Yamaha Robotics FA Section vừa công bố rằng các robot trong dòng SCARA giá cạnh tranh của hãng đã giúp một khách hàng sản xuất các sản phẩm đúc ép nhựa nâng cao khả năng truy xuất nguồn gốc, đồng thời tăng sản lượng và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Các chi tiết đúc ép nhựa thường được sản xuất với số lượng lớn, nhưng yêu cầu khắt khe về chất lượng vẫn luôn được đặt lên hàng đầu. Những khuyết điểm dù rất nhỏ về mặt thẩm mỹ cũng dễ dàng bị phát hiện, trong khi độ chính xác về hình dáng và kích thước là điều kiện tiên quyết đối với các chi tiết ứng dụng trong linh kiện ô tô, đầu nối điện tử, ống tiêm y tế hay dụng cụ phẫu thuật.
Các nhà thầu chuyên về lĩnh vực này thường mang đến cho các OEM lợi thế về kiến thức thiết kế tiên tiến và khả năng gia công, trong khi nhiều OEM chỉ có nguồn lực hạn chế về chuyên môn cũng như sản xuất nội bộ. Với tiềm năng sản xuất nhanh và quy mô lớn, họ đồng thời phải đảm bảo kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt cùng dịch vụ khách hàng tốt nhất. Yamaha đã nâng tầm hiệu quả kiểm soát chất lượng thông qua giải pháp tích hợp robot SCARA YK-XE giá thành thấp, hệ thống thị giác RCXiVY2+ và bộ kẹp điện YRG.
Thách thức trong kiểm soát chất lượng
Trong một dây chuyền đúc ép tự động vận hành liên tục với nhiều máy cùng lúc, công nhân ca làm việc luôn bận rộn trong việc xếp pallet sản phẩm, khi robot lấy sản phẩm ra khỏi máy có tốc độ rất nhanh.
Quy trình hiện tại là robot lấy các sản phẩm mới vừa được đúc ra khỏi khuôn vào cuối mỗi chu trình, sau đó đặt lên băng chuyền di chuyển liên tục. Các sản phẩm sẽ được vận chuyển tới vị trí xếp pallet và rơi vào một hộp thu gom đặt cuối băng tải. Tại đây, công nhân sẽ lấy từng sản phẩm để kiểm tra bằng mắt thường và xếp vào pallet, loại bỏ các sản phẩm có khuyết tật.
Nhóm sản xuất nhận thấy sản phẩm dễ bị hư hỏng do va chạm, ma sát khi rơi vào hộp thu gom. Thêm vào đó, việc sản phẩm được rơi ngẫu nhiên khiến khó khăn trong việc truy tìm lỗi về khuôn đúc gốc. Công nhân cũng có ít thời gian kiểm tra kỹ từng sản phẩm, dẫn đến nguy cơ sản phẩm lỗi lọt qua khâu kiểm soát và được đóng gói vận chuyển đến khách hàng. Đây là cơ hội để cải thiện kiểm soát chất lượng đồng thời giải quyết vấn đề nhân sự trong nhà máy.
“Công việc nhặt, kiểm tra và xếp pallet cho sản phẩm đúc với tốc độ cao kéo dài theo ca làm việc là công việc lặp đi lặp lại đòi hỏi sự tập trung cao độ. Đây không phải việc làm phổ biến và công ty này đang gặp khó khăn trong việc tuyển người làm trong điều kiện đó,” ông Tatsuo Katakura, Giám đốc Bán hàng Yamaha Robotics FA Section chia sẻ. “Robot SCARA là giải pháp lý tưởng để giải quyết thách thức kiểm soát chất lượng và tự động hóa, và dòng YK-XE của chúng tôi giúp giảm chi phí sở hữu nhờ tiết kiệm chi phí ở khâu kiểm soát chất lượng.”
Tăng hiệu suất vận hành
Cùng phối hợp với khách hàng, kỹ sư Yamaha đã lựa chọn robot SCARA YK400XE-4 trong dòng sản phẩm hiệu suất cao nhưng chi phí thấp để xử lý việc xếp pallet sản phẩm đúc. Với tải trọng 4kg, robot dễ dàng xử lý các chi tiết nhỏ, cấu trúc tay robot được thiết kế tối ưu cho độ rung thấp ở tốc độ cao mang lại chu trình vận hành nhanh chưa đến 0,4 giây – đủ nhanh để bắt kịp nhịp làm việc của các máy đúc và robot lấy sản phẩm phía trước.
Với chiều dài tay robot 400mm, YK400XE-4 có tầm với hoàn hảo để nhặt sản phẩm từ băng chuyền rộng 300mm và đặt thẳng vào pallet có chiều sâu 300mm, rộng 400mm như hình minh họa. Ngoài ra, nhóm còn có thể lựa chọn robot SCARA từ dòng YK-TW đa hướng tùy theo yêu cầu.
Bằng cách chuyển trực tiếp chi tiết đúc từ băng chuyền sang pallet, nhóm kỹ thuật đã đạt được hai mục tiêu quan trọng. Thứ nhất, sản phẩm được bảo vệ khỏi hư hại do không còn rơi vào hộp thu gom. Thứ hai, robot SCARA có thể tự động liên kết vị trí sản phẩm trên pallet với ID khuôn sản xuất. Thông tin này giúp nâng cao kiểm soát chất lượng và thúc đẩy các sáng kiến cải tiến đồng thời cung cấp cơ sở truy xuất nguồn gốc nếu khách hàng cần.
Dễ dàng tích hợp hệ thống thị giác
Để nhận biết và theo dõi sản phẩm trên băng chuyền, từ đó tính toán vị trí robot cần nhặt từng chi tiết chính xác, đội ngũ kỹ thuật sử dụng hệ thống thị giác RCXiVY2+ của Yamaha. Hệ thống này được thiết kế cho việc tích hợp dễ dàng với robot SCARA và điều khiển qua bộ điều khiển robot RCX. “Khác với các phương pháp thông thường yêu cầu chuyên môn công nghệ thị giác máy tính sâu rộng, đội dự án lần này đã tự tích hợp camera và hoàn thành thiết lập hệ thống chỉ trong thời gian ngắn,” ông Tatsuro Katakura nhận xét.
Yamaha phát triển các lệnh thị giác đặc biệt giúp lập trình viên robot thuận tiện hơn trong việc lập trình. Việc tích hợp trực tiếp hệ thống thị giác vào bộ điều khiển RCX loại bỏ nhu cầu chuyển đổi tọa độ phức tạp – vốn thường phát sinh khi kết nối dữ liệu thị giác của bên thứ ba với tọa độ robot – đồng thời giúp tính toán vị trí chính xác dù camera cố định hay gắn trên robot. Chương trình robot cũng kiểm soát hệ thống quang học và chiếu sáng của camera.
“RCXiVY2+ tích hợp các tính năng mạnh mẽ như theo dõi trên băng chuyền giúp nhặt sản phẩm tốc độ cao chính xác, dò tìm vị trí sản phẩm ngẫu nhiên, điều chỉnh nhanh hướng đặt, cũng như phân loại OK/NG tự động,” ông Katakura cho biết thêm. “Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng phát hiện blob đặc biệt, nhanh gấp 10 lần phương pháp phát hiện cạnh truyền thống, giúp robot nhanh chóng định vị khi nhặt các chi tiết hình dạng không đều.”
Hoàn thiện dự án, đội ngũ chọn bộ kẹp điện dòng YRG trong danh mục phụ kiện sẵn có của Yamaha. Giống như RCXiVY2+ cho thị giác robot, bộ kẹp điện này được điều khiển bởi bộ đa trục RCX340 chính, thiết kế đơn giản, dễ sử dụng và không cần trao đổi dữ liệu với hệ thống quản lý chính. Nhờ kiểm soát điện hoàn toàn, nhóm kỹ thuật nhanh chóng thiết lập các tham số như tốc độ, vị trí và lực kẹp, đồng thời phát hiện tự động khi kẹp hụt hoặc làm rơi mà không cần cảm biến phụ trợ.
Việc đưa robot SCARA vào xếp pallet sản phẩm đúc đã giúp cải thiện kiểm soát chất lượng, nâng cao hiệu quả vận hành và mở ra khả năng triển khai truy xuất nguồn gốc – điều trước đây công ty chưa từng thực hiện được. Đội dự án đã minh chứng lợi ích của hệ thống mới và đang hướng tới xin cấp phép mở rộng giải pháp ra các dây chuyền khác trong tương lai.
Tham khảo thêm thông tin tại website chính thức của Yamaha