Thách thức lớn khi phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot công nghiệp

Việc phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot công nghiệp đang trở thành xu hướng tất yếu trong sản xuất hiện đại. Tuy nhiên, doanh nghiệp phải đối mặt với nhiều thách thức như giao tiếp giữa hai hệ thống, lập trình điều khiển phức tạp và khả năng tích hợp. Do đó hiểu được các thách thức khi kết hợp giúp doanh nghiệp có thể phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot công nghiêp một cách hiệu quả nhất.

1. Việc phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot là gì?

Trong ngành công nghiệp sản xuất, máy CNC được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất hoặc gia công các sản phẩm cơ khí hoặc đa dạng các loại linh kiện máy móc và đảm bảo độ chính xác cao. Để vận hành loại máy này, người thợ cần thực hiện các thao tác thủ công lặp đi lặp lại như nạp phôi vào máy và nhận phôi trả ra sau khi gia công. Quá trình này vừa gây tốn thời gian, vừa phí phạm nguồn nhân lực vào các hạng mục công việc đòi hỏi sức người nhiều hơn.

Vậy nên, việc phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot là một bước tiến mới, mở ra hướng phát triển nhảy vọt trong ngành sản xuất. Tuy vậy, doanh nghiệp cần hiểu rõ về cách thức hoạt động cũng như việc phối hợp hoạt động giữa máy CNC và các cánh tay robot để có thể tối ưu hóa được giai đoạn nạp và dỡ vật liệu từ máy CNC.

Các cánh tay robot sau khi được các lập trình viên tìm hiểu, lập trình và tích hợp thành công với máy CNC, tạo nên một quy trình hoạt động bài bản và phối hợp nhịp nhàng giữa các thiết bị. Robot giúp tăng năng suất và sản lượng sản phẩm một cách đáng kể, vì công nhân không cần phải quay lại máy sau mỗi chu kỳ làm việc vì quá trình vận hành không còn đòi hỏi quá nhiều về sự có mặt của con người.

2. Những lợi ích khi áp dụng robot vào quy trình sản xuất

Khi doanh nghiệp lựa chọn đầu tư vào giải pháp này sẽ tạo ra nhiều giá trị và lợi ích thiết thực đối với hoạt động sản xuất cũng như tối ưu hóa được chi phí như:

• Gia tăng năng suất: hiệu quả vận hành của doanh nghiệp sẽ được nâng cao khi doanh nghiệp đó có thể kết hợp hiệu quả giữa máy CNC và robot công nghiệp vào dây chuyền sản xuất. Robot có thể làm việc liên tục 24/7, khéo léo đảm nhận các tác vụ lặp đi lặp lại như nạp phôi, lấy sản phẩm, hoặc đóng mở cửa máy CNC. Nhờ đó, thời gian chờ giảm đáng kể và máy CNC luôn hoạt động ở công suất tối ưu.

• Giảm chi phí nhân công: khi phối hợp vận hành giữa máy CNC và robot, chi phí nhân công được tối ưu do hoạt động của con người trong quy trình đã được thay thế bằng robot. Ngoài ra, thông qua các lập trình ban đầu, robot có thể thực hiện các tác vụ một cách chuẩn xác và giảm được các sai sót cũng như các lỗi trong quy trình sản xuất so với con người.

• Cải thiện an toàn lao động: trong hoạt động sản xuất, các công đoạn nguy hiểm trong quy trình được robot đảm nhận, việc này giúp cải thiện vấn đề an toàn lao động cho công nhân và cải thiện hơn về môi trường làm việc.
• Tăng tốc độ và giảm sai sót: Thông qua các lập trình ban đầu, robot có thể thực hiện các tác vụ một cách chuẩn xác và giảm được các sai sót cũng như các lỗi trong quy trình sản xuất so với con người. Điều này giúp giảm thiệt hại và tổn thất về nguồn nguyên liệu cho nhà máy, đồng thời gia tăng tốc độ sản xuất đáng kể.

3. Những thách thức lớn khi kết hợp giữa robot và máy CNC

Bên cạnh những lợi ích kể trên, doanh nghiệp cần chú ý về các mặt hạn chế, cũng như các thách thức, khó khăn mà doanh nghiệp cần đối mặt để đưa ra những giải pháp tối ưu nhất:

Thách thức lớn nhất chính là sự không tương thích giữa các giao thức truyền thông. Mỗi loại máy CNC hay robot thường được sản xuất từ các hãng khác nhau trên thế giới. Mỗi model sẽ sử dụng một ngôn ngữ “giao tiếp” riêng biệt. Điều này khiến việc thiết lập để robot có thể “hiểu” và nắm bắt được tín hiệu hoạt động của máy CNC trở nên phức tạp hơn.

Ví dụ: giao thức truyền thông trong máy CNC được sử dụng phổ biến là RS-232, ngoài ra máy CNC vẫn có các giao thức khác như RS-485, RS-422,… do đó việc áp dụng các công nghệ máy khác nhau yêu cầu nguồn nhân lực chuyên nghiệp để áp dụng.

Giải pháp khắc phục: một trong số những giải pháp hiệu quả mà các lập trình viên sẽ hạn chế được vấn đề bị ảnh hưởng bởi rào cản của giao thức truyền thông. Giải pháp vận hành giữa máy CNC và robot công nghiệp được đề xuất xử lý thông qua việc giả lập giống với cách con người vận hành máy.

• Xây dựng bộ truyền động linh hoạt: hệ thống sẽ thực hiện việc khởi động hoặc dừng máy thông qua bộ truyền động, có thể “nhấn nút” khởi động trên bảng điểu khiển của máy.
• Lắp đặt cảm biến ánh sáng: hệ thống có thể cập nhật trạng thái hoạt động của máy thông qua tín hiệu đèn. Sau khi kết thúc một chu kỳ, đèn trạng thái của máy sẽ thay đổi, ngay lúc này cảm biến ánh sáng sẽ quét và truyền tải thông tin cần thiết.
• Đóng và mở cửa máy: hệ thống sẽ sử dụng bộ truyền động để “nhấn” yêu cầu mở cửa, hoặc robot được lập trình thao tác mở và đóng cửa tùy vào nhu cầu.

Những thách thức khác khi thực hiện tích hợp robot làm việc với máy CNC:

• 1. Thời gian di chuyển giữa bàn và máy: mỗi giây máy CNC không hoạt động là một giây mất năng suất. Máy CNC thường có thời gian gia công ổn định, nếu việc nạp phôi cho máy không nhanh và đúng thời điểm sẽ ảnh hưởng đến tiến độ của cả quy trình. Với những hệ thống chỉ có một tay kẹp, robot buộc phải hoàn thành từng bước riêng lẻ — lấy phôi ra, rồi mới đặt phôi mới vào khiến năng suất tuột giảm và tốn thời gian khi robot di chuyển để lấy phôi tiếp theo.

• 2. Khó khăn trong lập trình robot và máy: hiện nay việc áp dụng các robot cộng tác (hay cobot) ngày càng phổ biến, mỗi loại robot hay cobot đều có điểm khác nhau nên khi vận hành với máy CNC sẽ các yêu cầu riêng biệt. Khi thay đổi sản phẩm, kích thước phôi hoặc quy trình gia công, người vận hành phải điều chỉnh lại chương trình robot, làm mất thêm thời gian và tăng chi phí.

• 3. Khó khăn trong thao tác kẹp và cấp phôi: một số phôi không có hình dạng thuận lợi để robot có thể thao tác. Các chi tiết nhỏ, trơn, hoặc có bề mặt không phẳng khiến robot khó gắp chính xác, dẫn đến nguy cơ rơi, lệch hoặc va chạm trong quá trình đặt phôi vào máy CNC.

Vì vậy, sẽ tùy vào loại sản phẩm, cách thức gia công mà đội kỹ sư sẽ lên ý tưởng và tìm ra các giải pháp hợp lý nhất, để có thể đạt được hiệu quả tối đa trong vận hành.

Kết luận

Việc vận hành giữa máy CNC và robot công nghiệp mang lại tiềm năng to lớn trong việc tự động hóa quy trình, tăng năng suất và giảm lỗi do con người. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả tối đa, doanh nghiệp cần phải cân nhắc các thách thức như tích hợp hệ thống, lập trình điều khiển, thời gian di chuyển robot và khả năng kẹp phôi chính xác để có thể có chiến lược hoạt động hiệu quả.

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: Quy trình chăm sóc và bảo dưỡng máy CNC hiệu quả nhất.