พลัง และความสำคัญของเทคโนโลยีแขนกล (Robot Arms) ในภาคอุตสาหกรรม

0
1028
Robot Arms

ปัจจุบันการนำเทคโนโลยีแขนกล (Industrial Robot Arms) เข้ามาใช้งานภาคการผลิตเริ่มมีมากขึ้น โดยมีเป้าหมายในการเพิ่มความสามารถในเรื่องคุณภาพ และกระบวนการผลิต


highlight

  • ตลาดเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียง (Proximity Sensors) และเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะทาง (Displacement Sensor) ในเอเชียแปซิฟิกจะมีมูลค่าสูงถึง 1.8 พันล้านดอลลาร์ภายในปี ค.ศ. 2020

  • เซ็นเซอร์ในหุ่นยนต์ ถูกคาดการณ์ว่าจะช่วยเพิ่มผลผลิตทางเศรษฐกิจต่อปีของภูมิภาคจาก 220 พันล้านดอลลาร์ ไปเป็น 625 พันล้านดอลลาร์ได้ภายในปี ค.ศ. 2030

พลัง และความสำคัญ Robot Arms ในภาคอุตสากรรม

ปัจจุบันอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ หรือ End-of-Arm Tooling (EOAT) ที่ถือเป็นส่วนสำคัญของแขนกลหุ่นยนต์ (Robot Arms) คือหนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบอัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรมสมัยใหม่

ในขณะที่เทคโนโลยีการหยิบจับที่ยืดหยุ่นมีการพัฒนาไปอย่างมากในการหยิบและวางวัตถุต่าง ๆ เทคโนโลยีการรับสัมผัสก็ได้รับการเพิ่มขีดความสามารถในการควบคุมแรงกระทำ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถวางและกำหนดตำแหน่งวัตถุต่าง ๆ ได้อย่างเที่ยงตรง

ซึ่งความสามารถด้านการรับสัมผัสในเซ็นเซอร์รับแรงกระทำแรงบิด และเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียงขั้นสูง ยังช่วยให้หุ่นยนต์สามารถกำหนดเป้าหมายของวัตถุอย่างเหมาะสม ผ่านการใช้แรงกระทำที่เหมาะสมได้

ดังนั้นถือเป้นความจำเป็นที่อุตสาหกรรมต้องให้ความสำคัญกับการใช้งานที่หลากหลายของอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ ทั้งในส่วนอุปกรณ์การหยิบจับ เซ็นเซอร์ เครื่องเปลี่ยนอุปกรณ์ การควบคุมผ่านการมองเห็น ฯลฯ

เพราะการผสมผสานรูปแบบการทำงานของเครื่องมือที่หลากหลายเหล่านี้ก่อให้เกิดมูลค่าที่จำเป็นของระบบอัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรม ตัวเซ็นเซอร์ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถกำหนดรูปแบบการผสมผสานอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ที่เหมาะสมในการผลิตเฉพาะทางได้

ยกตัวอย่างเช่น แทนที่จะพยายามใช้อุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์แบบก้านเดี่ยวเพื่อรับมือกับงานทุกประเภท เครื่องเปลี่ยนอุปกรณ์สามารถทำให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายขึ้นได้ด้วยการเปลี่ยนชนิดตัวหยิบจับได้อย่างรวดเร็ว

และเซ็นเซอร์ยังช่วยให้ตัวหยิบจับสามารถกำหนดตำแหน่งเส้นทางลำเลียงที่จะไม่เกิดการชนกันได้อีกด้วย ซึ่งการให้ข้อมูลแก่ผู้ถือประโยชน์เกี่ยวกับประสิทธิภาพและประสิทธิผลของอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์

ถือว่ามีความสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมในการสร้างผลกำไรให้ได้มากที่สุด โดยเฉพาะตลาดเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งมีการยอมรับอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์อย่างมาก โดยกว่า 90% ของผู้นำธุรกิจในภูมิภาคนี้เห็นพ้องว่า การใช้งานเทคโนโลยี และนวัตกรรมใหม่จะช่วยยกระดับประสิทธิภาพของการดำเนินงานอุตสาหกรรมให้ดีขึ้น

Robot Arms

Sensor เสริมระบบอัตโนมัติ เพื่อการทำงานร่วมกับมนุษย์

ระบบการทำงานร่วมกับมนุษย์ส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีการปรับแต่งที่ซับซ้อนเพื่อการทำงานกับวัตถุต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงการกำหนดตำแหน่งของรายการวัตถุต่าง ๆ อย่างถูกต้อง การทำงานบนเส้นทางลำเลียงที่จะไม่เกิดการชนกัน

การควบคุมแรงกระทำและการบริหารปฏิสัมพันธ์อันซับซ้อนระหว่างหุ่นยนต์กับสภาพแวดล้อมไปพร้อม ๆ กัน โดยเทคนิคการรับสัมผัสแบบใหม่ล่าสุดในเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียงและเซ็นเซอร์รับแรงกระทำ และแรงบิด

ช่วยให้อุปกรณ์หยิบจับสามารถโยกย้ายวัตถุได้โดยปราศจากการชนและความเสียหาย ทั้งยังช่วยให้อุปกรณ์หยิบจับสามารถจับยึดวัตถุต่าง ๆ ได้ด้วยแรงที่เหมาะสม ดังนั้น จึงสนับสนุนการทำงานร่วมกับมนุษย์ได้เป็นอย่างดี

โดยเซ็นเซอร์จะทำงานเหมือนกับอุปกรณ์ระบุตำแหน่ง (GPS) โดยจะทำหน้าที่นำทางระบบอัตโนมัติเพื่อให้เอื้อต่อการทำงานร่วมกับมนุษย์ โดย เซ็นเซอร์ จะเป็นเสมือนอินเตอร์เฟซระหว่างวัตถุ และสภาพแวดล้อม

เพื่อสร้างการตอบสนองบนพื้นฐานของผลลัพธ์งานที่ถูกกำหนดมา ซึ่งการทำงานในรูปแบบนี้พบได้มากในระบบอุตสาหกรรมหลากหลายสาขา ซึ่งทั้งกำลังการผลิตและคุณภาพของสินค้า ไปจนถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย

ล้วนขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์บนอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ทั้งสิ้น เซ็นเซอร์ของออนโรบอตมาพร้อมกับชุดควบคุมแรงกระทำ โดยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะทำงานส่งเสริมกันและกัน จึงสามารถนำไปใช้งานได้อย่างง่ายดาย และลดต้นทุนในธุรกิจ

ดังนั้น จึงไม่น่าแปลกใจที่การใช้งานในอุตสาหกรรมมีอัตราเพิ่มมากขึ้น และอุปสงค์ต่อการออกแบบและเทคนิคของเซ็นเซอร์รูปแบบใหม่ก็กำลังเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว รายรับต่อปีทั่วโลกจากการจำหน่ายเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียง (Proximity Sensors)

มีมูลค่ามากกว่า 1.2 ล้านดอลลาร์สหรัฐในช่วงปลายปี ค.ศ. 2017 จากข้อมูลของ Persistence Market Researchโดยคาดการณ์ว่า ตลาดเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียง (Proximity Sensors) และเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะทาง (Displacement Sensor)

ในเอเชียแปซิฟิกจะมีมูลค่าสูงถึง 1.8 พันล้านดอลลาร์ภายในปี ค.ศ. 2020 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (Compound Annual Growth Rate – CAGR) ราว 10.2% เนื่องจากภูมิภาคนี้กำลังเติบโตขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

Robot Arms

Sensor ขั้นสูงในระบบอัตโนมัติเพื่ออุตสาหกรรมสมัยใหม่

เซ็นเซอร์ช่วยตรวจจับตัวแปรต่าง ๆ เช่น แสง อุณหภูมิ และจุดการชนปะทะ ซึ่งนี่ถือเป็นหน้าที่การทำงานที่สำคัญที่ช่วยให้งานของระบบอัตโนมัติประสบความสำเร็จ และเนื่องจากมันมีความสำคัญมาก เซ็นเซอร์จึงถูกนำไปใช้งานในหลายรูปแบบกับระบบอัตโนมัติ

เพื่ออุตสาหกรรมในปัจจุบัน เนื่องจากคุณสมบัติของมันมีความหลากหลายและสารพัดประโยชน์มาก ธุรกิจจึงสามารถเลือกใช้งานทั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับอุณหภูมิ เซ็นเซอร์ตรวจจับแรงดัน เซ็นเซอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาค (MEMS Sensor)

เซ็นเซอร์ตรวจจับแรงบิด เซ็นเซอร์ตรวจจับตำแหน่งและวัตถุใกล้เคียง และเซ็นเซอร์ตรวจจับการเปล่งแสง และอื่น ๆ อีกมากมาย ขึ้นอยู่กับประเภทของงาน ซึ่งเทคโนโลยีรับสัมผัสที่เป็นนวัตกรรมใหม่เหล่านี้

ทำให้งานที่เคยเป็นไปไม่ได้ในอดีตกลายเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้จริง ยกตัวอย่างเช่น อุปกรณ์หยิบจับรุ่นเก็คโกของออนโรบอต (OnRobot’s Gecko Gripper) ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กมากที่ได้แรงบันดาลใจจากพื้นฐานทางชีววิทยา

มาช่วยในการหยิบจับวัตถุรูปทรงแบนได้มีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีการใช้ไฟฟ้าสถิตในปัจจุบัน ซึ่งเซ็นเซอร์จะต้องทำงานได้อย่างไร้ที่ติเนื่องจากมันเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ตลอดกระบวนการทำงาน

ยกตัวอย่างเช่น เมื่อเซ็นเซอร์ต้องทำหน้าที่แยกแยะระหว่างการเคลื่อนไหวหรือข้อมูลที่ถูกและผิด เพื่อให้อุปกรณ์หยิบจับสามารถตอบสนองได้ตามที่กำหนด อุปกรณ์หยิบจับอัจฉริยะของออนโรบอต OnRobot’s RG2-FT

ซึ่งเปิดตัวที่งาน 2018 International Manufacturing Technology Show มีการติดตั้งเซ็นเซอร์รับแรงกระทำ/แรงบิดและเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุใกล้เคียงแบบ 6 แกน ทำให้มันสามารถควบคุมทั้งตัวมันเอง และหุ่นยนต์ให้ทำงานตามที่มนุษย์ผู้ควบคุมต้องการได้

แม้จะไม่ได้ตั้งโปรแกรมกำหนดค่าตัวแปรที่แน่นอนไว้ล่วงหน้าก็ตาม ซึ่งก่อให้เกิดการทำงานร่วมกันอย่างแท้จริงระหว่างมนุษย์ผู้ปฏิบัติงานและการสนับสนุนจากหุ่นยนต์ผู้เป็นเสมือนเพื่อนร่วมงาน

โดยเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงบิดแบบ 6 แกนของออนโรบอต (OnRobot 6-axis force torque sensors) มีการตรวจสอบแรงกระทำและแรงบิดอย่างแม่นยำของทั้ง 6 ทิศทาง ซึ่งทำให้สามารถควบคุมการทำงานร่วมกับมนุษย์ที่ยาก และซับซ้อนได้อย่างเที่ยงตรง

อาทิ การประกอบชิ้นส่วน การขัดเงา การขัดกระดาษทราย โดยยังมาพร้อมกับซอฟต์แวร์ HEX ซึ่งรวบรวมการทำงานพิเศษต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกันเพื่อให้สามารถผสานเข้าสู่กระบวนการทำงานได้อย่างง่ายดาย

การทำงานร่วมกับมนุษย์ อาทิ การตกแต่งพื้นผิว กลายเป็นงานที่ง่ายดายขึ้นด้วยการใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับแรงกระทำและแรงบิด (F/T) เพราะมันช่วยให้หุ่นยนต์สามารถตรวจดูแนวเส้นและส่วนโค้งที่ซับซ้อนได้ทุกรูปแบบ

จึงมอบชิ้นงานที่มีคุณภาพสมบูรณ์ ซึ่งหุ่นยนต์แบบเดิม ๆ ไม่สามารถทำได้ โดยเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงกระทำและแรงบิด (F/T) ของออนโรบอต มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมกับการทำงานที่ต้องใช้ความอดทนสูง โดยเฉพาะการรับมือกับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของรถยนต์

ยกตัวอย่างเช่น การสอดลิ่มลงในหัวมอเตอร์ที่ต้องกำหนดทิศทางอย่างเหมาะสมและต้องการความแม่นยำสูง นอกจากนี้ การทำงานอื่น ๆ เช่น การขัดเงาและการขัดกระดาษทราย จำเป็นต้องใช้แรงที่สม่ำเสมอกระทำบนพื้นผิว เซ็นเซอร์ที่มีการตั้งค่าแรงกระทำ

และแรงบิด จึงมีประสิทธิภาพสูงในการทำงานประเภทนี้ทั้งกับเฟอร์นิเจอร์ การต่อเรือ และอุตสาหกรรมอากาศยาน

Robot Arms

สร้างความเติบโตแก่ธุรกิจได้อย่างไร

เซ็นเซอร์มอบความยืดหยุ่นในการทำงานแก่ธุรกิจเพื่อให้การทำงานร่วมกับมนุษย์ดำเนินไปแบบอัตโนมัติ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์อัจฉริยะยังช่วยให้ธุรกิจสามารถรวบรวมข้อมูลที่แตกต่างกันและจัดให้อยู่ในหลักการเดียวกันแบบเรียลไทม์

เพื่อให้กลายเป็นข้อมูลที่ใช้งานได้และช่วยให้งานของระบบอัตโนมัติมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วยการเพิ่มหน้าที่การรับสัมผัสและการรับรู้ผ่านเซ็นเซอร์ ธุรกิจก็สามารถลดภาระงานของมนุษย์ให้น้อยลงได้โดยการลดขั้นตอนงานที่ต้องทำซ้ำๆ ที่อาจเกิดข้อผิดพลาด

ดังนั้น จึงช่วยลดต้นทุนของระบบอัตโนมัติและต้นทุนการผลิตได้ สิ่งนี้นับว่ามีความสำคัญการในการสร้างความได้เปรียบทางการแข่งขันของภาคอุตสาหกรรมของภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ซึ่งจะช่วยดึงดูดความต้องการด้านการผลิตจากทั่วโลก

การใช้เทคโนโลยีรูปแบบใหม่ เช่น เซ็นเซอร์ในหุ่นยนต์ ถูกคาดการณ์ว่าจะช่วยเพิ่มผลผลิตทางเศรษฐกิจต่อปีของภูมิภาคจาก 220 พันล้านดอลลาร์ ไปเป็น 625 พันล้านดอลลาร์ได้ภายในปี ค.ศ. 2030 จากข้อมูลของ McKinsey Global Institute

นักพัฒนาอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ยังคงทำงานเพื่อยกระดับประสิทธิภาพของระบบรับสัมผัสอย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่างเช่น ซอฟต์แวร์เพื่อการรับรู้กำลังถูกนำมาใช้เพื่อการดึงข้อมูลภาพถ่ายจากกล้องถ่ายรูป

เพื่อทำให้อุปกรณ์หยิบจับของหุ่นยนต์รู้ทิศทางการเข้าถึงตัววัตถุได้อย่างดีที่สุด เมื่อนวัตกรรมนี้และอื่น ๆ ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์ ระบบการรับสัมผัสและเทคโนโลยีอื่น ๆ จะช่วยให้หุ่นยนต์สามารถเรียนรู้และกระทำผ่านการสังเกตการณ์

และท้ายที่สุด หน้าที่การทำงานเหล่านี้จะถูกสร้างมาพร้อมใช้งานและสามารถทำงานได้ด้วยการกดปุ่มเพียงครั้งเดียว การพัฒนาระบบการรับสัมผัสและความพยายามทั้งหมดเพื่อเพิ่มความสามารถของระบบอัตโนมัติเพื่อธุรกิจ ยังคงดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

แต่เทคโนโลยีการหยิบจับและการรับสัมผัสอัจฉริยะในทุกวันนี้ก็แสดงให้เราเห็นแล้วว่า การขับเคลื่อนสิ่งต่าง ๆ ด้วยเครื่องยนต์นั้นมาได้ไกลเพียงใด

ส่วนขยาย

* บทความเรื่องนี้น่าจะเป็นประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์ในมุมมองที่น่าสนใจ 
** เขียน : ชลัมพ์ ศุภวาที (บรรณาธิการ และผู้สื่อข่าว)
*** ขอขอบคุณภาพประกอบ และข้อมูลบางส่วนจาก : www.pexels.com
*** ข้อมูลโดย เจมส์ เทย์เลอร์ ผู้จัดการทั่วไป ออนโรบอท เอเชียแปซิฟิก

สามารถกดติดตามข่าวสารและบทความทางด้านเทคโนโลยีของเราได้ที่ eleaderfanpage

Comments

comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

one × = ten