Tay Gắp Robot Và Các Loại Tay Gắp được Dùng Trong Sản Xuất

Cánh tay robot gắp sản phẩm là gì?

Cánh tay robot gắp sản phẩm là thiết bị tự động hóa được thiết kế để thực hiện các thao tác gắp, nâng, di chuyển và sắp xếp sản phẩm trong quy trình sản xuất. Sử dụng công nghệ tiên tiến như cảm biến lực, thị giác máy tính và hệ thống điều khiển thông minh, cánh tay robot có thể thao tác với độ chính xác cao, giúp tối ưu hiệu suất làm việc.

Robot gắp sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp như sản xuất linh kiện điện tử, lắp ráp ô tô, chế biến thực phẩm và đóng gói hàng hóa. Nhờ khả năng lập trình linh hoạt, cánh tay robot có thể thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại với tốc độ cao, giảm thiểu sai sót, tiết kiệm chi phí nhân công và đảm bảo an toàn lao động trong môi trường công nghiệp.

Có nhiều loại tay gắp khác nhau tương thích với cánh tay robot UR. Một số tay gắp được thiết kế với năm ngón tay, giống hệt như bàn tay người. Tuy nhiên, vẫn có những tay gắp với từ hai đến ba ngón tay, hoặc tay gắp có hình dạng giống như cần móc, hoặc các loại tay gắp cơ khí, tay gắp có móc giác hút lớn và thậm chí là tay gắp trông như túi khí. Do có vô vàn mẫu mã để chọn lựa, việc chọn ra một loại tay gắp phù hợp nhất với mỗi ứng dụng cũng khá khó khăn. 

Phân loại tay gắp Robot, gripper robot?

Việc chọn được một loại tay gắp phù hợp cho bàn tay robot tự động không hề dễ dàng, nhất là khi có quá nhiều loại tay gắp tự động và quá nhiều thuật ngữ chuyên ngành liên quan.

Tuy nhiên, theo nhu cầu sử dụng chung, tay gắp được chia thành từ 5 đến 6 loại chính, mỗi loại được phân biệt dựa trên các phương pháp vận hành và/hoặc điều khiển của chính loại tay gắp đó.  

Tay gắp chân không

Tay gắp chân không sử dụng sự chênh lệch giữa áp suất không khí và chân không để nâng, giữ và di chuyển vật thể. Cụ thể, chân không (hay còn gọi là ‘lưu lượng chân không’) được tạo ra bằng máy bơm điện cơ mini hoặc máy bơm chạy bằng khí nén. Lưu lượng chân không phải được duy trì không bị gián đoạn để robot lắp ráp của bạn có thể giữ chặt vật thể mà nó đang cầm lên một cách an toàn.

Các tay gắp sử dụng khí nén có công suất nhiều hơn gấp bốn đến mười lần so với các bộ phận điện cơ tương ứng. Nhờ đó, đây là sự lựa chọn tối ưu cho các nhiệm vụ nâng đỡ vật nặng. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng đòi hỏi sự linh hoạt cao, các tay gắp chân không điện cơ lại phù hợp hơn. Các tay gắp chân không này được dùng để tự động hoá nhiều nhiệm vụ khác nhau, phổ biến nhất là đóng gói và bốc xếp hàng lên/xuống pallet.

Ví dụ, Nortura, một cơ sở cung cấp thịt ở Na-Uy, đã triển khai một cobot UR10 được tích hợp tay gắp chân không để tối ưu hóa công đoạn bốc xếp hàng lên/xuống pallet. 

DCL Logistics, một công ty cung cấp dịch vụ logistics tại Mỹ, đã cho kết hợp một robot cộng tác UR10e với tay gắp chân không Piab piCOBOT để đảm nhiệm các công việc chọn và đóng hộp vật phẩm tại trung tâm xử lý đơn hàng của công ty.

Ưu điểm của các tay gắp chân không chính là khả năng xử lý nhiều vật phẩm khác nhau (thậm chí khi các vật phẩm này bị đặt không đúng vị trí) và giá thành rẻ hơn những loại tay gắp khác. Nhược điểm của loại tay gắp này là chi phí điện tăng thêm để vận hành máy bơm khí nén hoặc máy bơm chân không cao và không phù hợp để hoạt động trong môi trường bụi bặm.

Tay gắp khí nén

Tay gắp khí nén sử dụng khí nén và pittông để kích hoạt bộ ‘hàm’ (hay còn gọi là ‘các ngón tay’). Thường thấy trong các cấu hình dạng 2-ngón và 3-ngón, các tay gắp khí nén có thể thao tác linh hoạt trong đa dạng nhiều ứng dụng.

Ví dụ như Toolcraft Inc, một xưởng sửa chữa máy móc tại Washington, Mỹ, đã ứng dụng tay gắp khí nén PHD PneuConnect để tự động hoá công việc chăm sóc máy móc phức tạp gồm ba công đoạn bên trong máy CNC. Cùng với sự kết hợp của robot cộng tác UR5e (robot này đã giúp làm giảm tính lặp lại xuống còn 30 micrômét), hệ thống đã có thể hỗ trợ đặt các bộ phận vào trong máy CNC. Sau khi máy CNC đã hoàn thành các nhiệm vụ, hệ thống này nhúng các bộ phận đã xử lý vào dung dịch rửa và đưa các bộ phận này đi qua máy khí. Cuối cùng, đặt các bộ phận sạch và khô lên kệ để vận chuyển.

Ưu điểm của các tay gắp khí nén bao gồm giá thành rẻ, lực gắp lớn, khả năng hoạt động trong không gian hẹp và thời gian phản hồi nhanh. Mặc dù các tay gắp khí nén có thể giải quyết tốt các công đoạn đơn lẻ nhưng chúng lại không phù hợp với các đơn vị sản xuất nhiều thành phẩm khác nhau với số lượng nhỏ. Ngoài ra, khả năng điều khiển vị trí và lực của loại tay gắp này có giới hạn, và chúng cần không khí nén để có thể hoạt động. 

Tay gắp thuỷ lực

Hoạt động dựa vào dung dịch thuỷ lực, tay gắp thủy lực có công suất gắp hơn hẳn các sản phẩm tay gắp khí nén, phù hợp cho các ứng dụng nặng.

Ưu điểm chính của tay gắp thuỷ lực là công suất gắp vượt trội. Tuy nhiên, đi cùng đó là một số nhược điểm về vấn đề xử lý dầu, máy bơm và bể chứa nước. Do đó, tay gắp thuỷ lực cần chi phí bảo trì cao hơn các loại tay gắp khác và chúng cũng không thích hợp để sử dụng trong đa số các phòng sạch và các ứng dụng y tế khác. 

Tay gắp điện

Tay gắp điện được sử dụng phổ biến cho các cobot trong ứng dụng chăm sóc máy móc và chọn & lắp. Mặc dù loại tay gắp này không có công suất gắp bằng tay gắp thuỷ lực nhưng chúng lại phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao và lực gắp nhẹ/vừa phải. Tay gắp điện thường sẽ có cấu hình hai hàm và ba hàm, và dạng 3 hàm gắp thường được ứng dụng để xử lý các vật hình tròn/trụ.

Ví dụ, STAMIT, một công ty sản xuất máy công cụ tại Cộng Hoà Séc, đã dùng tay gắp điện 2 ngón của Robotiq và cobot UR10 để đảm nhiệm các nhiệm vụ chăm sóc máy CNC trong môi trường sản xuất đa dạng (với tổng cộng 4,000 công cụ khác nhau và 12 triệu bộ phận mỗi năm).

Điểm nổi bật của tay gắp điện trong tự động hóa sản xuất chính là sự điều khiển. Phần lớn các tay gắp điện thường đi kèm với các bộ vi xử lý giúp bạn điều chỉnh tốc độ và lực gắp. Việc trang bị thêm bộ cảm biến lực giúp tay gắp điện có thể dễ dàng xử lý nhiều bộ phận khác nhau. Mặt khác, mặc dù tay gắp điện được cải tiến công suất qua từng năm nhưng nhìn chung loại tay gắp này vẫn có công suất gắp ít hơn tay gắp khí nén trong khi giá thành lại cao hơn.

Giải đáp các câu hỏi về cánh tay robot gắp sản phẩm

Cánh tay robot gắp sản phẩm hoạt động như thế nào?

Cánh tay robot gắp sản phẩm là thiết bị tự động hóa được trang bị các cảm biến tiên tiến và hệ thống điều khiển thông minh, giúp nó nhận diện, gắp nhặt và di chuyển vật thể với độ chính xác cao. Robot có thể được lập trình để thực hiện các thao tác như:

• Gắp sản phẩm từ băng chuyền hoặc kệ hàng.

• Di chuyển và định vị sản phẩm vào vị trí mong muốn.

• Sắp xếp, đóng gói hoặc hỗ trợ trong quá trình lắp ráp.

Nhờ khả năng hoạt động ổn định, tốc độ nhanh và ít sai sót, robot gắp sản phẩm giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí nhân công và nâng cao hiệu suất làm việc.

Cánh tay robot gắp sản phẩm có thể xử lý những loại sản phẩm nào?

Cánh tay robot gắp sản phẩm có thể thao tác với nhiều loại sản phẩm khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống gắp nhặt (gripper) và công nghệ cảm biến tích hợp. Một số loại sản phẩm phổ biến mà robot có thể xử lý bao gồm:

• Linh kiện điện tử nhỏ như chip, bo mạch.

• Chai lọ, hộp carton, bao bì sản phẩm trong ngành thực phẩm và đồ uống.

• Các bộ phận cơ khí, linh kiện ô tô có trọng lượng và kích thước đa dạng.

• Sản phẩm đóng gói hoặc hàng hóa cỡ lớn trong kho vận và logistics.

Nhờ tính linh hoạt và khả năng tùy chỉnh, robot có thể làm việc với nhiều hình dạng, kích thước và trọng lượng sản phẩm khác nhau.

Cách lựa chọn cánh tay robot gắp sản phẩm phù hợp

Để chọn cánh tay robot gắp sản phẩm hiệu quả, doanh nghiệp cần xem xét các yếu tố sau:

• Loại sản phẩm cần gắp: Kích thước, trọng lượng, chất liệu của sản phẩm có phù hợp với loại gripper và hệ thống cảm biến không?

• Tải trọng và tầm với: Robot có đủ sức nâng và phạm vi hoạt động phù hợp với dây chuyền sản xuất không?

• Tốc độ hoạt động: Đáp ứng yêu cầu sản xuất và khả năng phối hợp với hệ thống băng chuyền hiện tại.

• Khả năng lập trình: Dễ dàng thiết lập, tùy chỉnh và tích hợp với hệ thống điều khiển của nhà máy.

• Dịch vụ hậu mãi: Chọn nhà cung cấp có dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật và bảo trì tốt để đảm bảo hoạt động ổn định.

Việc đánh giá đúng nhu cầu sản xuất giúp doanh nghiệp tối ưu hóa chi phí đầu tư và nâng cao hiệu quả vận hành.

Cánh tay robot gắp sản phẩm có dễ dàng tích hợp vào hệ thống hiện có không?

Hầu hết các cánh tay robot gắp sản phẩm hiện nay đều được thiết kế với khả năng tích hợp linh hoạt vào dây chuyền sản xuất mà không cần thay đổi lớn về hạ tầng. Chúng có thể kết nối với các hệ thống tự động qua các giao thức tiêu chuẩn như Ethernet, Modbus, hoặc OPC UA, giúp đồng bộ hóa quy trình làm việc.

Ngoài ra, nhiều robot hiện đại hỗ trợ lập trình dễ dàng, giao diện thân thiện, cho phép doanh nghiệp tùy chỉnh thao tác theo nhu cầu mà không cần kỹ sư chuyên sâu về robot. Điều này giúp rút ngắn thời gian triển khai và nhanh chóng đưa vào vận hành hiệu quả.

Lưu ý nhỏ trong thuật ngữ tay gắp

Chúng tôi phân loại tay gắp dựa trên các phương pháp vận hành. Tuy nhiên, vẫn có nhiều cách khác để phân biệt các loại tay gắp này, ví dụ như theo hình dạng, ta có ‘tay gắp song song’, ‘tay gắp mềm’ và ‘tay gắp góc cạnh’. Ngoài ra, hẳn bạn đã gặp qua cụm từ ‘tay gắp thích ứng’, ‘tay gắp cơ khí’ và ‘vuốt’. Đừng quá lo lắng về thuật ngữ bổ sung này; chúng sẽ được giải thích khi chúng ta tìm hiểu chi tiết hơn về các loại tay gắp khác nhau trong các phần dưới đây.

Lựa chọn tay gắp Robot phù hợp?

Có nhiều yếu tố cần lưu ý khi chọn lựa tay gắp, nhưng yếu tố quan trọng nhất vẫn là ứng dụng cụ thể mà doanh nghiệp cần. Công ty Robotics Việt Nam - Universal Robots sẽ hỗ trợ bạn bằng hệ sinh thái UR+ bao gồm đủ chủng loại tay gắp được thiết kế chuyên dụng cho hầu hết các nhiệm vụ sản xuất phổ biến. Tuy vậy, khi chọn tay gắp cho robot cộng tác, ta vẫn nên cân nhắc những vấn đề sau:

• Tay gắp sẽ chuyên xử lý một hay nhiều vật phẩm khác nhau?

• Loại vật phẩm mà tay gắp sẽ xử lý – ví dụ như thực phẩm, linh kiện điện là gì?

• Hình dáng các vật phẩm cần tay gắp xử lý là gì? (Phẳng, cong, không đồng đều)

• Tay gắp có được triển khai trong môi trường phòng sạch hay không?

• Bạn có cần dữ liệu phản hồi từ chính tay gắp không?

• Các chứng nhận đi cùng với tay gắp là gì (ví dụ như chứng nhận an toàn thực phẩm, tương thích IP7,...)

• Tải trọng cần thiết của tay gắp là bao nhiêu?

• Tay gắp có cần phải vận hành trong không gian hẹp hay không?

Trên đây là những thông tin chi tiết về cánh tay robot gắp sản phẩm. Intech Group chuyên cung cấp các giải pháp tự động hóa, gia công cơ khí, các loại xe tự hành AGV, băng tải công nghiệp và hệ thống nhà kho thông minh… Với bề dày 14 năm kinh nghiệm, Intech Group cam kết mang tới giải pháp công nghệ hiện đại với giá thành tốt nhất.

Tham khảo thêm:

Ứng dụng AI và Machine Learning trong ngành công nghiệp sản xuất thực phẩmIntel đầu tư 132 triệu đô la vào các công ty khởi nghiệp AI