ROBOT XẾP BAO TỰ ĐỘNG CDA RBGB - MỘT HƯỚNG ĐI CHO NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp trong ngành sản xuất chế biến tại Việt Nam vẫn sử dụng lao động phổ thông để thực hiện công việc bốc xếp hàng hóa. Điều này khiến cho năng suất sản xuất không cao, tốn nhiều chi phí vận hành. Bên cạnh đó, doanh nghiệp phải đối mặt với rất nhiều vấn đề về an toàn lao động và ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân. Trong khi đó, các sản phẩm robot xếp bao tự động trên thị trường hiện nay chủ yếu là hàng nhập khẩu với chi phí cao, chế độ bảo dưỡng bảo trì phức tạp và tốn nhiều thời gian...

Ưu điểm lớn của của robot gắp bao là tự động gắp sản phẩm

với tốc độ nhanh và cho ra sản phẩm có đồng đều và nhất quán.

Giải pháp từ tình yêu công nghệ

Hệ thống bốc xếp hàng tự động (palletizing) là một giải pháp về hệ thống tự động thay thế hoàn toàn công việc bốc xếp và đóng gói hàng thủ công lên pallet (kệ hàng), từ đó, tăng năng suất vận hành của nhà máy, đồng thời giảm thiểu được những sai sót trong khâu đóng gói hàng thủ công. Hệ thống bốc xếp được phát triển vào những năm 1970, khi đó, nó là sự kết hợp của hệ thống băng tải và thiết bị nâng công nghiệp. Để xếp chồng các sản phẩm, mỗi lớp hàng hóa được kẹp vào vị trí và nhấc khỏi băng chuyền đặt lên pallet.

Một thập kỉ sau, vào những năm 1980, cánh tay robot bắt đầu được tích hợp vào hệ thống. Trên thực tế, việc sử dụng cánh tay robot mang lại sự linh hoạt cho hệ thống bốc xếp hàng tự động với số lượng chủng loại hàng hóa ngày càng đa dạng. Một cánh tay robot có thể được lập trình để xử lý các gói hàng có kích thước khác nhau hoặc sắp xếp chúng lên pallet theo nhiều cách mà không cần thay đổi thiết kế từ trước.

Công trình chế tạo robot xếp bao tự động CDA - RBGB của kỹ sư Tô Tấn Trung Dũng và các cộng sự tại Công ty TNHH Châu Đà (TP. Đà Nẵng) đạt giải cao trong cuộc thi sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam (Vifotec) năm 2022. Đây là dòng sản phẩm robot máy thực hiện công đoạn đóng xếp bao tự động lên pallet, được điều khiển bằng máy tính. Máy có năng suất cao, có thể làm việc liên tục. Sản phẩm có chức năng và năng suất cạnh tranh tốt với dòng máy robot ngoại nhập, giá thành lại thấp hơn nhiều so với dòng máy quốc tế tương đương. Bên cạnh đó, chế độ bảo hành sửa chữa cũng nhanh chóng và hiệu quả.

Một hệ thống robot bốc xếp tự động bao gồm các thiết bị chính: (1) Băng tải đầu vào có nhiệm vụ di chuyển pallet trống hoặc thùng hàng vào vị trí chờ; (2) Cánh tay robot thực hiện gắp thùng hàng đặt lên pallet; (3) Máy cấp pallet cung cấp pallet trống cho hệ thống; (4) Máy quấn màng có nhiệm vụ đóng gói pallet bằng màng bọc, giúp cho việc cố định hàng hóa và dễ kiểm soát; (5) Máy dán barcode có nhiệm vụ dán nhãn mác cho pallet kiện hàng; (6) Băng tải đầu ra thực hiện di chuyển pallet kiện hàng đã được xếp xong; (7) Hệ thống điện cung cấp điện cho các thiết bị và điều khiển phối hợp làm việc giữa các thiết bị trong hệ thống và (8) Thiết bị an toàn là các rào chắn, các cảm biến cảnh báo bên ngoài nhằm giúp cảnh báo khu vực nguy hiểm, nơi hệ thống đang hoạt động.

Anh Tô Tấn Trung Dũng cho biết: “Thời gian để lắp ráp một dây chuyền phụ thuộc vào quy mô của hệ thống, bình quân từ 30 đến 45 ngày. Sau khi chế tạo ở xưởng và được kiểm tra đảm bảo chất lượng, dây chuyền sẽ được tháo ra và đóng gói, vận chuyển đến nơi khách hàng yêu cầu và lắp ráp, bàn giao kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn vận hành. Sản phẩm của chúng tôi hiện tại bán ở cả ba miền đất nước, chủ yếu là thị trường nội địa”.

Là một doanh nghiệp khoa học và công nghệ trên địa bàn Đà Nẵng, Công ty TNHH Châu Đà đã xác định lấy lĩnh vực cơ khí và tự động hóa làm mục tiêu để nghiên cứu chế tạo sản xuất và phân phối các dòng máy móc công nghiệp, gia công cơ khí chính xác, kết cấu thép làm các dịch vụ về chế tạo bảo dưỡng dây chuyền thiết bị.

Là người đam mê công nghệ, anh Dũng chia sẻ về ý tưởng ra đời dự án: “Theo khảo sát thực tế các doanh nghiệp, hiện tại công đoạn bốc xếp lên pallet rất thủ công, môi trường ô nhiễm, công việc nặng nhọc. Vì thế, bài toán đặt ra là tìm kiếm giải pháp để nâng cao năng xuất và hỗ trợ người lao động nên chúng tôi mạnh dạn nghiên cứu đề tài robot bốc xếp. Kết quả đã thành công ngoài mong đợi. Thứ nhất là giải quyết được bài toán nâng cao năng suất nhà máy; thứ hai là hỗ trợ được cho người lao động làm việc nhẹ nhàng hơn trong môi trường độc hại như xi măng, sản xuất thức ăn gia súc,v.v...”.

Một thành viên trong nhóm nghiên cứu - anh Nguyễn Văn Thắng, kỹ sư công ty Châu Đà cho biết thêm: “Do đây là một lĩnh vực mới nên chúng tôi phải trải qua quá trình nghiên cứu tính toán và thử nghiệm nhiều lần để cho ra kết quả và triển khai vào thực tế, vì vậy, cũng mất khá nhiều thời gian cũng như kinh phí. Tuy nhiên, cả nhóm đều nhận định, sản phẩm robot xếp bao tự động được thiết kế và chế tạo trong nước nếu thành công thì sẽ có lợi thế về giá thành sản phẩm, chi phí vận chuyển và ưu điểm trong bảo trì, bảo hành cũng như dễ dàng đưa ra thị trường. Nhờ việc tự nghiên cứu và phát triển chương trình vận hành máy nên chúng tôi hoàn toàn làm chủ công nghệ, đẩy nhanh tiến độ công nghệ, thuận lợi trong việc sửa chữa hay nâng cấp máy cho các doanh nghiệp trong ngành cơ khí công trình”.

Công trình robot xếp bao tự động đã được vinh danh là sản phẩm khoa học công nghệ bắt kịp xu thế của thời đại, đồng thời đảm bảo về mặt chất lượng sản phẩm, tạo vị thế cho nền cơ khí chế tạo Việt Nam với các nước trong khu vực và khả năng tự nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và tìm kiếm các giải pháp phù hợp với sản phẩm công nghệ cao. Khi đề tài được sản xuất số lượng lớn để lắp đặt rộng rãi tại các doanh nghiệp sẽ cần một lượng nhân công kỹ thuật rất lớn, tạo việc làm cho người lao động. Việc sử dụng robot xếp bao tự động, những người lao động trong các doanh nghiệp sẽ không phải trực tiếp tham gia công việc bốc vác bao hay hàng hóa, sẽ tránh tiếp xúc với khói bụi, không khí độc hại từ sản phẩm, từ đó tránh được các bệnh nghề nghiệp cho người lao động.

Anh Thắng cho biết: “Công ty chúng tôi hiện tại đang nghiên cứu, sản xuất một số dòng robot cho các xí nghiệp, nhà máy chăn nuôi gia súc, nhà máy xi măng và nhà máy gạo. Thông thường, đối với mỗi dây chuyền sẽ thiết kế, phát triển trong khoảng một tháng và thời gian lắp ráp một tháng. Chúng tôi đã tìm hiểu nhiều mô hình ứng dụng của các doanh nghiệp Việt Nam, qua đó tạo ra một sản phẩm tối ưu nhất, cụ thể đã đáp ứng đủ các tiêu chí của doanh nghiệp, có sẵn vật tư để dễ dàng thay thế khi có sự cố và đặc biệt phù hợp với mức đầu tư của thị trường Việt Nam. Hiện tại, hệ thống có thời gian bảo hành khá dài nhưng chúng tôi cũng chú trọng bàn giao cho đội ngũ kỹ thuật nhà máy những vấn đề cơ bản để xử lý, vận hành. Trường hợp không giải quyết được, Công ty sẽ cử đội ngũ kỹ thuật đến tận nơi để hỗ trợ”.

Tương lai cho ngành cơ khí Việt Nam

Theo Chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 319/QĐ-TTg ngày 15/3/2018, mục tiêu đến năm 2035 ngành cơ khí Việt Nam sẽ phát triển với đa số các chuyên ngành có công nghệ tiên tiến, chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế, tham gia sâu hơn nữa vào chuỗi giá trị toàn cầu, tuy nhiên mục tiêu trên có trở thành hiện thực hay không còn phụ thuộc rất nhiều vào sự năng động của các nhà sáng tạo cơ khí Việt Nam.

Được xem như xương sống của nền kinh tế, ngành công nghiệp cơ khí vừa là nền tảng, vừa là động lực hỗ trợ các ngành khác phát triển, gián tiếp tạo ra các sản phẩm thứ cấp có chất lượng, giá trị gia tăng cao, góp phần tạo việc làm và tăng trưởng kinh tế. Điều này càng có ý nghĩa trong bối cảnh nước ta đang trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa sâu rộng.

Nhìn nhận vấn đề này, anh Dũng cho biết: “Hiện tại, từ đề bài thực tế xã hội, Công ty Châu Đà đã hình thành đội ngũ R&D để xây dựng, thiết kế và hoàn thiện mô hình. Các vật tư sử dụng dây chuyền hầu hết là trong nước. Tôi tin rằng, đây chỉ là bước khởi đầu vì tiềm năng ngành cơ khi còn rất lớn”.

Hiện nay, ngành cơ khí Việt Nam mới chỉ đáp ứng khoảng gần một phần ba nhu cầu sản phẩm trong nước. Khó khăn lớn nhất để phát triển, sản xuất các loại linh kiện cơ khí ở Việt Nam là hạn chế về nguồn cung ứng vật liệu sản xuất, nhất là thép. Đồng thời, không phải doanh nghiệp nào cũng có sẵn nguồn lực tài chính để có thể đầu tư cho công nghệ, máy móc hiện đại. Khó khăn về tài chính, yếu về công nghệ khiến cho chất lượng sản phẩm của các doanh nghiệp trong nước hiện vẫn còn thấp, giá thành sản xuất lại cao nên thiếu sức cạnh tranh.

Ông Nguyễn Chỉ Sáng, Phó Chủ tịch Hội Cơ khí Việt Nam cho biết: “Chính sách liên quan đến ngành cơ khí đã được ban hành tương đối đầy đủ, từ đó, đã làm cho ngành công nghiệp có những khởi sắc. Có rất nhiều doanh nghiệp của Việt Nam tham gia vào chuỗi cung ứng toàn cầu. Theo nhận định của các chuyên gia, quy mô thị trường ngành cơ khí chế tạo ở Việt Nam, giai đoạn 2019 - 2024 dự báo ở mức khoảng 310 tỷ USD. Điều này hứa hẹn mang lại những triển vọng tốt để phát triển ngành cơ khí trong nước, tạo cơ hội cho các doanh nghiệp cơ khí trong nước.

Do vậy, các doanh nghiệp cơ khí chế tạo phải đổi mới tư duy, làm chủ KH&CN, xây dựng nền tảng kinh doanh phù hợp với xu thế phát triển của nền kinh tế số, đẩy mạnh liên doanh, liên kết trong sản xuất, chiếm lĩnh thị trường, thích ứng với những hướng đi mới tạo ra cơ hội cho các doanh nghiệp cơ khí Việt Nam tham gia chuỗi giá trị sản xuất toàn cầu, tạo lập và gắn kết mối quan hệ liên kết doanh nghiệp-nhà khoa học-thị trường, trong đó lấy thị trường làm trung tâm, xây dựng thương hiệu, triển khai các hoạt động quảng bá cho các sản phẩm của ngành cơ khí”.

Những sản phẩm như xếp bao tự động của nhóm tác giả đến từ Đà Nẵng chính là những nỗ lực thiết thực trong việc giúp thúc đẩy ngành công nghiệp cơ khí trong nước phát triển, tiến tới hoàn thành mục tiêu chiến lược đã đề ra, hỗ trợ nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí của doanh nghiệp nội địa luôn được ưu tiên cho các đề án phát triển kinh tế xã hội./.

Theo Bản tin Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo, số 3/2024

      Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ quốc gia