Nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ trì Viện Cơ học - Viện Hàn lâm KH&CNVN cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Tiến sĩ Đỗ Trần Thắng đã tiến hành nghiên cứu, phân tích, có mô phỏng, thực nghiệm nhằm xây dựng giải pháp ứng dụng công nghệ Robot trong dây chuyền sản xuất cơ khí. Với mục tiêu: Nghiên cứu làm chủ quá trình thiết kế, chế tạo Robot tay máy 6 bậc tự do dạng gọn nhẹ định hướng ứng ứng dụng phù hợp trong môi trường sản xuất vừa và nhỏ, tự động hóa hoàn toàn và bán tự động; Xây dựng, phát triển phần mềm tính toán, mô phỏng và điều khiển Robot; Phân tích, thiết kế và hoàn thiện giải pháp công nghệ phục vụ chế tạo, tích hợp hệ thống Robot 6 bậc tự do; Chế tạo, tích hợp 01 hệ thống Robot 6 bậc tự do; Triển khai ứng dụng hệ thống Robot đã chế tạo vào thực tế.

Để áp dụng vào thực tế, nhóm đã nghiên cứu, phân tích, tính toán, thực nghiệm nhằm đánh giá chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của dây chuyền sản xuất cơ khí có Robot tham gia so với khi không có Robot tham gia. Đồng thời nhóm cũng thực hiện các công việc nghiên cứu, tìm hiểu quy trình công nghệ các khâu làm sạch (nhám, nhẵn), cấp phôi, đánh bóng trong dây chuyền sản xuất cơ khí do Robot đảm nhiệm; kỹ thuật công nghệ làm sạch, cấp phôi, đánh bóng và yêu cầu về độ chính xác, các tiêu chuẩn phải tuân thủ. Nhằm tạo cơ sở cho các bước thực hiện tiếp theo, nhóm dự án đã hoàn thiện quy trình chung các bước thiết kế Robot tay máy 06 bậc tự do kiểu khớp quay theo tiếp cận module hóa, thiết kế kiến trúc về cấu trúc hệ thống Robot tay máy này có sự tích hợp một khâu thao tác cuối ứng dụng trong dây chuyền sản xuất, thiết kế kiến trúc về kiểu mẫu tính toán cho hệ thống Robot tay máy. Đối với Việt Nam, việc ứng dụng Robot công nghiệp vào trong sản xuất là thực sự cần thiết bởi nó sẽ làm thay đổi cục diện tại các nhà máy và bắt kịp được sự phát triển chung của thế giới. Ứng dụng Robot, nhằm góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện lao động.

Hệ thống lắp ráp tự động trên cơ sở sử dụng mạng máy tính công nghiệp và bộ điều khiển, các Robot công nghiệp, hệ thống băng tải, đồ gá, mỏ vít xoắn tự động, các dụng cụ đo kiểm, các thiết bị khác để nâng cao năng suất và chất lượng lắp ráp, giảm nhẹ lao động thủ công. Robot có nhiệm vụ cấp các chi tiết (sản phẩm) từ kho chứa đến hệ thống băng tải. Băng tải sẽ vận chuyển các chi tiết đến vị trí trước các trạm lắp ghép xác định. Sau đó Robot tiếp tục gắp chi tiết (sản phẩm) tới các trạm để thực hiện các nguyên công lắp ráp cần thiết. Sau khi đã thực hiện xong các nguyên công lắp ráp, chi tiết lại được Robot gắp về băng tải để vận chuyển về kho chứa thành phẩm. Chất lượng lắp ráp phụ thuộc vào độ chính xác của Robot, độ chính xác của đồ gá tại các trạm lắp ráp và độ chính xác của chi tiết. Ngoài ra Robot cũng có nhiệm vụ gắp các mỏ vít xoắn tự động để thực hiện việc vặn vít trong các mối ghép ren, vít... Cũng có thể mỏ vít tự động được thiết kế như tay Robot để linh hoạt cho việc lắp ghép các chi tiết có kết cấu phức tạp. Trong thời gian gần ba năm phát triển sản phẩm, mặc dù gặp rất nhiều khó khăn do khối lượng công việc lớn và nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc làm chủ công nghệ, trong đó cốt lõi là công nghệ tích hợp phần cứng hữu cơ với phần mềm từ các lĩnh vực công nghệ thành phần: công nghệ điều khiển thiết bị chấp hành, công nghệ cảm biến và xử lý thông tin, khoa học và công nghệ điều khiển chuyển động và điều khiển lực, phát triển công nghệ phần mềm trên máy tính cùng với một số công nghệ kéo theo : công nghệ thiết kế 3D tạo mẫu nhanh cho mô phỏng và thiết kế chi tiết cơ khí, công nghệ chế tạo máy, thiết kế cơ khí 3D để chế tạo thành công sản phẩm của dự án (phần cứng & phần mềm) và phát triển phần mềm tính toán mô phỏng và điều khiển SMRobot kế thừa từ phần mềm eRobot với nhiều thuật toán giải quyết các vấn đề về chuyển động, lực tương tác, truyền thông, giao tiếp với phần cứng, điều khiển... Sản phẩm của dự án được thiết kế, tích hợp theo phương cách tiếp cận cách mạng 4.0 phù hợp với xu thế “Internet của vạn vật” hay Internet of Things (IoT) cho phép kết nối và chia sẻ dữ liệu mọi nơi, mọi lúc với người sử dụng và các thiết bị thông minh khác như các máy móc trong nhà máy và khả năng vận hành cùng với con người. Dự án: “Hoàn thiện, làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo Robot công nghiệp 6 bậc tự do và ứng dụng sản phẩm vào dây chuyền sản xuất công nghiệp” là một trong những dự án đầu tiên ở Việt nam có kỳ vọng kết nối hai xu hướng này để tạo ra một hệ thống sản phẩm mới bao gồm cả phần cứng và phần mềm, có tính sáng tạo cao và phù hợp với xu hướng của cuộc cách mạng 4.0 trên thế giới.

Tính đặc thù của Dự án là tính liên ngành liên quan đến nhiều lĩnh vực như Cơ học, Điện tử, Công nghệ thông tin, Điều khiển. Sản phẩm của dự án là một sản phẩm công nghệ cao thuộc lĩnh vực Cơ tử gồm nhiều thành phần vật lý khác nhau được tích hợp hữu cơ giữa phần cứng và phần mềm. Trong quá trình thực hiện dự án, nhóm dự án đã không ngừng bám sát nhu cầu thị trường để tạo ra một sản phẩm KHCN có khả năng ứng dụng với tính thương mại hóa cao.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16322/2019) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)