Câu hỏi tưởng dễ này lại là chỗ nhiều người vấp đầu tiên. Một băng chuyền tự động chạy suốt ca có phải robot không? Một máy CNC năm trục thì sao? Trả lời được câu này không phải để tranh luận chữ nghĩa, mà vì nó quyết định bạn tra tiêu chuẩn nào, mua thiết bị gì và tính chi phí ra sao.
Định nghĩa được ngành dùng chung
Bộ tiêu chuẩn thuật ngữ ISO 8373 mô tả robot là cơ cấu chấp hành lập trình được theo từ hai trục trở lên, có mức độ tự chủ nhất định, di chuyển trong môi trường để thực hiện nhiệm vụ. Ba vế trong đó đều quan trọng như nhau.
Vế thứ nhất, lập trình được, loại bỏ mọi cơ cấu chỉ chạy đúng một chu trình cố định bằng cam, cữ chặn hay mạch cứng. Vế thứ hai, từ hai trục trở lên, loại bỏ những cơ cấu một chiều như xy lanh đẩy. Vế thứ ba, mức độ tự chủ, hàm ý máy tự thực hiện được nhiệm vụ đã giao mà không cần người can thiệp từng bước.
Định nghĩa này cố tình không nói gì về hình dáng. Không có yêu cầu robot phải giống người, phải có tay hay phải biết đi. Một xe tự hành trong kho và một cánh tay hàn điểm đều là robot theo cùng một định nghĩa.
Điểm phân biệt thật sự: lập trình lại được
Nếu chỉ được giữ một tiêu chí duy nhất để phân biệt, hãy giữ tiêu chí này. Máy chuyên dụng được thiết kế cho một sản phẩm; đổi sản phẩm thì phải thay cơ khí. Robot được thiết kế cho một lớp nhiệm vụ; đổi sản phẩm thì viết lại chương trình và thay đồ gá đầu công tác.
Hệ quả kinh tế của khác biệt này rất lớn. Máy chuyên dụng thường nhanh hơn và rẻ hơn trên mỗi đơn vị sản phẩm khi sản lượng lớn và mẫu mã ổn định nhiều năm. Robot thắng khi mẫu mã đổi liên tục, khi cùng một trạm phải làm nhiều việc, hoặc khi bạn chưa biết chắc dây chuyền sẽ trông thế nào trong hai năm tới.
Vì vậy câu hỏi đúng khi đầu tư không phải "robot có tốt hơn máy chuyên dụng không" mà là "sản phẩm của tôi có đổi không, và đổi nhanh đến mức nào".
Vai trò của cảm biến trong định nghĩa
Nhiều robot công nghiệp đời cũ chạy hoàn toàn mù: chúng lặp lại quỹ đạo đã dạy, không biết phôi có ở đó hay không. Chúng vẫn là robot, vì tiêu chí lập trình lại được đã thoả mãn.
Nhưng khoảng cách giữa một robot mù và một robot có cảm biến lớn hơn nhiều so với vẻ ngoài. Robot mù đòi hỏi môi trường phải được dựng chính xác quanh nó: phôi luôn đúng vị trí, đồ gá luôn đúng dung sai, không ai đi ngang. Robot có thị giác và cảm biến lực chấp nhận được sai lệch, nên yêu cầu với phần còn lại của dây chuyền giảm xuống.
Chi phí thường dịch chuyển chứ không biến mất. Tiền bạn không bỏ vào đồ gá chính xác thì bỏ vào cảm biến, hiệu chỉnh và thời gian lập trình.
Mức tự chủ: một dải, không phải hai thái cực
Tự chủ không phải công tắc bật tắt. Trong thực tế nó là một dải, và biết mình đang ở nấc nào giúp đặt kỳ vọng đúng.
- Điều khiển trực tiếp: người ra lệnh từng chuyển động, máy chỉ khuếch đại lực hoặc vươn xa hơn tay người.
- Dạy và lặp: người dạy một quỹ đạo, máy lặp lại chính xác quỹ đạo đó. Đây vẫn là chế độ phổ biến nhất trong nhà máy.
- Có điều kiện: máy tự chọn nhánh xử lý dựa trên tín hiệu cảm biến, trong khuôn khổ người đặt sẵn.
- Tự lập kế hoạch: người giao mục tiêu, máy tự tìm cách đạt được. Đây là nơi phần lớn nghiên cứu hiện nay tập trung.
Một nhà máy vận hành tốt thường dùng nấc hai và nấc ba. Nấc bốn nghe hấp dẫn nhưng đi kèm chi phí kiểm chứng cao hơn hẳn, vì bạn phải chứng minh máy an toàn trong những tình huống bạn không liệt kê trước được.
Vì sao gọi tên đúng lại quan trọng
Ba lý do rất thực tế.
Thứ nhất là tiêu chuẩn an toàn. Thiết bị được xếp là robot công nghiệp thì rơi vào bộ tiêu chuẩn riêng cho robot, với yêu cầu về đánh giá rủi ro, dừng bảo vệ và giới hạn không gian. Một máy tự động thông thường áp bộ tiêu chuẩn máy móc chung. Xếp nhầm loại là hồ sơ nghiệm thu sai từ gốc.
Thứ hai là hồ sơ mời thầu. Viết "robot" trong yêu cầu kỹ thuật khi thứ bạn cần là một máy chuyên dụng sẽ nhận về báo giá cao hơn nhiều mà không giải quyết đúng bài toán.
Thứ ba là kỳ vọng nội bộ. Từ "robot" khiến người chưa quen tưởng máy tự xoay xở được mọi tình huống. Nói rõ máy đang ở nấc tự chủ nào giúp bộ phận sản xuất chuẩn bị đúng phần việc còn lại của con người.
Câu hỏi thường gặp
Máy CNC có phải robot không?
Theo cách phân loại thông dụng thì không. Máy CNC lập trình được và có nhiều trục, nhưng nó là máy công cụ gia công vật liệu tại một vị trí cố định, và được xếp vào nhóm máy công cụ với bộ tiêu chuẩn riêng. Ranh giới này mang tính quy ước ngành hơn là ranh giới vật lý.
Robot bắt buộc phải có cảm biến không?
Không bắt buộc theo định nghĩa. Rất nhiều robot công nghiệp chạy chế độ dạy và lặp mà không có cảm biến ngoài. Tuy nhiên robot không cảm biến đòi hỏi môi trường quanh nó phải chính xác hơn nhiều, nên chi phí thường chuyển sang đồ gá và thiết bị cấp phôi.
Xe tự hành trong kho có được tính là robot?
Có. Nó lập trình lại được, di chuyển theo nhiều hướng và tự thực hiện nhiệm vụ vận chuyển. Nhóm thiết bị này thường được gọi riêng là robot di động để phân biệt với robot dạng cánh tay cố định.
Nên chọn robot hay máy chuyên dụng cho dây chuyền mới?
Câu hỏi quyết định là mẫu mã sản phẩm có đổi trong vòng đời thiết bị hay không. Sản lượng lớn với mẫu ổn định nhiều năm thường nghiêng về máy chuyên dụng. Mẫu đổi liên tục, nhiều biến thể hoặc chưa chắc chắn về tương lai dây chuyền thì robot giữ được giá trị lâu hơn.
Đọc thêm trong Đầu tư & tổng chi phí sở hữu và Phân loại robot.
