Sinh viên HaUI thiết kế hệ thống cấp phôi tự động cho máy laser
Nhóm sinh viên trường Điện - Điện tử, Đại học Công nghiệp Hà Nội ứng dụng AI, cải tiến hệ thống cấp phôi tự động cho máy laser, giúp giảm thời gian thao tác của công nhân.
Hệ thống được nhóm sinh viên Đại học Công nghiệp Hà Nội thiết kế có 4 phần chính: cấp phôi; chuyển; thu gom và phân loại; di chuyển tấm giá đỡ từ khu vực cấp sang lấy phôi.
Nhóm đã ứng dụng cấu trúc cơ khí kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) để cải tiến giúp hệ thống vận hành tự động và chính xác trong quy trình khép kín. Khi hệ thống vận hành, phôi được đặt vào giá đỡ, tự động đưa vào máy laser, sau khi xử lý xong sẽ chuyển vào kho chứa, trong khi giá đỡ cũ được thay thế bằng giá mới.
Đôn Mạnh Phóng, trưởng nhóm thiết kế cho biết, trong sản xuất hiện đại, độ chính xác, tốc độ, sự linh hoạt là yếu tố cốt lõi. Máy laser kết hợp hệ thống cấp phôi tự động mang lại lợi ích vượt trội cho nhiều ngành công nghiệp. "Nhóm mong muốn thiết kế một hệ thống tự động cấp phôi hoàn toàn giúp giảm thời gian thao tác của công nhân", đại diện nhóm nói. Hệ thống giúp giảm thời gian thao tác của công nhân từ 15 giây xuống còn 10 giây.
Mô phỏng hoạt động của hệ thống cấp phôi. Video: Nhóm nghiên cứu
Dự án bắt đầu từ tháng 2/2024. Do các thành viên theo chuyên ngành công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông và công nghệ kỹ thuật máy tính, nên phải tự nghiên cứu các cơ cấu cơ khí phổ biến và tham quan các nhà máy cơ khí để điều chỉnh thiết kế phù hợp.
Tìm hiểu thực tế nhóm nhận thấy có thể tích hợp AI vào quá trình kiểm tra lỗi sản phẩm bằng việc áp dụng thị giác máy tính để hệ thống nhận diện. Nhờ vậy, có thể phát hiện lỗi ngay trong quy trình sản xuất, thay vì kiểm tra ở giai đoạn cuối. Camera chụp ảnh sản phẩm, sau đó thuật toán xử lý ảnh phân tích dữ liệu để xác định sản phẩm đạt tiêu chuẩn hay không. Khi đã được huấn luyện, AI có thể tự động nhận diện lỗi và gửi tín hiệu điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm. "Điều này giúp giảm đáng kể thời gian kiểm tra thủ công, tiết kiệm nhân công và tăng tính tự động hóa cho dây chuyền sản xuất", theo nhóm nghiên cứu.
Băng tải thông thường được nhóm thay bằng băng tải xích để tăng độ bền và sự ổn định. Ngoài cải tiến quy trình sản xuất, nhóm còn tối ưu hệ thống cấp phôi cho máy laser bằng thiết kế giá đỡ giúp cố định phôi trong quá trình di chuyển.
Dự án của nhóm không chỉ dừng lại ở việc thiết kế máy, mà còn hướng đến tối ưu hóa quy trình lưu trữ sản phẩm sau khi sản xuất. Hệ thống kho chứa có khả năng lưu trữ 40 chồng sản phẩm hoàn chỉnh, và khi kho đầy, toàn bộ chồng sản phẩm sẽ được tự động đẩy ra pallet để xe tự hành vận chuyển mà không cần sự can thiệp của con người.
Hệ thống cấp phôi tự động cho máy laser của nhóm đã đạt giải Nhất cuộc thi Thiết kế máy tự động hóa 2025, do MISUMI Việt Nam tổ chức.
Theo đánh giá của ban giám khảo, một trong những yếu tố giúp nhóm giành chiến thắng là sự khác biệt trong thiết kế. Hệ thống của nhóm hoàn toàn tự động, vai trò của công nhân chỉ là sắp xếp phôi vào giá. Ngoài ra, việc tích hợp kiểm tra lỗi bằng AI giúp loại bỏ sản phẩm lỗi ngay từ đầu, tránh lãng phí thời gian. Hệ thống kho chứa thông minh cũng là điểm cộng lớn, khi có thể tối ưu hóa việc lưu trữ và vận chuyển sản phẩm sau khi gia công.