Sản xuất robot tự lập trình

Release Date :31/Th10/20221 Views : 99

Trí tuệ nhân tạo có thể mở ra kỷ nguyên tự động hóa mới cho các nhà sản xuất

Trong nhiều thập kỷ, câu chuyện về người máy vẫn giống nhau: Bạn cần một quy mô hàng loạt lớn để nhận được bất kỳ lợi ích nào. Ở nhiều khu vực, rô bốt đã là một trò chơi bị hạn chế đối với các nhà sản xuất hàng loạt, trong khi bất kỳ cửa hàng nào tung ra nhiều loại SKU đều bị loại khỏi câu hỏi.

Các nhà sản xuất hỗn hợp sản phẩm cao tránh dùng rô bốt cho nhiều ứng dụng. Lý do chính cho điều này không phải là chi phí của chính robot, mà là chi phí thích ứng với môi trường cho robot (định vị đồ gá) và chi phí lập trình chúng.

Hầu hết các môi trường hỗn hợp sản phẩm cao liên tục thay đổi. Đồ gá di chuyển, đồ vật treo sai cách trên băng tải hoặc bất kỳ phần nào của thiết bị lệch sang một bên có thể làm cho một robot được lập trình truyền thống hoàn toàn vượt quá giới hạn. Một robot 50.000 đô la có thể có chi phí tích hợp từ 150.000 đô la trở lên cho chỉ một nhiệm vụ, bộ phận hoặc hoạt động. Nếu ứng dụng yêu cầu thay đổi một phần hoặc hàng loạt phức tạp, chi phí có thể bùng nổ.

Điều này không ngăn cản các nhà sản xuất thực hiện công việc của họ, nhưng với thách thức lao động có tay nghề cao đang diễn ra, chi phí của người máy phải giảm nhanh, và điều này bao gồm cả chi phí lập trình. Hầu hết các rô bốt được định vị trên sáu trục và các hướng dẫn được lập trình cần tính đến chúng. Điều này bao gồm vị trí và các giới hạn cơ học của từng khớp của rô bốt. Trong hầu hết các trường hợp, chỉ dẫn phải chính xác đến từng milimet.

Nhưng với trí thông minh nhân tạo (AI), phương trình chi phí – lợi ích của tự động hóa có thể thay đổi đáng kể đối với các nhà sản xuất hỗn hợp sản phẩm cao. Đó là bởi vì một số robot hiện đang tự lập trình hiệu quả .

“Cái gì” so với “Làm thế nào”

Giả sử bạn yêu cầu một đồng nghiệp mang cho bạn một ly cà phê trên đường trở về sau giờ nghỉ giải lao: “Bạn có thể lấy cho tôi một ly cà phê trên đường về không?” Như vậy là đủ đối với con người, nhưng đối với rô bốt, bạn cần được hướng dẫn cụ thể: “Đi qua cánh cửa này, đi xuống hành lang 90 ft., Bước ra ngoài vài phút, quay lại, uống cà phê ở phía ngoài cùng bên trái của quầy, quay trở lại theo hướng khác xuống sảnh 90 ft., vào lại khu vực làm việc và ký gửi cà phê trong tay tôi. ” Và nếu ai đó đã di chuyển máy pha cà phê kể từ lần cuối cùng bạn nhìn thấy nó, hoạt động sẽ không thành công.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất đã lập trình robot theo một trong ba cách: lập trình tuần tự bằng cách sử dụng mặt dây dạy, thao tác động học và lập trình ngoại tuyến. Những tiến bộ trong dạy học mặt dây chuyền đã cố gắng làm cho việc lập trình robot trở nên trực quan hơn. Với thao tác động học, tình huống trở nên dễ dàng hơn một chút, với việc người vận hành định vị robot và đăng ký vị trí. Từ đó con đường được phát triển, mặc dù chương trình cần tính đến vận tốc và các giới hạn cơ học của robot. Lập trình và mô phỏng ngoại tuyến có thể tiết kiệm thời gian lập trình sàn cửa hàng, nhưng các nhà khai thác sẽ dành thời gian xác thực, viết lại và chỉnh sửa chương trình để giải thích sự khác biệt giữa thế giới mô phỏng và thực tế.

Trong tất cả những trường hợp này, lập trình viên đang nói với rô bốt “cách” thực hiện nhiệm vụ của nó giống như những hướng dẫn chi tiết để lấy cà phê. Robot tự lập trình có một cách tiếp cận khác về cơ bản. Họ không cần được hướng dẫn cách làm điều gì đó. Thay vào đó, họ chỉ cần được cho biết “phải làm gì”.

Robot tự lập trình là gì?

Một robot tự lập trình tự động tạo ra một kế hoạch cho một nhiệm vụ. Nó nhận thức môi trường, biết các ràng buộc của quy trình ở mức độ có thể, sau đó thực thi nhiệm vụ mà không cần can thiệp thủ công.

Không giống như tự động hóa công nghiệp thông thường, robot tự lập trình được đưa ra các “mục tiêu” cụ thể, chẳng hạn như mô tả nhiệm vụ như “sơn bề mặt này”. AI xem xét các thông số kỹ thuật và giới hạn của robot, chẳng hạn như tốc độ nó được phép di chuyển, cũng như vị trí của đối tượng mà nó đang làm việc; sau đó nó tạo ra một kế hoạch hợp lệ cho từng phần, tất cả đều trong thời gian thực.

Chế tạo rô bốt
Bột robot phủ một bộ phận hàng không vũ trụ, với mô phỏng của cùng một quá trình – tất cả đều được tự lập trình trong thời gian thực – được hiển thị cùng với nó. 

Giống như cách con người sử dụng mắt, robot tự lập trình sử dụng tầm nhìn 3D để nhận thức mọi khía cạnh của vật thể trước mặt nó, chẳng hạn như hình dạng, kích thước và vị trí tương đối của nó. Robot liên hệ tất cả thông tin này lại với nhiệm vụ được giao và sau đó, sử dụng các thuật toán dựa trên AI, giải thích thông tin và tìm ra con đường hiệu quả nhất để đạt được mục tiêu đã đặt ra cho nó. Điều này có thể bao gồm các tình huống trong đó vật thể đang chuyển động, chẳng hạn như các bộ phận kim loại tấm được mắc vào một đường băng tải chuyển động liên tục.

Khi rô bốt tạo ra chương trình của riêng mình cho một nhiệm vụ, nó sử dụng thông tin từ thị giác 3D – một “cặp song sinh kỹ thuật số” của môi trường – để xác thực từng phần của kế hoạch. Loại AI này hoạt động tương tự như cách các nhà điều hành có kỹ năng sử dụng mắt và não của họ. Nó thích ứng với những thay đổi về vị trí, hướng và hình dạng của đối tượng phía trước nó.

Tiềm năng cho các quá trình phun

Các nhà sản xuất hỗn hợp sản phẩm cao có thể triển khai robot tự lập trình trong nhiều hoạt động khác nhau. Ví dụ, những robot như vậy hiện đang được sử dụng để sơn các bộ phận hàng không vũ trụ.

Các quy trình phun nói chung là cách nhanh nhất để tiếp thị cho robot tự lập trình. Tất cả đều được áp dụng sơn tĩnh điện, sơn chất lỏng, mài bắn, phun cát, phun nhiệt và pha chế keo, chủ yếu vì cảm biến thị giác và độ chính xác của robot có thể được tin cậy trong phạm vi vài mm. Đối với sơn tĩnh điện và sơn chất lỏng nói riêng, robot tự lập trình đã xuất hiện trực tuyến đầu tiên vì nhu cầu về một giải pháp đơn giản là rất cao.

Đối với sơn công nghiệp và sơn tĩnh điện, thách thức còn gấp 3 lần: Làm thế nào để bạn đạt được tỷ lệ đầu ra chất lượng cao, hạn chế việc làm lại tốn kém và bảo vệ sức khỏe và sự an toàn của người lao động? Khi ca làm việc của họ tiếp tục, người lao động không chỉ mệt mỏi, mà thị lực và độ chính xác của họ giảm sút và tính nhất quán trong công việc của họ bị ảnh hưởng. Chi phí làm lại có thể rất đáng kể, đôi khi đủ để khiến toàn bộ lô hàng không có lãi. Nếu các thực hành an toàn và công thái học thích hợp không được tuân thủ, việc làm việc lâu dài trong một số môi trường sơn công nghiệp và sơn tĩnh điện có thể dẫn đến bệnh hô hấp, các thử thách về chỉnh hình và đau mãn tính.

Đối với rô bốt tự lập trình, một khi cảm biến thị giác của chúng được đặt, độ chính xác của chúng không bao giờ giảm xuống dưới mức chúng đã được hiệu chỉnh miễn là chúng được bảo trì định kỳ, không nhiều hơn mức bảo trì hạn chế mà hầu hết các rô bốt công nghiệp yêu cầu. Robot không đeo mặt nạ hoặc sử dụng hệ thống lọc không khí và chúng không phát triển các căn bệnh có thể gây ra cho rất nhiều công nhân lành nghề trong thời gian dài .

Các cảm biến ngày nay có thể vượt qua các thách thức về ánh sáng và độ phản xạ, đồng thời robot có thể hoạt động ở tốc độ dòng cao và với các bộ phận khác nhau được đặt ở bất kỳ hướng nào. Robot tự lập trình sử dụng phương pháp phỏng đoán để xác định lượng lớp phủ chúng phun ra và khối lượng lớp phủ tạo ra. Mục đích là để đạt được thành phẩm nhất quán nhất có thể với lượng bột bị lãng phí ít nhất.

Sơn chất lỏng không làm tăng thêm một số phức tạp. Ví dụ: nếu rô bốt tạm dừng hoặc đi qua liên tục tại một điểm, hệ thống phải xem xét các rủi ro của việc sơn nhỏ giọt, điều này sẽ trở thành một biến số bổ sung. Tuy nhiên, khi biến này được tính đến, rô bốt có thể đạt được tính nhất quán, độ chính xác và độ lặp lại cao.

Ngoài các ứng dụng dạng phun, không có giới hạn nào đối với những gì robot tự lập trình có thể làm. Chỉ còn nhiều việc phải làm. Cảm biến, đồ gá và các thành phần khác cần phải tiết kiệm chi phí và các nhà sản xuất cần có khả năng triển khai các hệ thống rô bốt này một cách nhanh chóng.

Ví dụ, các quy trình tiếp xúc như hàn, mài và đánh bóng đòi hỏi độ chính xác cao hơn các quy trình phun như sơn hoặc sơn tĩnh điện. Điều này đơn giản có nghĩa là một giải pháp khác cần được thiết kế. Mặc dù vậy, các nguyên tắc của một robot tự lập trình vẫn được duy trì.

Sơn tĩnh điện rô bốt
Sơn tĩnh điện là một ứng dụng chín muồi cho tự động hóa vì nó liên quan đến việc đưa công nhân vào môi trường mà sau nhiều năm tiếp xúc, có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe

AI cho sản xuất hỗn hợp nhiều / khối lượng thấp

Bằng cách đưa AI vào hoạt động, các nhà sản xuất có thể tự động hóa nhiều tác vụ lặp đi lặp lại, ít hấp dẫn nhất mà vẫn đòi hỏi mức độ nhận thức, bí quyết và độ chính xác của con người. Sơn và sơn tĩnh điện chỉ là ví dụ đầu tiên trong số rất nhiều ví dụ.

Không ai được lợi từ việc kìm hãm sự tự động hóa, nhưng tự động hóa vì lợi ích riêng của nó cũng không nhất thiết phải tiết kiệm chi phí. Bước đầu tiên là xác định và xác thực rằng công việc tẻ nhạt, lặp đi lặp lại và nguy hiểm nhất của một hoạt động trên thực tế có thể được tự động hóa. Bằng cách sử dụng robot trong những tình huống này và chứng minh các giải pháp, một nhà sản xuất sau đó có thể phát triển các nỗ lực tự động hóa của mình để bao gồm toàn bộ tế bào và dây chuyền sản xuất. Khi quá trình chuyển đổi này xảy ra, các công ty sẽ biết được nơi mà lực lượng lao động hiện có có thể lấp đầy khoảng trống, phát huy ý tưởng của riêng họ và giúp tạo ra kết quả tốt hơn.

Trong tất cả những điều này, robot tự lập trình có thể đóng một vai trò quan trọng. Loại tự động hóa mới này sẽ giúp giải phóng tài nguyên và cho phép các nhà sản xuất vận hành sản xuất hiệu quả hơn, tất cả mà không cần phải thiết kế lại cơ sở vật chất chỉ để lắp đặt robot ngay từ đầu.

Công ty Cổ phần Thiết bị và Giải pháp Cơ khí Automech
Trụ sở chính: số 285 đường Phúc Lợi, quận Long Biên, Hà Nội
Chi nhánh Đà Nẵng: lô 11, khu A4 – Nguyễn Sinh Sắc, quận Liên Chiểu, Đà Nẵng
Chi nhánh TP HCM: số 84, đường 10, khu đô thị Vạn Phúc, Hiệp Bình Phước, Thủ Đức
Hotline: 0987 899 347
Website: automech.vn
Fanpage: Automech Life

Hotline Zalo Messenger Up