CHLB ĐỨC – Các công ty sản xuất hiện đại cần các giải pháp tự động hóa và số hóa để làm cho quy trình của họ hiệu quả hơn và do đó có khả năng cạnh tranh toàn cầu. Không còn nghi ngờ gì về điều đó. Nhưng những cải tiến thông minh nào thực sự mang lại sự gia tăng năng suất quyết định, không giống như một ‘robot đơn giản’? Và thế giới dữ liệu hoàn toàn cần thiết cho điều này thì sao? Ngành công nghiệp và nghiên cứu chứng minh tình trạng hiện tại ở đây. Và điều tuyệt vời nhất là: tất cả được kết hợp lại với nhau và nhiều hơn nữa sẽ được trưng bày tại hội chợ EMO Hannover 2025 từ ngày 22 đến 26/9.

Một ví dụ về tầm quan trọng của giải pháp tự động hóa và số hóa, thông qua đoạn hội thoại sau:
– Quản lý: “Các anh, kế hoạch thay đổi vào phút chót. Leo, anh hãy xoay 1.000 ổ bi theo đúng kích thước trên máy tiện trong ca sáng mai không? Và Ria, hoàn thành 200 bánh răng trên các máy CNC trung tâm gia công”.
– Công nhân: “Được rồi, sếp, không vấn đề gì”.
– Quản lý: “Cảm ơn. Chúc các anh buổi tối vui vẻ”. 

Cho đến nay, mọi việc vẫn ổn. Nhưng ngày mai thì sao? – khi ngày càng nhiều công nhân nghỉ hưu và thiếu hụt công nhân vận hành máy tiện và máy phay ở khắp nơi? Sẽ rất khó khăn nếu không có tự động hóa. Nhưng hãy yên tâm – đã có giải pháp từ lâu. Những suy nghĩ và hành động linh hoạt, sáng tạo và cởi mở với công nghệ trong thời điểm đầy khó khăn này có thể giải quyết – không chỉ với khách hàng mà còn với công nhân.

Các giải pháp đơn giản có thể triển khai nhanh chóng và tiết kiệm chi phí với máy móc và nhân sự hiện có đang được ưa chuộng. Giải pháp tự động hóa thông minh từ Công ty Andreas Maier (AMF) tại thành phố Fellbach (bang Baden-Württemberg, CHLB Đức), là giải pháp tự động hóa một phần linh hoạt giúp tăng năng suất bên ngoài và giữa các máy móc hiện có. Cảm biến tải trọng (1) có kích thước đặc biệt nhỏ giúp tăng năng suất ngay lập tức. Được gắn vào các máy móc hiện có, nó đảm bảo tải và dỡ hàng liên tục đáng tin cậy và không cần công nhân giám sát. Và nhờ có mô-đun làm sạch, các bộ phận được đưa đến giai đoạn xử lý tiếp theo để làm sạch bóng. Cùng với chức năng mở cửa thông minh, không chỉ có tiềm năng sử dụng máy móc nhiều hơn mà còn giúp tăng năng suất. Về mặt thiếu hụt công nhân lành nghề, tổng số tiền đầu tư và khấu hao, giải pháp của công ty AMF là một tài sản thực sự trong sản xuất gia công kim loại. Và tại EMO 2025, công ty AMF sẽ trình bày thêm nhiều cải tiến hơn nữa.
(1) Cảm biến tải trọng: là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện.

Công nghệ kẹp để tự động hóa các lô hàng có kích thước rất nhỏ
Công ty Hainbuch từ thành phố Marbach (bang Baden-Württemberg, CHLB Đức), sẽ chứng minh rằng việc sản xuất hoàn toàn tự động, linh hoạt là khả thi ngay cả đối với quy mô lô hàng nhỏ nhất, cùng sự thay đổi thiết bị kẹp tự động tiên phong dành cho công ty WTO tại thành phố Ohlsbach (bang Baden-Württemberg, CHLB Đức). Trong Nhà máy thông minh, các máy móc được thiết lập hoàn toàn tự động bởi robot cho mỗi đơn hàng mới. Với độ chính xác 3 μm trên phôi với mỗi lần thay đổi thiết bị kẹp, sản xuất không cần công nhân giám sát cho quy mô lô hàng từ 1 đến 100, hoạt động suốt ngày đêm. Một mâm cặp có lực căng trục được sử dụng để kẹp ngoài. Mâm cặp có khả năng tự động hóa cho phép thay đổi đầu kẹp đáng tin cậy, để sản xuất nhiều loại phôi và do đó tăng năng suất. 18 bộ kẹp – bao gồm một đầu kẹp có chốt – được robot tự động lắp vào mâm cặp trên máy.

Mười trục lục giác được trang bị để kẹp bên trong, có sẵn trong ô nghiền và trong ô tiện/ phay. Các trục đã chuẩn bị được chuyển đổi tự động thông qua giao diện thay đổi nhanh. Giao diện được sử dụng đảm bảo truyền lực và độ chính xác tối ưu, dẫn đến chất lượng bề mặt được cải thiện của các bộ phận gia công. Ông Philipp Sommer, Trưởng phòng Tự động hóa tại công ty Hainbuch, đã nói nhấn mạnh rằng: “Công nghệ kẹp đáng tin cậy theo quy trình là nền tảng của mọi quá trình tự động hóa. Với kiến ​​thức về quy trình, các sản phẩm để đo lường trong hoặc sau quy trình và công nghệ thay đổi nhanh, chúng tôi chiếm lĩnh các lĩnh vực chính để tự động hóa thành công”. Tại hội chợ EMO 2025, công ty Hainbuch sẽ trình diễn bằng tự động hóa trực tiếp cách các công ty sản xuất có thể tiến tới sản xuất tự động, ngay cả với quy mô lô hàng nhỏ nhất.

Kẹp thông minh hơn
Công ty Röhm chuyên về các thiết bị kẹp và gắp, đến từ vùng Sontheim (bang Baden-Württemberg, CHLB Đức), cung cấp giải pháp kẹp độc đáo trên thế giới: hàm kẹp đo được trang bị cảm biến và truyền dữ liệu không dây, do đó có thể đo lực kẹp theo thời gian thực trong quá trình gia công. Tổng giám đốc công ty Röhm, ông Gerhard Glanz đã nói rằng: “Chúng tôi đang cách mạng hóa quy trình sản xuất trong gia công về lâu dài, vì việc đo lực kẹp theo thời gian thực trong quá trình gia công mang lại cho khách hàng nhiều lợi ích. Điều này bắt đầu với tính khả dụng của máy cao hơn, vì thời gian thiết lập có thể được rút ngắn và quy trình gia công được đẩy nhanh. Điều này một mặt giúp giảm chi phí sản xuất, mặt khác giúp tăng chất lượng thành phẩm. Đây là quá trình tối ưu hóa quy trình thuần túy và là cột mốc thực sự trong quá trình số hóa sản xuất”.

Cách thức hoạt động: lực tác dụng lên hàm kẹp đo, được ghi lại bởi một cảm biến tích hợp và dữ liệu được xử lý. Lực kẹp thực tế được đo lường – điều này cho phép phân tích quy trình hoặc năng suất, cũng như ghi lại dữ liệu đo lường. Với một ứng dụng của công ty Röhm, khách hàng có thể truy cập dữ liệu khi đang di chuyển và đánh giá các thông số xử lý. Ông Gerhard đã nói rằng: “Tất nhiên đây là một tính năng rất thú vị, đặc biệt là đối với việc sản xuất các thành phần có yêu cầu ghi nhận lại các thông số, ví dụ như trong ngành hàng không vũ trụ. Sản phẩm của chúng tôi lưu trữ gần như ‘dấu vân tay kỹ thuật số’ của quá trình gia công, như bằng chứng về chất lượng của quy trình sản xuất. Điều này và nhiều hơn nữa có thể được nhìn thấy tại gian hàng trưng bày của chúng tôi tại hội chợ EMO 2025”. Do đó, hàm kẹp đặc biệt phù hợp để định lượng về mặt đo lường các lực kẹp tác động lên phôi. Viện nghiên cứu của Hiệp hội Chế tạo Máy công cụ CHLB Đức (VDW) cũng đã đưa ra kết luận này trong một nghiên cứu.

Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đã phát triển đến mức nào?
Không có tự động hóa nếu không có dữ liệu: nghiên cứu và phát triển nhìn nhận tình trạng hiện tại của máy công cụ như thế nào? Kỹ sư cao cấp tại Khoa Phân tích dữ liệu máy và Công nghệ NC tại Phòng thí nghiệm Máy công cụ và Kỹ thuật sản xuất (WZL – Laboratory for Machine Tools and Production Engineering) thuộc Đại học RWTH Aachen (RWTH Aachen University) dưới sự chỉ đạo của Giáo sư Christian Brecher, Tiến sĩ Marcel Fey đã nói rằng: “Chuỗi CAD – CAM – NC (thiết kế CAD – phần mềm CAM – máy NC) trong công nghệ sản xuất thường vẫn được đặc trưng bởi một bối cảnh phần mềm đa dạng với cấu trúc dữ liệu không nhất quán”. Giáo sư sau này đã điều phối dự án ProKI trên toàn quốc – được tài trợ bởi Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang Đức (BMBF – German Federal Ministry of Education and Research), và hiện đã biến nó thành một tính năng cố định trong WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik – Hiệp hội hàn lâm Đức về công nghệ sản xuất). “Mặc dù hệ thống CAM vẫn chứa nhiều thông tin về công cụ, phôi, vật liệu và các thông số quy trình, nhưng phần lớn bị mất trên máy công cụ khi mã NC được tạo ra. Tuy nhiên, những thông tin này là cần thiết để triển khai các ứng dụng có ý nghĩa của trí tuệ nhân tạo trong sản xuất. Ngay cả các công ty kỹ thuật số hàng đầu, việc thu thập dữ liệu thô với thông tin tình hình sản xuất cần thiết cũng đặt ra cho chúng ta những khó khăn lớn hơn nhiều so với ứng dụng AI thực tế. Ngoài ra, chỉ riêng việc có sẵn thông tin tình hình sản xuất đã tạo ra lợi ích đáng kể cho khách hàng. Hơn nữa, trong nhiều trường hợp, việc đánh giá dữ liệu này đã có thể mang lại kết quả tuyệt vời nếu nó dựa trên chuyên môn kỹ thuật chứ không phải công nghệ AI. Điều này không có nghĩa là trí tuệ nhân tạo không có tiềm năng lớn trong sản xuất. Ngược lại, nó mang lại những cơ hội to lớn, đặc biệt là đối với các mối quan hệ phức tạp vẫn chưa được hiểu đầy đủ về mặt nhân quả. Tuy nhiên, vấn đề trong kỹ thuật cơ khí của Đức trước hết là tạo ra các điều kiện cần thiết về mặt cơ sở hạ tầng phần mềm, cung cấp dữ liệu cần thiết trước khi các ứng dụng AI có thể tạo ra lợi ích thực sự trong công nghệ sản xuất.

Máy công cụ như một máy đo tọa độ
Tự động hóa thông minh luôn liên quan đến việc kết nối các quy trình theo cách có mục tiêu. Tiến sĩ Philipp Dahlem từ WZL tại Đại học RWTH Aachen, Trưởng khoa Hệ thống thông tin, chất lượng và cảm biến trong sản xuất, do Giáo sư Robert Schmitt đứng đầu, đã nói rằng: “Vì các máy công cụ được trang bị đầu dò cảm ứng 3D theo tiêu chuẩn, nên chúng được sử dụng như một máy đo tọa độ. Phần mềm và phần cứng có sẵn trên thị trường đã hỗ trợ điều này. Mặc dù các máy công cụ ngày càng trở nên chính xác hơn nhờ những tiến bộ công nghệ, nhưng vẫn còn nhiều khó khắn; quy tắc vàng của công nghệ đo lường nêu rõ rằng độ không chắc chắn của phép đo phải nhỏ hơn dung sai theo hệ số 10. Ngoài ra, so với các máy đo tọa độ thông thường, các máy công cụ phải tiếp xúc với các điều kiện sản xuất thay đổi, khiến cho kết quả đo ổn định trở nên khó khăn hơn”. Liệu kết quả đo có thể tin cậy được không? Tiến sĩ Philipp nói tiếp: “Dự án chuẩn hóa ISO TS 230-13 đang thực hiện vấn đề này cùng những vấn đề khác. Mục đích của hội nghị là xác định các phương pháp áp dụng trong công nghiệp, để xác định độ không chắc chắn của phép đo trong các máy công cụ trên phạm vi thế giới. Các kịch bản ứng dụng khả thi cũng như giới hạn của công nghệ này sẽ được mô tả, và hội chợ EMO 2025 sẽ giới thiệu những phát triển quan trọng hơn nữa.”

Trong các công ty sản xuất hiện đại, tất cả đều hoạt động dựa trên tự động hóa và số hóa. Vì vậy, những doanh nghiệp dựa vào các giải pháp cung cấp cả hỗ trợ trực tiếp và giá trị gia tăng dài hạn sẽ tăng năng suất và khả năng cạnh tranh của họ rất nhiều. Tại hội chợ EMO 2025, những người ra quyết định và khách hàng sẽ tìm thấy mọi thứ họ cần để định vị công ty của họ theo cách vừa thông minh vừa có thể cạnh tranh trong tương lai và do đó luôn “đi trước một bước”.

Hệ thống thay đổi nhanh
Video từ Công ty Hainbuch Mỹ minh họa cách công nghệ tự động thay đổi nhanh thiết bị kẹp, được sử dụng một cách hiệu quả:

Đo hàm kẹp: nghiên cứu và video
Hàm kẹp thông minh của công ty Röhm lý tưởng cho việc định lượng về mặt đo lường các lực kẹp tác động lên phôi. Đây là kết luận của Viện nghiên cứu Hiệp hội VDW, một phần của nghiên cứu ‘SensoSpann’. Nội dung tóm tắt nghiên cứu của viện: “A qualified basis for further experimental investigation of workpiece clamping at standstill and in process” (tạm dịch là “một cơ sở đủ điều kiện để tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm về kẹp phôi khi dừng và trong quá trình gia công”).

Video cho thấy sản phẩm thông minh của công ty Röhm có thể được sử dụng như một giải pháp cải tiến trên máy công cụ:

 

Dự án chuẩn hóa thu hút sự quan tâm của quốc tế
Dự án chuẩn hóa ISO TS 230-13 là một bước quan trọng hướng tới việc mở ra khả năng ‘đo lường bằng máy công cụ’ cho hoạt động công nghiệp. Bằng cách chuyển các phép đo thành phần sang máy công cụ, các vòng kiểm soát chất lượng có thể được rút ngắn và tiết kiệm tài nguyên trong sản xuất. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo và sự hiểu biết về hành vi ổn định của máy công cụ, cũng đang được Khoa Hệ thống thông tin, chất lượng và cảm biến trong sản xuất tại Đại học RWTH Aachen nghiên cứu, một máy công cụ tự giám sát chất lượng sản xuất của chính nó đang ngày càng trở nên thực tế. Tiến sĩ Philipp Dahlem đã nói rằng: “Là người đứng đầu dự án, tôi cũng đang chứng kiến ​​sự quan tâm lớn của thế giới đối với chủ đề này. Được khởi xướng tại CHLB Đức, dự án chuẩn hóa đại diện cho một phần quan trọng liên quan đến ngành công nghiệp máy công cụ mạnh mẽ ở Trung Quốc, nơi ngày càng ảnh hưởng đến quá trình chuẩn hóa”.

Để xem các tin bài khác về “Tự động hóa”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Emo Hannover

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net