Cobot Là Gì? Tiêu Chuẩn Và Ứng Dụng Thực Tế

Cobot là gì?

Cobot (viết tắt của Collaborative Robot) – còn được gọi là robot cộng tác hoặc robot đồng hành, là loại robot được thiết kế để tương tác trực tiếp với con người trong không gian làm việc chung, hoặc trong phạm vi mà con người và robot hoạt động gần nhau.

Ứng dụng của cobot khác với robot công nghiệp truyền thống, nơi robot thường được cô lập khỏi con người bằng rào chắn an toàn hoặc vùng bảo vệ riêng biệt.

Tính an toàn của cobot có thể được đảm bảo thông qua: Cấu trúc nhẹ, các cạnh bo tròn, giới hạn tốc độ và lực tác động, hoặc sử dụng cảm biến và phần mềm điều khiển để phát hiện và phản ứng an toàn khi có tương tác với con người.

Ứng dụng

Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), tổ chức công nghiệp toàn cầu gồm các nhà sản xuất robot và hiệp hội robot quốc gia, phân loại robot thành hai nhóm chính:

• Robot công nghiệp được sử dụng trong tự động hóa sản xuất,
• Robot dịch vụ  phục vụ cho mục đích dân dụng và chuyên nghiệp.

Robot dịch vụ có thể được xem như cobot, vì chúng được thiết kế để làm việc song song với con người.

Truyền thống trước đây, robot công nghiệp thường hoạt động tách biệt khỏi con người, được ngăn cách bằng hàng rào hoặc vùng bảo vệ an toàn; trong khi đó, cobot xóa bỏ ranh giới này, cho phép hợp tác trực tiếp giữa người và robot.

Nhờ khả năng vận hành an toàn và hiệu quả trong môi trường làm việc chung với con người, cobot mang lại tính linh hoạt cao, có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong nhiều bối cảnh, và phạm vi ứng dụng của chúng ngày càng mở rộng ở cả khu vực công cộng lẫn công nghiệp.

Cobot có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như:

• Robot thông tin tại khu vực công cộng,
• Robot hậu cần dùng để vận chuyển vật liệu trong tòa nhà hoặc nhà máy,
• Robot công nghiệp cộng tác, hỗ trợ tự động hóa các công việc nặng nhọc hoặc có tư thế làm việc không thuận lợi, chẳng hạn như di chuyển linh kiện nặng, nạp phôi cho máy, hoặc hỗ trợ thao tác lắp ráp.

Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR) định nghĩa bốn cấp độ hợp tác giữa robot công nghiệp và người lao động như sau:

• Coexistence: Con người và robot làm việc cạnh nhau mà không có hàng rào ngăn cách, tuy nhiên không chia sẻ cùng một không gian làm việc (workspace).
• Sequential Collaboration: Con người và robot cùng hoạt động trong một vùng làm việc chung, nhưng di chuyển và thao tác theo trình tự, không cùng làm việc trên cùng một chi tiết tại cùng thời điểm.
• Cooperation: Robot và con người cùng làm việc trên cùng một chi tiết (same part) trong cùng một thời điểm, và cả hai đều chuyển động cùng lúc.
• Responsive Collaboration: Robot có khả năng phản ứng theo thời gian thực với chuyển động của người lao động, điều chỉnh hành vi để đảm bảo an toàn và tối ưu hóa sự phối hợp.

Trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp của cobot ngày nay, cobot và công nhân chia sẻ cùng một không gian nhưng hoàn thành các nhiệm vụ một cách độc lập hoặc tuần tự (Cùng tồn tại hoặc Hợp tác tuần tự). Hợp tác hoặc Hợp tác phản hồi hiện nay ít phổ biến hơn.

Tiêu chuẩn và hướng dẫn

• Tiêu chuẩn RIA BSR/T15.1, một bản dự thảo tiêu chuẩn an toàn cho thiết bị hỗ trợ thông minh, được Hiệp hội Công nghiệp Robot (RIA) – một nhóm công tác trong ngành robot – công bố vào tháng 3 năm 2002.
• Tiêu chuẩn an toàn robot ANSI/RIA R15.06 được xuất bản lần đầu vào năm 1986 sau 4 năm nghiên cứu và phát triển.
• Tiêu chuẩn này đã được cập nhật vào các năm 1992 và 1999, và đến năm 2011, ANSI/RIA R15.06 được cập nhật một lần nữa, trở thành phiên bản quốc gia của bộ tiêu chuẩn an toàn kết hợp ISO 10218-1 và ISO 10218-2.
• Các tiêu chuẩn ISO 10218 được phát triển dựa trên phiên bản ANSI/RIA R15.06-1999.
• Ngoài ra, một tài liệu bổ trợ (companion document) được ISO TC299 WG3 phát triển và công bố dưới dạng Tiêu chuẩn Kỹ thuật ISO/TS 15066:2016, mô tả yêu cầu kỹ thuật cho robot cộng tác (collaborative robotics) – bao gồm yêu cầu đối với robot và các ứng dụng tích hợp:
• ISO 10218-1 quy định các yêu cầu an toàn cho bản thân robot, bao gồm cả những robot có khả năng mở rộng để thực hiện ứng dụng cộng tác.
• ISO 10218-2:2011 và ISO/TS 15066:2016 quy định các yêu cầu an toàn cho cả ứng dụng robot cộng tác và không cộng tác.
• Về mặt kỹ thuật, “ứng dụng robot cộng tác” bao gồm robot, bộ công tác là phần được gắn ở đầu tay robot hoặc bộ thao tác để thực hiện các nhiệm vụ như cầm, nắm, hoặc xử lý vật thể – và phôi làm việc nếu có.
• Tính an toàn trong ứng dụng robot cộng tác vẫn là trọng tâm của tiêu chuẩn hóa, bởi vì hiện chưa có định nghĩa chính thức cho thuật ngữ “cobot” trong các tiêu chuẩn robot quốc tế.
• Thuật ngữ “cobot” chủ yếu được xem là thuật ngữ thương mại hoặc tiếp thị, vì tính “cộng tác (collaborative)” thực tế phụ thuộc vào bản chất của ứng dụng.