หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรม
1 .ศึกษาการนำหุ่นยนต์มาใช้ในอุตสาหกรรม
ในยุคเริ่ม ต้นของการส่งเสริมอุตสาหกรรมในประเทศไทยจะเห็นได้ว่ามีโรงงานต่าง ๆ เข้ามาตั้งฐานผลิตในเมืองไทยจำนวนมากทำให้เกิดนิคมอุตสาหกรรมขึ้นหลายแห่ง ทั้งนี้เนื่องจากรัฐบาลมีนโยบายส่งเสริมอุตสาหกรรมที่ชัดเจน ค่าแรงงานถูก ลดรายจ่ายเนื่องจากภาษีการนำเข้าของสินค้า และวัตถุดิบบางตัว แต่ ณ ปัจจุบันนี้ค่าแรงบ้านเราสูงขึ้นและสูงกว่าประเทศเพื่อนบ้าน เช่น จีน เวียดนาม อินโดนีเซีย ฯลฯ ในขณะเดียวกันคุณภาพแรงงานไม่ได้มาตรฐาน ขาดความรู้และทักษะจึงทำให้หลายบริษัทได้ย้ายฐานการผลิตไปยังประเทศที่มีค่า แรงงานถูกกว่า และอีกหลายบริษัทที่พยายามปรับตัวเอง โดยมีการนำเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ (Automation Technology) เข้ามาใช้งานเพื่อให้สินค้าสามารถแข่งขันในตลาดโลกได้ทั้งในเรื่องราคา และคุณภาพ โดยเฉพาะในเรื่องคุณภาพ ปัจจุบันโรงงานที่ผลิตสินค้าส่งออกหรือส่งให้กับลูกค้าที่เป็นบริษัทของต่าง ประเทศมักจะประสบปัญหาในเรื่องคุณภาพ มีทั้ง ผลิตสินค้าไม่ได้มาตรฐานตามที่ลูกค้ากำหนด หรือ ผลิตสินค้าไม่ทันตามกำหนดเวลา อาจเนื่องจากมีการเปลี่ยนรุ่นผลิตภัณฑ์อยู่บ่อยๆ ต้องใช้เวลาในการ Set up ปัจจุบันจึงมีการนำเทคโนโลยีต่าง ๆ เข้ามาใช้ หนึ่งในเทคโนโลยีที่มีความยืดหยุ่นสูง ได้แก่ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม เนื่องจากการเปลี่ยนการทำงานสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรม นอกจากนี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความสม่ำเสมอเป็นมาตรฐานเดียวกัน
|
การทำงานของ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะเลียนแบบร่างกายของมนุษย์โดยจะเลียนแบบเฉพาะส่วนของ ร่างกายที่จะนำไปใช้ประโยชน์ ในอุตสาหกรรมเท่านั้น นั่นคือช่วงแขนของมนุษย์ ดังนั้น บางคนอาจจะได้ยินคำว่าแขนกล ซึ่งก็หมายถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม การทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเปรียบเทียบกับแขนมนุษย์
|
2.ระบบควบคุมหุ่นยนต์ในอุสาหกรรมยกตัวอย่าง
ระบบควบคุมเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของหุ่นยนต์ ทำหน้าที่เป็นสมองเก็บข้อมูล สั่งหุ่นยนต์ให้ทำงาน ตรวจสอบและควบคุมตำแหน่งการทำงาน ในบางเครื่องสามารถตรวจสอบความผิดปกติของอุปกรณ์ภายในได้
หุ่นยนต์จะทำงานได้ด้วยการควบคุมแบบอัตโนมัติโดยมีการกำหนดเป้าหมาย และมีการควบคุมอุปกรณ์ให้ทำงานตามเป้าหมายที่กำหนดไว้ด้วยอุปกรณ์ควบคุม การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมมี ๒ แบบ คือ การควบคุมแบบวงจรปิดและการควบคุมแบบวงจรเปิด สำหรับการควบคุมแบบวงจรปิดนั้น อุปกรณ์ควบคุมจะคอยตรวจสอบเปรียบเทียบกับเป้าหมาย และควบคุมให้ได้ผลที่ถูกต้องตลอดเวลาหุ่นยนต์แบบนี้จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ตรวจสอบเป้าหมายด้วย แต่ในการควบคุมแบบวงจรเปิด อุปกรณ์ควบคุมจะดำเนินการโดยมิได้ตรวจสอบเป้าหมาย เช่น ถ้านาย ก เคยเดินได้ ก้าวละ ๕๐ เซนติเมตร เมื่อได้รับคำสั่งให้เดินเป็นระยะทาง ๕ เมตร นาย ก ก็จะเดินไป ๑๐ ก้าว อย่างนี้เรียกว่า นาย ก เดินโดยใช้การควบคุมแบบวงจรเปิด ซึ่งอาจเกิดความผิดพลาดขึ้นได้ แต่ถ้านาย ก ใช้ไม้เมตรวัดระยะทางที่เดินไป ๑๐ ก้าวนั้นด้วยว่าได้ ๕ เมตรถูกต้องหรือไม่ ถ้าไม่ถูกต้อง นาย ก จะเดินหน้าหรือถอยหลังให้ได้ระยะทาง ๕ เมตร พอดี อย่างนี้เรียกว่า นาย ก เดิน โดยใช้การควบคุมแบบวงจรปิด จะเห็นได้ว่า หุ่นยนต์ที่มีการควบคุมแบบวงจรปิดจะสร้างได้ยากกว่า แต่ให้ผลที่แน่นอน
ถ้าเราลองมองไปรอบ ๆ ตัว ก็จะพบว่า ทุกสิ่งทุกอย่างก็ตกอยู่ในสภาวะของการควบคุมและถูกควบคุมทั้งสิ้น แม้แต่สภาวะของธรรมชาติต่างก็พยายามควบคุมกันเองเพื่อให้พบกับจุดสมดุลตลอดเวลา นับแต่สิ่งที่ใกล้ตัวที่สุดคือการทำงานของร่างกาย จนกระทั่งการทำงานของหุ่นยนต์ต่างก็ต้องอาศัยอุปกรณ์ควบคุมทั้งสิ้น ในการควบคุมจำเป็นต้องทราบเป็นตัวแปรต่าง ๆ ที่มาเกี่ยวข้องอยู่ตลอดเวลา เช่น เมื่อต้องการการรองน้ำให้ได้ครึ่งถังพอดี ขั้นแรกจะต้องนำถังน้ำไปเตรียมไว้ที่ก๊อก ขั้นต่อไปคือการเปิดปิดลิ้น (valve) เพื่อให้น้ำไหลลงถัง ในขณะเดียวกันเราจะต้องใช้สายตาตรวจวัดระดับน้ำ หากประมาณเกือบได้ตามเป้าหมาย เราจึงเริ่มปรับลิ้นก๊อก เพื่อให้ปริมาณการไหลลดลงและปิดก๊อกจนกระทั่งหยุดไหลเมื่อระดับน้ำถึงครึ่งพอดี คราวนี้ลองใหม่ ถ้าบังเอิญเผลอปล่อยให้น้ำไหลจนเกินครึ่งถัง สิ่งที่ต้องกระทำคือ การเทน้ำส่วนที่เกินออกจนได้ระดับตามกำหนด
วิธีการข้างต้นนี้คือการควบคุมอัตโนมัติแบบวงจรปิดอย่างสมบูรณ์ ตัวแปรของกระบวนการคือ อัตราการไหลระดับน้ำ และสถานะของลิ้น ระดับน้ำจะแปรผันไปตามการปิดเปิดลิ้น อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดกระบวนการคือ มือส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจสอบตัวแปรและส่งสัญญาณกลับคือตา ศูนย์กลางหรือหัวใจของการควบคุมให้กระบวนการเป็นไปตามขั้นตอน และดำเนินไปสู่เป้าหมายตลอดจนการตัดสินใจก็คือสมอง
สิ่งที่ได้กล่าวมาเป็นการควบคุมาที่กระทำขณะตัวแปรเกิดการเปลี่ยนแปลงไม่เร็วนัก ในกระบวนการที่ดำเนินไปอย่าช้า ๆ จะสามารถควบคุมด้วยมือหรือเครื่องมือพื้นฐานได้แต่สำหรับกระบวนการที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและต้องการเป้าหมายที่มีความถูกต้องแม่นยำ เราจะไม่สามารถควบคุมด้วยมือได้ เพื่อหลีกเลี่ยงความล่าช้าและไม่สม่ำเสมอของมนุษย์ จึงมีผู้นำเอาคอมพิวเตอร์มาประยุกต์เข้ากับหุ่นยนต์ เพื่อให้เกิดผลสำเร็จของการควบคุมอย่างเที่ยงตรง รวดเร็ว และอยู่ในเสถียรภาพตลอดเวลา ในการควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์นั้น คอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่องอาจจะควบคุมหุ่นยนต์ได้มากกว่าหนึ่งตัวในเวลาเดียวกัน
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมนี้ สามารถช่วยลดต้นทุนการผลิตของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม และสามารถทำงานแทนมนุษย์ได้มากขึ้นเป็นลำดับ ดังนั้น ลักษณะของงานที่มนุษย์ทำในโรงงานอุตสาหกรรมจะค่อยๆ เปลี่ยนไป กล่าวคือ มนุษย์จะมีหน้าที่ควบคุมการทำงาน และดูแลซ่อมแซมหุ่นยนต์มากกว่าจะลงมือผลิตเอง ส่วนผลในระยะยาว น่าจะนำไปสู่สังคมที่มนุษย์ใช้เวลาทำงานน้อยกว่าปัจจุบัน และมีเวลาทำกิจกรรมอื่น ๆ เช่น เล่นกีฬา ฟังหรือเล่นดนตรี อ่านหนังสือ ฯลฯ มากขึ้น
3. สรุปเรื่องการออกแบบต่าง ๆ ที่ใช้กับโรงงานอุตสาหกรรมและยกตัวอย่าง
การออกแบบหุ่นยนต์ สามารถให้นิยามได้เป็นวิทยาศาสตร์หรือการศึกษาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ โครงสร้าง ทฤษฏี และการประยุกต์ของหุ่นยนต์
หุ่นยนต์ทุกตัวมีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน:
1. เซนเซอร์ (sensors) ซึ่งตรวจจับสถานะของสภาพแวดล้อม
2. แอคชูเอเตอร์ (actuators) ซึ่งแก้ไขสถานะของสภาพแวดล้อม
3. ระบบควบคุม (controller) ซึ่งควบคุม actuators ที่ขึ้นกับสภาพแวดล้อมที่ได้รับโดยเซนเซอร์
ไม่มีนิยามที่ยอมรับได้กว้างๆ ของคำว่าหุ่นยนต์ แต่จุดประสงค์หลักของการนิยามต้องมีส่วนประกอบเหล่านี้ คำนิยามบางอันจะมี การเคลื่อนที่ได้ ความเป็นอิสระ (autonomy) ความรู้สึก ความฉลาด ขณะที่อันอื่นไม่ ชนิดอันหลากหลายของหุ่นยนต์จะถูกแบ่งโดยความสามารถ
อุปกรณ์ที่ autonomy คือ "on it own" ปราศจากคำสั่งจากมนุษย์ในทุกขณะ (moment-by-moment)อะไรคือหุ่นยต์ในหนังสือนี้ ไม่มีคำนิยามที่แน่ชัด แต่มี 2 ตัวอย่าง capture สิ่งที่เราเห็นว่าเป็นหุ่นยนต์ส่วนใหญ่
1. Machine Pet:เครื่องจักร มีความสามารถเคลื่อนที่ในบางทิศทาง สามารถสัมผัสสิ่งที่อยู่รอบตัวมันและโต้ตอบการสัมผัสของมันได้โดยตัวมันเอง หุ่นยนต์ประเภทนี้ส่วนมากไม่มีจุดประสงค์ที่มีประโยชน์อย่างแท้จริง นอกจากความบันเทิงและการท้าทาย พวกมันเหล่านี้ยังถูกใช้สำหรับการทดลองด้วยเซนเซอร์ ปัญญประดิษฐ์ actuators และอื่นๆ เนื้อหาส่วนมากของหนังสือนี้ครอบคลุมหุ่นยนต์ชนิดนี้
2. Autonomous Machine:เครื่องจักรที่มีเซนเซอร์และactuatorsซึ่งสามารถทำงานบางประเภท ด้วยตัวมันเอง รวมสิ่งของอย่าง robotic lawmoers และเครื่องดูดฝุ่น และยังเครื่องจักรก่อสร้างปฏิบัติงานด้วยตัวเอง อย่าง CNC cutters หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมและการค้าส่วนมากจัดอยู่ในกลุ่มนี้
4. สรุปเรื่องการนำข้อมูลจากระบบ Internet มาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมจนสามารถพัฒนางาน
การนำเอาอินเทอร์เน็ตมาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม
อินเทอร์เน็ตนั้นได้เข้ามามีส่วนในการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของผู้ซื้อสินค้า ผู้ซื้อสามารถสั่งซื้อของได้เพียงปลายนิ้วคลิก และยังสามารถเลือกรูปแบบตามความต้องการได้ นอกจากเป็นเครื่องมือในการซื้อและแหล่งข้อมูลที่สำคัญ แล้วนั้นยังทำให้ธุรกิจนั้นเคลื่อนไปอย่างรวดเร็วด้วย สำหรับผู้ผลิตแล้วการที่มี e-Business อย่างเดียวนั้นคงจะไม่สามารถทำงานได้ดีหากปราศจากโซ่อุปทานที่เป็นมืออาชีพและสินค้าที่มีคุณภาพและมีชื่อเสียงระดับโลก เพื่อที่จะผลิตสินค้าให้เป็นที่พอใจของลูกค้า การที่มีสินค้าเพียงเก็บไว้ในคงคลังนั้นคงไม่พอแล้ว สำหรับตลาดที่มีการแข่งขันสูงในตอนนี้
5. ข้อมูลที่เป็นไฟล์ VDO เกี่ยวกับหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรม
