Nếu ô tô là bài toán vật nặng và sản lượng ổn định, điện tử là bài toán ngược lại: vật rất nhẹ, dung sai rất chặt, và sản phẩm có thể đổi hẳn sau một năm.
Bốn ràng buộc đặc thù
Kích thước nhỏ. Sai số cho phép thường ở mức phần mười milimét hoặc nhỏ hơn, tức là sát giới hạn độ lặp lại của robot phổ thông.
Lực rất nhỏ. Ấn quá mạnh làm hỏng chân linh kiện hoặc nứt bo mạch. Robot cần kiểm soát lực chứ không chỉ kiểm soát vị trí.
Nhịp cao. Mỗi giây tiết kiệm được nhân với sản lượng rất lớn.
Vòng đời sản phẩm ngắn. Trạm phải chuyển đổi nhanh sang sản phẩm mới, nên thiết kế cứng nhắc theo một mẫu sẽ lỗ.
Vì sao SCARA và Delta chiếm ưu thế
Phần lớn thao tác trong lắp ráp điện tử là đưa linh kiện xuống theo phương đứng rồi ấn nhẹ. Đây đúng là điểm mạnh của SCARA: cứng theo phương đứng, nhanh trong mặt phẳng ngang, rẻ hơn robot sáu trục cùng tầm với.
Delta xuất hiện ở khâu chia và xếp linh kiện rời với nhịp rất cao, nơi tải nhẹ và chuyển động chủ yếu trong một vùng phẳng.
Robot sáu trục vẫn cần khi phải đưa chi tiết vào từ nhiều hướng hoặc khi lắp cụm phức tạp, nhưng nó ít khi là lựa chọn mặc định trong ngành này.
Cảm biến lực: từ đặt vào thành lắp khít
Nhiều thao tác trong điện tử không phải đặt xuống mà là lắp khít: cắm chân vào lỗ, gài khớp, siết vừa lực.
Điều khiển thuần vị trí không giải được các bài toán này, vì chỉ cần lệch một chút là chi tiết kẹt hoặc gãy. Cảm biến lực cho robot khả năng dò tìm: chạm nhẹ, cảm nhận phản lực, dịch một chút rồi thử lại — gần với cách con người làm.
Đổi lại là thời gian. Thao tác có dò tìm luôn chậm hơn thao tác đi thẳng tới đích, nên chỉ dùng ở bước thật sự cần.
Kiểm tra bằng thị giác
Trong điện tử, kiểm tra tự động thường có giá trị ngang hoặc hơn cả lắp ráp tự động, vì lỗi phát hiện muộn rất đắt.
Robot mang camera đi kiểm tra nhiều điểm trên một sản phẩm là mô hình phổ biến: linh hoạt hơn so với lắp cố định nhiều camera, và đổi sản phẩm chỉ cần đổi chương trình.
Yếu tố quyết định chất lượng kiểm tra không phải camera mà là chiếu sáng. Bề mặt bóng, mối hàn cong và chi tiết nhỏ đều rất nhạy với hướng sáng. Nhiều bài toán tưởng khó trở nên đơn giản chỉ nhờ đổi kiểu chiếu sáng.
Thiết kế trạm cho sản phẩm hay đổi
Vì vòng đời sản phẩm ngắn, trạm nên được thiết kế để chuyển đổi nhanh. Bốn cách thường dùng.
- Đồ gá thay nhanh với chốt định vị chuẩn, đổi mẫu chỉ mất vài phút.
- Bộ đổi công cụ tự động để một robot dùng nhiều tay kẹp.
- Chương trình theo tham số, đọc kích thước từ dữ liệu sản phẩm thay vì mã cứng từng vị trí.
- Thị giác để định vị thay vì đồ gá chính xác, khi số biến thể quá nhiều.
Chi phí thêm cho khả năng chuyển đổi thường hoàn lại rất nhanh trong ngành này, vì số lần đổi mẫu trong một năm lớn hơn nhiều so với ngành sản xuất truyền thống.
Câu hỏi thường gặp
Robot có thay được máy gắp đặt linh kiện chuyên dụng không?
Không, và cũng không nên. Máy gắp đặt linh kiện trên bo mạch là thiết bị chuyên dụng với nhịp cao hơn robot rất nhiều. Robot bổ sung ở các khâu khác: lắp cụm, cắm cáp, kiểm tra, đóng gói, xử lý các chi tiết mà máy chuyên dụng không làm được.
Độ lặp lại của robot phổ thông có đủ cho điện tử không?
Đủ cho nhiều thao tác, nhưng không đủ cho các vị trí dung sai rất chặt. Cách xử lý thông dụng là kết hợp thị giác để đo lại vị trí thực tế ngay trước khi thao tác, thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào độ chính xác của robot.
Vì sao chiếu sáng lại quan trọng hơn thuật toán?
Vì chiếu sáng quyết định thông tin có trong ảnh. Nếu ánh sáng làm đặc trưng cần tìm nổi bật rõ ràng, thuật toán đơn giản cũng chạy ổn định. Nếu ảnh mờ nhoè hoặc lẫn phản chiếu, thuật toán phức tạp cũng chỉ đoán mò và kết quả không ổn định theo thời gian.
Trạm điện tử có cần phòng sạch không?
Tuỳ loại sản phẩm. Nhiều khâu lắp ráp điện tử tiêu dùng không cần phòng sạch, chỉ cần kiểm soát bụi và chống tĩnh điện. Yêu cầu phòng sạch nghiêm ngặt chủ yếu xuất hiện ở khâu bán dẫn và một số linh kiện quang học.
Đọc thêm trong Lộ trình học & nghề nghiệp và Tiêu chuẩn & an toàn.
