Theo Báo cáo về Robot trên thế giới năm 2021 của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), sự tăng trưởng của ngành chế tạo robot công nghiệp dự đoán sẽ tiếp tục tăng trong năm 2022 và 2023, hơn 500.000 robot được lắp đặt mỗi năm trên toàn thế giới năm 2024.

Những xu hướng ứng dụng công nghệ trong chế tạo robot công nghiệp:

Xu hướng 1: Truyền dữ liệu tốc độ cao

Những tiến bộ của Công nghiệp 4.0 được xây dựng dựa trên khả năng biến lượng dữ liệu khổng lồ thành những hiểu biết sâu sắc và thông minh. Thực tế này đòi hỏi các nhà sản xuất và OEM robot công nghiệp phải xác định những phương án tốt nhất tăng khả năng truyền dữ liệu tại nhà máy, bao gồm truyền dữ liệu có dây và không dây.

Công nghệ không dây (WiFi và 5G) có thể không mang lại độ ổn đinh và độ tin cậy cần thiết trong nhà máy, kết nối dễ bị ảnh hưởng từ nhiễu điện từ và vô tuyến. Các nhà sản xuất chủ yếu sử dụng kết nối có dây. Các đầu nối công nghiệp RJ45 là trụ cột chính trong nhiều năm, nhưng các sản phẩm mới trong lĩnh vực lai ghép ethernet một cặp (SPE) cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao và điện năng bằng một kết nối và một cáp duy nhất.

Công nghệ có dây truyền dữ liệu cho robot cung cấp giao tiếp an toàn, thời gian thực, cho phép robot phản ứng ngay tức khắc trên dây chuyền lắp ráp. Trong tương lai, nhà máy sẽ sử dụng cả công nghệ không dây và có dây, với những ứng dụng cần thiết theo yêu cầu.

Xu hướng 2: Thu nhỏ trang thiết bị

Kết hợp những khả năng lớn hơn vào các thành phần ngày càng nhỏ hơn thúc đẩy những đổi mới và hiệu quả đáng kinh ngạc trong sản xuất công nghiệp. Sự gia tăng của robot di động (AGV và AMR) và đặc biệt là cobot khiến phương pháp thu nhỏ thiết bị trở thành một yếu tố quan trọng trong thiết kế các thành phần của robot công nghiệp — từ relay (rơ le), cảm biến đến bảng mạch và đầu nối.   

Relay và những bảng mạch nhỏ, nhẹ và tiêu thụ năng lượng thấp là yếu tố cần thiết trong thời đại Công nghiệp 4.0. Nhưng các thiết bị nhỏ khiến mật độ chi tiết cao hơn, giải quyết việc tản nhiệt có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo độ bền và thời gian khai thác sử dụng.

Trong thời gian đầu phát triển IIoT, khả năng liên kết nhỏ gọn giữa các thiết bị, thành phần, bộ phận, hệ thống điều khiển và điện toán đám mây đòi hỏi một giải pháp phù hợp với ứng dụng, đảm bảo giao tiếp thời gian thực liền mạch, cho phép ứng dụng Máy học và Trí tuệ nhân tạo (AI).

Xu hướng 3: Modular, Kết nối linh hoạt

Trong thế giới sản xuất thông minh của tương lai, hoạt động sản xuất sẽ chạy trên một hệ thống modular hóa các máy trạm và tế bào sản xuất, thay thế dây chuyền lắp ráp tĩnh. Đáp ứng nhu cầu tùy biến, các nhà sản xuất đang dần chuyển sang sử dụng các AGV và AMR linh hoạt và có thể tùy biến. Làm việc với cobot, những robot di động có thể thiết lập một dây chuyền sản xuất trong đó các nhiệm vụ khác nhau diễn ra trong các ô khác nhau hoặc robot xoay vòng giữa các trạm sản xuất.

Khả năng kết nối giữa các thiết bị cho phép thực hiện được mọi yêu cầu sản xuất nhưng phụ thuộc vào luồng thông tin giao tiếp thời gian thực tin cậy. Theo lý thuyết, thiết kế modular có đặc tính linh hoạt, do đó những giải pháp kết nối cũng phải có khả năng chuyển đổi linh hoạt tương tự như chính hệ thống sản xuất.

Hiện nay, những đầu nối modular được thiết kế cho những kết nối đầu vào/đầu ra an toàn, có độ tin cậy cao. Nhiều đầu nối thiết kế hệ thống khóa độc đáo, ngăn chặn việc cắm nhầm lẫn hoặc tình cờ rút phích cắm do va chạm hay rung động. Đặc điểm kết nối tốt nhất là kết cấu một khối, nhỏ gọn với các điểm tiếp xúc được lắp đặt trước, thực hiện giải pháp lắp đặt nhanh chóng, tiết kiệm không gian, giúp các kỹ sư tăng tính linh hoạt trong thiết kế.

Xu hướng 4: Kết nối vững chắc, dẻo dai

Trong nhà máy, hàng chục quy trình phức tạp diễn ra cùng lúc mỗi giây. Một kết nối bị đứt có thể khiến dây chuyền sản xuất phải tạm dừng. Do đó, trong nhà máy được robot hóa, những giải pháp kết nối chắc chắn và bền vững là điều bắt buộc.

Nhà sản xuất mong muốn những đầu nối “chắc chắn” phải bền vững và dẻo dai về mặt cơ học, chịu được rung lắc, va đập, nhiễu điện từ và bụi môi trường công nghiệp. Các nhà sản xuất thậm chí không muốn nghĩ đến các đầu nối, cho đến khi phải ngừng hoạt động của dây chuyền vì lý do khách quan.

Kết nối dữ liệu đáng tin cậy có ý nghĩa quyết định sự thành công của dây chuyền sản xuất robot hóa. Với số lượng dữ liệu ngày càng tăng, cũng như khối lượng dữ liệu được truyền giữa các thiết bị, cảm biến và linh kiện, các nhà sản xuất cần các kết nối có thể xử lý ổn định luồng truyền dữ liệu tốc độ cao liên tục.

Xu hướng 5: Ethernet một cặp (SPE)

Trong ngành công nghiệp robot hóa hiệu quả, ethernet một cặp có ưu thế rõ ràng. SPE chỉ yêu cầu một cặp cáp, thay vì bốn cặp. Giảm số lượng dây cần thiết từ tám xuống hai, công nghệ SPE giảm chi phí, tăng tính linh hoạt của thiết kế và nâng cao độ tin cậy. Sự ra đời của SPE lai ghép cho phép các nhà sản xuất có thể truyền dữ liệu và điện năng thông qua một cáp và đầu nối duy nhất, tối ưu hóa cấu trúc trang thiết bị và tiết kiệm không gian nhà xưởng.

Nhờ tiêu chuẩn SPE cho những giao diện lai, các nhà sản xuất có thể đầu tư vào chuyển đổi sang SPE và kết nối các thiết bị vào mạng nội bộ đơn giản. Trong mạng công nghiệp, SPE cung cấp cơ sở hạ tầng truyền tải dữ liệu liền mạch giữa tất cả các thiết bị và cảm biến lên điện toán đám mây. Trong chính robot và cobots, SPE giúp dễ dàng chuyển tải lượng dữ liệu và điện năng ngày càng tăng từ cấu trúc nền tảng của robot đến phần cuối của cánh tay và bộ gắp, ổn định dòng điện, tín hiệu và dữ liệu.