Nghiên cứu, phát triển robot SCARA đa chức năng phục vụ phân loại, xếp hàng và nhập kho

Đồ án nghiên cứu phát triển robot SCARA phân loại, xếp hàng tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Huỳnh Thanh Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Quang Duy
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử
• Đề tài: Nghiên cứu, phát triển robot SCARA đa chức năng phục vụ phân loại, xếp hàng và nhập kho
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về robot SCARA phân loại hàng công nghiệp

Robot SCARA là bước tiến quan trọng trong công nghệ tự động hóa hiện đại. Cấu trúc cánh tay khớp nối chọn lọc mang lại độ cứng vững cao theo phương thẳng đứng. Đồng thời, cơ cấu duy trì sự linh hoạt vượt trội trên mặt phẳng ngang. Tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhóm nghiên cứu ngành Cơ điện tử đã phát triển thành công mô hình cánh tay robot SCARA đa chức năng. Hệ thống tập trung giải quyết bài toán phân loại và xếp hàng vào kho tự động. Xu hướng sản xuất thông minh đòi hỏi tốc độ thao tác nhanh cùng độ lặp lại chính xác. Robot SCARA đáp ứng trọn vẹn yêu cầu này nhờ quán tính chuyển động thấp và kết cấu cơ khí gọn nhẹ. Thiết bị loại bỏ các thao tác thủ công nặng nhọc. Doanh nghiệp nâng cao năng suất sản xuất và giảm thiểu sai sót kỹ thuật. Dự án nghiên cứu tại nhà trường thể hiện năng lực làm chủ công nghệ điều khiển cánh tay robot. Sản phẩm hoàn thiện có khả năng ứng dụng thực tiễn trong các nhà máy chế biến, điện tử và đóng gói. Đây là nền tảng kỹ thuật vững chắc cho việc nội địa hóa thiết bị công nghiệp.

1.1. Cấu tạo cơ học đặc trưng của cánh tay robot SCARA

Cánh tay robot SCARA sở hữu cấu trúc động học gồm hai khớp quay song song và một trục tịnh tiến. Hai khớp quay J1 và J2 điều hướng chuyển động linh hoạt trong không gian mặt phẳng XY. Trục Z sử dụng cơ cấu vít me đai ốc bi để di chuyển thẳng đứng. Đầu công tác tích hợp thêm giác hút chân không định hướng vật thể gắp. Cấu trúc này tối ưu hóa độ cứng cơ học theo phương dọc. Tỉ số truyền hộp số đạt mức 1:50 giúp tăng mô men xoắn đầu ra. Thiết kế cơ khí chính xác hạn chế rung lắc khi vận hành ở tốc độ cao. Các khớp nối sử dụng vòng bi chuyên dụng giúp giảm ma sát và tăng tuổi thọ thiết bị.

1.2. Vai trò của xử lý ảnh trong hệ thống phân loại tự động

Thị giác máy tính đóng vai trò là mắt thần của robot SCARA. Camera lắp đặt phía trên băng chuyền thu nhận hình ảnh sản phẩm liên tục. Thuật toán xử lý ảnh tiến hành lọc nhiễu, phân đoạn và nhận dạng đối tượng. Hệ thống trích xuất thông tin về hình dáng, màu sắc và tọa độ tâm của từng gói hàng. Dữ liệu hình ảnh chuyển đổi thành tín hiệu điều khiển gửi tới bộ xử lý trung tâm. Tay máy nhận lệnh định vị và di chuyển chính xác tới vị trí vật thể. Việc tích hợp camera giúp robot thích ứng linh hoạt với dòng sản phẩm đa dạng. Quy trình phân loại diễn ra hoàn toàn tự động mà không cần căn chỉnh cơ khí thủ công. Năng suất phân loại sản phẩm gia tăng rõ rệt nhờ độ trễ nhận diện cực thấp.

II. Thách thức kỹ thuật khi chế tạo robot SCARA phân loại hàng

Quá trình thiết kế cánh tay robot SCARA công nghiệp đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật khắt khe. Trọng tâm thách thức nằm ở việc tính toán phân bổ động lực học và mô men xoắn tại từng khớp chuyển động. Khi hoạt động với gia tốc lớn, lực quán tính sinh ra dễ làm sai lệch quỹ đạo của tay máy. Robot SCARA vốn có phạm vi làm việc giới hạn trong mặt phẳng 2D mở rộng và trục Z tịnh tiến ngắn. Cấu tạo này không cho phép thực hiện các thao tác xoay không gian 3D phức tạp. Ngoài ra, khả năng chịu tải của các thanh liên kết bị hạn chế do yêu cầu giảm khối lượng bản thân. Sai số cơ khí từ hộp giảm tốc và khớp xoay có xu hướng tích lũy theo chiều dài cánh tay. Sự đồng bộ giữa dữ liệu camera và chuyển động thực tế cũng tiềm ẩn nguy cơ chậm trễ thời gian thực. Băng chuyền chuyển động liên tục đòi hỏi thuật toán điều khiển phải tính toán tọa độ đón đầu chính xác. Bất kỳ sai lệch vị trí nào đều dẫn đến nguy cơ rơi rớt hoặc làm hỏng bao bì hàng hóa. Do đó, việc làm chủ các thông số cơ khí và điều khiển là điều kiện sống còn.

2.1. Giới hạn động học và khả năng chịu tải của robot SCARA

Robot SCARA có thiết kế cứng vững theo phương dọc nhưng bị giới hạn góc nghiêng đầu gắp. Thiết bị không thể thay đổi góc nghiêng không gian như robot sáu bậc tự do. Phạm vi vươn tới của các khâu bị giới hạn bởi chiều dài vật lý của liên kết tay máy. Khi tải trọng tăng cao, độ võng cơ học xuất hiện gây sai số vị trí tại điểm cuối. Hộp số giảm tốc phải chịu áp lực mô men uốn rất lớn trong quá trình phanh khẩn cấp. Vận tốc góc tại khớp J1 lên đến 5,24 rad/s tạo ra lực quán tính ly tâm đáng kể. Nếu thiết kế khung bệ thiếu độ cứng, cánh tay sẽ bị rung lắc nghiêm trọng. Sự rung chấn này ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của động cơ servo và hệ thống truyền động đai.

2.2. Khó khăn trong tích hợp thị giác máy tính thời gian thực

Tích hợp thị giác máy tính vào chu trình phân loại tốc độ cao là bài toán phức tạp. Điều kiện ánh sáng nhà xưởng thay đổi thường gây nhiễu cho thuật toán xử lý ảnh. Hiện tượng bóng đổ và phản xạ bề mặt làm giảm độ chính xác khi xác định biên dạng gói hàng. Hệ thống yêu cầu tốc độ khung hình cao nhằm bắt kịp vật thể chuyển động trên băng tải. Việc truyền nhận dữ liệu giữa camera, máy tính xử lý và bộ điều khiển chuyển động dễ gặp độ trễ tín hiệu. Nếu thuật toán xử lý quá nặng, tay máy sẽ bỏ lỡ thời điểm gắp tối ưu. Ngoài ra, việc hiệu chuẩn tọa độ giữa camera và hệ tọa độ robot đòi hỏi phương pháp toán học chuẩn xác để loại bỏ hoàn toàn sai số thị sai.

III. Phương pháp thiết kế robot SCARA phân loại hàng hiệu quả

Nhóm nghiên cứu tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM áp dụng phương pháp thiết kế kỹ thuật bài bản. Quy trình bắt đầu từ mô hình hóa động học ngược và động lực học của hệ thống. Nhóm xác định mô men cực đại tại các khớp để lựa chọn động cơ phù hợp. Khớp quay J1 chịu mô men 54,98 Nm và khớp J2 chịu mô men 9,22 Nm. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc được ấn định ở mức 1:50 nhằm đảm bảo mô men đầu ra ổn định. Động cơ vận hành trong dải tốc độ tối ưu từ 2500 đến 3000 vòng/phút. Tốc độ góc tại các khớp được cố định ở mức 5,24 rad/s giúp robot di chuyển êm ái. Trục Z sử dụng bộ truyền vít me đai ốc với mô men tịnh tiến 0,1046 Nm và mô men xoay 0,283 Nm. Hệ thống thị giác áp dụng thuật toán phân ngưỡng màu sắc kết hợp xác định trọng tâm vật thể. Phần mềm điều khiển liên kết chặt chẽ tín hiệu cảm biến và động cơ bước thông qua giao thức truyền thông công nghiệp. Nhờ đó, tay máy đạt độ chính xác gắp đặt ổn định trong suốt chu trình làm việc.

3.1. Tính toán động lực học và lựa chọn công suất động cơ

Tính toán cơ học chính xác là tiền đề cho hoạt động ổn định của robot SCARA. Mô men tại trục động cơ được tính dựa trên mô men tải khớp và tỉ số truyền hộp số. Hiệu suất cơ cấu truyền động được giả định đạt mức 0,9. Tỉ số truyền 1:50 giúp giảm tốc độ góc đồng thời khuếch đại mô men tải hữu ích. Trục động cơ J1 yêu cầu mô men đáp ứng lớn nhất nhằm thắng lực quán tính của toàn bộ cánh tay. Trục Z kết hợp cơ cấu xoay và tịnh tiến thông qua hệ thống dây đai răng chính xác. Tỉ số truyền đai xoay đạt 50/36 và đai tịnh tiến đạt 44/30. Các thông số này đảm bảo khả năng nâng hạ hàng hóa dứt khoát mà không gây quá tải nhiệt cho động cơ truyền động.

3.2. Thuật toán nhận diện và điều khiển quỹ đạo gắp đặt

Thuật toán điều khiển quỹ đạo giúp cánh tay robot di chuyển mượt mà giữa các điểm mút. Phương pháp nội suy đa thức bậc ba hoặc bậc năm được áp dụng để làm mịn vận tốc và gia tốc. Thuật toán này hạn chế triệt để hiện tượng giật cục tại các điểm chuyển tiếp. Đồng thời, hệ thống camera liên tục gửi tọa độ không gian thực của vật phẩm. Khối điều khiển thực hiện giải thuật động học ngược nhằm chuyển đổi tọa độ vật thể thành góc quay các khớp. Tín hiệu xung điều khiển truyền trực tiếp đến các bộ điều khiển động cơ servo với chu kỳ lấy mẫu cao. Hệ thống giác hút chân không đóng mở chính xác theo thời điểm tiếp xúc bề mặt. Quá trình phân loại và xếp hàng vào pallet diễn ra liên tục, nhịp nhàng và chuẩn xác.

IV. Ứng dụng thực tiễn của robot SCARA phân loại hàng hóa

Đề tài nghiên cứu robot SCARA tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM mang lại giá trị thực tiễn to lớn cho ngành tự động hóa. Kết quả thử nghiệm chứng minh thiết bị đáp ứng trọn vẹn yêu cầu phân loại, xếp hàng và nhập kho tự động. Hệ thống vận hành trơn tru với độ chính xác cao và chu kỳ làm việc ổn định. Mô hình này rất phù hợp để triển khai trong các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, dây chuyền đóng gói thực phẩm và trung tâm logistics hiện đại. Tốc độ thao tác nhanh của robot giúp tối ưu hóa đáng kể chi phí vận hành kho bãi. Doanh nghiệp dễ dàng nâng cao năng lực cạnh tranh nhờ giảm thiểu phụ thuộc vào nhân công thủ công. Bên cạnh đó, thành công của đồ án khẳng định chất lượng đào tạo và nghiên cứu ứng dụng của đội ngũ kỹ sư tương lai. Thiết kế mô đun hóa linh hoạt cho phép mở rộng các tính năng như quét mã vạch hoặc tích hợp trí tuệ nhân tạo. Việc làm chủ hoàn toàn khâu thiết kế chế tạo mở ra cơ hội thương mại hóa các dòng robot công nghiệp nội địa.

4.1. Tiềm năng triển khai trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp

Cánh tay robot SCARA sở hữu lợi thế lớn trong các môi trường sản xuất có nhịp độ cao. Ngành sản xuất vi mạch và bảng mạch in PCB là thị trường ứng dụng tiêu biểu hàng đầu. Thiết bị thực hiện chuẩn xác các thao tác gắp linh kiện siêu nhỏ và hàn dán tự động. Trong ngành thực phẩm và dược phẩm, robot đảm nhận khâu bốc dỡ gói thuốc và đóng gói hộp bánh kẹo tốc độ cao. Cấu trúc cơ khí khép kín giúp đáp ứng tốt các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn phòng sạch. Khả năng làm việc liên tục suốt 24/7 giúp duy trì ổn định chuỗi cung ứng sản phẩm. Chi phí đầu tư chế tạo mô hình nội địa thấp hơn nhiều so với việc nhập khẩu robot nguyên chiếc từ nước ngoài.

4.2. Hướng phát triển nâng cấp hệ thống kho thông minh tương lai

Hệ thống robot SCARA có thể mở rộng kết nối với hệ thống xe tự hành AGV trong tương lai. Sự kết hợp này hình thành một trung tâm logistics thông minh hoàn toàn tự động. Robot tiếp nhận kiện hàng từ băng tải và bốc xếp trực tiếp lên xe vận chuyển. Công nghệ thị giác máy tính sẽ được nâng cấp bằng các mô hình mạng nơ-ron học sâu. Nhờ đó, robot có thể nhận diện và phân loại hàng hóa bị biến dạng hoặc chồng lấn phức tạp. Thuật toán điện toán đám mây cho phép giám sát tình trạng máy và bảo trì dự đoán từ xa. Dữ liệu vận hành được cập nhật tức thời về hệ thống phần mềm quản lý kho tổng thể. Bước phát triển này đưa mô hình nghiên cứu vươn tầm thành giải pháp thương mại hoàn chỉnh.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế tự động hóa sản xuất hiện đại và tác động của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, robot công nghiệp đóng vai trò nòng cốt nhằm gia tăng năng suất, giảm thiểu sai sót, giải quyết tình trạng thiếu hụt nhân lực và đảm bảo an toàn lao động. Trong các phân khúc robot công nghiệp, dòng robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) với kết cấu từ 2 đến 4 bậc tự do có ưu thế rõ rệt trong các thao tác lắp ráp nhanh, gắp - đặt và phân loại nhờ độ cứng vững cao theo trục thẳng đứng (trục Z) và độ linh hoạt tối ưu trên mặt phẳng ngang (X-Y). Nhằm đáp ứng nhu cầu tự động hóa các khâu hậu kỳ sản xuất gồm phân loại, xếp hàng và nhập kho, đề tài “Nghiên cứu, phát triển robot SCARA đa chức năng phục vụ phân loại, xếp hàng và nhập kho” được nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh thực hiện. Đồ án tập trung nghiên cứu, cải tiến hệ cơ khí sẵn có, thiết kế lại hệ thống điều khiển và nhúng giải thuật xử lý ảnh nhận diện mã QR nhằm tạo ra một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh với chi phí hợp lý.

Theo văn bản đồ án, mục tiêu nghiên cứu được xác định qua 8 nhiệm vụ cụ thể:

1. Nghiên cứu và thiết kế robot SCARA.
2. Tính toán và lựa chọn động cơ phù hợp với cơ cấu chuyển động của robot nhằm đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu.
3. Thiết kế bộ điều khiển đảm bảo vận hành chính xác, ổn định cho robot trong quá trình hoạt động.
4. Phân tích và xác định phương trình động học thuận và động học nghịch của robot SCARA để phục vụ điều khiển.
5. Nghiên cứu và xây dựng thuật toán điều khiển nhằm thực hiện các chức năng vận hành đa dạng cho robot.
6. Xây dựng phần mềm điều khiển với giao diện thân thiện, tạo điều kiện thuận lợi cho giao tiếp giữa người dùng và robot.
7. Phát triển chương trình nhận diện mã QR phục vụ nhận dạng sản phẩm.
8. Thiết kế sản phẩm có cấu trúc tiện lợi cho việc lắp đặt, vận chuyển, hỗ trợ các ứng dụng phân loại, xếp hàng và nhập kho.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của robot SCARA 4 trục; các phương pháp điều khiển robot và xây dựng phần mềm điều khiển; ứng dụng thư viện mở hỗ trợ xử lý ảnh.
• Phạm vi không gian và cơ khí: Robot SCARA 3 bậc tự do (4 trục vận hành); bán kính hoạt động 400 mm tính từ trục cơ sở; tầm nâng hạ trục Z đạt 150 mm.
• Phạm vi đối tượng thao tác: Sản phẩm hình hộp vuông kích thước 80 mm × 80 mm × 20 mm, bề mặt phẳng, làm từ giấy hoặc nhựa, khối lượng dưới 2 kg.
• Phạm vi kho chứa: Hệ thống kho kích thước chiều dài 320 mm, chiều rộng 230 mm, chiều cao 100 mm, gồm 6 khay chứa hàng riêng biệt.
• Phạm vi giao tiếp và thời gian thực hiện: Điều khiển mở rộng qua mạng CAN; thời gian thực hiện trong 5 tháng (từ tháng 02/2025 đến tháng 07/2025).

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và mô hình toán học

Cơ sở lý thuyết của đề tài tập trung vào cơ học robot nhiều khâu chuỗi hở và các giải thuật nội suy quỹ đạo:

• Biểu diễn hình học Denavit–Hartenberg (D–H): Thiết lập hệ tọa độ cục bộ trên từng khâu động, xây dựng ma trận biến đổi thuần nhất $T_i^{i-1}$ kích thước 4×4 để xác định quan hệ vị trí và hướng giữa các khâu thông qua 4 tham số hình học: góc xoay $\theta_i$, độ tịnh tiến $d_i$, khoảng cách pháp tuyến $a_i$, và góc xoắn $\alpha_i$.
• Động học thuận và nghịch: Động học thuận tính toán vị trí, hướng đầu công cụ trong không gian Descartes từ các biến khớp; động học nghịch sử dụng phương pháp hình học giải tích để tìm nghiệm tường minh cho góc quay các khớp $\theta_1, \theta_2$ và độ dịch chuyển trục $d_3$, phục vụ định vị chính xác khi tiếp nhận tọa độ gắp hàng.
• Động lực học Lagrange: Mô hình động lực học được xây dựng theo hàm Lagrange $L = K - P$ (với $K$ là tổng động năng tịnh tiến và quay, $P$ là thế năng trọng trường). Phương trình vi phân chuyển động Euler-Lagrange xác định lực và mô-men truyền động $\tau$ yêu cầu tại các khớp: $$\frac{d}{dt}\left(\frac{\partial L}{\partial \dot{q}_i}\right) - \frac{\partial L}{\partial q_i} = Q_i$$
• Ma trận Jacobi: Thiết lập mối quan hệ vi phân giữa vận tốc không gian làm việc và vận tốc khớp ($\dot{x} = J(q)\dot{q}$), đồng thời chuyển vị mô-men/lực thao tác từ đầu gắp về các trục truyền động ($\tau = J^T(q)F$).
• Nội suy chuyển động: Ứng dụng giải thuật nội suy tuyến tính (Linear Interpolation) chia nhỏ quỹ đạo đường thẳng thành các điểm trung gian theo thời gian thực và nội suy cung tròn (Circular Interpolation) phục vụ các chuyển động chuyển tiếp êm ái, tránh giật và quá tải cơ khí.
• Xử lý ảnh kỹ thuật số: Cơ sở phân tích ảnh dựa trên độ phân giải, tiêu cự, khẩu độ và tốc độ khung hình (FPS); sử dụng mã ma trận hai chiều QR Code (Quick Response) để mã hóa và giải mã thông tin định danh sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu thực tế và nguồn dữ liệu

Đồ án kết hợp các phương pháp nghiên cứu cụ thể:

• Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu chuyên khảo về cấu trúc SCARA, thông số kỹ thuật các dòng robot công nghiệp thương mại (Epson, Mitsubishi, Omron, Fanuc) và các tiêu chuẩn truyền động cơ khí.
• Phương pháp tính toán kỹ thuật: Thiết lập bảng tính toán mô-men quán tính, mô-men tĩnh, mô-men động và công suất động cơ trên các khâu chuyển động dựa trên khối lượng thực tế của vật liệu và tải trọng.
• Phương pháp mô phỏng số: Ứng dụng phần mềm MATLAB Simulink để mô phỏng không gian làm việc (workspace), kiểm chứng tính đúng đắn của phương trình động học thuận và động học nghịch trước khi nạp vào bộ điều khiển.
• Phương pháp thực nghiệm chế tạo: Gia công, lắp ráp, đấu nối tủ điện điều khiển, lập trình vi điều khiển STM32 và máy tính nhúng Raspberry Pi; tiến hành thử nghiệm gắp - phân loại - nhập kho trong điều kiện vận hành thực tế.

---

Thiết kế kỹ thuật và triển khai hệ thống

Thiết kế cơ khí và hệ thống truyền động

Kết cấu cơ khí của robot gồm 3 bậc tự do chính kết hợp thêm trục quay cơ cấu gắp, chia thành 4 khâu chuyển động chính:

• Khâu 1 (J1): Cánh tay 1 có chiều dài $l_1 = 225$ mm, khối lượng $m_1 = 4,5$ kg, góc quay từ -120° đến 135°.
• Khâu 2 (J2): Cánh tay 2 có chiều dài $l_2 = 175$ mm, khối lượng $m_2 = 3,4$ kg, góc quay từ -135° đến 135°.
• Khâu 3 (J3 - Trục Z): Chuyển động tịnh tiến nâng - hạ với hành trình 150 mm, khối lượng trục vít me $m_z = 1,5$ kg, thời gian nâng/hạ thiết kế khoảng 0,3 s.
• Cơ cấu quay trục Z/tay gắp: Góc quay hoạt động từ -135° đến 135°.
• Cơ cấu chấp hành cuối: Sử dụng phương án tay gắp hút chân không, trang bị giác hút L60-M12 kết hợp cốc hút HSP-50-2 để hút giữ phôi bề mặt phẳng tải trọng tối đa 2 kg.

Hệ thống truyền động của robot được phân hóa theo yêu cầu động lực học của từng khớp:

• Khớp quay J1 và J2: Sử dụng hộp số sóng Harmonic Drive nhằm triệt tiêu độ rơ (backlash), đạt tỉ số truyền cao trong kết cấu nhỏ gọn. Khớp J1 sử dụng Harmonic Drive model SHG-20-100-2SH (tỉ số truyền $i = 1:50$). Khớp J2 sử dụng Harmonic Drive model SHG-25-160-2SH (tỉ số truyền $i = 1:50$).
• Khớp tịnh tiến và xoay Z (J3): Dẫn động bằng cơ cấu vít me bi kết hợp truyền động đai răng (timing belt) từ động cơ bước/servo. Tỷ số truyền puly đai cho chuyển động tịnh tiến là 36/44 (puly trục động cơ 36 răng, puly trục vít me 44 răng). Tỷ số truyền puly đai cho chuyển động xoay trục Z là 30/50 (puly động cơ 30 răng, puly trục vít me 50 răng).

Bảng tổng hợp thông số động học và mô-men tính toán tại các khớp:

Khớp chuyển động	Dạng chuyển động	Phạm vi hoạt động	Chiều dài/Hành trình	Mô-men yêu cầu ($N\cdot m$)	Cơ cấu truyền động
Khớp 1 (J1)	Quay ngang	-120° đến 135°	$l_1 = 225\text{ mm}$	54,98	Harmonic Drive SHG-20-100-2SH ($i = 1:50$)
Khớp 2 (J2)	Quay ngang	-135° đến 135°	$l_2 = 175\text{ mm}$	9,22	Harmonic Drive SHG-25-160-2SH ($i = 1:50$)
Trục Z (Tịnh tiến)	Tịnh tiến đứng	0 đến 150 mm	$h = 150\text{ mm}$	0,1046	Vít me bi + Đai răng ($i = 36/44$)
Trục Z (Xoay)	Quay tròn	-135° đến 135°	—	0,283	Vít me bi + Đai răng ($i = 30/50$)

Thiết kế hệ thống điện và điều khiển

Hệ thống điều khiển được phân tầng theo cấu trúc máy tính nhúng - vi điều khiển:

• Khối điều khiển trung tâm và xử lý hình ảnh: Máy tính nhúng Raspberry Pi đảm nhận vai trò thu nhận hình ảnh từ Webcam HD X2 1080P, thực thi giải thuật giải mã QR code, quản lý giao diện người máy (GUI), lưu trữ dữ liệu lên Google Sheets qua Web Server và gửi lệnh quỹ đạo tổng thể.
• Khối chấp hành cấp thấp: Vi điều khiển STM32F407VGT6 (kết hợp STM32F103C8T6) chịu trách nhiệm tính toán động học nghịch tức thời, thực thi giải thuật nội suy tuyến tính, phát xung PWM/Direction điều khiển driver động cơ servo theo chu kỳ thời gian thực.
• Truyền thông nội bộ: Giao thức bus CAN kết nối giữa Raspberry Pi và STM32F407VGT6, đảm bảo tốc độ cao, độ tin cậy và khả năng chống nhiễu công nghiệp.
• Thiết bị dẫn động và cảm biến: Động cơ AC Servo Panasonic MHMD042G1U và MSMD012G1V đi kèm driver chuyên dụng; cảm biến phát hiện vật cản hồng ngoại model E3F-DS30C4 được bố trí tại băng tải để kích hoạt quá trình quét mã và gắp phôi.

Kiến trúc phần mềm và lưu đồ giải thuật

Phần mềm hệ thống được thiết kế đa luồng, phân bổ trên hai nền tảng:

• Trên Raspberry Pi: Phát triển giao diện người dùng (GUI) bằng ngôn ngữ Python với các tính năng: chế độ điều khiển thủ công từng trục (Jogging Control thread), chế độ tự động phân loại (Auto Run thread), tạo điểm dạy học (Create Points). Tiến trình giao tiếp viết bằng C quản lý luồng gửi/nhận khung truyền CAN (Receive CAN frame thread, Transmit message thread).
• Trên STM32F407VGT6: Lập trình giải mã gói tin CAN, thực thi vòng lặp điều khiển vị trí, tính toán phương trình động học ngược giải tích và nội suy vị trí các trục theo chu kỳ lấy mẫu khép kín.
• Quy trình xử lý dữ liệu kho: Khi cảm biến E3F-DS30C4 phát hiện phôi trên băng tải, Webcam HD X2 quét mã QR. Giải thuật giải mã thông tin loại hàng, xác định vị trí khay đích trong kho 6 ngăn, đồng thời kích hoạt Web Server đẩy trạng thái lưu kho lên bảng tính Google Sheets trực tuyến.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương mở đầu trình bày tính cấp thiết của đề tài trong xu hướng tự động hóa nhà máy thông minh; nêu bật ý nghĩa khoa học và giá trị tái sử dụng phần cứng cơ khí sẵn có để tiết kiệm chi phí; xác định rõ 8 mục tiêu nghiên cứu; thiết lập đối tượng nghiên cứu là robot SCARA 4 trục tích hợp xử lý ảnh; khoanh vùng phạm vi kỹ thuật (bán kính 400 mm, phôi dưới 2 kg, kho 6 ngăn); khái quát cơ sở phương pháp luận và bố cục 8 chương của bản đồ án.

Chương 2: Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Nội dung chương 2 khái quát về lịch sử và định nghĩa robot công nghiệp; phân loại robot theo kết cấu (Cartesian, Cylindrical, Spherical, Articulated, Delta, SCARA) và hệ truyền động (điện, thủy lực, khí nén); phân tích cấu trúc bậc tự do, hệ tọa độ suy rộng theo quy tắc bàn tay phải và không gian làm việc; phân tích chuyên sâu về robot SCARA (lịch sử hợp tác Sankyo Seiki, Pentel, NEC từ thập niên 1980, ưu thế về độ cứng phương Z, hạn chế thao tác 3D); đánh giá thị trường robot SCARA trong nước và quốc tế (CAGR dự báo 10–15% tại Việt Nam và 8–12% trên thế giới giai đoạn 2024–2030); khảo sát chuỗi nghiệp vụ phân loại - xếp hàng - nhập kho; tổng quan lý thuyết số hóa ảnh kỹ thuật số (pixel, resolution, FPS) và tiêu chuẩn mã phản hồi nhanh QR Code.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Trình bày cơ sở toán học thuần túy của động học và động lực học robot:

• Trình bày phương pháp Denavit–Hartenberg chuẩn hóa để thiết lập hệ tọa độ và ma trận biến đổi thuần nhất $T_i^{i-1}$.
• Phân tích nguyên lý bài toán động học thuận và các phương pháp giải bài toán động học nghịch (so sánh phương pháp hình học giải tích và phương pháp số lặp Newton-Raphson, Gradient Descent).
• Xây dựng phương trình vi phân chuyển động bằng phương pháp giải tích năng lượng Lagrange ($L = K - P$); thiết lập quan hệ vận tốc và lực qua ma trận Jacobi ($x' = J\dot{q}$, $\tau = J^T F$).
• Trình bày cơ sở giải thuật nội suy chuyển động trong không gian khớp và không gian làm việc, tập trung vào mô hình toán của nội suy tuyến tính chia đoạn nhỏ thời gian thực và nội suy cung tròn.

Chương 4: Thiết kế cơ khí robot SCARA

Phân tích yêu cầu kỹ thuật: tải trọng nâng 2 kg, sai số vị trí toàn vùng làm việc $\le 1$ mm, kết cấu nhẹ vững; mô tả hình học từng cụm khâu (bệ đỡ, khớp quay 1, khớp quay 2, trục tịnh tiến Z); tính toán chi tiết mô-men quán tính, mô-men tĩnh và mô-men động:

• Mô-men yêu cầu khớp J1: $M_{j1} = 54,98\text{ N}\cdot\text{m}$.
• Mô-men yêu cầu khớp J2: $M_{j2} = 9,22\text{ N}\cdot\text{m}$.
• Chuyển động xoay và tịnh tiến trục Z: $M_{Z_xoay} = 0,283\text{ N}\cdot\text{m}$, $M_{tịnh_tiến_Z} = 0,1046\text{ N}\cdot\text{m}$. Thuyết minh việc lựa chọn hộp số sóng Harmonic Drive SHG-20-100-2SH và SHG-25-160-2SH tỉ số truyền 1:50; tính toán bộ truyền đai vít me bi tỷ số 36/44 và 30/50; tính toán lực hút chân không và lựa chọn giác hút L60-M12, cốc hút HSP-50-2.

Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển

Trình bày sơ đồ khối phần cứng toàn hệ thống; phân tích lý do lựa chọn máy tính nhúng Raspberry Pi đóng vai trò master và vi điều khiển STM32F407VGT6 làm slave; thuyết minh đặc tính động cơ AC Servo Panasonic (MHMD042G1U, MSMD012G1V); sơ đồ tích hợp cảm biến phát hiện vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4; thiết kế bộ nguồn công nghiệp cung cấp cho các module và sơ đồ nguyên lý đấu nối driver servo, công tắc hành trình, mạch giao tiếp mạng CAN.

Chương 6: Động học robot

Hiện thực hóa việc tính toán động học cụ thể cho mô hình SCARA của đề tài:

• Thiết lập bảng thông số Denavit–Hartenberg cho 4 trục chuyển động của robot.
• Xây dựng hệ phương trình động học thuận xác định tọa độ khâu chấp hành cuối $(x, y, z, \phi)$.
• Giải hệ phương trình động học nghịch bằng phương pháp hình học phẳng kết hợp lượng giác, đưa ra công thức nghiệm tường minh cho góc xoay $\theta_1, \theta_2$.
• Thiết lập ma trận Jacobi cho hệ 3 bậc tự do; tiến hành mô phỏng trường công tác (workspace) và kiểm chứng động học thuận/nghịch trên phần mềm MATLAB Simulink, khẳng định tính chính xác của thuật toán trước khi triển khai phần cứng.

Chương 7: Hệ thống phần mềm

Mô tả kiến trúc phân tầng phần mềm; chi tiết hóa các luồng xử lý trên Raspberry Pi gồm tiến trình giao tiếp bằng C (Receive CAN frame, Auto Run, Jogging Control) và tiến trình giao diện GUI bằng Python (Transmit/Receive message thread); quy trình xử lý hình ảnh nhận diện mã QR từ Webcam HD X2 1080P; giải thuật truyền nhận dữ liệu trạng thái kho hàng lên Google Sheets thông qua Web Server; sơ đồ lưu đồ thuật toán điều khiển vị trí và nội suy quỹ đạo trên STM32F407VGT6 (và STM32F103C8T6); hướng dẫn các chức năng giao diện điều khiển (Jogging, Create Points, Auto Run).

Chương 8: Kết quả, đánh giá và nhận xét

Tổng kết quá trình chế tạo thực tế của robot SCARA, hoàn thiện lắp ráp cơ khí và tủ điện điều khiển; trình bày kết quả thực nghiệm điều khiển vị trí theo các tọa độ định sẵn; kết quả thực nghiệm đọc mã QR trong các điều kiện làm việc; thực nghiệm chu trình phân loại và nhập kho tự động vào 6 khay chứa; đánh giá năng suất hệ thống và đề xuất các hướng mở rộng nghiên cứu trong tương lai.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

Căn cứ trên các bảng dữ liệu thực nghiệm tại Chương 8 của văn bản:

• Chế tạo hoàn chỉnh phần cứng: Nhóm tác giả đã hoàn thiện mô hình cánh tay robot SCARA 3 bậc tự do thực tế cùng tủ điện điều khiển, đáp ứng không gian làm việc bán kính 400 mm, tầm nâng hạ trục Z đạt 150 mm và mang tải trọng 2 kg.
• Vận hành hệ thống điều khiển: Thiết lập thành công mạng giao tiếp CAN giữa Raspberry Pi và STM32F407VGT6, đảm bảo chu kỳ điều khiển ổn định; phần mềm giao diện GUI Python hỗ trợ đầy đủ chế độ Jogging, thiết lập điểm dạy học (Create Points) và chạy tự động.
• Hiệu quả phân loại và lưu trữ: Hệ thống đọc mã QR ổn định thông qua Webcam HD X2 1080P, phân loại chính xác các sản phẩm hộp vuông 80 mm × 80 mm × 20 mm vào đúng 6 vị trí khay chứa trong kho hàng kích thước 320 mm × 230 mm × 100 mm; cập nhật trực tiếp dữ liệu xuất nhập kho lên Google Sheets thông qua Web Server.
• Độ chính xác và truyền động: Việc kết hợp động cơ AC Servo Panasonic và hộp số Harmonic Drive tỉ số truyền 1:50 giúp triệt tiêu độ rơ, đảm bảo sai số định vị cơ khí nằm trong giới hạn cho phép ($\le 1$ mm).

Đóng góp về mặt giải pháp và khoa học

• Tái sử dụng và tối ưu chi phí: Đồ án đã tận dụng, cải tiến và nâng cấp các chi tiết cơ khí cũ kết hợp chế tạo mới, chứng minh tính khả thi của việc tái sử dụng thiết bị nhằm tiết kiệm ngân sách chế tạo và giảm thiểu rác thải kỹ thuật.
• Kiến trúc điều khiển mở: Thay vì sử dụng các bộ điều khiển robot công nghiệp chuyên dụng đắt tiền, đồ án xây dựng giải pháp điều khiển nhúng phân tầng kết hợp Raspberry Pi và vi điều khiển STM32, tự giải thuật toán động học và nội suy, tạo nền tảng linh hoạt cho việc tùy biến và mở rộng hệ thống.
• Giá trị thực tiễn trong đào tạo: Cung cấp một mô hình thực nghiệm trực quan hoàn chỉnh phục vụ nghiên cứu và giảng dạy các môn học Robot học, Kỹ thuật vi điều khiển và Thị giác máy tính tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế kỹ thuật

Văn bản đồ án phản ánh một số giới hạn trong phạm vi thực nghiệm:

• Giới hạn đối tượng thao tác: Hệ thống tay gắp hút chân không chỉ hoạt động hiệu quả với các phôi có bề mặt nhẵn phẳng, làm bằng giấy hoặc nhựa, kích thước cố định 80 mm × 80 mm × 20 mm và khối lượng dưới 2 kg.
• Phạm vi không gian lưu trữ: Mô hình kho hàng mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm nhỏ gồm 6 khay chứa (kích thước tổng thể 320 mm × 230 mm × 100 mm), chưa tích hợp cơ cấu kho tự động nhiều tầng quy mô lớn.
• Điều kiện nhận diện hình ảnh: Việc quét mã QR phụ thuộc vào vị trí đặt mã trên mặt phẳng phôi và điều kiện chiếu sáng ổn định của môi trường xung quanh camera.

Hướng nghiên cứu tiếp

Theo định hướng phát triển được nêu tại Chương 8:

• Nâng cấp và tối ưu hóa giải thuật điều khiển quỹ đạo, cải thiện tốc độ di chuyển và rút ngắn chu kỳ (cycle time) phân loại sản phẩm.
• Nghiên cứu mở rộng cơ cấu tay gắp linh hoạt hơn (kết hợp kẹp cơ khí và hút chân không) để gắp được các sản phẩm có hình dạng và kích thước đa dạng.
• Tích hợp thêm các giải thuật xử lý ảnh nâng cao hoặc trí tuệ nhân tạo (AI) để nhận diện sản phẩm theo màu sắc, kích thước và phân loại khuyết tật bề mặt mà không phụ thuộc hoàn toàn vào mã QR.
• Mở rộng giao tiếp hệ thống với các phương tiện vận chuyển tự hành như AGV/AMR để hoàn thiện quy trình logistics tự động trong nhà xưởng.

---

Giá trị tham khảo

Bản đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học và giảng viên thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Robot, Tự động hóa và Cơ khí Chế tạo máy.
• Các nội dung có giá trị tham khảo cụ thể:
  • Phương pháp tính toán động lực học và chọn động cơ: Quy trình tính toán mô-men quán tính, mô-men động và lựa chọn hộp số Harmonic Drive cùng bộ truyền đai vít me bi trong Chương 4 cung cấp tài liệu mẫu cho việc thiết kế cơ cấu robot SCARA.
  • Mô hình toán học và kiểm chứng mô phỏng: Phương pháp thiết lập bảng D-H, giải phương trình động học nghịch giải tích và mô phỏng kiểm chứng trên MATLAB Simulink tại Chương 3 và Chương 6 có thể ứng dụng trực tiếp cho các đề tài điều khiển cánh tay máy chuỗi hở.
  • Thiết kế hệ thống nhúng phân tầng qua mạng CAN: Kiến trúc phần mềm đa luồng kết nối Raspberry Pi và STM32F407, kết hợp đọc dữ liệu cảm biến, nhận diện mã QR và đẩy dữ liệu lên Web Server/Google Sheets trong Chương 5 và Chương 7 là giải pháp ứng dụng có tính thực tiễn cao cho các dự án IoT công nghiệp và tự động hóa kho vận.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Robot SCARA trong đồ án sử dụng cơ cấu truyền động nào cho các khớp chuyển động?

Robot sử dụng hộp số sóng Harmonic Drive SHG-20-100-2SH (tỉ số truyền 1:50) cho khớp quay J1 và Harmonic Drive SHG-25-160-2SH (tỉ số truyền 1:50) cho khớp quay J2 nhằm loại bỏ độ rơ và đảm bảo độ chính xác vị trí cao. Trục thẳng đứng Z (J3) sử dụng cơ cấu vít me bi kết hợp bộ truyền đai răng, trong đó tỷ số truyền đai cho chuyển động tịnh tiến nâng hạ là 36/44 và cho chuyển động xoay là 30/50.

2. Hệ thống nhận dạng sản phẩm bằng cách nào và dữ liệu quản lý kho được lưu trữ ở đâu?

Hệ thống sử dụng Webcam HD X2 1080P gắn cố định để thu nhận hình ảnh sản phẩm khi cảm biến hồng ngoại E3F-DS30C4 phát hiện phôi. Giải thuật xử lý ảnh trên máy tính nhúng Raspberry Pi tiến hành giải mã mã QR được in trên bề mặt sản phẩm để xác định nhóm hàng và vị trí lưu kho. Dữ liệu quản lý xuất nhập kho được tự động cập nhật và lưu trữ trực tuyến trên Google Sheets thông qua Web Server.

3. Các thông số kích thước hình học và phạm vi làm việc của cánh tay robot là bao nhiêu?

Cánh tay robot có bán kính làm việc tối đa 400 mm tính từ trục cơ sở, gồm khâu 1 dài 225 mm (góc quay từ -120° đến 135°) và khâu 2 dài 175 mm (góc quay từ -135° đến 135°). Hành trình tịnh tiến theo phương thẳng đứng của trục Z là 150 mm (từ 0 đến 150 mm) và góc xoay của cơ cấu gắp tại đầu trục Z là từ -135° đến 135°.

4. Cấu trúc phần cứng điều khiển của robot được phân tầng như thế nào?

Hệ thống điều khiển gồm hai tầng chính: tầng điều khiển cấp cao sử dụng máy tính nhúng Raspberry Pi phụ trách xử lý hình ảnh từ camera, chạy giao diện người dùng GUI Python, quản lý luồng tự động và truyền thông dữ liệu đám mây; tầng điều khiển chấp hành cấp thấp sử dụng vi điều khiển STM32F407VGT6 (kết hợp STM32F103C8T6) chịu trách nhiệm tính toán động học nghịch, nội suy quỹ đạo và phát xung điều khiển driver động cơ AC Servo Panasonic. Hai tầng này liên lạc với nhau thông qua mạng giao tiếp bus CAN.

5. Đặc điểm của sản phẩm mẫu và kho chứa hàng được thiết kế thử nghiệm trong đồ án là gì?

Sản phẩm thử nghiệm là khối hình hộp vuông kích thước đáy 80 mm × 80 mm, chiều cao 20 mm, khối lượng dưới 2 kg, có bề mặt nhẵn phẳng làm bằng giấy hoặc nhựa để phù hợp với cơ cấu hút chân không (giác hút L60-M12 và cốc hút HSP-50-2). Kho chứa hàng thử nghiệm có kích thước tổng thể dài 320 mm, rộng 230 mm, cao 100 mm và được phân chia thành 6 khay chứa hàng độc lập.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, phát triển robot SCARA đa chức năng phục vụ phân loại, xếp hàng và nhập kho” của nhóm sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu từ tính toán lý thuyết, thiết kế cơ - điện đến tích hợp phần mềm điều khiển và thị giác máy tính. Hệ thống robot SCARA 3 bậc tự do được chế tạo thực tế đã chứng minh khả năng vận hành ổn định, gắp - phân loại chính xác các sản phẩm mang mã QR vào kho hàng 6 khay với sai số vị trí dưới 1 mm và tự động đồng bộ dữ liệu quản lý. Kết quả của đề tài khẳng định tính khả thi của giải pháp điều khiển nhúng phân tầng giá thành thấp, đồng thời cung cấp một nền tảng thực nghiệm có giá trị ứng dụng và tham khảo cao cho công tác đào tạo, nghiên cứu tự động hóa công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu. Trình bày lý do chọn đề tài, tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu. Xác định rõ mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, đồng thời nêu ra các phương pháp nghiên cứu được sử dụng và bố cục tổng thể của đồ án. 3 - Chương 2: Cơ sở lý thuyết.

Tổng hợp kiến thức về robot công nghiệp nói chung và robot SCARA nói riêng, bao gồm phân loại, ứng dụng, ưu nhược điểm, và tiềm năng phát triển trong nước và quốc tế. Đồng thời trình bày vai trò của robot SCARA trong các ứng dụng phân loại, xếp hàng, nhập kho và xử lý ảnh QR Code. - Chương 3: Cơ sở lý thuyết. Trình bày các lý thuyết nền tảng liên quan đến động học robot SCARA (thuận, nghịch, vận tốc), nội suy chuyển động và động lực học, làm cơ sở cho việc mô phỏng và điều khiển robot.

- Chương 4: Thiết kế cơ khí robot SCARA. Phân tích yêu cầu thiết kế cơ khí, lựa chọn kết cấu phù hợp, tính toán công suất động cơ cho từng khớp. Trình bày thiết kế cụ thể cho các cụm cơ cấu chính như tay gắp, khớp quay và hệ truyền động, đảm bảo độ cứng vững, chính xác và dễ thi công. - Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển.

Thiết kế và trình bày hệ thống điều khiển bao gồm phần cứng, sơ đồ nguyên lý, lựa chọn các phần tử điều khiển như Raspberry Pi, STM32, cảm biến, driver, camera, nguồn cấp… nhằm đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và chính xác. - Chương 6: Động học robot. Trình bày chi tiết quá trình tính toán động học robot SCARA bao gồm động học thuận, nghịch, vận tốc và động lực học. Mô phỏng kiểm chứng các mô hình động học bằng phần mềm Matlab, bao gồm mô phỏng trường công tác tay máy và mô phỏng kiểm chứng các phương trình tính toán.

Nội dung chương là cơ sở quan trọng cho việc xây dựng thuật toán điều khiển robot chính xác và hiệu quả. - Chương 7: Hệ thống phần mềm. Trình bày kiến trúc phần mềm điều khiển toàn hệ thống, bao gồm các chương trình chính trên Raspberry Pi và STM32F407VGT6. Mô tả thuật toán xử lý ảnh QR Code, sơ đồ lưu đồ giải thuật của các tiến trình chính và thiết kế phần mềm điều khiển.

Chương này đóng vai trò then chốt trong việc liên kết giữa phần cứng và phần mềm, đảm bảo robot hoạt động đúng chức năng theo yêu cầu. - Chương 8: Kết quả, đánh giá và nhận xét Tổng hợp quá trình thi công, thử nghiệm hệ thống thực tế. Đánh giá kết quả thực nghiệm cả về phần cứng và phần mềm. Đưa ra nhận xét, kết luận và định hướng phát triển đề tài trong tương lai.

4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan về robot công nghiệp 2. Định nghĩa về robot công nghiệp Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, tự động hóa sản xuất giữ vai trò đặc biệt quan trọng. Việc ứng dụng kỹ thuật robot công nghiệp nhằm nâng cao năng suất dây chuyền sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Đồng thời, nó còn góp phần cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động. Trước áp lực cạnh tranh ngày càng gay gắt của thị trường, yêu cầu đặt ra đối với các hệ thống sản xuất tự động là phải có tính linh hoạt cao để thích ứng nhanh với những biến động. Trong bối cảnh đó, robot công nghiệp trở thành một thành phần không thể thiếu trong việc xây dựng các hệ thống tự động sản xuất linh hoạt.