Bối cảnh & nhu cầu của khách hàng

Một nhà sản xuất xe máy toàn cầu đã gặp nhiều khó khăn trong công đoạn xử lý nguyên liệu đầu vào cho quá trình đúc nhôm. Trên dây chuyền này, các thỏi nhôm (aluminum ingot) dài được xếp chồng lên đến 21 lớp, mỗi thỏi có khối lượng khoảng 7kg.

Do đặc thù công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và yêu cầu độ chính xác cao khi gắp – đặt, khách hàng mong muốn thay thế hoàn toàn lao động thủ công bằng giải pháp tự động hóa, kết hợp robot cánh tay và hệ thống AI vision. Mục tiêu chính là:

• Giảm chi phí nhân công
• Nâng cao độ chính xác định vị
• Cải thiện điều kiện an toàn lao động trên dây chuyền đúc

Vấn đề gặp phải

Cường độ lao động cao và rủi ro chấn thương

Việc thường xuyên cúi người và nâng các thỏi nhôm có khối lượng 7kg trong thời gian dài tiềm ẩn nguy cơ chấn thương nghề nghiệp nghiêm trọng, đặc biệt là các vấn đề về cột sống lưng, nhất là trong bối cảnh thiếu hụt lao động hiện nay.

Giới hạn tầm nhìn (Field of View – FOV)

Do thỏi nhôm có chiều dài lớn, camera thông thường không thể chụp trọn toàn bộ phôi trong một khung hình ở khoảng cách gần, gây khó khăn cho việc xác định chính xác vị trí gắp.

Kiểu xếp chồng phức tạp

Các thỏi nhôm được xếp xen kẽ (alternating pattern) qua 21 lớp, bề mặt kim loại phản xạ ánh sáng mạnh. Điều này khiến các hệ thống thị giác truyền thống rất khó nhận biết chính xác độ sâu, biên dạng và vị trí từng phôi.

Bài toán chi phí

Khách hàng không muốn đầu tư vào các camera 3D giá thành cao, mà ưu tiên một giải pháp hiệu quả về chi phí nhưng vẫn đảm bảo độ tin cậy trong môi trường công nghiệp.

Giải pháp triển khai

Robot cộng tác AI Techman dòng S

Techman đã triển khai một giải pháp thị giác AI hiệu năng cao, tận dụng sức mạnh của thuật toán phần mềm để bù đắp cho giới hạn phần cứng:

Phân đoạn đối tượng bằng AI (Instance Segmentation 2D thay cho 3D)

Thay vì sử dụng camera 3D đắt tiền, hệ thống áp dụng công nghệ phân đoạn đối tượng bằng AI trên ảnh 2D. Thông qua mô hình học sâu (deep learning) được huấn luyện chuyên biệt, sau khi áp dụng hệ thống có thể:

• Nhận dạng chính xác từng thỏi nhôm riêng lẻ
• Phân biệt rõ các lớp xếp chồng
• Xác định biên dạng ngay cả khi bề mặt có độ phản xạ cao

Giải pháp này giúp giảm đáng kể chi phí phần cứng, trong khi vẫn đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật của bài toán.

Thuật toán định vị độc quyền cho phôi dài

Để xử lý hạn chế về tầm nhìn (Field of View), Techman đã phát triển một thuật toán định vị chuyên biệt:

• Hệ thống nhận dạng riêng biệt đầu trên và đầu dưới của thỏi nhôm
• Từ hai điểm này, phần mềm tự động tính toán tọa độ trung tâm và trọng tâm (center of gravity)

Nhờ đó, robot/cobot có thể gắp chính xác tại vị trí tối ưu, đảm bảo độ ổn định và an toàn khi nâng phôi.

Kết quả mang lại

Nâng cao năng suất

Chỉ với một cánh tay robot, hệ thống có thể phục vụ khu vực làm việc tương đương 4 pallet, đạt năng suất khoảng 100 thỏi nhôm mỗi giờ.

Tối ưu chi phí đầu tư

Việc thay thế phần cứng đắt tiền bằng thuật toán AI thông minh giúp khách hàng tiết kiệm đáng kể chi phí thiết bị, và rút ngắn thời gian hoàn vốn.

Môi trường làm việc an toàn

Toàn bộ công đoạn nâng – gắp phôi nặng được tự động hóa hoàn toàn, loại bỏ nguy cơ chấn thương do cúi người và mang vác kéo dài. Điều này góp phần xây dựng một môi trường sản xuất an toàn và bền vững hơn cho người lao động.

Case study này cho thấy phần mềm AI vision tiên tiến hoàn toàn có thể vượt qua các giới hạn vật lý của phần cứng.

Việc kết hợp thuật toán định vị chính xác và giải pháp thị giác 2D hiệu quả về chi phí, giải pháp của Techman không chỉ giải quyết thành công bài toán gắp thỏi nhôm phức tạp mà còn mang lại hiệu quả kép cho khách hàng:

• Tăng năng suất sản xuất
• Nâng cao an toàn lao động trong dây chuyền đúc

Một minh chứng rõ ràng cho giá trị thực tiễn của AI Vision kết hợp cobot trong sản xuất công nghiệp hiện đại.

Hình ảnh minh hoạ

Temas là nhà phân phối chính hãng robot cộng tác Techman tại Việt Nam, đồng thời sở hữu nhiều kinh nghiệm triển khai các giải pháp robot kết hợp thị giác AI cho các bài toán gắp – đặt, phân loại, cấp phôi và xử lý vật liệu trong ngành đúc, cơ khí và sản xuất công nghiệp. Hãy liên hệ Temas để được tư vấn chi tiết và đánh giá giải pháp phù hợp nhất cho nhà máy của bạn.