หุ่นยนต์อุสาหกรรม

           หุ่นยนต์อุตสาหกรรม

          อุตสาหกรรมในประเทศไทยจะเห็นได้ว่ามีการนำเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ (Automation Technology) เข้ามาใช้งานเพื่อให้สินค้าสามารถแข่งขันในตลาดโลกได้ ทั้งในเรื่องราคา และคุณภาพ โดยเฉพาะในเรื่องคุณภาพ อาจเนื่องจากมีการเปลี่ยนรุ่นผลิตภัณฑ์อยู่บ่อยๆ ต้องใช้เวลาในการ Set Up ปัจจุบันจึงมีการนำเทคโนโลยีต่างๆ เข้ามาใช้ หนึ่งในเทคโนโลยีที่มีความยืดหยุ่นสูง ได้แก่ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม เนื่องจากการเปลี่ยนการทำงานสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรม นอกจากนี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความสม่ำเสมอเป็นมาตรฐานเดียวกัน
          การทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะเลียนแบบร่างกายของมนุษย์ โดยจะเลียนแบบเฉพาะส่วนของร่างกายที่จะนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมเท่านั้น นั่นคือช่วงแขนของมนุษย์ ดังนั้น บางคนอาจจะได้ยินคำว่า “แขนกล” ซึ่งก็หมายถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม การทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเปรียบเทียบกับแขนมนุษย์
หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรมนั้นสามารถแบ่งออกได้ ตามลักษณะการทำงาน วันนี้นำมาให้ได้รู้จัก 6 ชนิด ดังนี้                    
          1.   Cartesian (Gantry) Robot  การประยุกต์ใช้งานเนื่องจากโครงสร้างมีความแข็งแรงตลอดแนวการเคลื่อนที่ เหมาะกับงานเคลื่อนย้ายของหนักๆ หรือเรียกว่างาน Pick-and-Place เช่น ใช้โหลดชิ้นงานเข้าเครื่องจักร (Machineloading) ใช้จัดเก็บชิ้นงาน (Stacking)นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในงานประกอบ (Assembly)ที่ไม่ต้องการเข้าถึงในลักษณะที่มีมุมหมุน เช่น ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และงานTest ต่างๆ

ข้อดี

1. เคลื่อนที่เป็นแนวเส้นตรงทั้ง 3 มิติ
2. การเคลื่อนที่สามารถทำความเข้าใจง่าย
3. มีส่วนประกอบง่ายๆ
4. โครงสร้างแข็งแรงตลอดการเคลื่อนที่
ข้อเสีย
1. ต้องการพื้นที่ติดตั้งมาก
2. บริเวณที่หุ่นยนต์เข้าไปทำงานได้ จะเล็กกว่าขนาดของตัวหุ่นยนต์
3. ไม่สามารถเข้าถึงวัตถุจากทิศทางข้างใต้ได้
4. แกนแบบเชิงเส้นจะ Seal เพื่อป้องกันฝุ่นและของเหลวได้ยาก2. Cylindrical Robot การประยุกต์ใช้งานโดยทั่วไปจะใช้ในการหยิบยกชิ้นงาน (Pick-and-Place) หรือป้อนชิ้นงานเข้าเครื่องจักร เพราะสามารถเคลื่อนที่เข้าออกบริเวณที่เป็นช่องโพรงเล็กๆ ได้สะดวกข้อดี
1. มีส่วนประกอบไม่ซับซ้อน
2. การเคลื่อนที่สามารถเข้าใจได้ง่าย
3. สามารถเข้าถึงเครื่องจักรที่มีการเปิด – ปิด หรือเข้าไปในบริเวณที่เป็นช่องหรือโพรงได้ง่าย (Loading) เช่น การโหลดชิ้นงานเข้าเครื่อง CNC
ข้อเสีย
1. มีพื้นที่ทำงานจำกัด
2. แกนที่เป็นเชิงเส้นมีความยุ่งยากในการ Seal เพื่อป้องกันฝุ่นและของเหลว
3. Spherical Robot (Polar)  การประยุกต์ใช้งานใช้ในงานที่มีการเคลื่อนที่ในแนวตั้ง (Vertical) เพียงเล็กน้อย เช่น การโหลดชิ้นงานเข้าออกจากเครื่องปั้ม (Press) หรืออาจจะใช้งานเชื่อมจุด (Spot Welding)

ข้อดี

1. มีปริมาตรการทำงานมากขึ้นเนื่องจากการหมุนของแกนที่ 2(ไหล่)

2. สามารถที่จะก้มลงมาจับชิ้นงานบนพื้นได้สะดวก

 ข้อเสีย

1. มีระบบพิกัด (Coordinate) และส่วนประกอบ ที่ซับซ้อน

2. การเคลื่อนที่และระบบควบคุมมีความซับซ้อนขึ้น

 4. SCARA Robot การประยุกต์ใช้งานหุ่นยนต์SCARA จะเคลื่อนที่ได้รวดเร็วในแนวระนาบ และมีความแม่นยำสูงเนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวระนาบและขึ้นลงได้รวดเร็วจึงเหมาะกับงานประกอบชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งต้องการความรวดเร็วและการเคลื่อนที่ก็ไม่ต้องการการหมุนมากนัก แต่จะไม่เหมาะกับงานประกอบชิ้นส่วนทางกล (Mechanical Part) ซึ่งส่วนใหญ่การประกอบจะอาศัยการหมุน (Rotation)ในลักษณะมุมต่างๆ นอกจากนี้ SCARA Robot ยังเหมาะกับงานตรวจสอบ (Inspection) งานบรรจุภัณฑ์

ข้อดี

1. สามารถเคลื่อนที่ในแนวระนาบ และขึ้นลงได้รวดเร็ว

2. มีความแม่นยำสูง

 ข้อเสีย

1. มีพื้นที่ทำงานจำกัด

2. ไม่สามารถหมุน (rotation)ในลักษณะมุมต่างๆได้

3. สามารถยกน้ำหนัก (Payload) ได้ไม่มากนักPackaging)

5. Articulated Arm (Revolute) การประยุกต์ใช้งานทุกแกนการเคลื่อนที่จะเป็นแบบหมุน (Revolute) รูปแบบการเคลื่อนที่จะคล้ายกับแขนคน ซึ่งจะประกอบด้วยช่วงเอว ท่อนแขนบน ท่อนแขนล่าง ข้อมือ การเคลื่อนที่ทำให้ได้พื้นที่การทำงาน หุ่นยนต์ชนิดนี้สามารถใช้งานได้กว้างขวางเพราะสามารถเข้าถึงตำแหน่งต่างๆ ได้ดี เช่น งานเชื่อมSpotWelding, Path Welding, งานยกของ, งานตัด,งานทากาว, งานที่มีการเคลื่อนที่ยากๆ เช่น งานพ่นสี งาน Sealing ฯลฯ

ข้อดี

1. สามารถเคลื่อนที่ในแนวระนาบ และขึ้นลงได้รวดเร็ว

2. มีความแม่นยำสูง

 ข้อเสีย

1. มีพื้นที่ทำงานจำกัด

2. ไม่สามารถหมุน (rotation)ในลักษณะมุมต่างๆได้

3. สามารถยกน้ำหนัก (Payload) ได้ไม่มากนัก

6. Parallel Robot การประยุกต์ใช้งานParallel Robot หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Delta Robot เป็นหุ่นยนต์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับแมงมุม ใช้การขยับในรูปทรงเรขาคณิตมีจุดเด่นในการขยับและจับชิ้นส่วนได้อย่างแผ่วเบาทำงานได้อย่างอิสระภายใต้แกน X Y และ Z เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและบรรจุภัณฑ์

 Link
    Link คือ โครงสร้างของหุ่นยนต์ที่เป็นท่อนแขน มีหน้าที่ในการเข้าสู่พื้นที่การทำงาน หุ่นยนต์อุตสาหกรรมชนิด Articulate Robot จะมี Link อยู่จำนวน 2 Link ดังนี้
    Link ท่อนบน หรือ Upper Link เป็นส่วนของท่อนแขนบนสำหรับเข้าสู่พื้นที่การทำงาน
    Link ท่อนล่าง หรือ Lower Link เป็นส่วนของท่อนแขนที่ทำหน้าที่ในการรับน้ำหนักทั้งหมดที่เกิดขึ้นของตัวหุ่น

Joint คือ โครงสร้างของหุ่นยนต์ส่วนที่เป็นข้อต่อที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อระหว่าง Link ของตัวหุ่นยนต์และยังทำหน้าที่ในการเคลื่อนที่ของตัวหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งต่างๆ ที่เราต้องการ