Ứng dụng robot và tự động hóa trong việc hoàn thiện bề mặt sản phẩm, hay nói cách khác là công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm là một trong những giải pháp tối ưu cho ngành công nghiệp sản xuất. Các yêu cầu về chất lượng bề mặt sản phẩm ngày càng cao về tính đồng đều, không lỗi và có tính thẩm mỹ khiến cho các doanh nghiệp truyền thống đang gặp nhiều hạn chế.
1. Phương pháp hoàn thiện bề mặt sản phẩm là gì?
1.1. Khái niệm về phương pháp thiện bề mặt sản phẩm, vật liệu
Tình trạng bề mặt của các chi tiết (phôi gia công) được sản xuất với số lượng lớn ở cấp độ công nghiệp – là quá trình sản xuất hàng hóa quy mô lớn, sử dụng máy móc, thiết bị và công nghệ hiện đại để tạo ra các sản phẩm đồng nhất, liên tục với năng suất cao và chi phí thấp. Các sảm phẩm này thường chưa thể đáp ứng được các nhu cầu của người tiêu dùng ngay được mà trải qua các công đoạn gia công, tinh chỉnh khác nhau để trở thành sản phẩm hoàn thiện trước khi đưa ra thị trường.
Vậy hoàn thiện bề mặt sản phẩm là quá trình gia công sau khi chi tiết được hoàn thành, nhằm cải thiện bề mặt sản phẩm như loại bỏ gờ nhô, làm nhẵn, đánh bóng, tạo kết cấu hoặc chuẩn bị cho lớp phủ giúp sản phẩm hoàn chỉnh trước khi đến tay người tiêu dùng.
1.2. Vai trò của công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm
Trong sản xuất hiện đại, khi các yêu cầu về độ chính xác, tính đồng đều và chất lượng bề mặt ngày càng cao,… vượt qua khỏi giới hạn thực hiện của nguồn nhân lực truyền thống nên việc triển khai các giải pháp tự động hóa là vô cùng cần thiết. Công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm ra đời như một giải pháp thay thế hiệu quả, giúp tối ưu quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng tốt hơn.
Các cánh tay robot công nghiệp sau khi được lập trình và dạy điểm có khả năng thực hiện công việc với độ chính xác cao, cho thấy được vai trò lớn khi doanh nghiệp ứng dụng công nghệ này vào quá trình sản xuất. Robot đóng vai trò trung tâm trong các công đoạn mài, đánh bóng, làm mịn, loại bỏ bavia hay tạo hoa văn bề mặt. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào tay nghề con người, khiến cho chất lượng sản phẩm không đảm bảo được tính đồng đều và độ tối ưu khi các công nhân phải làm việc trong thời gian dài. Thay vào đó, robot có thể lặp lại cùng một thao tác với độ chính xác và lực tác động ổn định, đảm bảo mọi sản phẩm đều đạt cùng mức hoàn thiện cao.
Bên cạnh đó, các công nhân sau thời gian dài làm việc và tiếp xúc trực tiếp với bụi kim loại, vật liệu mài mòn hay tiếng ồn lớn, sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sống. Do đó, các doanh nghiệp, nhà máy khi áp dụng công nghệ này sẽ là một giải pháp tối ưu giúp hạn chế các rủi ro về an toàn lao động và sức khỏe của nhân viên.
2. Các thành phần trong công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm phổ biến
Trong quy trình sản xuất, công nghệ hoàn thiện bề mặt sản phẩm đóng vai trò then chốt, khi có thể xử lý được công đoạn cuối cùng nhằm mang lại độ mịn, độ bóng và tính thẩm mỹ cao cho chi tiết sau gia công. Tùy theo đặc điểm vật liệu và yêu cầu kỹ thuật, các nhà sản xuất có thể ứng dụng nhiều công nghệ robot khác nhau, từ mài, đánh bóng cho đến làm mịn bề mặt sản phẩm.
Hệ thống cell robot được biết đến như một khu vực (ô) làm việc của toàn hệ tự động hóa tích hợp cánh tay robot công nghiệp. Hệ thống bao gồm cánh tay robot, rào chắn an toàn, băng tải và các thiết bị chuyên dụng khác để thực hiện các thao tác một cách tự động như gắp, xử lý, và di chuyển chi tiết. Trong hệ thống này, robot thực hiện toàn bộ chu trình từ gắp phôi thô, đến xử lý tại máy mài đối với robot cấp phôi. Hoặc robot cầm thiết bị mài, thao tác trực tiếp trên bề mặt sản phẩm cho đến khi hoàn thiện. Mỗi ô được thiết kế riêng theo yêu cầu sản phẩm, quy mô và mục tiêu sản xuất.
Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp bàn xoay hoặc băng tải để nạp và xuất sản phẩm, buồng cách âm, thiết bị hút bụi và giao diện HMI trực quan cho người vận hành. Hệ thống cell trong công nghệ robot hoàn thiện bề mặt được áp dụng nhiều trong lĩnh vực như công nghệ sản xuất ô-tô, linh kiện, các lĩnh vực yêu cầu tính chính xác cao của sản phẩm.
2.1. Bàn xoay tự động
Bàn xoay tự động là một trong những giải pháp quan trọng của công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm. Hệ thống dùng bàn xoay trung tâm để di chuyển chi tiết qua các công đoạn robot xử lý tiếp theo, giúp tăng tốc độ sản xuất. Có hai loại bàn xoay phổ biến là bàn xoay liên tục và bàn xoay CNC định vị:
- Bàn xoay liên tục: được thiết kế để có thể hoạt động độc lập và dễ sử dụng. Phôi sản phẩm được đặt trên bàn hoặc giá đỡ phôi, chịu trách nhiệm quay theo trục và tốc độ đã được lập trình từ trước. Kết hợp với cánh tay robot để thực hiện việc hoàn thiện bề mặt sản phẩm.
- Bàn xoay CNC định vị: phù hợp với các quy trình gia công yêu cầu độ chính xác cao, đảm bảo năng suất ổn định. Bàn xoay được lập trình quay theo từng pha hoặc từng đợt, giúp robot thao tác tỉ mỉ hơn trên từng chi tiết. Hệ thống có thể tích hợp bộ phận gia công điều khiển CNC/CN, cho phép xử lý các phôi phức tạp, đồng thời nâng cao tốc độ và độ chính xác.
2.2. Cánh tay robot công nghiệp
a. Robot xử lý gờ nhô và làm tròn cạnh
Sau quá trình gia công thô, bề mặt chi tiết thường còn các gờ sắc, bavia,… robot sẽ chịu trách nhiệm xử lý và loại bỏ các phần thừa này bằng các công cụ mài, chải hoặc dao cắt nhỏ, đảm bảo an toàn và tính chính xác cho sản phẩm.
Được lập trình để di chuyển theo biên dạng chi tiết, sử dụng cảm biến lực để kiểm soát áp lực tiếp xúc, robot có khả năng loại bỏ phần vật liệu thừa mà không làm biến dạng sản phẩm.
b. Robot mài, đánh bóng và tạo kết cấu bề mặt
Trong các quy trình trước khi đưa sản phẩm hoàn thiện đến tay khách hàng, các công đoạn mài, đánh bóng và tạo kết cấu bề mặt trong công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm là một trong những công đoạn quan trọng. Sau khi được mài, sản phẩm sẽ chuyển sang công đoạn đánh bóng và tạo kết cấu bề mặt để sản phẩm hoàn thiện theo yêu cầu sản phẩm. Việc hỗ trợ đa dạng công đoạn cho thấy “công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm” không chỉ là một loại xử lý đơn giản, mà là một chuỗi công nghệ tùy biến, từ loại bỏ khiếm khuyết đến tạo kết cấu bề mặt.
Robot mài: hỗ trợ mài sản phẩm, loại bỏ lớp bề mặt thừa, chỉnh sửa hình dạng và tạo độ phẳng cho sản phẩm trước khi đến công đoạn đánh bóng.
Robot đánh bóng: sau khi đã được mài, robot sẽ đến công đoạn tăng độ sáng và giảm độ nhám trên bề mặt của sản phẩm.
Tạo kết cấu bề mặt: bề mặt sản phẩm sẽ được tạo hiệu ứng mờ đều, thường dùng trong các công nghệ vật liệu như inox, nhôm, đồng.
3.Lợi ích và thách thức khi áp dụng công nghệ robot hoàn thiện bề mặt
3.1. Lợi ích
Đối với các ngành công nghiệp sản xuất, áp dụng công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm mang lại rất nhiều lợi ích rõ rệt cho các doanh nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh chuyển đổi số công nghiệp hiện nay.
Nâng cao chất lượng là tính đồng đều của sản phẩm: công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm giúp sản phẩm được hoàn thiện đồng đều chất lượng. Robot có khả năng duy trì lực tiếp xúc, tốc độ và quỹ đạo ổn định trong suốt quá trình xử lý. Nhờ đó, bề mặt sản phẩm đạt được độ bóng, độ nhám và tính thẩm mỹ đồng nhất, điều mà gia công thủ công khó đảm bảo.
Tăng năng suất và chất lượng sản phẩm: khi áp dụng công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm, nhân công sẽ ít tham gia vào các quy trình của doanh nghiệp, từ đó đảm bảo và nâng cao được chất lượng sản xuất. Các hệ thống robot hoạt động liên tục với độ chính xác cao, giảm đáng kể thời gian dừng máy và lỗi sản phẩm.
Tiết kiệm chi phí dài hạn: mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm lớn, nhưng về lâu dài, hệ thống robot giúp giảm đáng kể chi phí vận hành, nhân sự và tỉ lệ hư hỏng. Doanh nghiệp cũng ít phụ thuộc vào lao động thủ công có tay nghề khan hiếm.
3.1. Thách thức
Yêu cầu nhân sự có kinh nghiệm vận hành: khi áp dụng công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm vào các giai đoạn sản xuất, doanh nghiệp cần có một nguồn nhân lực với kinh nghiệm cao có thể vận hành hệ thống tốt nhất. Để khai thác hiệu quả, kỹ sư cần hiểu rõ cấu trúc hệ thống, quỹ đạo chuyển động và thông số lực – tốc độ của từng loại vật liệu. Điều này tạo ra nhu cầu đào tạo nhân lực chuyên sâu.
Chi phí đầu tư ban đầu cao: các robot cũng như hệ thống khi áp dụng công nghệ robot hoàn thiện bề mặt trong sản xuất yêu cầu chi phí đầu tư lớn ban đầu để có thể lắp đặt hệ thống. Bên cạnh đó các chi phí bảo dưỡng thường xuyên cũng cần doanh nghiệp đầu tư để đảm hệ thống hoạt động tốt nhất.
Kết luận
Công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm đang trở thành giải pháp quan trọng giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng, năng suất và tính ổn định trong sản xuất. Việc ứng dụng robot vào các công đoạn mài, đánh bóng hay xử lý bề mặt không chỉ tối ưu hiệu quả mà còn góp phần đảm bảo an toàn lao động và giảm chi phí dài hạn.
Trong bối cảnh chuyển đổi số công nghiệp, công nghệ robot hoàn thiện bề mặt sản phẩm sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, doanh nghiệp đầu tư sớm vào công nghệ này sẽ có lợi thế cạnh tranh bền vững, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng toàn cầu và hướng đến mô hình sản xuất thông minh trong tương lai.
Robotnext tự hào là đối tác tin cậy trong các dự án tự động hóa máy CNC tại Việt Nam. Với các năng lực chuyên môn như:
- Khảo sát và tư vấn miễn phí để xác định máy nào có lợi nhất để tự động hóa.
- Thiết kế cell robot phù hợp (cấp phôi, lấy sản phẩm, làm sạch, kiểm tra).
- Tích hợp hệ thống điều khiển (PLC, giao thức I/O) để đồng bộ toàn bộ quy trình.
- Triển khai, lập trình, đào tạo vận hành và bảo trì.
- Hỗ trợ sau bán: nâng cấp, mở rộng cell robot khi nhà máy phát triển.
📞 Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp robot cấp phôi tự động cho máy CNC, liên hệ ngay Robotnext – Đơn vị chuyên thiết kế, thi công, tích hợp cánh tay robot công nghiệp ABB, FANUC, YASKAWA tại Việt Nam.
Hotline tư vấn kỹ thuật: 0909 914 837
Đọc thêm:
