Trong dây chuyền sản xuất, nơi tốc độ và độ chính xác là yếu tố quyết định năng suất, các nhà máy trên toàn cầu không ngừng tìm kiếm những bước đột phá công nghệ để vượt qua giới hạn của robot công nghiệp truyền thống. Với Epson, câu trả lời cho bài toán tốc độ – tải trọng – độ chính xác chính là Công nghệ GYROPLUS, một sáng kiến đột phá mở ra hướng đi mới cho ngành tự động hoá robot. 

Ba yếu tố quyết định hiệu suất của robot

Trong nhiều ngành công nghiệp như ô tô, bao bì, khoa học đời sống hay điện tử, robot công nghiệp đã trở thành trung tâm của sản xuất hiện đại. Tuy nhiên, bài toán đối với các kỹ sư vẫn là làm sao để đạt được đồng thời tốc độ cao, tải trọng lớn và độ chính xác tối ưu. Nhưng để đạt được điều này lại không dễ dàng mà nó cần sự đánh đổi. 

Khi tăng tốc độ và gia tốc để rút ngắn thời gian chu kỳ (cycle time), robot thường xuất hiện dao động ở cánh tay, khiến thời gian ổn định (settling time) kéo dài. Ngược lại, khi muốn duy trì độ chính xác, người dùng buộc phải giảm tốc độ hoặc tải trọng. Những giới hạn vật lý này khiến các kỹ sư luôn phải “đánh đổi” giữa các yếu tố hiệu suất, dẫn đến năng suất thực tế không đạt như kỳ vọng. 

Nguyên nhân gây dao động và giới hạn hiệu suất của robot

Robot thường ước lượng chuyển động của đầu cánh tay dựa trên thông tin từ encoder gắn ở động cơ. Tuy nhiên, do cánh tay robot không hoàn toàn cứng, luôn tồn tại độ võng (deflection) nhất định khi hoạt động ở tốc độ cao hoặc tải trọng lớn. Khi đó, vị trí thực tế của đầu cánh tay lệch so với giá trị mà encoder ghi nhận, khiến lệnh điều khiển không còn chính xác. 

Cách khắc phục phổ biến nhất là tăng độ cứng cơ học của robot bằng cách sử dụng vật liệu và cấu trúc lớn hơn. Nhưng điều này làm tăng trọng lượng, kích thước, tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất. Kết quả là hiệu suất được cải thiện, nhưng người dùng lại phải đối mặt với chi phí và yêu cầu lắp đặt cao hơn. 

Từ trước đến nay, “bộ ba giới hạn” giữa tốc độ – tải trọng – độ chính xác được xem là điều rất khó cân bằng. Nhưng với Công nghệ GYROPLUS của Epson, vấn đề này đã được giải quyết. 

Công nghệ giảm dao động cho robot Epson

Dựa trên nền tảng công nghệ cảm biến tinh thể thạch anh mà Epson đã phát triển và hoàn thiện suốt thập kỷ, công nghệ GYROPLUS tích hợp cảm biến con quay hồi chuyển (gyro sensor) siêu nhỏ vào đầu cánh tay robot, nơi dao động thực sự xảy ra. 

Nếu như cảm biến gyro thông thường có kích thước tương đương ngón tay cái, thì cảm biến sử dụng trong công nghệ GYROPLUS chỉ nhỏ bằng đầu bút chì, nhẹ hơn tới 1/100 so với thiết kế truyền thống, nhưng vẫn đảm bảo hiệu năng vượt trội. 

Cảm biến này có cấu trúc dao động tinh thể dạng Double-T, kết hợp giữa vật liệu tinh thể thạch anh độc quyền và công nghệ MEMS vi cơ điện tử, giúp đạt tỷ lệ tín hiệu/nhiễu cao, khả năng chống rung và chịu va đập tốt. 

Khi được tích hợp trực tiếp vào đầu cánh tay robot, cảm biến này có thể phát hiện dao động xoay và dao động theo phương thẳng đứng trong thời gian thực, gửi tín hiệu phản hồi liên tục về bộ điều khiển trung tâm để điều chỉnh chuyển động chính xác hơn. 

Cách công nghệ GYROPLUS tối ưu chuyển động của robot

Trước đây, các robot chỉ dựa vào phản hồi vận tốc góc của động cơ để tính toán chuyển động. Nhưng trên thực tế, giữa động cơ và đầu cánh tay tồn tại nhiều yếu tố gây sai lệch như độ rơ cơ khí, ma sát, tải trọng, dây dẫn hoặc đầu gắp (end-effector). Điều này khiến điều khiển robot dựa trên dữ liệu từ động cơ không thể phản ánh đúng trạng thái thực tế. 

Với Công nghệ GYROPLUS, phản hồi chuyển động được ghi nhận ngay tại đầu cánh tay robot, giúp dữ liệu thực tế chính xác hơn. Từ đó, bộ điều khiển có thể điều chỉnh lệnh vận hành nhanh hơn, giảm đáng kể dao động. 

Kết quả mang lại là robot Epson có thể di chuyển nhanh hơn, chính xác hơn và mang tải nặng hơn, trong khi kích thước vẫn nhỏ gọn hơn so với các robot thông thường không tích hợp công nghệ này. 

Giải pháp nâng cao hiệu suất tổng thể

Nhờ vào GYROPLUS, Epson đã giải quyết được vấn đề giữa tốc độ – tải trọng – độ chính xác, giúp robot có thể hoạt động hiệu quả hơn trong nhiều môi trường sản xuất đòi hỏi cao. 

Các ứng dụng vốn được xem là “ngoài khả năng” của robot SCARA hoặc robot 6 trục, chẳng hạn như lắp ráp linh kiện nhỏ tốc độ cao hoặc thao tác chính xác trong ngành điện tử giờ đây có thể được thực hiện dễ dàng hơn. 

Thay vì phải sử dụng những hệ thống Cartesian hoặc gantry cồng kềnh và tốn chi phí, người dùng có thể tận dụng robot SCARA hoặc robot 6 trục của Epson tích hợp GYROPLUS để đạt hiệu năng tương đương hoặc vượt trội hơn. 

Lợi ích mang lại

Công nghệ GYROPLUS không chỉ là cải tiến trong cấu trúc cảm biến, mà là một bước tiến toàn diện trong khả năng điều khiển chuyển động. Nó mang lại lợi ích như: 

• Chính xác hơn: Nhờ cảm biến tinh thể thạch anh và thuật toán điều khiển độc quyền, robot có thể triệt tiêu dao động cực nhỏ mà các hệ thống thông thường không phát hiện được.
• Hiệu quả hơn: Phản hồi thời gian thực giúp robot không cần chờ ổn định giữa các chuyển động, rút ngắn đáng kể chu kỳ làm việc và tăng năng suất tổng thể.
• Nhỏ gọn hơn: Với khả năng giảm dao động hiệu quả, robot có thể duy trì hiệu suất cao mà không cần tăng độ cứng cơ học hay kích thước tổng thể. 

Công nghệ GYROPLUS của Epson đánh dấu một cột mốc quan trọng trong hành trình phát triển robot công nghiệp, nơi hiệu suất không còn bị giới hạn bởi những đánh đổi truyền thống. 

Nhờ sự kết hợp giữa cảm biến tinh thể thạch anh, công nghệ MEMS tiên tiến và thuật toán điều khiển độc quyền, Epson đã mở ra thế hệ robot mới với tốc độ, tải trọng và độ chính xác được tối ưu cùng lúc. 

Nếu bạn là kỹ sư, nhà chế tạo máy hoặc doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp robot có độ chính xác cao, hãy liên hệ với Temas – nhà phân phối chính hãng của Epson tại Việt Nam. 

Temas không chỉ cung cấp toàn bộ dải sản phẩm robot Epson, mà còn mang đến các giải pháp tự động hoá toàn diện phù hợp với từng yêu cầu ứng dụng cụ thể của bạn.