ในภาคอุตสาหกรรมปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยี หุ่นยนต์ และระบบอัตโนมัติ เข้ามาใช้ในการผลิตสินค้ากันมากขึ้นเพื่อเพิ่มคุณภาพและมาตรฐานสินค้า ให้สามารถแข่งขันกับตลาดโลกได้ จะเห็นว่าหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ผลิตขึ้นมานั้นนำไปใช้ในอุตสาหกรรมที่มีความหลากหลายมากขึ้น
ซึ่งจะต้องเข้าใจในที่นี้ก่อนว่า หุ่นยนต์ อุตสาหกรรม ตามความหมายของสถาบันหุ่นยนต์อเมริกา (The Robotics Institute of America) ได้ให้ความหมายของหุ่นยนต์ว่า “หุ่นยนต์ คือ เครื่องจักรที่ถูกออกแบบให้สามารถทำงานได้หลากหลายหน้าที่เพื่อใช้ เคลื่อนย้ายวัสดุ ชิ้นงาน เครื่องมือ หรืออุปกรณ์พิเศษ ผ่านโปรแกรมควบคุมการเคลื่อนที่ต่างๆ สำหรับงานต่างๆ ที่หลากหลายอย่างมีประสิทธิภาพ” หรือ “หุ่นยนต์ คือ เครื่องจักรกลทุกชนิดที่ออกแบบมาให้สามารถทำงานแทนมนุษย์ได้ทุกประเภทที่มนุษย์ไม่สามารถปฏิบัติงานได้ และเป็นการทำงานอัตโนมัติ สามารถทำงานในรูปแบบที่ซับซ้อนและมีความยึดหยุ่น”
Cobot (หุ่นยนต์) กับงานการผลิตในอุตสาหกรรมปัจจุบัน
นวัตกรรมหุ่นยนต์ทุกวันนี้ มีเทคโนโลยีที่ทันสมัย และปัจจุบันการลงทุนในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์ยังมีแนวโน้มที่สูงขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการสั่งซื้อหุ่นยนต์และการจัดจ้างบุคลากรให้สอดคล้องกับความต้องการในท้องตลาด ไปจนถึง การบำรุงรักษาหุ่นยนต์ให้พร้อมใช้งานอยู่เสมอ ยิ่งมีนวัตกรรมหุ่นยนต์ใหม่ ออกมามากเท่าไหร่ ยิ่งเป็นการเพิ่มความหลากหลายให้การทำงานและเปิดโอกาสให้ผู้ประกอบการผลิตชิ้นงานได้หลากหลายและรวดเร็วขึ้นเท่านั้น เช่น ระบบออโตเมชั่น (Automation System) ในหุ่นรุ่นใหม่ๆ ระบบ IoT ที่ทำให้หุ่นยนต์หลายตัวทำงานชนิดเดียวกันได้ด้วยการสั่งการจากคนเพียงคนเดียว
ในปัจจุบัน เริ่มมีการนำโคบอทส์ เข้ามาใช้ในภาคอุตสาหกรรมกันมากขึ้น เนื่องจากโคบอทส์มีความปลอดภัยสูงและสามารถร่วมกันกับมนุษย์ได้ โดยทุกหน่วยงานมีเป้าหมายเดียวกันคือ การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต และไม่สูญเสียค่าใช้จ่ายโดยไม่จำเป็น
“โคบอท” หรือหุ่นยนต์ร่วมปฎิบัติการมาจากคำว่า Collaborative Robots ถูกนิยามให้เป็น “หุ่นยนต์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อปฎิบัติการร่วมกับมนุษย์ในภาคอุตสาหกรรม” เป็นเครื่องมือทุ่นแรงที่ใช้งานได้หลากหลาย มีน้ำหนักเบา สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างปลอดภัย เน้นการทำงานหยิบ จับ จัดเรียงชิ้นส่วนต่าง ๆ แม้กระทั่งผลิตชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด หรือในสถานการณ์ต่าง ๆ ที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์
การทำงานของ Cobot 4 ประเภทในอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรมการผลิต หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีบทบาทในการช่วยงานร่วมกับมนุษย์อยู่มาก โดยแต่ละอุตสาหกรรม ก็จะมีหุ่นยนต์แต่ละประเภทแตกต่างกันออกไป ไม่ว่าจะเป็นหุ่นยนต์ที่มีขนาดใหญ่ ไปจนถึงหุ่นยนต์ขนาดจิ๋ว ซึ่งโดยทั่วไป เราสามารถแบ่งประเภทของหุ่นยนต์ตามการใช้งานได้ 4 ประเภท ดังนี้
Power and Force Limiting cobot
หุ่นยนต์ปฏิบัติการที่ถูกออกแบบมาเพื่อความปลอดภัยในการทำงานร่วมกับมนุษย์ ระบบถูกออกแบบและติดตั้งเซนเซอร์ป้องกันการชนอัจฉริยะ โดยจะหยุดทำงานทันทีเมื่อมีการสัมผัสหรือมีสิ่งกีดขวาง โคบอทประเภทนี้จะใช้งานควบคู่กับแขนหุ่นยนต์ที่มีความเร็วต่ำหรือมีแรงยกน้อย เพื่อลดแรงปะทะ ลักษณะของโคบอทจะเป็นลักษณะโค้งมน ไม่มีขอบแหลม
Safety Rated + Monitored Stop cobot
โคบอทที่พัฒนาขึ้นจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไป มีการติดตั้งระบบเซนเซอร์ หุ่นยนต์ประเภทนี้มีการทำงานร่วมกันกับมนุษย์น้อยที่สุด ซึ่งโคบอทประเภทนี้จะหยุดทำงานทันทีเมื่อตรวจจับได้ว่ามนุษย์เข้าไปในพื้นที่หรือใกล้กับโซนทำงานของหุ่นยนต์
Speed and Separation cobots (also called “fenceless”)
โคบอทประเภทนี้คล้ายกับ โคบอทประเภท Safety monitored stop แต่มีความแตกต่างกันตรงที่โคบอทประเภทนี้พัฒนาโดยใช้ vision systems เพื่อลดความเร็วของหุ่นยนต์เมื่อพนักงานเข้าใกล้ หรือมีความเคลื่อนไหวในพื้นที่ใกล้เคียง และจะหยุดทันทีเมื่อมีการเคลื่อนไหวหรือการเข้าใกล้มากขึ้น
Hand Guiding cobots
โคบอทที่ถูกออกแบบมาให้ผู้ใช้งานสามารถสามารถบังคับหุ่นยนต์ให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการเพื่อสอนการทำงานรูปแบบใหม่ ๆ ช่วยให้การตั้งโปรแกรมโคบอทง่ายขึ้น สามารถสอนได้อย่างรวดเร็ว ช่วยลดเวลา Downtime ให้เหลือน้อยที่สุด
ประโยชน์ของการนำ Cobot (หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการ) มาใช้
ปัจจุบัน เริ่มมีการนำ Cobot เข้ามาใช้ในภาคอุตสาหกรรมกันมากขึ้น เนื่องจากมีความปลอดภัยสูงและสามารถทำงานร่วมกันกับมนุษย์ได้ โดยทุกหน่วยงานมีเป้าหมายเดียวกันคือ การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต และไม่สูญเสียค่าใช้จ่ายโดยไม่จำเป็น นอกจากจะนำมาใช้งานยังช่วยอีกหลาย ๆ ด้าน โดยข้อดีของการใช้หุ่นยนต์มาทำงานเพื่อให้มีประสิทธิภาพ ผู้เขียนแบ่งออกเป็น 4 ข้อสำคัญดังนี้
- หุ่นยนต์มีความแม่นยำและความเที่ยงตรงในการทำงาน
- หุ่นยนต์มีความสามารถในการทำงานในกระบวนการซ้ำๆ ได้
- หุ่นยนต์สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบกระบวนการทำงานได้หลากหลาย
- หุ่นยนต์สามารถประยุกต์ใช้งานได้ในหลากหลายสภาพแวดล้อม
นวัตกรรมหุ่นยนต์ (Cobot) ที่ใช้ในอุตสาหกรรม
โรงงานอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะมีขนาดโรงงานที่เล็กหรือโรงงานขนาดใหญ่ หากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนในระยะยาว หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการ หรือ Cobot สามารถเป็นส่วนหนึ่งที่เข้ามาช่วยแก้ไขปัยหานี้ได้ โดยปัจจุบัน นวัตกรรมหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมได้เข้ามาทำหน้าที่ดังนี้
1. หุ่นยนต์อเนกประสงค์
หุ่นยนต์อเนกประสงค์ในโรงงานโดยส่วนมากจะถูกพัฒนามาเป็น “แขน” หุ่นยนต์เป็นหลัก ทั้งเพื่อหยิบจับส่งต่องานได้อย่างไหลลื่นแล้ว ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์เพื่อทำงานอื่นๆ เช่น การประกอบชิ้นงานละเอียด งานตรวจสอบต่างๆ โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์อเนกประสงค์จะถูกสร้างมาเพื่อสามารถใช้งานในพื้นที่จำกัดได้ดี น้ำหนักเบา ทนต่อสภาพแวดล้อม
2.หุ่นยนต์ในงานเชื่อม
หนึ่งในหุ่นยนต์สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตของไทย เนื่องจากอุตสาหกรรมผลิตยานยนต์มีการใช้หุ่นยนต์ประเภทนี้สูง โดยหุ่นยนต์เชื่อมจะมีลักษณะเป็นแขนหุ่นที่มีส่วนปลายเป็นหัวเชื่อมเหล็ก มักทำงานร่วมกับระบบสายพานที่คอยส่งวัสดุเข้ามาในระยะ แขนหุ่นจะทำการเชื่อมวัสดุตามจุดต่างๆ โดยอัตโนมัติตามที่มีการตั้งค่าไว้ ซึ่งสามารถทำได้แม่นยำมากกว่ามนุษย์
3.หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าและวัสดุ
หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าเป็นหุ่นยนต์ที่นิยมใช้ทั้งในโรงงานอุตสาหกรรม รวมถึงโกดังต่างๆ โดยเฉพาะ Amazon และ Alibaba ที่มีการพัฒนาหุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าในโรงงานของตนเอง แทนที่จะใช้มนุษย์ในการทำงาน ซึ่งหุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าเองก็มีการงานหลากหลายรูปแบบ แตกต่างกันตามโรงงานและโกดังต่างๆ โดยมีหน้าที่หลักคือ- จัดเรียงสินค้าลงกล่อง
- จัดทำ Packaging สินค้า
- จัดเรียงกล่องสินค้าลงบนพาเลท
- ยกพาเลทไปตามจุดต่างๆของโรงงาน
- ขนส่งวัสดุต่างๆในโรงงาน
หุ่นยนต์ประเภทนี้หลายรุ่นจะสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในพื้นที่ทำงานของตัวเอง เพื่อส่งต่อวัสดุหรือชิ้นงานให้กับมนุษย์หรือหุ่นยนต์ตัวอื่นๆ นอกเหนือจากการเคลื่อนที่บนพื้นแล้ว ยังมีความคิดที่จะพัฒนาหุ่นยนต์ในรูปแบบโดรน ขึ้นเพื่อทำการขนส่งสินค้าในโรงงานด้วยการบินอีกด้วย
4.หุ่นยนต์ตรวจสอบความปลอดภัย
ความปลอดภัยในอุตสาหกรรมการผลิตเป็นสิ่งสำคัญ งานหลายงานมีความเสี่ยงเกินกว่าจะให้มนุษย์ดำเนินการหรืออยู่ในจุดที่คนทั่วไปยากจะเข้าถึง ด้วยเหตุผลเหล่านั้นทำให้หุ่นยนต์ตรวจสอบความปลอดภัย โรงงานเข้ามามีบทบาท เช่น
- ตรวจสอบสารพิษที่รั่วไหลในโรงงาน เนื่องจากหุ่นยนต์สามารถเข้าไปในที่ๆ คนเข้าไม่ถึงโดยไม่ต้องสวมชุดป้องกันได้
- ตรวจสอบระบบไฟฟ้า ด้วยอินฟาเรดหรืออุปกรณ์ตรวจจับอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีไฟฟ้ารั่วไหล
- ตรวจสอบปล่องควันหรือจุดที่อยู่สูง ทำให้ไม่ต้องมีการปิดโรงงานทั้งโรงเพื่อซ่อมบำรุง
- ตรวจสอบวัสดุในโรงงาน เช่น หุ่นยนต์ตรวจสอบความหนาของถังสารเคมี
ซึ่งหุ่นยนต์ทั้งหมดก็มีตั้งแต่ทำงานแบบอัตโนมัติ ไปจนถึงทำงานโดยมีคนควบคุมอยู่เบื้องหลัง
5.หุ่นยนต์ขึ้นรูปพลาสติก
หุ่นยนต์ขึ้นรูปพลาสติกมีหน้าที่ในการหยิบจับ ฉีดขึ้นรูปพลาสติกตามการใช้งาน ให้ออกมาเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจำนวนมากได้ในระยะเวลาอันสั้น เช่น ท่อพลาสติก ชิ้นส่วนอุปกรณ์ ไปจนถึงภาชนะ จาน ชาม ช้อน ส้อม ซึ่งการติดตั้งหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมนี้จะใช้พื้นที่น้อย และอยู่กับที่ เน้นด้านการใช้สายพานหรือแขนจับเพื่อส่งวัสดุเข้า-ออก มากกว่า
แนะนำ
สำหรับผู้ที่สนใจด้านระบบอัตโนมัติ (Factory Automation) การควบคุมและโปรแกรมหุ่นยนต์ เราขอแนะนำหลักสูตรในหมวด Factory Automation หลักสูตรฝึกอบรมการออกแบบกระบวนการทำงานของหุ่นยนต์และการควบคุม ทั้งการเขียนโปรแกรมควบคุมหุ่นยนต์ วิทยากรเป็นผู้เชี่ยวชาญทางหุ่นยนต์สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ มีความรู้และความเข้าใจในหุ่นยนต์ สามารถถ่ายทอดความรู้ให้แก่ผู้สนใจได้เป็นอย่างดี เพื่อให้มั่นใจว่าผู้สนใจมีความเข้าใจความซับซ้อนของระบบอัตโนมัติของหุ่นยนต์และสามารถใช้งานหุ่นยนต์โคบอทได้จริง เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตและลดภาระงานในโรงงานอุตสาหกรรม
สรุป
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในปัจจุบันมีความหลากหลายในการใช้งานเป็นอย่างมาก ตั้งแต่หุ่นตัวเล็กไปจนถึงหุ่นตัวใหญ่ ใช้ทำหน้าที่ตั้งแต่ขนของจนถึงหยิบจับ ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ระดับมิลลิเมตร ดังนั้นผู้ประกอบการควรเลือกหุ่นยนต์ให้เหมาะสมกับไลน์การผลิตของอุตสาหกรรมของตนเอง อีกทั้งอาจจะต้องคำนึงถึงโซลูชั่น อุปกรณ์ที่นำมาใช้ร่วมกัน เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงานอีกด้วย
ที่มาข้อมูล : The Four types Collaborative Robot Operation
