Nếu chỉ được xem một ngành để hiểu robot công nghiệp làm được gì, hãy xem ngành ô tô. Phần lớn kỹ thuật hiện dùng ở các ngành khác đều được mài giũa ở đây trước.
Vì sao ngành này tự động hoá sâu nhất
Bốn điều kiện hội đủ, hiếm ngành nào có cả bốn.
Sản lượng rất lớn trên một mẫu ổn định nhiều năm, nên chi phí thiết kế trạm được chia cho hàng trăm nghìn sản phẩm.
Chi tiết cứng và định vị được: thép, nhôm, nhựa cứng, hình dạng lặp lại chính xác.
Nhiều thao tác nguy hiểm hoặc nặng nhọc — hàn, sơn, nâng cụm nặng — nên tự động hoá còn giải quyết cả bài toán an toàn lao động.
Yêu cầu chất lượng đồng đều ở mức con người khó duy trì suốt ca.
Hàn: nơi robot chiếm ưu thế tuyệt đối
Hàn điểm thân vỏ là ứng dụng kinh điển. Một thân xe có hàng nghìn mối hàn, mỗi mối cần đúng vị trí, đúng lực ép và đúng dòng điện.
Robot làm việc này tốt vì nó lặp lại chính xác và không mệt. Kìm hàn nặng, nên robot còn giải quyết cả gánh nặng thể lực.
Hàn đường bằng hồ quang khó hơn: cần bám theo đường mối và bù sai lệch của phôi. Nhiều trạm dùng cảm biến dò đường mối để robot chỉnh quỹ đạo theo thực tế thay vì đi theo quỹ đạo dạy sẵn.
Sơn và phủ bề mặt
Buồng sơn là môi trường con người không nên vào lâu: hơi dung môi, bụi sơn, không gian kín.
Robot sơn có đặc thù riêng. Chúng thường có cánh tay mảnh để luồn vào khoang xe, được bọc kín và thổi khí áp suất dương để hơi dung môi không lọt vào phần điện, và chuyển động phải rất mượt vì tốc độ đầu phun ảnh hưởng trực tiếp tới độ dày lớp sơn.
Đây cũng là ứng dụng mà lợi ích không chỉ ở nhân công: robot phun đều hơn nên tiết kiệm vật liệu và giảm phải sơn lại.
Lắp ráp và những chỗ vẫn cần người
Lắp ráp là nơi ranh giới hiện ra rõ nhất. Các cụm cứng, nặng, lắp theo phương thẳng — kính chắn gió, ghế, bánh xe — đã tự động hoá tốt.
Nhưng các thao tác với vật mềm và dây dẫn vẫn chủ yếu do người làm. Bó dây điện trong xe là ví dụ điển hình: nó đổi hình dạng liên tục, phải luồn qua khe hẹp, và cần cảm nhận khi đã cắm khớp.
Đây là lời nhắc hữu ích cho ngành khác: ngay cả ở nơi tự động hoá sâu nhất, ranh giới vẫn nằm ở vật biến dạng và thao tác cần xúc giác.
Bài học rút ra cho ngành khác
- Thiết kế sản phẩm cho robot lắp được. Ngành ô tô thay đổi thiết kế chi tiết để dễ tự động hoá, ví dụ thêm mặt định vị và lỗ chuẩn. Đây thường là đòn bẩy lớn hơn cả việc chọn robot tốt hơn.
- Chuẩn hoá trạm. Nhiều trạm giống nhau giúp dùng chung phụ tùng, chung chương trình và chung kỹ năng vận hành.
- Đầu tư vào định vị phôi. Đồ gá tốt làm giảm nhu cầu về cảm biến và làm chương trình đơn giản hơn.
- Chấp nhận ranh giới. Giữ người ở những khâu người làm tốt hơn, thay vì cố tự động hoá bằng mọi giá.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao bó dây điện ô tô vẫn lắp bằng tay?
Vì dây là vật mềm, hình dạng thay đổi liên tục khi thao tác, và việc luồn qua khoang hẹp đòi hỏi cảm nhận xúc giác cùng khả năng điều chỉnh liên tục. Đây là nhóm bài toán robot vẫn chưa giải được ở mức tin cậy đủ cho sản xuất hàng loạt.
Robot hàn cần độ chính xác bao nhiêu?
Với hàn điểm, sai lệch cho phép thường ở mức milimét vì kìm hàn có khả năng tự căn chỉnh nhẹ khi ép. Với hàn đường bằng hồ quang, yêu cầu chặt hơn nhiều, và thường phải dùng cảm biến dò đường mối để bù sai lệch của phôi.
Ngành khác có áp dụng được mô hình của ô tô không?
Áp dụng được nguyên tắc, không áp dụng được quy mô. Điều kiện then chốt của ngành ô tô là sản lượng lớn trên mẫu ổn định. Ngành có sản lượng nhỏ và mẫu đổi nhiều nên nghiêng về giải pháp linh hoạt hơn, chấp nhận nhịp thấp hơn.
Robot sơn khác robot thường ở điểm nào?
Khác về vỏ bọc chống cháy nổ với khí áp suất dương, kết cấu cánh tay mảnh để vào khoang hẹp, và yêu cầu chuyển động rất mượt vì tốc độ đầu phun quyết định độ dày lớp sơn. Chúng cũng thường có đường dẫn sơn tích hợp trong thân.
Nhà máy lắp ráp quy mô nhỏ có học được gì từ ngành ô tô?
Học được ba thứ áp dụng ngay ở mọi quy mô: thiết kế sản phẩm sao cho dễ định vị và dễ lắp bằng máy, chuẩn hoá đồ gá để dùng lại giữa các trạm, và ghi chép kỷ luật để mỗi trạm mới rút kinh nghiệm từ trạm trước. Thứ không học được là quy mô đầu tư, nên đừng sao chép mô hình dây chuyền cứng khi sản lượng chưa đủ lớn.
Đọc thêm trong Tiêu chuẩn & an toàn và Đầu tư & tổng chi phí sở hữu.