ในปัจจุบันภาคอุตสาหกรรมการผลิต มีการแข่งขันที่เพิ่มขึ้น การเกิดตลาดใหม่ การเพิ่มขึ้นของคู่แข่งในภูมิภาค และประเทศคู่แข่งทางการผลิตที่มีความพร้อมของค่าจ้างแรงงาน สร้างผลกระทบต่อผู้รับจ้างผลิตของไทย ทั้งด้านต้นทุน คุณภาพ และความสามารถในการผลิต ซึ่งทำให้รูปแบบการผลิตที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ มีความจำเป็นต้องปรับเปลี่ยน เพื่อเพิ่มความสามารถการแข่งขันกับคู่แข่งในระดับภูมิภาคและระดับโลก และสายการผลิตแบบอัตโนมัตินั้นได้มีการใช้งานกันในระบบการผลิตของภาคอุตสาหกรรมเป็นปกติอยู่แล้ว แต่มักเป็นผู้ประกอบการขนาดใหญ่หรือมาจากการย้ายฐานหรือเทคโนโลยีการผลิตแบบอัตโนมัติมาพร้อมกับการเริ่มต้นธุรกิจ
สถานการณ์ปัจจุบันกับการเปลี่ยนแปลง
ในปัจจุบันระบบการผลิตแบบอัตโนมัติได้มีการพัฒนาเพิ่มประสิทธิภาพ และมีราคาที่ผู้ประกอบการผลิตอุตสาหกรรม ขนาดกลางและเล็กสามารถเข้าถึงและใช้งานได้ และมีโซลูชั่นมากมายหลายรูปแบบ แต่การเลือกระบบอัตโนมัติ มิได้พิจารณาเฉพาะด้านต้นทุน คุณภาพ และความสามารถในการผลิต ยังมีปัจจัยเรื่องความยากง่ายในการใช้งาน การอัพเกรด การซ่อมบำรุง การใช้พลังงาน ตัวบุคลากรผู้ใช้งาน ทำให้ผู้ใช้งาน เกิดความยากในการตัดสินใจเลือกใช้งาน และกังวลต่อประสิทธิภาพ หรืออาจมองไม่ครอบคลุม การพิจารณาที่ราคาต่ำอย่างเดียวจึงกลายเป็นอุปสรรคในการแข่งขันเพราะระบบที่เลือกไม่เหมาะสม
นอกจากเทคโนโลยีอัตโนมัติแล้ว หุ่นยนต์อุตสาหกรรม ถือเป็นส่วนหนึ่งของการใช้ระบบอัตโนมัติเพื่อการผลิต และเป็นหนึ่งในวิธีการเพิ่มความสามารถในการผลิต ซึ่งปัจจุบันผู้ประกอบการผลิตในภาคอุตสาหกรรมให้ความสนใจในการปรับเปลี่ยนระบบอัตโนมัติเดิมมาเป็นการใช้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นหนึ่งในสายการผลิต ซึ่งจากการคาดการณ์ ของ IFR (International Federation of Robotics) ยอดขายหุ่นยนต์ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้น 6% โดยเฉลี่ยต่อปี จาก ปี พ.ศ.2557 ถึง ปี พ.ศ. 2559 และในปีต่อๆ ไปอย่างต่อเนื่อง และนั่นหมายความว่าหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะเริ่มเข้ามามีบทบาทเป็นอย่างมากในกระบวนการผลิต เราในฐานะแรงงานที่ต้องรับผลกระทบโดยตรงจึงต้องมีการปรับเปลี่ยนวิธีการให้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นในอนาคตด้วย และเพื่อเป็นการเตรียมความพร้อมต่อการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้น ผู้เขียนจึงขอนำเสนอข้อมูลความรู้ขึ้นพื้นฐานเกี่ยวกับหุนยนต์ในงานอุตสาหกรมเพื่อให้ทุกท่านได้เข้าใจและสามารถประยุกต์ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรม เป็นเครื่องจักรกลอัตโนมัติอีกรูปแบบหนึ่งที่ถูกออกแบบและสร้างมาเพื่อนำมาใช้ทดแทนคนในกระบวนการผลิตต่างๆ หรือนำมาใช้เพื่อช่วยในกระบวนการผลิตในลักษณะหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับคน ซึ่งหุ่นยนต์ที่ถูกสร้างมานั้นมีหลากหลายชนิดขึ้นอยู่กับลักษณะของงานที่ต้องการนำมาประยุกต์ใช้งาน สำหรับหุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรมนั้นสามารถแบ่งออกได้ ตามลักษณะการทำงาน ได้ 7 ชนิด ดังนี้
- Cartesian Robot
- Cylindrical Robot
- Polar Coordinate Robot
- Scalar Robot
- Articulate Robot
- Spine Robot
- Parallel link Robot
หุ่นยนต์อุตสาหกรรม ทั้ง 7 ชนิดที่กล่าวมาข้างต้นนั้น จะมีความแตกต่างกันตรงลักษณะการเคลื่อนที่และความสามารถในการทำงานที่ไม่เหมือนกัน รวมไปถึงการประยุกต์ใช้งานที่ต่างกันด้วยแต่ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นมาด้วยหลักการพื้นฐานเดียวกัน ในที่นี้ผู้เขียนจะขอกล่าวถึงเฉพาะส่วนของหุ่นยนต์ที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานในภาคอุตสาหกรรมมากที่สุด นั่นคือ Articulate Robot อันเนื่องมาจากหุ่นยนต์ชนิดนี้มีความสามารถในการทำงานและสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรมได้หลากหลายรูปแบบมากกว่าขนิดอื่นๆ นั่นเอง
Articulate Robot เป็นหุ่นยนต์ที่ออกแบบมาให้มีลักษณะคล้ายคลึงกับแขนของมนุษย์ตั้งแต่ช่วงหัวไหล่ไหลลงไป นั้นหมายความว่าหุ่นยนต์ชนิดนี้ จะมีความสามารถในการทำงานและความสามารถในการเคลื่อนที่ได้ในลักษณะที่คล้ายกับการเคลื่อนที่ของแขนมนุษย์นั่นเอง หลายๆ คนจึงมักเรียกหุ่นยนต์ชนิดนี้ว่า ‘แขนกล’
จากรูปที่ 1 ที่แสดงด้านบนนั้นเป็นลักษณะของ Articulate Robot หรือที่เรียกกันว่า แขนกล จะเห็นได้ว่ามีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับของของมนุษย์ ซึ่งนั่นหมายความว่าหุ่นยนต์ชนิดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการหยิบจับชิ้นงานในกระบวนการผลิต แต่ในปัจจุบันนี้หุ่นยนต์ชนิดนี้ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานให้มีความสามารถมากกว่าทำงานใช้หยิบจับชิ้นงาน ไม่ว่าจะเป็นการประยุกต์ใช้ในกระบวนการงานเชื่อมโลหะต่างๆ งานพ่นสี หรืองาน Spot Gun และบางองค์กรยังมีการพัฒนาให้หุ่นยนต์ชนิดนี้สามารถทำงานในกระบวน Machining อีกด้วย จากตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานข้างต้น จะเห็นได้ว่าหุ่นยนต์จะถูกนำมาใช้งานทดคนนั่นเป็นเรื่องจริงเลยทีเดียว ข้อดีของการใช้หุ่นยนต์เพื่อนำมาทำงานทดแทนคนก็เพราะหุ่นยนต์มีสิ่งที่ไม่เหมือนคน ดังนี้
- หุ่นยนต์มีความแม่นยำและความเที่ยงตรงในการทำงาน
- หุ่นยนต์มีความสามารถในการทำงานในกระบวนซ้ำๆ ได้ดีกว่า
- หุ่นยนต์สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบกระบวนการทำงานได้หลากหลาย
- หุ่นยนต์สามารถประยุกต์ใช้งานได้ในหลากหลายสภาพแวดล้อม
จากเหตุผลที่กล่าวมาข้างต้นล้วนเป็นข้อดีของหุ่นยนต์ที่จะถูกนำมาใช้งานทดแทนคน แต่ก็ไม่ได้หมายความว่ามันจะดีไม่กว่าคนเสียทั้งหมด แน่นอนว่าหุ่นยนต์ก็คือเหล็กที่ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกันและใส่กลไกต่างๆ ให้สามารถเคลื่อนที่ได้ อีกทั้ง ยังต้องมีระบบในการควบคุบการทำงาน ดังนั้น การที่หุ่นยนต์จะทำงานหรือเคลื่อนที่ได้จะต้องอาศัยทักษะและความรู้จากคนอยู่ดี ทั้งนี้ เพื่อทำหน้าที่ในการป้อนโปรแกรมคำสั่งต่างๆ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ตามที่มนุษย์ต้องการ เราจึงต้องมีการเตรียมพร้อมเพื่อให้ทันต่อการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้น
องค์ประกอบของระบบควบคุมหุ่นยนต์
ในตอนแรกนี้ผู้เขียนขอทิ้งท้าย ให้ทุกท่านทราบเกี่ยวกับองค์ประกอบของระบบควบคุมหุ่นยนต์กันไว้เพื่อที่จะได้เตรียมความพร้อมในเรื่องต่อไปในตอนหน้า สำหรับองค์ประกอบของระบบในการควบคุมหุ่นยนต์ประกอบด้วย องค์ประกอบหลัก คือ
- Programming Pendent: อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการป้อนคำสั่งโดยผู้ควบคุมหรือ User
- Controller: ส่วนที่ทำหน้าที่ในการรับคำสั่งจาก User ผ่าน Programming Pendant และนำมาประมาณผล เพื่อทำการควบคุมหรือสั่งการทำงานของหุ่นยนต์
- Manipulator: เรียกง่ายๆ ว่า ตัวหุ่นยนต์ ที่จะทำงานตามคำสั่งที่ผ่านการประมวลผลจาก Controller
จากรูปที่ 2 ที่แสดงด้านบนนั้นเป็นองค์ประกอบของระบบควบคุมหุ่นยนต์ ซึ่งจะมีอยู่ด้วยกัน 3 ส่วนหลัก และจะเห็นได้ว่าองค์ประกอบทั้ง 3 นั้น จะมีความสัมพันธ์กันในกระบวนการควบคุมซึ่งในแต่ละส่วนนั้นก็มีรายละเอียดที่สลับซับซ้อนอยู่มากทีเดียวและนี่จึงเป็นเหตุผลที่เราต้องทำความรู้จักกับมันให้มากเพื่อที่จะได้สามารถทำงานร่วมกับมันได้
เมื่อได้รู้เรื่องเรื่องราวของสถานการณ์ในปัจจุบันและผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับตัวเราเองแล้ว คราวนี้เราคงจะต้องมาเรียนรู้กันต่อไป รายละเอียดต่างๆ ของระบบการควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมนั้นจะมีอะไรบ้าง ในตอนหน้าผู้เขียนจะมานำเสนอให้ทุกท่านได้รู้จักกับรายละเอียดโครงสร้างของหุ่นยนต์และลักษณะการเคลื่อนของหุ่นยนต์กันต่อ ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่สำคัญเลยทำเดียวที่จะทำให้เราสามารถโปรแกรมหุ่นยนต์ได้ ติดตามในตอนที่ 2 ครับ สวัสดีครับ…
บทความที่เกี่ยวข้อง
