Muốn ổn định chất lượng quá trình sơn.
Muốn giảm gánh nặng cho người lao động.
Muốn xây dựng công đoạn không phụ thuộc vào người có tay nghề cao.
Muốn giảm tổn thất sơn.
Muốn giảm công việc nguy hiểm.
Muốn ứng phó với thiếu nhân lực.

Với những mục tiêu này, có thể xem xét đưa máy sơn tự động hoặc robot sơn vào sử dụng.

Tự động hóa là một biện pháp cải tiến đáng cân nhắc tại hiện trường sơn.
Nếu triển khai tốt, có thể ổn định độ dày màng sơn, giảm lượng sơn sử dụng, cải thiện môi trường làm việc và nâng cao năng suất.

Tuy nhiên, máy sơn tự động và robot không phải là thiết bị cứ mua về là lập tức tạo ra chất lượng ổn định.

Dù robot có tính năng cao, vẫn không thể sử dụng hiệu quả nếu chưa xác định rõ điều kiện của vật cần sơn.

Sơn những bề mặt nào?
Không sơn những bề mặt nào?
Cần độ dày màng sơn bao nhiêu?
Yêu cầu ngoại quan ở mức nào?
Hình dạng vật cần sơn đơn giản hay phức tạp?
Cố định bằng đồ gá như thế nào?
Có bao nhiêu mã sản phẩm?
Sản lượng là bao nhiêu?
Sử dụng loại sơn nào?
Buồng sơn và lò sấy có đáp ứng được không?

Nếu đưa robot vào sử dụng khi chưa xác định những điểm này, dù đã có thiết bị, hiện trường vẫn khó sử dụng.

Việc đưa máy sơn tự động và robot vào sử dụng không bắt đầu từ lựa chọn robot.
Trước hết, cần bắt đầu từviệc xác định rõ điều kiện của vật cần sơn.

1. Chỉ có thể thiết kế hệ thống robot sau khi xác định vật cần sơn

Robot sơn không phải là thiết bị có thể tự do phán đoán tại chỗ và sơn như con người.

Phun từ vị trí nào, ở góc nào, với khoảng cách nào, tốc độ nào và lượng sơn bao nhiêu?
Cần xác định trước những yếu tố này thành điều kiện vận hành.

Để làm được điều đó, trước hết phải xác định chính xác đối tượng cần sơn.

Hình dạng vật cần sơn.
Kích thước.
Khối lượng.
Bề mặt cần sơn.
Bề mặt không sơn.
Lỗ.
Phần lõm.
Cạnh.
Mặt sau.
Vị trí treo.
Tư thế khi vận chuyển.

Nếu chưa biết những yếu tố này, không thể xác định chuyển động của robot.

Điều đầu tiên cần nghĩ đến khi đưa robot vào sử dụng không phải là “mua robot nào”.
Cần xác định “sơn vật gì, với chất lượng nào và trong những điều kiện nào”.

2. Hình dạng vật cần sơn quyết định mức độ khó của việc sơn bằng robot

Mức độ khó của sơn bằng robot thay đổi đáng kể theo hình dạng vật cần sơn.

Với hình dạng đơn giản như tấm phẳng, quỹ đạo sơn tương đối dễ xây dựng.
Ngược lại, sản phẩm có hình khối phức tạp, phần lõm, mặt trong, cạnh hoặc nhiều lỗ khiến điều kiện sơn khó xác định hơn.

Khi hình dạng phức tạp, các vấn đề sau dễ xảy ra.

• Bỏ sót sơn
• Độ dày màng sơn không đồng đều
• Sơn bám quá nhiều ở cạnh
• Sơn bám không đủ ở phần lõm
• Khoảng cách súng phun biến động
• Góc súng phun bị hạn chế
• Cánh tay robot bị vướng
• Vướng đồ gá
• Thời gian dạy robot tăng

Khi sơn thủ công, người lao động có thể quan sát và điều chỉnh ngay tại chỗ.
Tuy nhiên, robot làm theo chuyển động đã được dạy trước.

Để sơn hình dạng phức tạp bằng robot, cần hiểu rõ hình dạng và xác định điều kiện cho từng bề mặt sơn.

3. Xác định rõ bề mặt cần sơn và bề mặt không sơn

Trước khi đưa robot vào sử dụng, cần xác định rõ những vị trí sơn và không sơn.

Điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng rất quan trọng trong thực tế.

Nếu bề mặt cần sơn còn chưa rõ, không thể xây dựng quỹ đạo robot.
Nếu có bề mặt không sơn, cần xem xét việc che chắn, đồ gá, góc súng phun và thứ tự sơn.

Cần xác nhận:

• Sơn toàn bộ bề mặt không?
• Chỉ sơn một mặt không?
• Có sơn mặt trong không?
• Mặt sau có cần sơn không?
• Cạnh cần được sơn đến phạm vi nào?
• Bên trong lỗ có cần sơn không?
• Có sơn vị trí nối hoặc lắp ráp không?
• Có cần che chắn không?
• Những vị trí nào không được phép sơn?

Nếu đưa robot vào sử dụng khi chưa xác định rõ bề mặt cần sơn, kết quả sơn thực tế có thể khác với yêu cầu của khách hàng.

Trước khi đưa robot vào sử dụng, cần làm rõ phạm vi sơn bằng bản vẽ hoặc ảnh.

4. Xác định rõ yêu cầu độ dày màng sơn

Xác định rõ yêu cầu độ dày màng sơn là việc không thể thiếu khi đưa robot sơn vào sử dụng.

Độ dày màng sơn là chiều dày của lớp màng sơn.
Yếu tố này liên quan đến khả năng chống gỉ, ngoại quan, độ bền lâu dài và tính năng.

Khi sơn bằng robot, nếu chưa xác định độ dày màng sơn mục tiêu, không thể quyết định lưu lượng sơn, tốc độ súng, khoảng cách súng và độ chồng mí.

Cần xác nhận:

• Độ dày màng sơn mục tiêu
• Độ dày màng sơn tối thiểu
• Độ dày màng sơn tối đa
• Vị trí đo
• Phạm vi cho phép
• Độ dày màng sơn ở cạnh
• Độ dày màng sơn ở phần lõm
• Khác biệt giữa bề mặt có yêu cầu ngoại quan và bề mặt không có yêu cầu ngoại quan
• Phân bổ độ dày giữa lớp sơn lót và lớp sơn phủ

Nếu đưa robot vào sử dụng khi yêu cầu độ dày còn chưa rõ, sau khi dạy robot sẽ phải liên tục điều chỉnh vì “quá mỏng”, “quá dày”, “chảy sơn” hoặc “còn chỗ chưa sơn”.

Chỉ khi mục tiêu độ dày màng sơn rõ ràng mới có thể xây dựng điều kiện ổn định cho robot.

5. Xác định mức yêu cầu ngoại quan

Chất lượng sơn bao gồm cả ngoại quan, cùng với độ dày màng sơn.

Độ bóng.
Màu sắc.
Bề mặt màng sơn.
Hạt nổi do tạp chất.
Chảy sơn.
Không đồng đều.
Độ sần.
Hiệu ứng kim loại.
Tính thẩm mỹ.

Khi sơn bằng robot, cần xác định rõ mức yêu cầu ngoại quan.

Sản phẩm có đòi hỏi ngoại quan cao không?
Mục tiêu chính có phải là chống gỉ và ngoại quan chỉ cần đạt một mức nhất định không?
Yêu cầu có khác nhau giữa bề mặt nhìn thấy và không nhìn thấy không?
Khách hàng đánh giá nghiêm ngặt những lỗi nào?

Quỹ đạo robot và điều kiện sơn thay đổi theo những điểm này.

Khi yêu cầu ngoại quan cao, cần quản lý chặt chẽ cả khoảng cách súng, độ chồng mí, tốc độ sơn, thời gian ổn định trước khi sấy và điều kiện sấy.

Ngược lại, nếu mục đích chính là chống gỉ, việc bảo đảm độ dày màng sơn và khả năng phủ cạnh sẽ quan trọng.

Khi đưa robot vào sử dụng, cần xác định trước mức chất lượng mà sản phẩm yêu cầu.

6. Kiểm tra sản lượng và số mã sản phẩm

Sản lượng và số mã sản phẩm cũng quan trọng khi đưa robot vào sử dụng.

Nếu sơn số lượng lớn cùng một mã sản phẩm, việc xây dựng kỹ các điều kiện robot sẽ mang lại lợi ích lớn.
Ngược lại, với sản xuất nhiều chủng loại số lượng ít, công việc dạy robot, thay đổi điều kiện và thay đồ gá theo từng mã sản phẩm sẽ tăng.

Cần xác nhận:

• Số lượng sản xuất mỗi ngày
• Số lượng sản xuất mỗi tháng
• Số mã sản phẩm
• Số lượng của từng mã sản phẩm
• Tần suất đổi thiết lập sản xuất
• Tần suất đổi màu
• Tần suất thay đồ gá
• Số chương trình robot
• Tần suất bổ sung sản phẩm mới

Robot có thế mạnh trong công việc lặp lại.
Tuy nhiên, khi mã sản phẩm thường xuyên thay đổi, công việc đổi thiết lập và quản lý chương trình sẽ tăng.

Khi đưa robot vào sử dụng, cần xem xét cả cơ cấu mã sản phẩm cùng với sản lượng.

7. Điều kiện đồ gá quyết định kết quả sơn bằng robot

Đồ gá rất quan trọng khi sơn bằng robot.

Đồ gá là dụng cụ hoặc kết cấu dùng để giữ vật cần sơn.

Nếu đồ gá không ổn định, dù robot lặp lại cùng một chuyển động, vị trí vật cần sơn vẫn bị lệch.
Khi vị trí bị lệch, khoảng cách súng và góc sơn thay đổi, khiến độ dày màng sơn và ngoại quan biến động.

Cần xác nhận:

• Có thể cố định vật cần sơn ở cùng một vị trí mỗi lần không?
• Vật cần sơn có bị rung hoặc lắc không?
• Có che mặt cần sơn không
• Có vướng súng phun hoặc cánh tay robot không?
• Có thể nối đất không?
• Có dễ treo và tháo vật cần sơn không?
• Có dễ vệ sinh không?
• Màng sơn tích tụ có làm thay đổi vị trí không?
• Có dễ thay đồ gá không?

Khi đưa robot vào sử dụng, thiết kế đồ gá đôi khi ảnh hưởng đến chất lượng nhiều hơn bản thân robot.

Nếu đồ gá còn không phù hợp, đưa robot vào sử dụng cũng không làm chất lượng ổn định.

8. Độ chính xác định vị vật cần sơn rất quan trọng

Robot hoạt động dựa trên giả định vật cần sơn nằm ở vị trí đã xác định.

Nếu vị trí vật cần sơn khác nhau mỗi lần, quỹ đạo sơn của robot sẽ lệch so với vị trí thực tế.

Sự lệch này dẫn đến các lỗi sau.

• Bỏ sót sơn
• Độ dày màng sơn không đồng đều
• Sơn bám quá nhiều ở cạnh
• Khoảng cách súng phun thay đổi
• Nguy cơ va chạm với vật cần sơn
• Ngoại quan biến động

Khi phun thủ công, người lao động có thể quan sát vị trí vật cần sơn và điều chỉnh.
Tuy nhiên, robot có thể khó thích ứng với vị trí bị lệch.

Vì vậy, cần tiêu chuẩn hóa việc định vị vật cần sơn khi đưa robot vào sử dụng.

Cần kiểm tra đồ gá, cữ chặn, cảm biến, tư thế vận chuyển và cách treo, đồng thời xây dựng cơ chế đưa vật cần sơn đến cùng một vị trí mỗi lần.

9. Xem xét súng phun và điều kiện sơn cùng nhau

Khi đưa robot vào sử dụng, cần kiểm tra cả súng phun và điều kiện sơn, ngoài cánh tay robot.

Sử dụng loại súng nào?
Phun khí nén hay súng tĩnh điện?
Lưu lượng sơn là bao nhiêu?
Đường kính đầu phun có phù hợp không?
Độ nhớt sơn có ổn định không?
Dung môi pha loãng có phù hợp không?
Nếu là sơn hai thành phần, có quản lý được thời gian sử dụng sau khi pha trộn không?
Có cần thiết bị cấp sơn tự động không?
Đổi màu như thế nào?

Dù robot chuyển động chính xác, chất lượng sơn vẫn không ổn định nếu cấp sơn không ổn định.

Khi đưa robot vào sử dụng, cần xem xét robot, súng phun, sơn và thiết bị cấp sơn như một tổng thể.

10. Kiểm tra cả năng lực buồng sơn

Khi sơn bằng robot, sơn được phun liên tục theo những điều kiện nhất định.

Vì vậy, nếu năng lực buồng sơn không đủ, sương sơn có thể tích tụ hoặc môi trường làm việc xấu đi.

Cần xác nhận:

• Kích thước cửa mở buồng sơn
• Phạm vi chuyển động robot
• Lưu lượng khí hút và thải
• Luồng khí tại vị trí làm việc
• Sương sơn quay trở lại
• Khả năng chứa giữ của bộ lọc
• Khả năng vệ sinh
• Biện pháp phòng nổ
• Mối liên hệ với hàng rào an toàn
• Không gian bảo dưỡng

Nếu đưa robot vào sử dụng làm tăng lượng sơn thi công, tải của buồng sơn cũng tăng.

Dù chỉ lắp robot vào buồng sơn hiện có, nếu buồng sơn không đáp ứng được, sẽ phát sinh vấn đề về chất lượng, an toàn và môi trường.

Cần triển khai việc đưa robot vào sử dụng đồng thời với kiểm tra năng lực buồng sơn.

11. Kiểm tra cả điều kiện lò sấy

Dù robot sơn được, tính năng màng sơn vẫn chưa hoàn thiện nếu lò sấy không đáp ứng được.

Khi đưa robot vào sử dụng làm tăng sản lượng, tải của lò sấy cũng thay đổi.

Tăng tốc độ băng tải.
Tăng lượng sản phẩm đưa vào.
Thay đổi độ dày màng sơn.
Thay đổi sơn.
Thay đổi cách treo vật cần sơn.

Những thay đổi này có thể làm thay đổi nhiệt độ đạt được của vật cần sơn và thời gian duy trì nhiệt.

Cần xác nhận:

• Điều kiện nhiệt độ của lò sấy
• Nhiệt độ vật đạt được
• Thời gian lưu trong lò
• Tốc độ băng tải
• Phân bố nhiệt lò
• Cách treo vật cần sơn
• Ảnh hưởng của tăng độ dày màng sơn đến quá trình sấy
• Năng lực khi sản lượng tăng

Tự động hóa không chỉ giới hạn ở công đoạn sơn.
Cần kiểm tra cả các công đoạn sấy và đóng rắn.

12. Tích hợp biện pháp an toàn ngay từ đầu

Biện pháp an toàn rất quan trọng khi đưa robot vào sử dụng.

Robot là máy chuyển động với tốc độ cao.
Trong quá trình sơn còn có các yếu tố như dung môi, tĩnh điện, bột sơn, khí thải, phòng nổ và môi trường khí dễ cháy.

Các hạng mục an toàn cần kiểm tra như sau.

• Hàng rào an toàn
• Liên động
• Dừng khẩn cấp
• Phạm vi chuyển động robot
• An toàn khi dạy robot
• Yêu cầu kỹ thuật phòng nổ
• Nối đất
• Hút khí thải
• Nguy cơ cháy
• Quy trình vào khu vực khi bảo dưỡng
• Đào tạo người lao động

Biện pháp an toàn không phải là phần bổ sung sau khi đưa thiết bị vào sử dụng.
Cần tích hợp ngay từ đầu khi lập kế hoạch thiết bị.

Đưa robot vào sử dụng khi an toàn chưa đầy đủ sẽ tạo nguy hiểm tại hiện trường.
Ngoài ra, bổ sung biện pháp an toàn về sau dễ dẫn đến thay đổi bố trí và phát sinh thêm chi phí.

13. Ước tính công việc dạy robot

Sơn bằng robot cần thực hiện dạy robot.

Dạy robot là công việc hướng dẫn chuyển động cho robot.
Cần cài đặt robot đi qua vị trí nào, ở góc nào và với tốc độ nào.

Với vật cần sơn đơn giản, công việc dạy robot tương đối dễ.
Tuy nhiên, nếu hình dạng phức tạp hoặc có nhiều mã sản phẩm, số giờ công dạy robot sẽ lớn.

Cần xác nhận:

• Số mã sản phẩm
• Mức độ phức tạp của bề mặt cần sơn
• Mức độ khó khi điều chỉnh độ dày màng sơn
• Số lần thay đổi góc súng phun
• Các loại đồ gá
• Điều kiện đổi màu
• Phương pháp quản lý chương trình
• Ai có thể dạy robot?
• Cách xử lý khi bổ sung sản phẩm mới

Khi đưa robot vào sử dụng, cần tính đến cả việc sửa đổi sau khi sản xuất hàng loạt và đáp ứng sản phẩm mới, cùng với việc dạy robot ban đầu.

Nếu không có người biết dạy robot, việc tiếp tục sử dụng robot lâu dài sẽ khó khăn.

14. Robot là thiết bị chuyển kỹ năng phun thủ công thành các điều kiện vận hành

Đưa robot vào sử dụng không có nghĩa là kỹ năng của người lao động trở nên không cần thiết.

Đây là hoạt động phân tích kỹ năng của người có tay nghề cao và chuyển chúng thành điều kiện cụ thể.

Người lao động có tay nghề cao đưa ra nhiều quyết định mà không ý thức rõ từng quyết định.

Khoảng cách súng phun.
Tốc độ sơn.
Độ chồng mí.
Điểm bắt đầu và kết thúc phun.
Cách sơn cạnh.
Cách đưa sơn vào phần lõm.
Thứ tự để tránh chảy sơn.
Cảm nhận để bảo đảm độ dày màng sơn.
Điều chỉnh tinh trong khi quan sát ngoại quan.

Khi đưa robot vào sử dụng, cần diễn đạt những kỹ năng này bằng lời, lượng hóa và lập trình.

Như vậy, tự động hóa không phủ nhận kỹ năng của con người.
Tự động hóa chuyển kỹ năng đó thành những điều kiện có thể tái hiện.

15. Các vấn đề dễ gặp khi đưa robot vào sử dụng tại nhà máy ở Việt Nam

Tại các nhà máy ở Việt Nam, các vấn đề sau dễ phát sinh khi đưa robot vào sử dụng.

Bắt đầu từ việc chọn bản thân robot.
Chưa xác định rõ điều kiện vật cần sơn.
Bề mặt cần sơn và không sơn còn chưa rõ.
Độ chính xác đồ gá chưa đủ.
Vị trí vật cần sơn bị lệch mỗi lần.
Có nhiều mã sản phẩm nên công việc dạy robot lớn.
Năng lực buồng sơn không đủ.
Chưa xem xét điều kiện lò sấy.
Hàng rào an toàn và biện pháp phòng nổ bị để lại sau.
Hiện trường không có người biết dạy robot.

Trong tình trạng này, dù đưa robot vào sử dụng, vẫn khó đạt được mức ổn định chất lượng hoặc giảm nhân công mong đợi.

Khi đưa robot vào sử dụng, cần xác định rõ điều kiện trước khi xem xét thiết bị.

16. Các hạng mục cơ bản cần kiểm tra trước khi đưa robot vào sử dụng

Trước khi đưa máy sơn tự động hoặc robot vào sử dụng, nên kiểm tra các hạng mục thực tế sau.

1. Hình dạng vật cần sơn

Kiểm tra kích thước, khối lượng, hình dạng, phần lồi lõm, lỗ và mặt sau.

2. Phạm vi sơn

Xác định rõ bề mặt cần sơn, bề mặt không sơn và vị trí cần che chắn.

3. Yêu cầu chất lượng

Kiểm tra độ dày màng sơn, ngoại quan, màu sắc, độ bóng, khả năng chống gỉ và tính năng.

4. Điều kiện sản xuất

Kiểm tra sản lượng, số mã sản phẩm, tần suất đổi thiết lập sản xuất và đổi màu.

5. Đồ gá

Kiểm tra định vị, giữ vật cần sơn, nối đất, việc che khuất bề mặt cần sơn và khả năng vệ sinh.

6. Súng phun

Kiểm tra loại súng, lưu lượng sơn, đầu phun, điều kiện khí nén và điều kiện tĩnh điện.

7. Cấp sơn

Kiểm tra độ nhớt, dung môi pha loãng, cấp sơn bằng áp lực, quản lý sơn hai thành phần và đổi màu.

8. Buồng sơn

Kiểm tra phạm vi chuyển động robot, hút khí thải, luồng khí, an toàn và phòng nổ.

9. Lò sấy

Kiểm tra nhiệt độ đạt được của vật cần sơn, thời gian sấy và năng lực lò.

10. Nhân lực

Xác định ai thực hiện dạy robot, bảo dưỡng và kiểm tra chất lượng.

17. Giá trị của hỗ trợ đưa robot vào sử dụng theo quan điểm CoatureVietnam

CoatureVietnam không xem việc đưa robot vào sử dụng đơn thuần là bán thiết bị.

Đây là hoạt động thiết kế lại quá trình sơn.

Điều kiện vật cần sơn.
Đồ gá.
Súng phun.
Sơn.
Buồng sơn.
Lò sấy.
An toàn.
Dạy robot.
Kiểm tra chất lượng.
Đào tạo tại hiện trường.

Cần xem xét những yếu tố này như một tổng thể.

Trước khi đưa robot vào sử dụng, CoatureVietnam xác định rõ các điều kiện tại hiện trường.

Sơn vật gì?
Cần bảo đảm chất lượng nào?
Tự động hóa công việc nào?
Những công việc nào nên do con người thực hiện?
Rủi ro nằm ở đâu?
Sau khi đưa vào sử dụng, hiện trường có thể tiếp tục sử dụng lâu dài không?

Sau khi kiểm tra những điểm này, mới xem xét khả năng tự động hóa.

Đây là thực hiện tư tưởng “Mang khoa học và sự tận tâm vào công việc sơn.” mà CoatureVietnam coi trọng.

Khoa học là xác định rõ điều kiện vật cần sơn, độ dày màng sơn, quỹ đạo, đồ gá và điều kiện thiết bị để xây dựng điều kiện sơn có tính lặp lại.
Sự tận tâm là giảm gánh nặng và công việc nguy hiểm cho người lao động, tạo ra điều kiện để hiện trường yên tâm sử dụng hiệu quả tự động hóa.

Tổng kết

Máy sơn tự động và robot là những biện pháp đáng cân nhắc để cải thiện quá trình sơn.

Tuy nhiên, mua robot không tự động làm chất lượng ổn định.

Cần bắt đầu việc đưa robot vào sử dụng từ xác định rõ điều kiện vật cần sơn.

Hình dạng vật cần sơn.
Bề mặt cần sơn.
Bề mặt không sơn.
Yêu cầu độ dày màng sơn.
Yêu cầu ngoại quan.
Sản lượng.
Số mã sản phẩm.
Đồ gá.
Định vị vật cần sơn.
Sơn.
Súng phun.
Buồng sơn.
Lò sấy.
An toàn.
Nhân lực biết dạy robot.

Chỉ sau khi xác định rõ những yếu tố này, robot mới có thể tạo ra giá trị tại hiện trường.

Tự động hóa không có nghĩa là kỹ năng của con người trở nên không cần thiết.
Tự động hóa chuyển kỹ năng thành các điều kiện và hình thức có thể tái hiện.

CoatureVietnam xem việc đưa máy sơn tự động và robot vào sử dụng là cải tiến toàn bộ quá trình sơn, thay vì xem xét riêng thiết bị, và sẽ hỗ trợ tự động hóa phù hợp với nhà máy ở Việt Nam.