Tăng chất lượng và an toàn sản phẩm trong thời đại tự động hóa công nghiệp
Các công nghệ Tự động hóa Công nghiệp (IA – Industrial Automation) đã có những bước tiến vượt bậc về đổi mới trong hai năm qua. Các chuyên gia ước tính tự động hóa công nghiệp sẽ đạt hơn 300 tỷ đô la doanh thu vào năm 2027, và phần lớn sự tăng trưởng của nó là do tiến bộ công nghệ như phát hiện số lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng. Việc gia tăng sản xuất trong một số ngành công nghiệp khác nhau, nhiều ngành trong số đó phải tuân theo các quy định nghiêm ngặt về chất lượng và an toàn như ô tô, thiết bị điện tử, sản phẩm y tế và đồ gia dụng.
Sự tích hợp của robot, internet vạn vật công nghiệp (IIoT), trí tuệ nhân tạo (AI) và bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) đang tạo ra bước tiến vượt bậc này. Trong bài này, hãy cùng chúng tôi khám phá cách các đổi mới trong công nghệ tự động hóa công nghiệp được sử dụng trong các kịch bản sản xuất khác nhau để cải thiện thời gian chu kỳ, mang lại chất lượng sản phẩm nhất quán và giảm thiểu rủi ro cho người lao động.
Các hình thức tự động hóa công nghiệp Tự động hóa công nghiệp sử dụng máy móc để thực hiện các công việc lặp đi lặp lại trong môi trường sản xuất. Các nhiệm vụ có thể bao gồm như những nhiệm vụ gây rủi ro cho con người – chẳng hạn như nâng vật nặng, làm việc với các vật liệu nguy hiểm hoặc làm việc trong nhiệt độ khắc nghiệt. Khi quy trình được tự động hóa để hoàn thành một nhiệm vụ, sự kết hợp của các công nghệ tự động hóa công nghiệp sử dụng logic và lập trình để hướng dẫn máy móc và rô bốt hoạt động hoặc thực hiện nhiệm vụ nhanh hơn và hiệu quả hơn mà không cần đến sự can thiệp của con người. Hãy khám phá cách công nghệ tự động hóa công nghiệp được triển khai trong các kịch bản sản xuất khác nhau.
Tự động hóa quy trình bằng robot Tự động hóa quy trình bằng robot tập trung vào việc tự động hóa các tác vụ và quy trình dựa trên máy tính đơn giản nhất. Nó sử dụng sự kết hợp giữa thị giác máy tính và học máy để tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại, khối lượng lớn có thể trở nên đơn điệu đối với người lao động. Quy trình robot này giải phóng người lao động để làm việc năng động hơn, mà robot không thể sao chép hoặc xử lý, vì những tác vụ này không bao gồm một bộ quy tắc hoặc tín hiệu được xác định trước được tuân theo mỗi lần. Tự động hóa cố định Tự động hóa cứng hoặc cố định được áp dụng cho một quá trình sản xuất lặp đi lặp lại yêu cầu quay vòng nhanh. Trong các nhà máy sản xuất tự động hóa cố định, tất cả các thiết bị sản xuất sẽ cần được lập trình lại và thậm chí di chuyển để thích ứng với những thay đổi về kiểu dáng sản phẩm. Ưu điểm của việc mọi thứ được cố định tại chỗ là các sản phẩm được sản xuất rất nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và nhất quán mà không cần nhiều sự can thiệp của con người.
Tự động hóa có thể lập trình Tự động hóa có thể lập trình được sử dụng khi có thể áp dụng nhiều tùy chỉnh khác nhau. Mỗi lần chạy lô sản xuất có thể khác nhau một chút hoặc rất nhiều tùy thuộc vào mức độ thiết bị được lập trình. Bộ điều khiển số là một ví dụ tuyệt vời về tự động hóa có thể lập trình được. Máy công cụ được điều khiển bởi chương trình máy tính, có các kiểu dáng sản phẩm khác nhau được lập trình bên trong nó để công nhân lựa chọn. Trong một ca sản xuất đơn giản nhất, một công nhân có thể chọn loại sản phẩm và thời gian, sau đó để máy tự chạy và đưa ra thành phẩm.
Tự động hóa mềm Tự động hóa mềm có tính linh hoạt được tích hợp để các hoạt động sản xuất được thay đổi nhanh chóng và dễ dàng dựa trên nhu cầu. Máy tự động hóa mềm được lập trình thông qua giao diện máy tính để tạo ra các sản phẩm tùy chỉnh cho hoạt động sản xuất từ thấp đến trung bình. Tự động hóa mềm có thể giảm thời gian chết giữa các lần chạy máy, vì sự thay đổi diễn ra thông qua việc lập trình lại máy tính, mà không phải thay đổi thiết bị hoặc phần cứng khác.
Tự động hóa công nghiệp: Nhất quán, đáng tin cậy và an toàn Chất lượng sản phẩm nhất quán là một trong những lợi thế đáng kể mà tự động hóa công nghiệp có thể mang lại. Robot hoặc máy móc có thể thực hiện các công việc lặp đi lặp lại với độ chính xác và mang lại kết quả chất lượng như nhau. Ngoài ra, các nhà máy tự động thường xuyên tiến hành giám sát và kiểm tra thiết bị và có chiến lược bảo trì dự đoán được thực hiện sẽ được hưởng lợi đáng kể từ việc giảm thời gian ngừng sản xuất, tăng năng suất, cải thiện thời gian chu kỳ sản phẩm và giảm nguy cơ tai nạn.
Bằng cách thực hiện các biện pháp bảo trì này, công nhân nhà máy có được sự linh hoạt trong kiểm tra chất lượng, để đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru. Nhưng mức độ tự động hóa công nghiệp này dựa vào rất nhiều kết nối để hoạt động chính xác. Hệ thống kết nối Centerline AMPMODU 1,0mm và 2,00mm của TE Connectivity ( Hình 1) cung cấp thiết kế tiếp xúc chùm tia kép với kết nối điện an toàn, đáng tin cậy ngay cả trong môi trường rung lắc và sốc khắc nghiệt nhất. Các đầu nối này phù hợp cho một số ứng dụng công nghiệp, bao gồm PLC, bảng điều khiển, robot, thiết bị đo đạc và thiết bị thử nghiệm.
Hình 1: Hệ thống kết nối Centerline AMPMODU 1.0mm của TE Connectivity có thiết kế tiếp điểm chùm tia kép để đảm bảo kết nối điện có độ tin cậy cao trong môi trường chịu sốc và rung.
Robot cộng tác (cobots) trong Công nghiệp 4.0 được thiết kế để hoạt động cùng với người lao động trong một không gian xác định. Cobots có thể hỗ trợ người lao động bằng cách loại bỏ sự căng thẳng của chuyển động lặp đi lặp lại đối với các bộ phận của quy trình sản xuất yêu cầu vật liệu phải được cắt, định vị hoặc xử lý theo cùng một cách mỗi lần. Mức độ hoạt động của nhà máy nơi robot và con người thực hiện các nhiệm vụ đồng thời trong quá trình sản xuất giúp ngăn ngừa các vấn đề về cơ và xương cho người lao động. Cobots cần được trang bị các chỉ dẫn trực quan cho người lao động biết khi nào robot đang hoạt động hợp tác.
Họ cũng cần có giám sát tốc độ và phân cách chủ động, cũng như các tính năng giới hạn lực và lực để giúp đảm bảo an toàn cho người lao động. Để thiết kế mức không gian làm việc được bảo vệ này, các kỹ sư cần các kết nối mạnh mẽ, đáng tin cậy, nhỏ gọn, và cung cấp tính linh hoạt trong thiết kế. Các đầu nối TE Connectivity D-2970 Dynamic Series PCB Connector (Hình 2 ) cung cấp tất cả những tính năng đó và hơn thế nữa. Các đầu nối này có cần khóa ở giữa với phản hồi giao phối bằng âm thanh và xúc giác, để đảm bảo giao phối an toàn và lực chèn thấp hơn cho phép người dùng nhả dây mà không làm bị thương đầu ngón tay của họ. Vỏ “an toàn bằng ngón tay” IP20 cũng ngăn người vận hành tiếp xúc ngoài ý muốn với các bộ phận trực tiếp. Các đầu nối này được thiết kế để xử lý hầu hết các ứng dụng tự động hóa trong công nghiệp.
Hình 2: Đầu nối TE Connectivity D-2970 Dynamic Series PCB Connector bao gồm các tính năng an toàn để bảo vệ người lao động khi sử dụng hoặc tháo rời thiết bị.
Kết luận Những tiến bộ hiện đại trong công nghệ tự động hóa công nghiệp như tích hợp IIoT, robot và AI đã đem đến sự gia tăng đáng kể đối với sản lượng sản xuất trên các thị trường liên quan, đem lại doanh thu hàng tỷ đô la cho các công ty sản xuất. Sự kết hợp của các cải tiến tự động hóa công nghiệp này đã giúp tăng thời gian máy móc vận hành trong sản xuất (giảm thiểu lỗi, rủi ro…), nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng phạm vi an toàn cho người lao động. Nó cũng mang lại cho các công ty sản xuất sự linh hoạt trong việc tận dụng các dây chuyền sản xuất nhỏ hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Ngày nay, tự động hóa công nghiệp nhất quán, đáng tin cậy và an toàn bắt kịp với nhu cầu đồng thời tạo ra các sản phẩm chất lượng, đem đến sự hài lòng cho khách hàng sử dụng máy móc.
Để xem các tin bài khác vềTự động hóa công nghiệp, hãy nhấn vào đây.
(Nguồn: Christina Unarut/ Mouser Electronics)
