ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

อะไรคือหุ่นยนต์อุตสาหกรรม?

“หุ่นยนต์”เป็นคำสำคัญที่มีความหมายหลากหลายและผันผวนมาก เกี่ยวข้องกับวัตถุต่างๆ เช่น เครื่องจักรที่มีรูปร่างเหมือนมนุษย์ หรือเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่ผู้คนเข้าไปควบคุม

หุ่นยนต์ได้รับการคิดขึ้นครั้งแรกในบทละครของ Karel Chapek ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 จากนั้นจึงได้รับการนำไปแสดงในผลงานอื่นๆ มากมาย และมีการออกผลิตภัณฑ์ที่ตั้งชื่อตามชื่อนี้ออกมาจำหน่าย

ในบริบทนี้ ปัจจุบันหุ่นยนต์ได้รับการพิจารณาว่ามีความหลากหลาย แต่หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมต่างๆ ถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรมเพื่อรองรับการดำรงชีวิตของเรา

นอกเหนือจากอุตสาหกรรมยานยนต์และส่วนประกอบยานยนต์ และอุตสาหกรรมเครื่องจักรและโลหะแล้ว ปัจจุบันหุ่นยนต์อุตสาหกรรมยังถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และโลจิสติกส์

หากเรานิยามหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจากมุมมองของบทบาทหน้าที่ เราสามารถกล่าวได้ว่าหุ่นยนต์เหล่านี้เป็นเครื่องจักรที่ช่วยเพิ่มผลผลิตทางอุตสาหกรรม เนื่องจากหุ่นยนต์มักทำงานหนัก ต้องใช้แรงงานมาก และทำงานที่ต้องใช้การทำซ้ำที่แม่นยำ มากกว่าจะใช้คน

ประวัติความเป็นมาหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

ในสหรัฐอเมริกา หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์ตัวแรกถือกำเนิดในช่วงต้นทศวรรษ 1960

หุ่นยนต์เริ่มได้รับการแนะนำให้รู้จักกับญี่ปุ่น ซึ่งอยู่ในช่วงการเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษปี 1960 และได้เริ่มมีการริเริ่มผลิตและนำหุ่นยนต์ออกสู่ตลาดภายในประเทศในปี 1970

หลังจากนั้นเนื่องจากวิกฤติน้ำมันสองครั้งในปี พ.ศ. 2516 และ พ.ศ. 2522 ทำให้ราคาน้ำมันสูงขึ้นและมีแรงผลักดันในการลดต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่ออุตสาหกรรมทั้งหมด

ในปีพ.ศ. 2523 หุ่นยนต์เริ่มแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว และกล่าวกันว่าเป็นปีที่หุ่นยนต์ได้รับความนิยม

จุดประสงค์ของการใช้หุ่นยนต์ในช่วงแรกคือการแทนที่การทำงานที่ต้องใช้ความพยายามมากในการผลิต แต่หุ่นยนต์ยังมีข้อดีคือการทำงานต่อเนื่องและการทำงานซ้ำๆ ได้อย่างแม่นยำ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในปัจจุบันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตในอุตสาหกรรม สาขาการใช้งานกำลังขยายตัวไม่เพียงแต่ในกระบวนการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสาขาต่างๆ เช่น การขนส่งและโลจิสติกส์ด้วย

การกำหนดค่าของหุ่นยนต์

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีกลไกคล้ายกับร่างกายมนุษย์ตรงที่ต้องทำงานแทนมนุษย์

ตัวอย่างเช่น เมื่อบุคคลขยับมือ เขา/เธอจะถ่ายทอดคำสั่งจากสมองผ่านเส้นประสาท และขยับกล้ามเนื้อแขนเพื่อขยับแขน

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีกลไกที่ทำหน้าที่เป็นแขนและกล้ามเนื้อและมีตัวควบคุมที่ทำหน้าที่เป็นสมอง

ชิ้นส่วนเครื่องกล

หุ่นยนต์เป็นอุปกรณ์ทางกล หุ่นยนต์มีน้ำหนักพกพาให้เลือกหลายแบบ ใช้งานได้ตามลักษณะงาน

นอกจากนี้ หุ่นยนต์ยังมีข้อต่อหลายจุด (เรียกว่า ข้อต่อ) ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยลิงก์

หน่วยควบคุม

ตัวควบคุมหุ่นยนต์สอดคล้องกับตัวควบคุม

ตัวควบคุมหุ่นยนต์จะดำเนินการคำนวณตามโปรแกรมที่บันทึกไว้ และออกคำสั่งไปยังมอเตอร์เซอร์โวตามโปรแกรมนั้นเพื่อควบคุมหุ่นยนต์

ตัวควบคุมหุ่นยนต์เชื่อมต่อกับจี้สอนเพื่อเป็นอินเทอร์เฟซสำหรับการสื่อสารกับผู้คน และกล่องปฏิบัติการที่ติดตั้งปุ่มเริ่มและหยุด สวิตช์ฉุกเฉิน ฯลฯ

หุ่นยนต์เชื่อมต่อกับตัวควบคุมหุ่นยนต์ผ่านสายควบคุมที่ส่งพลังงานเพื่อเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์และสัญญาณจากตัวควบคุมหุ่นยนต์

หุ่นยนต์และตัวควบคุมหุ่นยนต์ช่วยให้แขนที่สามารถเคลื่อนไหวด้วยหน่วยความจำสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระตามคำสั่ง แต่ยังเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงตามแอปพลิเคชันเพื่อดำเนินการงานเฉพาะอีกด้วย

ขึ้นอยู่กับงานจะมีอุปกรณ์ยึดหุ่นยนต์หลายประเภท เรียกรวมกันว่าเอฟเฟกเตอร์ปลายแขน (เครื่องมือ) ซึ่งติดตั้งบนพอร์ตยึดที่เรียกว่าอินเทอร์เฟซเชิงกลที่ปลายหุ่นยนต์

นอกจากนี้ ด้วยการผสมผสานอุปกรณ์ต่อพ่วงที่จำเป็นเข้าด้วยกัน จึงทำให้กลายเป็นหุ่นยนต์สำหรับการใช้งานตามที่ต้องการ

※ตัวอย่างเช่น ในการเชื่อมด้วยอาร์ก ปืนเชื่อมจะถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นส่วนปลาย และอุปกรณ์จ่ายไฟเชื่อมและอุปกรณ์ป้อนจะใช้ร่วมกับหุ่นยนต์เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง

นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ยังสามารถใช้เป็นหน่วยรับรู้สำหรับหุ่นยนต์เพื่อรับรู้สภาพแวดล้อมโดยรอบได้ โดยทำหน้าที่เป็นดวงตา (การมองเห็น) และผิวหนัง (การสัมผัส) ของบุคคล

ข้อมูลของวัตถุจะได้รับและประมวลผลผ่านเซ็นเซอร์และสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ตามสถานะของวัตถุได้โดยใช้ข้อมูลนี้

กลไกหุ่นยนต์

เมื่อจำแนกประเภทของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตามกลไก หุ่นยนต์นั้นจะแบ่งคร่าวๆ ออกเป็น 4 ประเภท

หุ่นยนต์คาร์ทีเซียน 1 ตัว

แขนถูกขับเคลื่อนด้วยข้อต่อแบบแปลนซึ่งมีข้อดีคือมีความแข็งแกร่งและความแม่นยำสูง ในทางกลับกัน มีข้อเสียคือระยะการทำงานของเครื่องมือแคบเมื่อเทียบกับพื้นที่สัมผัสพื้น

หุ่นยนต์ทรงกระบอก 2 ตัว

แขนแรกถูกขับเคลื่อนด้วยข้อต่อหมุน ทำให้ควบคุมระยะการเคลื่อนไหวได้ง่ายกว่าหุ่นยนต์ที่มีพิกัดสี่เหลี่ยม

3 หุ่นยนต์โพลาร์

แขนแรกและแขนที่สองขับเคลื่อนด้วยข้อต่อหมุน ข้อดีของวิธีนี้คือทำให้มั่นใจได้ถึงระยะการเคลื่อนไหวได้ง่ายกว่าหุ่นยนต์พิกัดทรงกระบอก อย่างไรก็ตาม การคำนวณตำแหน่งจะซับซ้อนมากขึ้น

หุ่นยนต์ 4 ตัว

หุ่นยนต์ที่แขนทั้งหมดขับเคลื่อนด้วยข้อต่อหมุนจะมีช่วงการเคลื่อนไหวที่กว้างมากเมื่อเทียบกับระนาบพื้นดิน

แม้ว่าความซับซ้อนของการดำเนินการจะเป็นข้อเสีย แต่ความล้ำสมัยของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถประมวลผลการดำเนินการที่ซับซ้อนด้วยความเร็วสูงได้ กลายเป็นกระแสหลักของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ที่มีแกนหมุนแบบข้อต่อจะมีแกนหมุน 6 แกน เนื่องจากตำแหน่งและท่าทางสามารถกำหนดได้ตามต้องการโดยให้อิสระ 6 ระดับ

ในบางกรณี อาจเป็นเรื่องยากที่จะรักษาตำแหน่ง 6 แกนขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นงาน (เช่น เมื่อจำเป็นต้องมีการห่อ)

เพื่อรับมือกับสถานการณ์นี้ เราได้เพิ่มแกนเพิ่มเติมในกลุ่มผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์ 7 แกนของเรา และเพิ่มความทนทานต่อทัศนคติ