ระบบประจุพลังงานแบบเหนี่ยวนำ (Inductive Charging System) หรือที่เราอาจจะคุ้นชินกับคำว่าระบบชาร์จไร้สายนั้นอาจกลายเป็นทางออกสำหรับการทำงานของหุ่นยนต์ในยุคต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหุ่นยนต์ที่ต้องเคลื่อนที่ไปมาอย่าง AMR และ Cobot ยุคใหม่ซึ่งมีภาระการทำงานที่ทั้งหลากหลายและต้องปรับตัวตามความต้องการที่เกิดขึ้นใหม่ๆ ให้ทัน เรียกว่ามีความยืดหยุ่นใช้งานเป็นสำคัญ ทำให้ระบบประจุำพลังงานแบบดั้งเดิมที่เป็นสถานีตายตัวและมีขนาดใหญ่อาจไม่ตอบสนองต่อความต้องการที่เกิดขึ้น แต่การใช้งานระบบประจุพลังงานแบบไร้สายจะเพิ่มความคล่องตัวให้กับหน้างานจริงได้มากกว่า
ความท้าทายที่เกิดขึ้นจากมิติของแรงงานนั้นเรียกได้ว่าเป็นหนึ่งในแรงกดดันครั้งใหญ่สำหรับภาคธุรกิจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตที่ต้องมองไปถึงเรื่องกำลังคนและทักษะที่เปลี่ยนไปในเวลาเดียวกัน การมาถึงของระบบอัตโนมัติจึงกลายเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมากสำหรับโรงงาน ความต้องการระบบอัตโนมัติที่เกิดขึ้นจึงมีลักษณะที่เรียกว่ามีคุณสมบัติด้านกายภาพที่สามารถตอบสนองได้คล้ายกับมนุษย์ กล่าวคือ มีความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง ต้องมีความคุ้มค่าต่อต้นทุน และในขณะเดียวกันก็ต้องบูรณาการหรือเอาเข้าสายการผลิตได้ง่าย
โซลูชันอย่าง Collaborative Robot (Cobot) และ Autonomous Mobile Robot (AMR) จึงถูกพิจารณาเป็นตัวเลือกแรก ๆ ภายใต้คุณสมบัติข้างต้นที่กล่าวถึง และการผสมผสาน AMR เข้ากับ Cobot ทำให้เกิด Mobile Manipulators (MoMas/MoMa) หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ทำหน้าที่ได้ใกล้เคียงกับมนุษย์ขึ้นมา แต่ความท้าทายหลักของการใช้งาน คือ การประจุพลังงาน เพราะการประจุพลังงานโดยส่วนใหญ่จะเป็นการกลับไปยังสถานีซึ่งใช้เวลานานและลดความยืดหยุ่นในการใช้งานจริงลงไปไม่น้อยหากเปรียบเทียบกับมนุษย์
เราสามารถพบเห็น MoMas ได้ตามงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมชั้นนำต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น AUTOMATION EXPO, Intelligent Asia Thailand, ProPak Asia, Intermach, Manufacturing Expo หรือ Metalex เพราะเทคโนโลยีที่ใช้ในการทำงานของ MoMas นั้นมีต้นทุนที่เข้าถึงได้มากขึ้นพร้อมกับการทำงานที่มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นในเวลาเดียวกัน การผลิตด้วยหุ่นยนต์จึงไม่ได้อยู่ในรูปแบบที่ตายตัวหรือยึดติดกับสถานีการผลิตเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป ทั้งยังสามารถปรับแต่งทรัพยากรเพื่อตอบสนองต่อความเร่งด่วนต่างๆ ได้อย่างลงตัวยิ่งขึ้นกว่าเดิมอีกด้วย
MoMas ยกระดับประสิทธิภาพการทำงานแต่ใช้พลังงานแบบคูณ 2
ด้วยคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นสูง และข้อจำกัดด้านโหลดน้ำหนักทำให้ MoMas นั้นนิยมใช้กับอุตสาหกรรมที่ชิ้นส่วนมีขนาดเล็ก เน้นไปที่งาน Handling ต่างๆ แต่ด้วยการออกแบบพื้นฐานที่ไม่ได้มีโครงสร้างเป็นหนึ่งเดียวกันแต่แรก ทำให้เรื่องของพลังงานกลายเป็นจุดอ่อนสำคัญในการใช้งาน เพราะพลังงานนั้นเดิมทีถูกออกแบบมาเพื่อใช้สำหรับ AMR ซึ่งเป็นส่วนการเคลื่อนที่เท่านั้น ทำให้พลังงานถูกใช้ไปอย่างรวดเร็วเมื่อมีการติดตั้ง Cobot และใช้แหล่งพลังงานเดียวกัน ทำให้เป็นไปได้ยากมากที่จะใช้ MoMas ทำงานแบบ 24/7 การออกแบบการชาร์จพลังงานแบบใหม่จึงเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับความยืดหยุ่นที่ต้องการ
‘ระบบชาร์จไร้สาย’ คำตอบสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ในโรงงานอุตสาหกรรมยุคใหม่
สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ในโรงงงานอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็น AMR หรือ MoMas ไปจนถึงหุ่นยนต์ที่มีการทำงานที่ไม่จำเป็นต้องยึดติดกับสถานี ความท้าทายสำคัญในประเด็นนี้ คือ หุ่นยนต์เหล่านี้มักจะมีพื้นที่สำหรับแบตเตอรี่เพิ่มเติมไม่มากนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AMR ที่เป็นแหล่งพลังงานสำคัญของ MoMas
หนึ่งในทางออกที่น่าจับตา คือ ‘ชุดพลังงานไร้สาย’ ที่จะติดตั้งเอาไว้ใน MoMas ทำให้ AMR และ Cobot สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ซึ่งชุดพลังงานไร้สายนี้สามารถติดตั้งเพื่อเพิ่มปริมาณของแบตเตอรี่และระบบชาร์จแบบไร้สายแบบเหนี่ยวนำ (Inductive Charging System) ความต้องการด้านพลังงานจะเป็นตัวกำหนดซึ่งจะมีความยืดหยุ่นได้มาก ระบบพลังงานต้องรองรับสำหรับแขนกลทั้ง 24-V และ 48-V นอกจากนี้ยังต้องสามารถติดตั้งชุดอุปกรณ์กับตัวแปลงพลังงานมาตรฐานอุตสาหกรรม DC/AC เพื่อให้สนับสนุนกับพลังงานที่ต้องใช้ในอุตสาหกรรม 230V AC หรือ 400V AC
เพื่อตอบสนองต่อความต้องการด้านพลังงานที่เข้มข้น ชุดพลังงานไร้สายจะเป็นการเหนี่ยวนำที่มีความเร็วในการชาร์จพลังงานสูง ซึ่งมีแนวโน้มในการเพิ่ม Productivity ของ MoMas ได้มากถึง 32% การชาร์จไร้สายทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่าง MoMas มีพลังงานเพียงพอในการใช้งานอย่างต่อเนื่องเพราะสามารถติดตั้งไว้ที่ฐานหยิบหรือสถานีการผลิตได้ ซึ่งการชาร์จพลังงานสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างการทำงานของหุ่นยนต์ที่เกิดขึ้นขณะประจำสถานี ระดับพลังงานจึงอยู่ในระดับสม่ำเสมอตลอดเวลา
รูปแบบการชาร์จนี้จะแก้ปัญหาความต้องการชาร์จพลังงานให้เต็มเพื่อนำหุ่นยนต์ออกมาใช้งาน และลดเวลาการชาร์จที่ยาวนานได้ ยกตัวอย่างเช่น เมื่อ MoMas นำชิ้นส่วนใส่ใน Machine Tool จะเกิดการชาร์จอย่างรวดเร็วขึ้นโดยอัตโนมัติ ทำให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง 24/7 โดยไม่ต้องกังวลเรื่องพลังงาน
ด้วยการที่ระบบประจุพลังงานแบบไร้สายนั้นเป็นระบบปิดโดยไม่ที่ต้องมีการสัมผัสเชิงกลใด ๆ ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องการสึกหรอ ไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องการซ่อมบำรุงและทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ด้วยปัจจัยนี้ทำให้การทำงานเกิดขึ้นได้ภายในห้องปลอดฝุ่น (Clean Room) ซึ่งมีความอ่อนไหวสูง เช่น ต้องมีพื้นที่ป้งกันการระเบิด (EX), อุตสาหกรรมยา, ห้องทดลอง และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
จะเห็นได้ว่าระบบชาร์จไร้สายจะช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่าง AMR และ MoMas ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการสูญเปล่าที่เกิดจากการชาร์จรูปแบบดั้งเดิม เปลี่ยนเป็นการชาร์จระหว่างทำงาน ทำให้เกิดความต่อเนื่องในการทำงานได้เหมาะสมกับการเป็นระบบอัตโนมัติยุคใหม่
