PHẦN I : TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA ROBOT TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM pot

Chúng được điều khiển bởi các bộ phận hợp nhất ghép kết nối với nhau, có khả năng học và nhớ các chương trình; chúng được trang bị dụng cụ hoặc các phương tiện công nghệ khác để thực hiệ

PHẦN I : TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA ROBOT TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM

Hình ảnh minh hoạ một Robot công nghiệp

I Robot công nghiệp:

I.1 Giới thiệu về robot công nghiệp:

Khái niệm:

Theo tiêu chuẩn AFNOR của pháp:

Robot là một cơ cấu chuyển đổi tự động có thể chương trình hoá, lập lại các chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục toạ độ; có khả năng định vị, di chuyển các đối tượng vật chất; chi tiết, dao cụ, gá lắp … theo những hành trình thay đổi đã chương trình hoá nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau.

Theo tiêu chuẩn VDI 2860/BRD:

Robot là một thiết bị có nhiều trục, thực hiện các chuyển động có thể chương trình hóa và nối ghép các chuyển động của chúng trong những khoảng cách tuyến tính hay phi tuyến của động trình Chúng được điều khiển bởi các bộ phận hợp nhất ghép kết nối với nhau, có khả năng học và nhớ các chương trình; chúng được trang bị dụng cụ hoặc các phương tiện công nghệ khác để thực hiện các nhiệm vụ sản xuất trực tiếp hay gián tiếp.

Theo tiêu chuẩn GHOST 1980:

Robot là máy tự động liên kết giữa một tay máy và một cụm điều khiển chương trình hoá, thực hiện một chu trình công nghệ một cách chủ động với sự điều khiển có thể thay thế những chức năng tương tự của con người.

I.2 Ưu điểm và nhược điểm của robot:

I.2.1 Ưu điểm:

 Có khả năng thay thế con người làm việc trong các môi trường độc hại:việc nặng nhọc, gây nguy hiểm cho con người, như nóng, độc, phóng xạ,dưới nước sâu, trong lòng đất, ngoài khoảng không vũ trụ,…

 Tính chính xác cao, có khả năng tự động hoá cao, có tính lặp lại

 Tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm: do robot có thể làm việc nhiều

ca mà không mệt mỏi, không cần ăn trưa, không đòi hỏi lương…

I.2.2 Nhược điểm:

 Giá thành đầu tư cho dây truyền sử dụng robot công nghiệp là cao đối vớicác doanh nghiệp trong nước

 Việc ứng dụng robot công nghiệp vào sản xuất thì cần phải có kiến thứccũng như nhân công kĩ thuật sử dụng và vận hành chúng, cùng những chiphí tốn kém trong việc bảo dưỡng và sửa chữa

I.3 Ứng dụng của robot công nghiệp trong sản xuất:

Theo ước tính chưa đầy đủ của Liên đoàn robot quốc tế (IRF), hiện nay trên thếgiới có khoảng 770.000 robot đang được sử dụng trong sản xuất công nghiệp Trong

đó, Nhật Bản sử dụng nhiều nhất với 350.000 robot (chiếm 45,5%), EU khoảng233.000 (30,3%) Bắc Mỹ khoảng 104.000 (13,5%), còn lại là các nước khác Theo dựbáo của IRF, mức tăng trưởng về doanh số của sản phẩm robot nói chung (trong đórobot công nghiệp chiếm hơn 65%) trong năm 2006 ở châu á là 18%

Hình I-1: Biểu đồ phân bố robot công nghiệp

Tính linh hoạt trong vận hành; hoạt động tinh vi, nhanh và chuẩn xác; nhất làkhả năng thay thế con người làm việc trong môi trường độc hại và không an toàn lànhững yếu tố quyết định cho việc sử dụng robot trong sản xuất công nghiệp Trên thếgiới, robot được ứng dụng vào những công việc nào được lặp đi lặp lại nhiều lần và cụthể nó đã được dùng để hàn, tán đinh ri vê, sơn, mài, đánh bóng khuân vác trong nhữngnhà máy sản xuất robot được sử dụng nhiều nhất trong các ngành chế tạo ôtô, côngnghiệp điện và điện tử, chế tạo máy và công nghiệp chế biến thực phẩm Các công việcthường sử dụng robot là hàn, lắp ráp, vận chuyển sản phẩm và cấp phôi trong các dâychuyền tự động

Hình I-2: Robot dùng để hàn

Hình I-3: Robot ứng dụng trong lắp ráp ô tô

Hình I-4: Robot ứng dụng trong việc phun sơn

II Thực trạng sử dụng Robot công nghiệp ở Việt Nam:

Hiện nay, nhu cầu nhập khẩu robot công nghiệp của các doanh nghiệp Việt Nam

là rất lớn và cấp thiết, đặc biệt trong các ngành cơ khí, đóng tàu, nhựa, sản xuất ô tô,chế biến thực phẩm Năm 2004, chi phí nhập khẩu máy móc, thiết bị để phục vụ sảnxuất, tính riêng qua các cảng ở thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) đã lên tới 1,7 tỷUSD, trong đó 70% nhập khẩu ngay từ các quốc gia, vùng lãnh thổ lân cận như Trung

Quốc, Đài Loan và các nước ASEAN Trong khi đó, năng lực chế tạo các bo mạch, lậptrình phần mềm và khả năng sáng tạo, cải tiến trong quá trình vận hành robot của cácnhà khoa học ở TPHCM đã có những bước tiến lớn Một số robot nội đã và đang đượcchế tạo, sử dụng Nhằm phát huy nội lực, tạo đà cho ngành chế tạo robot, TPHCM đãquyết định đầu tư cho Chương trình chế tạo robot công nghiệp.

Tại Việt Nam, những năm qua, robot đã được sử dụng trong các ngành sản xuấtvật liệu xây dựng, luyện kim, chế tạo cơ khí, công nghiệp đóng tàu, an ninh quốcphòng và một vài lĩnh vực khác như thăm dò khai thác biển Trong sản xuất vật liệuxây dựng, robot được sử dụng cho dây chuyền nghiền than tại Công ty Gốm xây dựng

Hạ Long Tại các lò luyện cốc, công đoạn cấp than là một điển hình về môi trường độchại, khói bụi và nhiệt độ cao, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người Các nhà khoahọc đã nghiên cứu thử nghiệm phương án sử dụng robot cho khâu cấp than từ phía đỉnh

lò và đề xuất phương án sử dụng robot ở một số khâu khác cho Công ty Gang thépThái Nguyên

Robot bốc xếp thay thế công nhân ở công đoạn lấy và sắp xếp sản phẩm trongdây chuyền sản xuất kính cũng là một nhu cầu lớn Trong công đoạn đúc kim loại ở cácnhà máy cơ khí và luyện kim, có thể sử dụng robot ở các khâu rót kim loại và tháo dỡkhuôn - những khâu nặng nhọc, dễ gây tai nạn

Hàn và cắt kim loại là công nghệ chiếm tỷ trọng lớn trong ngành công nghiệpđóng tàu, có ý nghĩa quyết định đến năng suất và chất lượng sản phẩm Nhu cầu sửdụng robot hàn, cắt là rất đáng kể Robot được sử dụng trong một số công đoạn hàn vỏtàu ở phần đuôi, các robot tự hành có khả năng nhận dạng vết hàn phục vụ cho việc tựđộng hóa một số công đoạn hàn trên boong và bên trong thân tàu thủy Trong côngđoạn sản xuất nhựa nói chung và sản xuất phôi cho chai nhựa nói riêng, các tay máyđược sử dụng để lấy sản phẩm đang ở nhiệt độ cao từ trong khuôn ra ngoài, rút ngắnchu kỳ ép của máy ép nhựa Do hiệu quả mang lại khá cao, các nhà sản xuất nhựa đãnhập một lượng lớn tay máy từ Canada, Nhật, Đài Loan với giá khá cao

Qua thực tế nghiên cứu, giảng dạy và ứng dụng robot, từ năm 1998 các đơn vịđào tạo, nghiên cứu trong nước cũng như ở TPHCM đã có nhiều đề tài và dự án ở dạngnghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng liên quan đến việc thiết kế, chế tạo robot Quátrình này cho phép đánh giá bước đầu về năng lực thực tế trong việc nghiên cứu, thiết

kế, chế tạo robot trong nước và góp phần hình thành một số nhóm nghiên cứu - triểnkhai có tiềm năng chế tạo và chuyển giao sản phẩm nếu được định hướng và hỗ trợthích hợp

II.1 Cơ hội cho Việt Nam:

Đối với Việt Nam, một mặt đi song song với việc nghiên cứu chế tạo nhữngrobot thông minh, việc hiểu những ứng dụng robot công nghiệp là thật sự cần thiết

Ứng dụng robot công nghiệp vào sản xuất tại Việt Nam sẽ làm thay đổi cục diện tại cácnhà máy sản xuất

Mặc dù Việt Nam có ưu thế nhân công rẻ, nhưng những ưu điểm của robot,trong đó có cường độ lao động, độ chính xác, tính chịu đựng… sẽ là lựa chọn tối ưu tạinhiều nhà máy công xưởng của Việt Nam không phải trong tương lai xa mà phải ngay

từ bây giờ

Một khó khăn là giá thành một trạm robot mới mặc dù đã hạ nhiều so với nhiềunăm trước nhưng vẫn còn khá cao cho nhiều doanh nghiệp Việt Nam, đặc biệt cho việcứng dụng ban đầu

Tuy nhiên, khó khăn này đã được giải quyết bằng việc, hiện nay, một số lượngrobot đã qua sử dụng ở Mỹ và Canada đã được đưa về Việt Nam cùng với các chuyêngia gốc Việt sống tại Hòa Kỳ và Canada từng lăn lộn nhiều năm trong công nghiệprobot của hai quốc gia này về nước Họ đang cung cấp robot, dịch vụ đào tạo, sửa chữavận hành cho nhiều công ty tại Việt Nam

Giá thành một trạm robot đã qua sử dụng chỉ bằng một nửa hoặc không đến mộtnửa giá mới với bảo hành như một trạm robot mới mà một số công ty cung cấp robottại Việt Nam áp dụng

Một điều nữa, rất nhiều trường hợp, những robot đã qua sử dụng được thải ra từnhững nhà máy sản xuất (thường là những nhà máy sản xuất linh kiện xe hơi) ở Bắc

Mỹ không phải vì chúng tồi mà vì, sau một thời gian, những mẫu mã xe hơi thay đổi,

họ phải thay cả một dây chuyền trong đó có robot

Ngoài ra, do khủng hoảng kinh tế hiện nay, nhiều nhà máy, nhất là những nhàmáy liên quan đến công nghiệp xe hơi ở Bắc Mỹ phải đóng cửa và đây là dịp rất nhiềurobot được đưa lên bán đấu giá

II.2 Thực trạng cứu khoa học và chế tạo robot công nghiệp ở

Việt Nam:

Trước những nhu cầu rất lớn trong việc sử dụngrobot ở trong nước vào quá trình sản xuất Một mặt tậndụng những ưu điểm của robot công nghiệp nhằm nângcao năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm,đáp ứng được nhu cầu khách hàng trong thời buổi cạnhtranh mạnh mẽ Mặt khác từng bước tự động hoá trongcông nghiệp sản xuất, bắt kịp với xu thế của thời đại,từng bước cải thiện chất lượng cũng như uy tín hàng hoácủa Việt Nam trên thế giới “Hàng Việt Nam chất lượngcao”

Hình II-1:Nghiên cứu, sản

xuất các thiết bị robot tại

Công ty Suno

Đứng trước những nhu cầu rất lớn của sản xuất trong nước về robot côngnghiệp, việc nghiên cứu và ứng dụng robot công nghiệp trong sản xuất ở Việt Nam làkhông thể thiếu và nhất thiết phải làm ngay từ bây giờ.

Ưu điểm của việc chế tạo robot ở VN:

- Một trong những thế mạnh để phát triển robot công nghiệp ở VN là bảo trì,sửa chữa nhanh, vì có chuyên gia ngay tại nơi sản xuất, chứ không phải chờđợi chuyên gia đến từ nước ngoài

- Thực tế sản xuất robot công nghiệp thời gian qua của trung tâm cho thấy, giáthành robot nội mình thấp hơn giá robot ngoại nhập khoảng 20% – 30%.Nhiều doanh nghiệp chấp nhận mức giá thành trên

Khó khăn trong việc chế tạo robot ở VN:

- việc nghiên cứu lẫn sản xuất đều mới dừng lại ở mức nhỏ lẻ, cá nhân nên sảnphẩm dễ bị phân tán, chưa thành hàng hoá Robot công nghiệp sản xuất rachỉ phục vụ một người, hay một doanh nghiệp thì rất phí

- Một nhược điểm của robot VN là chưa xác định độ chính xác cao Vì thế,trong đề tài triển khai đầu tư xây dựng dự án sản xuất, chế tạo robot côngnghiệp mà trung tâm của ông thực hiện, có tới 60% nội dung nghiên cứu độchính xác của sản phẩm robot

Ta sẽ đi tìm hiểu”chương trình chế tạo robot công nghiệp của thành phố HCM”.

Xuất phát từ nhu cầu sản xuất và năng lực thực tế,TPHCM đã đầu tư cho Chương trình chế tạo robot

để chế tạo và chuyển giao các loại robot công nghiệp

chuyên dùng, góp phần tự động hóa sản xuất với

tham gia của các cơ quan như: Đại học Quốc gia

TPHCM, Viện Cơ học ứng dụng, Phòng thínghiệm trọng điểm quốc gia Điều khiển số và kỹ

trung đầu tư tại Trung tâm thiết kế, chế tạo thiết bị mớithuộc Sở KH&CN để phục vụ cho việc nghiên cứu, triển khai, chuyển giao và bảo trìcác sản phẩm robot của chương trình

Hình II-2: Hình ảnh robot

do VN chế tạo

Từ nay đến năm 2010, Chương trình được chia làm ba giai đoạn nhằm từngbước khai thác và nâng cao năng lực nội sinh cả về nhân lực và cơ sở vật chất.

- Giai đoạn khởi động (2005-2006): Với mục tiêu chế tạo ít nhất 4 loại robot

tiêu biểu để chuyển giao cho các ngành sản xuất ở TPHCM và các tỉnh thành phíaNam Tập hợp và tổ chức đội ngũ cán bộ KH&CN trong lĩnh vực tự động hóa và robot

để triển khai chế tạo theo đặt hàng và tham gia Liên đoàn Robot quốc tế IRF

- Giai đoạn hoàn thiện và mở rộng (2007-2008): Với mục tiêu hoàn thiện cơ

chế vận hành của Chương trình, hoàn thiện cơ sở vật chất chủ lực phục vụ cho nghiêncứu, chế tạo, chuyển giao và bảo trì; nâng cấp các sản phẩm tiêu biểu để có thể mởrộng phạm vi chuyển giao trong cả nước; mở rộng hướng nghiên cứu chế tạo các sảnphẩm robot phục vụ trong các lĩnh vực khác ngoài sản xuất công nghiệp

- Giai đoạn xác nhận sự hiện diện trong khu vực (2009-2010): Với mục tiêu đưa

sản phẩm tham gia triển lãm quốc tế và xúc tiến xuất khẩu trong khu vực ASEAN ápdụng các thành tựu của trí tuệ nhân tạo để củng cố các chức năng, tiện ích sử dụng củarobot Đăng ký sở hữu, bản quyền cho các sản phẩm robot Chuẩn bị các yếu tố kỹthuật và công nghệ chuyển giao, sẵn sàng cho xuất khẩu khi có đơn hàng từ nướcngoài

Ngay đầu giai đoạn khởi động, Chương trình đã nhận được một số đơn đặt hàngchế tạo robot của các doanh nghiệp, như: Tay máy lấy sản phẩm nhựa (16 robot cácloại) của Công ty Tân Kỷ Nguyên - nhà phân phối robot của Nhật và Đài Loan tại ViệtNam; robot hàn thiết bị áp lực của Công ty Trung Tín; robot hàn tĩnh và robot tự hànhcủa Công ty Công nghiệp tàu thủy Sài Gòn

Trong năm 2005, Chương trình đầu tư kinh phí từ 2 đến 3 tỷ đồng để tiến hànhnghiên cứu chế tạo và chuyển giao sản phẩm robot theo các đơn đặt hàng trên

Với năng lực hiện có, tay máy lấy nhựa là sản phẩm robot đầu tiên của Chươngtrình dự kiến sẽ được chuyển giao cho Công ty Tân Kỷ Nguyên trong tháng 11.2005.Các robot hàn và sản phẩm khác được chế tạo và chuyển giao vào đầu năm 2006

Hy vọng rằng Chương trình sẽ tạo điều kiện tập hợp, phát huy, phát triển nănglực cho đội ngũ cán bộ KH&CN của thành phố Với giá thành thấp, robot chế tạo trongnước sẽ thúc đẩy nhanh hơn việc đầu tư nâng cấp công nghệ sản xuất theo hướng tựđộng hóa, góp phần vào quá trình phát triển kinh tế của TPHCM

II.3 Giới thiệu một số ứng dụng của robot công nghiệp trong

sản xuất ở Việt Nam:

II.3.1 Ứng dụng robot phun bê tông:

Hình II-3: Robot phun bê tông Jacon (Australia) của Cty SĐ 10

Để phun bê tông với chất lượng cao nhất, một tay máy phun tốt nhất phải làmột thiết bị hoàn chỉnh

Trong các gương thi công xây dựng lớn chẳng hạn như các công trình ngầm,một yêu cầu bức thiết phải lắp đặt và phun ngay lập tức ngay khi gương hầm đã sẵnsàng cho việc phun bê tông Ngay sau khi việc phun được hoàn thành, thiết bị phải dichuyển ngay đi để cho chu kỳ làm việc được tiếp tục Thêm vào đó, xu hướng chung làcác công việc thông thường diễn ra đồng thời, vì thế nó đòi hỏi thiết bị phải tự làm việcđộc lập hoàn toàn Ví dụ, một đường ống cấp khí nén trong hầm không thể cung cấpcho tất cả các thiết bị dùng đồng thời, vì thế mà người ta đã chế tạo ra các thiết bị phun

di động mang trên nó một máy nén khí tự phục vụ

Dưới đây là giới thiệu sơ lược về ứng dụng robot phun bê tông được sản xuấtbởi các hãng: MBT, Aliva, Jacon tại một số công trình trên thế giới và trong nước

Hình II-4: Robot phun bê tông MEYCO ® Potenza

Cấu tạo tiêu chuẩn của thiết bị di động hoàn chỉnh này là:

- Tay máy phun Robojet

- Bơm bê tông phun Potenza cho quy trình phun ướt

- Bộ phận hòa trộn phụ gia Dosa TDC tích hợp

Hình II-5: Robot phun bê tông Allentown MBS - 02E của MBT

- Bộ phận xử lí dữ liệu hoạt động Meyco Data và bảng thông tin hiệu suất

- Bộ phận nguồn trung tâm

- Thân máy, 4 cầu bánh và chân đỡ ổn định

Trong công trình hầm đường bộ qua đèo Hải Vân, Liên doanh Đông Á - Sông

Đà (Gói thầu 1B) đã thực hiện phun 12.979 m3 bê tông phun các loại với bề dày từ5÷40cm ở cửa hầm phía Nam và họ đã sử dụng các robot phun hiện đang có (1 robotphun Meyco, 2 robot phun Aliva 500 và 1 robot phun Jacon - Australia) một cách hiệuquả và nó đã chứng minh được khả năng của mình tại công trình này

Hình II-6: Máy phun Aliva 500(Cty SĐ 10) sử dụng tại công trình hầm đèo

đường bộ Hải Vân

Hình II-7:Hầm Hải Vân - Công trình hầm giao thông đường bộ lớn nhất khu vực Đông Nam Á

II.3.2 Ứng dụng robot hàn:

Hiện đã có một số doanh nghiệp ở TP.HCM sử dụng sản phẩm robot phục vụ sản xuất công nghiệp như DNTN Nhựa Chợ Lớn đã đầu tư nhiều robot hàn để chuyên môn hóa khâu hàn, nâng cao chất lượng xe đạp trẻ em xuất khẩu

KS Lê Công Danh, giảng viên khoa Cơ khí, ĐH Giao thông Vận tải TP.HCM đã

thực hiện thành công đề tài “Robot hàn đứng ứng dụng trong công nghệđóng tàu” cho biết robot hàn đứng ứng dụng trong công nghệ đóng tàuhoàn toàn có khả năng cạnh tranh với robot ngoại nhập

So với các sản phẩm ngoại nhập cùng tính năng thì giá thành sản xuất của robothàn đứng của đề tài rẻ hơn đến 30% Đặc biệt, sai số của robot đạt mức trong khoảng+/-5% (từ 0,5mm trở xuống) tương đương với sai số cho phép của các sản phẩm ngoạinhập Nếu công nhân hàn vận hành thuần thục thì một người có thể điều khiển bốnrobot hoạt động liên tục cùng một lúc

Hình II-8: Sử dụng robot hàn

ở DNTN Nhựa Chợ Lớn.