Giảm lỗi thao tác trong công nghiệp lắp ráp

[nchun...@gmail.com]

Giải pháp ứng dụng cảm biến kiểm tra thao tác (picking sensor)
không những thuận tiện cho thao tác thủ công, nó còn được áp dụng tại
ngay các nhà máy tiên tiến của Nhật, Âu, Mỹ cho những công đoạn không
thể áp dụng tự động hóa toàn bộ.
Chi phí lao động thấp là một trong những lý do khiến các nhà đầu tư
nước ngoài đổ vào Việt Nam ngày một nhiều. Để tận dụng nguồn nhân công
dồi dào, các nhà đầu tư đã thay nhiều quá trình tự động trong nhà máy
ở nước ngoài bằng các công đoạn lắp ráp thủ công trong nhà máy mới xây
dựng tại Việt Nam. Bằng cách đó, sản phẩm sản xuất ra tại Việt Nam có
được giá thành thấp và được xuất khẩu ra thị trường thế giới với doanh
số tăng liên tục sau mỗi năm.
Điển hình là các ngành chế tạo, lắp ráp điện, điện tử, linh kiện ôtô
xe máy...
Tuy nhiên, một vấn đề nảy sinh làm đau đầu các nhà quản lý là tỉ lệ
lỗi trong thao tác lắp ráp thủ công cũng cao hơn nhiều so với thao tác
tự động hóa. Nhiều nơi đã phải bố trí thêm khá nhiều nhân công kiểm
tra chéo các công đoạn sản xuất nhằm hạn chế lỗi, nhưng vẫn không giải
quyết được triệt để do tác nhân “con người” cố hữu.

Một giải pháp có thể áp dụng, trung hòa giữa tự động hóa hoàn toàn và
thao tác thủ công là ứng dụng cảm biến kiểm tra thao tác (picking
sensor). Giải pháp này không những thuận tiện cho thao tác thủ công,
nó còn được áp dụng tại ngay các nhà máy tiên tiến của Nhật, Âu, Mỹ
cho những công đoạn không thể áp dụng tự động hóa toàn bộ.

Về cơ bản, picking sensor (hay còn gọi là area sensor) là cảm biến
quang thu phát, bao gồm đầu phát tia sáng (hồng ngoại hoặc laze) và
đầu thu. Tuy nhiên khác với cảm biến quang thông thường chỉ có một
chùm tia, picking sensor phát ra nhiều chùm tia song song, tạo ra một
“màn sáng”. Đầu thu và phát có dạng thanh đứng, chiều dài tùy thuộc
vào yêu cầu ứng dụng. Picking sensor có đặc điểm khá giống các cảm
biến an toàn (safety sensor) bảo vệ cho người vận hành tại khu vực có
máy móc tự động. Picking sensor thường kết nối với PLC điều khiển
trung tâm. Khi phát hiện thao tác (tay người công nhân lấy vật liệu
lắp ráp) không đúng với thứ tự và thời điểm cho phép, hệ thống sẽ lập
tức báo lỗi. Một hệ thống bao gồm nhiều cảm biến như vậy nối với PLC
cho nhiều vật liệu lắp ráp sẽ loại trừ 100% lỗi thao tác sai, đồng
thời tăng năng suất một cách đáng kể.

Hình dưới là loại picking sensor thế hệ mới mã hiệu F3W-D của Omron,
với khoảng cách phát hiện giữa 2 đầu thu phát là 3m, khoảng cách giữa
5 tia sáng là 25mm. F3W-D cho phép lựa chọn 4 phương thức đèn báo khác
nhau: sáng đều, nháy đều, chạy lên / xuống, chạy từ 2 đầu.

F3W-D có các model theo chuẩn tiết kiệm dây dẫn UNI-Wire System cho
phép kết nối 64 cảm biến bằng 1 dây 4 sợi với PLC Omron C200*, CS1,…
thông qua môđun giao diện UNI-Wire (chuẩn kết nối này là sản phẩm kết
hợp của 2 hãng NKE Corporation và Kuroda Precision Industries).

Trong hệ thống cho 9 loại linh kiện lắp ráp được minh họa dưới đây, 9
bộ F3W-D chuẩn UNI-Wire nối với nhau bằng cáp dẹt 4 lõi và nối với
PLC. Đèn / còi cảnh báo lỗi có thể nối thêm thông qua môđun đầu ra do
NKE chế tạo.