หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรม

 

หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรม

1.หุ่นยนต์ที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม

หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้า ( Robot Palletizer)​

เนื่องจากการวางกล่องด้วยตนเองบนพาเลทอาจใช้เวลานานและมีราคาแพง ผู้ผลิตกำลังค้นหาระบบขนย้ายวัสดุอัตโนมัติเพื่อเพิ่มกำไรของพวกเขา ตั้งแต่การลำเลียงสิ่งของในการผลิตไปจนถึง การจัดวางบนพาเลทไปจนถึงประตูท่าเรือการจัดเรียงเป็นพาเลท (Palletizing) หมายถึงการทำงานของการโหลดวัตถุ เช่นกล่องกระดาษลูกฟูกบนพาเลท หรืออุปกรณ์ที่คล้ายกันในรูปแบบที่กำหนด ในขณะที่ depalletizing หมายถึงการดำเนินการของการโหลดวัตถุโหลดในรูปแบบหมุนเวียน ในกรณีที่ความเร็วต่ำ เครื่องdepalletizing และ เครื่องจัดวางสามารถทำงานได้ด้วยตนเอง อย่างไรก็ตามเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นนั่นอาจยากต่อการ จัดการกับผลิตภัณฑ์การดำเนินการอัตโนมัติเหล่านี้กลายเป็นสิ่งจำเป็น
 

เครื่องจักรสำหรับจัดวางบรรจุภัณฑ์ palletizer เป็นเครื่องจักรที่ใช้งานอัตโนมัติสำหรับการวางซ้อนสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ลงบนพาเลท  palletizerเครื่องจักรสำหรับจัดวางบรรจุภัณฑ์ยานยนต์นี้ถูกออกแบบสร้าง และติดตั้งครั้งแรกในปี 1948 โดย บริษัท ที่รู้จักกันในชื่อ Lamson Corp (แลมสัน คอรพ)เมื่อสินค้าถูกส่ง palletizerเครื่องจักรสำหรับจัดวางบรรจุภัณฑ์จะถูกจัดวางเป็นลวดลายบนแผ่นกระจกที่ลอกได้  palletizersแท่นวางสินค้าความเร็วต่ำจะทำได้  1-10 กล่องต่อนาที ในขณะที่การวางสินค้าความเร็วสูงซ้อนกันจำทำได้ถึง 150 กล่องต่อนาที แต่ละอันสามารถป้อนเข้าระดับพื้นได้ ซึ่งได้รับการแก้ไขระดับความสูงที่ 3 ฟุต หรือป้อนเข้าในระดับสูงคงที่ 10 ฟุต และนี่คือสิ่งที่เครื่องจัดวางพาเลททั่วไปสามารถทำงานได้อย่างเพียงพอทุกวันนี้ เทคโนโลยีหุ่นยนต์สร้างความท้าทายให้กับแท่นวางสินค้าความเร็วสูงแบบดั้งเดิม และได้กลายเป็นส่วนสำคัญของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ส่วนนี้มีความยืดหยุ่นน้อยกว่าการแก้ปัญหาแบบดั้งเดิมเมื่อเทียบกับหุ่นยนต์  วิธีแก้ปัญหาหุ่นยนต์จะมีค่าใช้จ่ายแพงกว่า และค่าซ่อมแซมก็แพงกว่าด้วยเช่นกันหุ่นยนต์จัดเรียงสินค้า ใช้เอฟเฟกต์ (หรือเรียกว่ากริปเปอร์) เพื่อยกผลิตภัณฑ์ที่จะลำเลียงลงมาและวางลงบนพาเลท  มีการออกแบบพื้นฐานมีสี่และระบบในการแก้ปัญหาการจัดวางแบบหุ่นยนต์: หุ่นยนต์คาร์ทีเซียน (Cartesian)  หุ่นยนต์ (Scara)  หุ่นยนต์แบบแขนประกบ (articulating arm) และหุนยนต์สำหรับตั้งสิ่งของ (gantry) หุ่นยนต์วที่ใช้งานมากที่สุดคือหุ่นยนต์แบบแขนประกบกัน: มันเป็นวิธีที่เร็วและคล่องตัวที่สุดในขณะที่พาเลทธรรมดานั้น ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่มีบรรจุภัณฑ์ลดลงหรือต้องการความเร็วที่สูงขึ้น โดยทั่วไปการแก้ปัญหาหุ่นยนต์จะพอดีกับกระบวนการที่ความเร็วต่ำซึ่ง เครื่องจักรสำหรับบรรจุภัณฑ์ต้องการจัดการหลายกระบวนการพร้อมกัน ยิ่งไปกว่านั้นโดยปกติจะมีขนาดเล็กลง และโซลูชั่นหุ่นยนต์ยังเป็นตัวเลือกที่มีพื้นที่บนชั้นคุณภาพอีกด้วย  ในการเลือกประเภทของหุ่นยนต์หรือเอฟเฟกต์ที่เหมาะสม  เพื่อใช้สำหรับการวางสินค้าบนชั้นวางสินค้า

การทำงานของหุ่นยนต์จัดเรียงสิ้นค้า

2.หุ่นยนต์ประกอบชิ้นงานหรือชิ้นส่วน รถยนต์

ปัญหาบางประการที่สายการประกอบยานยนต์ต้องเผชิญ ที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วนที่สุด ได้แก่ โอกาสที่คนงานจะได้รับบาดเจ็บจากการทำงาน เวลาในการผลิตช้า และปัญหาเกี่ยวกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ปัญหาเหล่านี้สามารถแก้ไขได้โดยการใช้หุ่นยนต์อัตโนมัติตัวอย่างเช่น Continental ในประเทศสเปน ซึ่งเป็นบริษัทชั้นนำในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้โคบอท UR10 เพื่อดำเนินการจัดการและตรวจสอบบอร์ด PCB และส่วนประกอบในระหว่างกระบวนการผลิตแขนกลจัดการกับงานทางกายภาพเกือบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการสร้างรถยนต์ได้ นอกจากนี้ยังมีโอกาสมากมายที่หุ่นยนต์จะช่วยในงานที่ต้องใช้การตัดสินใจ เช่น การตรวจสอบคุณภาพว่าผ่าน/ไม่ผ่าน เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีคุณภาพดีพอ

เรามาดูตัวอย่างบางส่วนของโคบอทในการผลิตยานยนต์กัน การทำงานหกประเภทหลัก ได้แก่ การประกอบ, การลงสี, การเชื่อม, การหยิบจับชิ้นงานเข้าเครื่องจักร, การกำจัดเศษวัสดุและการขัดเงา, และการตรวจสอบคุณภาพ ก่อนจะมีแขนหุ่นยนต์ ผู้ผลิตต้องใช้หุ่นยนต์ตัวอื่นเพื่อทำงานแต่ละอย่างเหล่านี้ ทุกวันนี้ แขนหุ่นยนต์โคบอทเพียงตัวเดียวจาก Universal Robots สามารถทำงานเหล่านี้ทั้งหมดได้ง่าย ๆ เพียงติดตั้งอุปกรณ์ปลายแขนที่เหมาะสมจากการประกอบโคบอทมีบทบาทสำคัญในโรงงานผลิตรถยนต์หลายแห่ง นั่นรวมไปถึงการประกอบชิ้นส่วน หุ่นยนต์อัตโนมัติสามารถจัดการกับงานที่ซ้ำซากจำเจในสายการผลิตได้ เช่น การติดที่จับประตูและที่ปัดน้ำฝน ซึ่งช่วยให้พนักงานที่เป็นมนุษย์มีอิสระในการทำงานที่มีมูลค่ามากกว่า โคบอทที่มีน้ำหนักบรรทุกสูงกว่า เช่น (น้ำหนักบรรทุก 16 กก./35.3 ปอนด์) สามารถจัดการกับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่กว่าได้ เช่น ล้อ ฝากระโปรงรถและฝากระโปรงหน้าเครื่องยนต์

การทำงานหุ่นยนต์ประกอบรถยนต์

3.หุ่นยนต์เก็บกู้ระเบิด

หลักการทำงานของหุ่นยนเก็บกู้ระเบิดพื้นฐานในการตรวจและเก็บกู้ระเบิดทั่วๆ ไป คือ การรับ-ส่งภาพและหรือเสียง คีบจับทำลายวัตถุต้องสงสัยแล้ว และมีระบบการควบคุม 2 ระบบ คือระบบการใช้สาย LAN (Local Area Network) และระบบไร้สาย (Wireless LAN) หุ่นยนต์เก็บกู้ระเบิดนี้ นอกจากจะมีสมรรถนะพื้นฐานทั่วไปแล้ว หน่วยวิจัยฯ ยังได้มีการปรับปรุงแก้ไขการพัฒนาระบบต่างๆ ติดตั้งเพิ่มเติม เพิ่มเติมตามความต้องการของผู้ใช้งาน เช่น

อุปกรณ์ติดตั้งปืนฉีดน้ำแรงดันสูง สำหรับทำลายวัตถุต้องสงสัย

อุปกรณ์การควบคุมเส้นทางและเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์  

อุปกรณ์การพัฒนาการเก็บและแสดงข้อมูลการเคลื่อนที่ของแขนกล  

อุปกรณ์การพัฒนาให้มือจับของตัวหุ่นยนต์สามารถบอกแรงที่ใช้จับวัตถุได้ (Force Sensor)  

อุปกรณ์การส่งข้อมูลและภาพกลับมายังคอมพิวเตอร์ควบคุมด้วยกล้อง 3 มิติ  

อุปกรณ์ติดตั้งเพื่อกวาดตะปูเรือใบ

อุปกรณ์ตรวจจับโลหะ เพื่อการสำรวจวัตถุระเบิดที่ฝังในใต้ดิน

อุปกรณ์ x-ray

อุปกรณ์ตรวจสอบวัตถุระเบิด

 สำหรับจุดเด่นของหุ่นยนต์ที่ทีมนักวิจัยได้สร้างขึ้น คือ การใช้อุปกรณ์ที่มีในประเทศ ทำให้สะดวกต่อการบำรุงดูแลรักษารวมทั้งแก้ปัญหาเองได้ ลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ  หากหุ่นยนต์โดนระเบิดทำลายหรือได้รับความเสียหายจากการปฏิบัติงาน สามารถนำกลับมาเพื่อประกอบใหม่ใช้งานรวมทั้งราคาถูกกว่าหุ่นยนต์เก็บกู้ระเบิด  

การทำงานหุ่นยนต์กู้ระเบิด

4.หุ่นยนต์อัจฉริยะ

หุ่นยนต์ดูดฝุ่น หรือ Robot Vacuum Cleaner คือ เครื่องใช้ไฟฟ้า ที่เข้ามาแก้ปัญหาเรื่องฝุ่นแทนที่ไม้กวาดและเครื่องดูดฝุ่น สามารถทำงานแบบอัตโนมัติได้โดยที่ไม่ต้องคอยตามควบคุม ปฏิบัติงานได้แม้กระทั่งตอนผู้ใช้ไม่อยู่บ้าน โดยหุ่นยนต์ดูดฝุ่นจะไม่ใช่การปัดกวาดขยะหรือฝุ่นผงเท่านั้น  แต่ดูดเอาเศษฝุ่น, เศษขยะต่าง ๆ เข้าไปเก็บไว้ภายในตัวเครื่องเหมือนเครื่องดูดฝุ่น รอให้นำไปเททิ้งทีเดียวเมื่อเสร็จงาน

สิ่งที่จำเป็นสำหรับหุ่นยนต์ดูดฝุ่นทุกรุ่นเลยก็คือระบบนำทางนั่นเอง เพราะถ้าไม่มีตรงส่วนนี้ การทำงานก็จะไม่มีเป้าหมาย ซึ่งหลัก ๆ ก็จะมีอยู่ 3 แบบนั่นเอง

Mapping Camera 

ใช้กล้องขนาดเล็กในการถ่ายภาพแต่ละส่วนของห้อง เพื่อใช้ในการกำหนดทิศทาง

Infrared sensor 

เมื่อไปกระทบกับสิ่งกีดขวางจะใช้เซ็นเซอร์แบบอินฟราเรดยิงสัญญาณไปยังพื้นที่ว่างและกำหนดทิศทางใหม่

Laser Distance Sensor 

ตัวเครื่องจะมีแท่นยื่นออกมาเป็นตัวยิงเลเซอร์เพื่อวัดระยะ และกำหนดทิศทาง ซึ่งระบบนี้จะทำให้หุ่นยนต์ดูดฝุ่นเดินทางได้แม่นยำมากที่สุด

การทำงานหุ่นยนต์ดูดฝุ่น