Cánh tay robot là một trong những robot phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp hiện nay. Chúng đóng vai trò đặc biệt quan trọng và ngày càng xuất hiện nhiều trong chế tạo, lắp ráp và sản xuất. Được ứng dụng ở các nhà máy, công xưởng hiện đại trên thế giới.
1. Cánh tay robot là gì?
Những cánh tay robot được lập trình và sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. Nó sẽ phải tuân thủ các nguyên tắc cử động giống như cánh tay con người. Các khớp tay có thể di chuyển dọc theo trục hoặc xoay theo một số hướng nhất định. Số trục của cánh tay robot cũng chính là số cách di chuyển của chúng.
Cánh tay robot bao gồm: bộ điều khiển, tay vận hành, kẹp gắp robot, hệ thống cảm biến, ổ đĩa.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
2.1 Cấu tạo của cánh tay robot công nghiệp
- Cánh tay robot công nghiệp thường được chế tạo bằng gang hoặc thép. Được chế tạo với các bộ phận gồm chân đế và cổ tay. Chúng giúp hỗ trợ thực hiện nhiệm vụ nâng hạ hay chuyển động của cánh tay.
- Tại các khớp của robot, sẽ được gắn bộ điều khiển để quay động cơ. Nó hoạt động bằng khí nén và thủy lực.
2.2 Nguyên lý hoạt động
- Công việc của cánh tay chủ yếu là di chuyển sản phẩm, linh kiện từ nơi này sang nơi khác. Cùng với đó là nhặt, nâng lên, đặt xuống, tháo ra, hàn hoặc tất cả công việc đó. Nó được lập trình tự động để hoàn cảnh công việc mà người dùng mong muốn.
- Tùy theo ứng dụng vào công việc nào, robot sẽ được bổ sung các linh kiện cần thiết. Nhưng robot sẽ luôn cần được trang bị thêm các bộ phận khác để hoạt động tốt hơn. Đó có thể là: kẹp, mỏ hàn, đầu đánh bóng. Hoặc là các thiết bị cảm biến như: cảm biến lực-mô-men, cảm biến an toàn, hệ thống quan sát.
- Robot giúp người dùng tự động hóa một quy trình. Quy trình đó có thể đang được làm bằng cách thủ công. Hoặc nó có thể là một quy trình mới hoàn toàn.
- Có 2 yếu tố quan trọng trong hệ thống cánh tay robot. Đó là: bộ điều khiển và Teach Pendant.
+ Bộ điều khiển: điều khiển hoạt động của nó.
+ Teach Pendant: giúp lập trình cho robot.
3. Lợi ích của cánh tay robot công nghiệp
3.1 Cánh tay robot thao tác nhanh giúp tiết kiệm thời gian hơn con người
Các cử động của tay robot đều được con người kiểm soát. Nó được lập trình, mô phỏng trong không gian ảo của phần mềm để lường trước những rủi ro về va chạm, quá tải hay các bất hợp lí trong chuyển động. Vì vậy mỗi chuyển động thực tế của robot trong quá trình làm việc đều là chuyển động chính xác, trơn tru và không có động tác dư thừa. Thời gian của chu kỳ được tối ưu tính tới hàng phần trăm giây.
Ngoài ra chất lượng sản phẩm cũng sẽ được điều chỉnh, cải tiến dần theo thời gian đến khi đạt trạng thái hoàn hảo.
3.2 Cánh tay robot giúp tăng sản lượng, năng suất trong sản xuất công nghiệp
Sử dụng cánh tay robot trong công nghiệp giải quyết được nhiều những vấn đề gặp phải như khi con người làm việc.
Về thời gian, rất khó để con người làm việc liên tục một thời gian dài ở cùng một vị trí trong dây chuyền sản xuất. Nếu có thì phải có nhiều người luân phiên tại vị trí đó. Việc thuê quá nhiều lao động làm tăng chi phí từ lương chi trả hàng tháng, chi phí đào tạo, lương tăng ca, đến các nghĩa vụ bắt buộc với người lao động như BHYT, BHXH. Ngoài ra còn có các trường hợp như lao động bị ốm đau, tai nạn, nghỉ thai sản… gây gián đoạn ngừng trệ bộ máy làm việc.
Lúc này các thiết bị thông minh như cánh tay robot là lựa chọn tốt nhất thay con người. Chúng hoạt động liên tục mà không hề mệt mỏi. Chúng hoàn toàn có thể làm việc ngay với cả các nhiệm vụ nguy hiểm, độc hại, nhiều rủi ro… từ đó giúp tăng năng suất lên đáng kể.
3.3 Các chuyển động của cánh tay robot là chính xác và có tính nhất quán
Các công việc trong một dây chuyền sản xuất hầu như là những công việc lặp đi lặp lại. Nó có thể gây ra sự nhàm chán, đơn điệu.
Con người khi làm việc chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố như: tinh thần, sức khỏe, sự tập trung và tính kỉ luật của bản thân mỗi người lao động,… Cánh tay robot cùng với các chuyển động được lập trình chính xác sẽ giúp các sản phẩm tạo thành đạt đúng yêu cầu kỹ thuật. Vì vậy nó sẽ hạn chế những bất cẩn hoặc thao tác sai có thể xảy ra khi con người làm việc. Đặc biệt đối với những dòng sản phẩm đòi hỏi sự chính xác và độ tập trung cao.
3.4 Hạn chế không gian làm việc
Cánh tay robot công nghiệp là thiết bị nhỏ gọn, nhẹ, sẽ hoạt động tốt trong cả những không gian nhỏ hẹp. Điều đó giúp tiết kiệm không gian nhà máy, nhà xưởng sản xuất. Những sản phẩm tuyệt vời này sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong những năm tới. Nó đem lại độ chính xác và năng suất cao gấp nhiều lần. Robot sẽ được cải thiện và nâng cao theo thời gian. Do đó, tất cả những lợi ích trên sẽ tiếp tục được phát triển.
