cấu tạo của Cobot
Cobot được cấu tạo từ các thành phần sau:
Cánh tay robot
Cánh tay robot là bộ phận quan trọng nhất của cobot, được thiết kế với nhiều khớp nối linh hoạt giúp robot có thể di chuyển theo nhiều hướng khác nhau. Tuỳ vào từng ứng dụng, cobot có thể có 4 trục, 6 trục, 7 trục,… Những khớp nối này giúp cobot thực hiện các thao tác phức tạp như gắp – đặt sản phẩm, lắp ráp linh kiện, hàn, bắt vít.
Bộ điều khiển trung tâm
Bộ điều khiển đóng vai trò như “bộ não” của cobot, giúp xử lý dữ liệu & điều khiển toàn bộ hoạt động của robot. Nhiệm vụ của bộ điều khiển bao gồm xử lý tín hiệu từ cảm biến, điều khiển chuyển động robot, thực thi chương trình lập trình & giao tiếp với các thiết bị khác trong dây chuyền sản xuất.
Cảm biến an toàn
Cobot được trang bị nhiều loại cảm biến nhằm đảm bảo an toàn khi làm việc cùng con người, bao gồm cảm biến lực, cảm biến mô-men xoắn, cảm biến va chạm & cảm biến khoảng cách. Những cảm biến này giúp cobot phát hiện vật cản hoặc con người để dừng hoạt động ngay lập tức.
Thiết bị đầu cuối
Đây là bộ phận gắn ở đầu cánh tay robot, giúp cobot thực hiện các thao tác khác nhau như kẹp gắp sản phẩm, đầu hút chân không, mỏ hàn, tua vít tự động, đầu phun sơn,…
Nguyên lý hoạt động của Cobot
Cobot hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa lập trình điều khiển, hệ thống cảm biến & trí tuệ nhân tạo. Quy trình hoạt động diễn ra theo các bước sau:
Bước 1: Lập trình nhiệm vụ
Người vận hành thiết lập chương trình cho cobot thông qua phần mềm/dạy trực tiếp bằng cách dẫn hướng cánh tay robot.
Bước 2: Thu thập dữ liệu từ cảm biến
Các cảm biến liên tục thu thập dữ liệu về vị trí, lực tác động & môi trường xung quanh.
Bước 3: Xử lý dữ liệu
Bộ điều khiển phân tích dữ liệu & điều chỉnh chuyển động của robot.
Bước 4: Thực hiện nhiệm vụ
Cobot thực hiện các thao tác như gắp, đặt, lắp ráp hoặc kiểm tra sản phẩm.
Bước 5: Đảm bảo an toàn
Khi phát hiện va chạm/lực vượt ngưỡng, robot sẽ tự động dừng hoặc giảm tốc độ.
Nhờ quy trình hoạt động này, cobot có thể làm việc hiệu quả & an toàn trong môi trường có con người.
Các ứng dụng của Cobot trong sản xuất hiện đại
Nhờ tính linh hoạt & an toàn, cobot được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, điển hình phải kể đến:
Lắp ráp linh kiện
Trong ngành điện tử, cobot được sử dụng để lắp ráp bảng mạch, lắp ráp linh kiện nhỏ & siết vít tự động. Những công việc đòi hỏi độ chính xác cao này rất phù hợp với khả năng của cobot.
Gắp – đặt sản phẩm
Cobot có thể tự động gắp sản phẩm từ băng chuyền, sắp xếp sản phẩm vào khay & phân loại sản phẩm. Ứng dụng này giúp tăng tốc độ xử lý hàng hoá.
Hàn tự động
Trong ngành cơ khí, cobot thường được sử dụng để hàn điểm, hàn hồ quang, hàn linh kiện,… Nhờ độ chính xác cao, cobot giúp đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định.
Đóng gói, palletizing
Cobot có thể tự động đóng gói sản phẩm, sắp xếp thùng hàng, xếp pallet,… điều này giúp giảm tải công việc cho người lao động.
Kiểm tra chất lượng sản phẩm
Khi kết hợp với hệ thống camera & trí tuệ nhân tạo, cobot có thể kiểm tra lỗi sản phẩm, phát hiện sai lệch kích thước & phân loại sản phẩm đạt/không đạt. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể nâng cao chất lượng kiểm soát sản xuất.
Cobot đã, đang & sẽ tiếp tục trở thành xu hướng tự động hoá quan trọng trong ngành sản xuất hiện đại nhờ khả năng làm việc an toàn cùng con người, dễ lập trình & linh hoạt trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ứng dụng cobot không chỉ giúp doanh nghiệp tăng năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm, mà còn tối ưu chi phí vận hành.