Nguồn: ec.europa.eu
Lắp ráp là một phần quan trọng của quá trình công nghiệp. Đây là bước áp chót trong đó các thành phần của một sản phẩm được sản xuất riêng biệt được ghép lại với nhau để tạo nên sản phẩm hoàn chỉnh. Đó là một quá trình tạo nên hoặc phá vỡ thường tạo ra sự khác biệt giữa các sản phẩm vượt qua bài kiểm tra chất lượng và các sản phẩm bị loại bỏ.
Do tầm quan trọng của việc lắp ráp thích hợp, điều cần thiết là nó phải được thực hiện với độ chính xác cao. Mặt khác, các nhà máy lại thích việc này được thực hiện nhanh chóng để tiết kiệm chi phí và duy trì tốc độ sản xuất cao. Xuất phát từ sự cần thiết này robot lắp ráp. Nếu bạn đang cân nhắc đầu tư vào một số thứ, đây là hướng dẫn tất cả những gì bạn cần biết về lý do và cách áp dụng chúng.
Robot dây chuyền lắp ráp là gì?
Nguồn: Pixabay
Robot trong dây chuyền lắp ráp là một cỗ máy được lập trình sẵn được sử dụng để nối các bộ phận cấu thành của sản phẩm thành một. So với sức lao động của con người, robot lắp ráp nhanh và có độ chính xác cơ học mà con người có thể không đạt được. Các yếu tố khác như khả năng xử lý tải trọng cao hơn khi lắp ráp các bộ phận lớn cũng khiến robot lắp ráp trở thành yếu tố cơ bản trong sản xuất.
Một robot lắp ráp được tạo thành từ các bộ phận sau:
Cánh tay robot lắp ráp - đây là một bộ phận thao tác linh hoạt được sử dụng thay thế cho cánh tay con người để nâng và đặt các bộ phận đang được lắp ráp. Loại cánh tay robot này được thiết kế với khả năng tải trọng và tầm với khác nhau để phù hợp với việc lắp ráp các sản phẩm khác nhau.
Tác nhân cuối cùng- bộ tác động cuối là một công cụ được gắn vào phần cuối của cánh tay robot lắp ráp để giúp nó có thể gắp các bộ phận cần lắp ráp. Chúng khác nhau về thiết kế dựa trên bộ phận. Ví dụ bao gồm dụng cụ kẹp, dụng cụ phân phối chất kết dính và dụng cụ hút dùng để xử lý kính.
Cảm biến – cảm biến hướng dẫn rô-bốt lắp ráp bằng cách phát hiện các thông số như lực cần tác dụng khi lắp đặt một bộ phận hoặc cách định vị bộ phận đó.
Hệ thống tầm nhìn- hệ thống thị giác thường được lắp đặt ở gần cuối cánh tay robot lắp ráp. Chúng giúp làm cho nó chính xác hơn vì chúng cho phép cánh tay robot ‘nhìn thấy’ bộ phận và vị trí đặt nó.
Hệ thống lắp ráp robot bao gồm những gì?
A hệ thống lắp ráp robot bao gồm một loạt robot trong dây chuyền lắp ráp hoạt động song song để lắp ráp các đơn vị sản phẩm. Điều này thường được áp dụng khi một sản phẩm có các kích cỡ và hình dạng khác nhau của các bộ phận vì chúng cần được xử lý bởi các robot lắp ráp khác nhau. Một loại hệ thống băng tải sẽ chuyển thiết bị đang được lắp ráp từ giai đoạn lắp ráp này sang giai đoạn lắp ráp tiếp theo.
Một ví dụ về điều này sẽ là lắp ráp xe. Các bộ phận như ghế ô tô và kính chắn gió không thể được xử lý một cách hiệu quả bởi cùng một robot. Như vậy, một bộ robot sẽ lắp đặt ghế ngồi cho xe và tiếp tục xuống hệ thống lắp ráp, một bộ robot lắp ráp khác sẽ lắp đặt kính chắn gió.
Mặc dù tất cả các robot trong hệ thống lắp ráp đều được thiết kế để lắp ráp nhưng chúng có thể không nhất thiết phải giống hệt nhau. Tải trọng và phạm vi tiếp cận của họ có thể khác nhau tùy theo phần họ đang xử lý. Các cơ quan tác động cuối cùng mà chúng được trang bị cũng được chọn để phù hợp với nhiệm vụ của chúng.
Các loại robot dây chuyền lắp ráp
Các loại robot khác nhau phù hợp với các loại quy trình lắp ráp riêng biệt. Điều này dựa trên số bậc tự do mà chúng có và tải trọng mà chúng có thể xử lý. Các loại cánh tay robot chính được sử dụng làm robot lắp ráp bao gồm
Robot SCARA
Robot SCARA linh hoạt trên trục XY và cứng trên trục Z. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các quy trình lắp ráp nơi chúng có thể chọn các bộ phận ở một bên và lắp ráp chúng ở một bên khác dọc theo một mặt phẳng song song. Chúng bao phủ một phạm vi làm việc hình trụ rộng và có thể xử lý tải trọng lớn. Những ưu điểm khác của việc sử dụng robot SCARA để lắp ráp bao gồm:
Tốc độ cao vì cánh tay nhỏ gọn của chúng có ít mô-men xoắn hơn
Chúng có độ chính xác và độ lặp lại cao
Họ có thể xử lý các bộ phận nhỏ một cách hiệu quả
Robot Delta
Robot Delta bao gồm ba cánh tay robot hình tam giác được gắn trên một đế với mỗi cánh tay được cung cấp năng lượng bởi động cơ servo riêng. Khi robot delta được đưa vào dây chuyền lắp ráp, nó sẽ được gắn trên cao. Điều này mang lại sự ổn định hơn cho cánh tay robot và giảm lượng mô-men xoắn mà chúng gặp phải khi nâng các bộ phận trong quá trình lắp ráp. Nhờ đó, chúng hoạt động cực nhanh và có độ chính xác cao, đặc biệt khi được gắn cảm biến.
Với cấu trúc của chúng, robot Delta chỉ có thể xử lý tải trọng nhỏ. Đây có lẽ là lý do tại sao gần đây chúng mới bắt đầu được sử dụng trong dây chuyền lắp ráp. Tuy nhiên, chúng rất hiệu quả trong việc lắp ráp các bộ phận nhỏ như màn hình hoặc vỏ điện thoại di động cùng những thứ khác.
Robot có khớp nối
Cánh tay robot có khớp nối có nhiều khớp quay giúp chúng có thể uốn cong theo các hướng khác nhau. Tính linh hoạt cao này được khai thác khi chúng được sử dụng cho các quy trình lắp ráp phức tạp. Chúng đặc biệt hiệu quả khi các bộ phận cần được xoay hoặc điều khiển trong quá trình lắp đặt.
Do có nhiều khớp trong cấu trúc nên cánh tay robot có khớp nối chậm hơn một chút so với các robot khác. Tuy nhiên, những gì họ thiếu về tốc độ, họ bù đắp bằng khả năng xử lý tải trọng nặng, bao quát phạm vi công việc lớn và đưa tay lên xuống để lắp đặt các bộ phận. Chúng có thể trở nên hiệu quả hơn nữa bằng cách lắp chúng với hệ thống thị giác.
Ứng dụng Robot trong lắp ráp
Nguồn: Bapt
Dây chuyền lắp ráp khác nhau giữa các ngành công nghiệp về các bộ phận được lắp ráp và các quy trình khác có liên quan. Do đó, các loại robot lắp ráp khác nhau được áp dụng riêng cho từng loại dây chuyền lắp ráp. Sau đây là những ví dụ về cách áp dụng robot lắp ráp.
Lắp ráp các bộ phận điện tử siêu nhỏ - các bộ phận bên trong của thiết bị điện tử bao gồm một loạt các bộ phận siêu nhỏ mà mắt người khó có thể theo dõi. Chúng thậm chí còn khó lắp ráp hơn, đặc biệt là trong các sắp xếp phức tạp như bảng mạch. Do đó, sử dụng robot lắp ráp như SCARA và robot delta có thể xử lý các bộ phận nhỏ một cách dễ dàng và chính xác sẽ hiệu quả hơn.
Lắp ráp ô tô – ô tô được tạo thành từ hàng trăm bộ phận có kích thước khác nhau. Do đó, lắp ráp ô tô được thực hiện thông qua hệ thống lắp ráp rô bốt với các bộ phận khác nhau được lắp đặt theo từng giai đoạn. Với lượng thao tác cần thiết để tiếp cận bên trong vỏ ô tô để lắp các bộ phận, cánh tay rô bốt khớp nối là loại được sử dụng phổ biến nhất cho loại lắp ráp này.
Lắp ráp keo – đây là kiểu lắp ráp trong đó các bộ phận của sản phẩm phải được nối với nhau bằng chất kết dính cường độ công nghiệp. Nhân viên có thể gặp rủi ro khi hít phải khói như vậy hoặc nếu da của họ tiếp xúc với chất kết dính như vậy. Vì lý do này, các robot lắp ráp như SCARA có thể được sử dụng để phân phối chất kết dính trong khi một robot khác được trang bị dụng cụ kẹp có thể nối các bộ phận sâu hơn trong dây chuyền lắp ráp.
Lắp ráp phòng sạch - các thiết bị y tế như hông nhân tạo và dụng cụ điều trị phải được sản xuất trong môi trường vô trùng và có độ chính xác cao. Cánh tay robot được khử trùng và có khả năng bảo vệ chống xâm nhập để dễ dàng vệ sinh phù hợp với loại sản xuất này. Chúng dễ duy trì điều kiện vô trùng xung quanh hơn nhiều và không giống như con người, chúng không cần thiết bị vệ sinh hàng ngày.
Ưu điểm của Robot lắp ráp
Nguồn: Pixabay
Tốc độ cao – thời gian lắp ráp một đơn vị sản phẩm càng lâu thì chi phí sản xuất càng cao. Hơn nữa, thời gian sản xuất dài có thể làm chậm chuỗi cung ứng của bạn. Robot lắp ráp hoạt động nhanh hơn nhiều so với lao động của con người và giúp dây chuyền sản xuất của bạn hoạt động liên tục.
Độ chính xác – các bộ phận lắp ráp kém dẫn đến chất lượng sản phẩm kém. Ví dụ, một van ống được lắp ráp chặt chẽ sẽ bị rò rỉ khi đến tay người tiêu dùng. Độ chính xác cơ học của rô-bốt lắp ráp loại bỏ những lỗi sản xuất như vậy.
Hiệu quả chi phí - một robot lắp ráp có thể lắp ráp các thành phần sản phẩm nhanh hơn và chính xác hơn so với một vài công nhân. Mặc dù chi phí ban đầu của một robot có thể cao, nhưng về lâu dài, nó rẻ hơn nhiều so với một hóa đơn tiền lương phình to và định kỳ. Ít lỗi hơn cũng giúp cắt giảm lãng phí, giúp bạn tiết kiệm tiền trong khâu sản xuất.
Chuẩn hóa chất lượng - khả năng lặp lại cao của robot lắp ráp tạo ra các sản phẩm hoàn thiện có thiết kế và chất lượng giống hệt nhau. Điều này rất quan trọng vì nó mang lại sự nhất quán cho sản phẩm của bạn thay vì dựa vào sức lao động của con người - mỗi công nhân có trình độ kỹ năng khác nhau.
Cải thiện an toàn – quy trình lắp ráp có thể gây nguy hiểm cho nhân viên theo nhiều cách. Việc nâng các bộ phận nặng, bôi keo dán, đóng đinh các bộ phận lại với nhau và các quy trình tương tự có thể xảy ra sai sót bất cứ lúc nào. Bằng cách giao những nhiệm vụ này cho robot lắp ráp, công nhân có thể đảm nhận những trách nhiệm an toàn hơn, bổ ích hơn và ít vất vả hơn.
Nhược điểm của Robot lắp ráp
Nguồn: Pixabay
Mất việc làm – khi các nhiệm vụ ban đầu được thực hiện thủ công trở nên tự động, một số nhân viên chuyển sang các vị trí khác nhưng hầu hết đều bị sa thải. Việc mất kế sinh nhai này là lý do tại sao nhiều người không thích ý tưởng về việc robot tiến xa hơn nữa so với hiện tại.
Các vấn đề về an toàn - robot lắp ráp các bộ phận lớn như robot dùng cho thiết bị điện tử hoặc xe cộ lớn cần không gian sàn rộng rãi không chỉ để lắp mà còn để đảm bảo an toàn. Trừ khi chúng robot hợp tác với các cảm biến an toàn, sẽ rất nguy hiểm cho công nhân khi làm việc trong khoảng cách gần với robot lắp ráp. Va chạm và các tai nạn khác có thể xảy ra bất cứ lúc nào nếu không duy trì khoảng cách an toàn. Điều này cũng có thể cản trở bạn kết hợp chúng nếu nhà máy của bạn không lớn.
Chi phí đầu tư cao - lợi ích của robot lắp ráp là không thể phủ nhận nhưng chi phí của chúng cũng có thể khá cao. Những chi phí đó không chỉ bao gồm chi phí mua mà còn bao gồm chi phí bảo trì thường xuyên và tổn thất phát sinh trong thời gian ngừng hoạt động bất ngờ.
Kết luận
Có thể thu được nhiều lợi ích khi đầu tư vào robot lắp ráp. Tuy nhiên, lợi ích chỉ có thể đạt được nếu bạn chọn robot phù hợp cho thiết lập của mình. Tìm một chứng nhận nhà sản xuất robot lắp ráp cung cấp các thiết bị chất lượng cao bền bỉ cũng có thể giúp quá trình truyền của bạn sang lắp ráp tự động mượt mà hơn nhiều.