หุ่นยนต์

ความหมายของหุ่นยนต์

หุ่นยนต์ หรือ โรบอต (robot) คือเครื่องจักรกลชนิด หนึ่ง มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำหรับงานที่มีความยากลำบาก เช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต ในปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และเริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิตแตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน

 

หุ่นยนต์อาจถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามลักษณะการใช้งาน คือ

[ 1 ] หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง มีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น มักนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์

[ 2 ] หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ เพราะสามารถเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อหรือการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ปัจจุบันยังเป็นงานวิจัยที่ทำการศึกษาอยู่ภายในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ เช่น หุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่า เป็นต้น

ประเภทของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมในปัจจุบัน

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในปัจจุบันมีมากมายหลากหลายรูปแบบ มีการใช้งานและจุดเด่นที่แตกต่างกัน Modern Manufacturing ขอนำเสนอรูปแบบหุ่นยนต์ที่สามารถเจอได้ในอุตสากรรมการผลิตในยุคปัจจุบัน

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม ตามความหมายของ ISO 8373:2012: หมายถึง การควบคุมอัตโนมัติ ความสามารถในการถูกตั้งโปรแกรมหรือการตั้งค่าการทำงานได้อย่างหลากหลายด้วยระบบตั้งแต่ 3 แกนขึ้นไป สามารถเป็นได้ทั้งรูปแบบติดตั้งและรูปแบบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ โดยสามารถจำแนกประเภทได้ตามลักษณะโครงสร้างดังนี้

Linear Robot

Linear Robot คือ หุ่นยนต์ที่ทำงานบนแกนตั้งฉากซึ่งหมายรวมถึงหุ่นยนต์แบบ Cartesian และ Gantry เอาไว้ด้วยกัน โดยสามารถทำงานได้บน 3 แกน X Y และ Z ด้วยการเคลื่อนที่แนวตรงทำให้การทำงานมีความแม่นยำสูงและออกแบบการทำงานได้ง่าย มีความแข็งแกร่งทนทานเนื่องจากมีระยะการใช้งานที่แน่นอน นิยมใช้ในการหยิบจับเพื่อทำการประกอบ เช่น การประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ หรือติดชิ้นส่วนยานยนต์ด้วยสารเคมี

SCARA Robot

SCARA หุ่นยนต์ที่มีความโดดเด่นเรื่องความคล่องแคล่วรวดเร็วแต่มีข้อจำกัดสำหรับระยะการปฏิบัติการณ์ มีข้อต่อขนานกัน 2 จุด เหมาะกับงานประกอบชิ้นส่วนที่ต้องการความรวดเร็วและมีขนาดเล็ก สิ่งสำคัญสำหรับการใช้งาน SCARA คือ การออกแบบระบบที่ต้องการความแม่นยำสูงจากการคำนวณรูปแบบการทำงาน สามารถใช้งานได้ดีกับอุตสาหกรรมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

Parallel Robot

Parallel Robot หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Delta Robot เป็นหุ่นยนต์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับแมงมุม ใช้การขยับในรูปทรงเรขาคณิตมีจุดเด่นในการขยับและจับชิ้นส่วนได้อย่างแผ่วเบาทำงานได้อย่างอิสระภายใต้แกน X Y และ Z เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและบรรจุภัณฑ์

Cylindrical Robot

หุ่นยนต์ที่มีข้อต่อโรตารีอย่างน้อย 1 จุดที่ฐานเพื่อทำการหมุนปรับทิศทาง แขนจับวัตถุเคลื่อนที่ขึ้นลงด้วยกระบอกนิวแมติก นิยมใช้ในงานประกอบชิ้นส่วน วิธีการเชื่อมจุด รวมถึงการจัดการเคลื่อง

Articulated Robot

หุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยข้อต่อโรตารีตั้ง 3 จุดขึ้นไปและอาจมีมากได้ถึง 10 จุด โดยมากมักพบเจอ Articulated Robot แบบ 6 แกน สามารถใช้ในสายการผลิตได้อย่างหลากหลายด้วยมิติองศาการทำงานที่ค่อนข้างเป็นอิสระ รวมถึงความสามารถในการประยุกต์ใช้งานได้ตามลักษณะของสายการผลิตได้อย่างเหมาะสม รองรับขนาดชิ้นส่วนได้หลากหลายขึ้นกับศักยภาพของรุ่นจากแต่ละผู้ผลิตมือกล

Polar Robot

Polar Robot หรือ Spherical Robot หุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยข้อต่อโรตารีอย่างน้อย 2 จุด และจุดเชื่อมต่อแบบขนานอย่างน้อย 1 จุด การทำงานเป็นรูปแบบตายตัวเนื่องจากมีมุมขยับและมิติองศาที่ถูกกำหนดไว้อยู่แล้ว

หุ่นยนต์ อื่นๆ

นอกเหนือจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมหลัก ๆ 6 ประเภทแล้ว หุ่นยนต์รูปแบบใหม่ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อตอบสนองการทำงานอย่างต่อเนื่อง อาทิ หุน่ยนต์นิ่ม หรือหุ่นยนต์สองแขนที่สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้