สวัสดีทุกคน หากคุณเคยสงสัยว่าหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นสามารถโยนชิ้นส่วนพลาสติกที่ละเอียดอ่อนไปรอบๆ หนึ่งนาทีแล้วยกส่วนประกอบที่เป็นโลหะหนักในนาทีถัดไปได้อย่างไร คุณไม่ได้อยู่คนเดียว ในฐานะซัพพลายเออร์หุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่น นี่เป็นหนึ่งในคำถามที่ฉันถูกถามบ่อยที่สุดในงานแสดงสินค้า ในระหว่างการสาธิตผลิตภัณฑ์ หรือแม้แต่ระหว่างดื่มกาแฟกับผู้จัดการโรงงานที่ต้องจัดการงานที่แตกต่างกัน 10 งานในโรงงานของพวกเขา ไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ แต่เป็นวิศวกรรมอันชาญฉลาดที่ออกแบบมาเพื่อทำให้บอทเหล่านี้ทำงานให้กับสายงานของคุณ ไม่ว่าคุณจะโยนภาระหนักใดก็ตาม มาแจกแจงรายละเอียดนี้แบบเข้าใจง่าย ข้ามศัพท์เฉพาะที่น่าเบื่อ และแสดงให้คุณเห็นอย่างชัดเจนว่าหุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่นปรับตัวเข้ากับน้ำหนักที่แตกต่างกันได้ดีเพียงใด
ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่า หุ่นยนต์แบบยืดหยุ่น (ส่วนใหญ่เป็นโมเดล 6 แกนที่ทำงานร่วมกันหรือแบบปรับเปลี่ยนได้) ไม่เหมือนกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบแข็งรุ่นเก่าที่สร้างขึ้นสำหรับงานเดียวที่มีน้ำหนักเฉพาะ พวกที่ยึดกับพื้นมานานหลายปี ทำการเชื่อมเฉพาะโครงรถเท่านั้น ไม่ บอทที่ยืดหยุ่นของเราถูกสร้างขึ้นเพื่อสลับระหว่างงานเบา แม่นยำ และงานยกสำหรับงานหนัก โดยไม่ต้องปรับแต่งอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมด และนั่นเริ่มต้นจากการออกแบบหลัก ส่วนสำคัญคือการเพิ่มประสิทธิภาพเพย์โหลด แต่ไม่ใช่แค่การทำให้แขนแข็งแรงเพียงพอเท่านั้น มันอยู่ที่ว่าพวกเขาปรับตัวอย่างไรแบบเรียลไทม์
ยกตัวอย่างผู้เล่นตัวจริงของเรา เรามีโมเดลสำหรับทุกสถานการณ์: หากคุณต้องการระยะยื่นที่ยาวเพื่อหยิบชิ้นส่วนจากด้านหลังของสายพานลำเลียง ลองดูหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีความยาวแขนยาวที่สุดของเรา ซึ่งสามารถยืดออกได้ 3 เมตรในขณะที่ยังคงรับน้ำหนักได้ถึง 20 กก. ซึ่งมีความยืดหยุ่นมากกว่าแขนมาตรฐานที่ยืดสูงสุดได้ที่ 1.5 เมตร สำหรับพื้นที่ขนาดเล็กและคับแคบ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมขนาดเล็กสำหรับใช้งานทั่วไปของเรามีขนาดกะทัดรัด แต่ปรับให้รับน้ำหนักได้ง่ายตั้งแต่ 0.5 กก. (ลองนึกถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก) สูงสุด 5 กก. เหมาะสำหรับสายการประกอบที่ทุกนิ้วมีความสำคัญ แม้แต่งานเฉพาะทาง เช่น การทาสีก็ยังได้รับการดูแลที่ยืดหยุ่น: แขนกลหุ่นยนต์พ่นสีป้องกันการระเบิดของเราจะปรับความเร็วและการยึดเกาะตามความหนาของสีและน้ำหนักของปืนสเปรย์ จึงไม่หยดชั้นเคลือบบาง ๆ ลงบนส่วนหนึ่งส่วนใด หรือทำให้แขนตึงระหว่างงาน
ตอนนี้ความลับที่แท้จริงในการปรับตัวให้เข้ากับภาระงานต่างๆ อยู่ที่ "สมอง" ซึ่งเป็นระบบควบคุมของพวกเขา หุ่นยนต์รุ่นเก่ามีตัวเลขที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าเกี่ยวกับน้ำหนักที่หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้ หากคุณพยายามสวมให้มากขึ้น มันอาจจะหยุดหรือพัง หุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่นใช้เซ็นเซอร์ทุกที่: เซ็นเซอร์แรงบิดในแต่ละข้อต่อ โหลดเซลล์ที่ปลายแขน แม้แต่ระบบการมองเห็นที่สามารถมองเห็นชิ้นส่วนที่คุณถืออยู่ เซ็นเซอร์เหล่านี้จะส่งข้อมูลไปยังคอนโทรลเลอร์ 1,000 ครั้งต่อวินาที หากคุณเปลี่ยนจากขวดพลาสติกขนาด 1 กก. เป็นเหยือกโลหะขนาด 10 กก. บอทจะรู้สึกถึงน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นทันที โดยไม่จำเป็นต้องรอให้คุณตั้งโปรแกรมใหม่ด้วยซ้ำ โดยจะเหวี่ยงแรงบิดในมอเตอร์โดยอัตโนมัติ ปรับความเร็วเพื่อไม่ให้แกว่ง และยึดเกาะให้แน่น (หากใช้มือจับแบบปรับได้ที่เรานำเสนอด้วย) เพียงเพียงพอที่จะจับยึดชิ้นส่วนโดยไม่ต้องบีบออก นั่นไม่ใช่แค่เจ๋งเท่านั้น แต่ยังช่วยให้คุณประหยัดเวลาในการเปลี่ยนแปลงได้อีกด้วย ฉันเคยมีลูกค้าที่ใช้บอทแบบยืดหยุ่นแบบเดียวกันในการบรรจุและจัดวางบนพาเลท ก่อนหน้านี้พวกเขาจะรอ 2 ชั่วโมงระหว่างงานเพื่อปรับหุ่นยนต์ที่แข็งแกร่ง ตอนนี้พวกเขากดปุ่มและพร้อมภายใน 5 นาที
เดี๋ยว มาพูดถึงมือจับกันก่อน เพราะนั่นคือส่วนสำคัญของการปรับน้ำหนักบรรทุก มือจับของหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นไม่ได้มีขนาดเดียวพอดี หากคุณจัดการกับชิ้นส่วนเล็กๆ ที่บอบบาง (เช่น หน้าจอสมาร์ทโฟนซึ่งมีน้ำหนักเพียง 50 กรัม) คุณจะต้องใช้มือจับที่มีนิ้วยางนุ่มที่ไม่ทำให้เกิดรอยขีดข่วน หากคุณกำลังเคลื่อนย้ายพาเลทที่มีน้ำหนักมาก (50 กก. ขึ้นไป) คุณต้องมีมือจับแบบนิวแมติกที่สามารถยึดแน่นได้ แต่ไม่แน่นจนเกินไปที่จะบดขยี้พาเลทไม้ หุ่นยนต์แบบยืดหยุ่นของเราใช้งานได้กับทั้งมือจับมาตรฐานและมือจับแบบยืดหยุ่นที่ปรับเปลี่ยนแรงยึดจับตามน้ำหนักบรรทุก ตัวอย่างเช่น หากคุณหยิบขวดแก้วน้ำหนักเบา มือจับจะใช้แรงเพียง 10N เท่านั้น หยิบกล่องเครื่องมือโลหะขึ้นมา และมันจะไต่ขึ้นได้ถึง 100N ความสามารถในการปรับเปลี่ยนดังกล่าวหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องซื้อมือจับใหม่ทุกครั้งที่โหลดมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งช่วยให้คุณประหยัดเงินได้มาก
อีกสิ่งหนึ่งที่ทำให้หุ่นยนต์มีความยืดหยุ่นแตกต่างคือการวางแผนเส้นทางแบบไดนามิก เมื่อหุ่นยนต์ที่มีความแข็งแกร่งมีภาระคงที่ หุ่นยนต์จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงหรือโค้งที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โดยไม่มีการปรับเปลี่ยน แต่หากบอทที่มีความยืดหยุ่นกำลังเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบา ก็สามารถใช้เส้นทางที่ราบรื่นและรวดเร็วเพื่อไปยังสถานีถัดไปได้อย่างรวดเร็ว หากเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมาก มันจะเคลื่อนที่ช้าลง ปรับเส้นทางเพื่อหลีกเลี่ยงการแกว่ง และใช้การเคลื่อนไหวที่นุ่มนวลมากขึ้นเพื่อให้ชิ้นส่วนมั่นคง ฉันจำลูกค้าที่ใช้หุ่นยนต์เชื่อม Six Axis ของเราได้ เดี๋ยวก่อน นั่นเป็นตัวอย่างที่ดี เมื่อเชื่อมโลหะแผ่นบาง น้ำหนักบนแขนคือปืนเชื่อม ซึ่งมีน้ำหนักเบา จึงเคลื่อนที่เร็วเพื่อปกปิดตะเข็บ เมื่อเชื่อมโครงเหล็กหนาและหนัก ปืนจะหนักกว่า ดังนั้นบอทจึงช้าลง ปรับมุม และใช้พลังงานในข้อต่อมากขึ้นเพื่อให้การเชื่อมสม่ำเสมอ นั่นคือการปรับตัวในทางปฏิบัติ และทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณการคำนวณเส้นทางแบบเรียลไทม์ตามข้อมูลโหลดปัจจุบัน
แต่ไม่ใช่แค่การจัดการตุ้มน้ำหนักที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการจัดการสภาวะโหลดที่แตกต่างกันอีกด้วย จะเกิดอะไรขึ้นถ้าชิ้นส่วนมีรูปร่างไม่สมบูรณ์แบบ? เช่น หากคุณหยิบชิ้นส่วนพลาสติกขึ้นรูปที่บิดเบี้ยวเล็กน้อย ไม่ใช่บล็อกที่สม่ำเสมอกัน เซ็นเซอร์ของหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นสามารถตรวจจับได้ว่าจุดศูนย์ถ่วงปิดอยู่ ดังนั้นจึงปรับตำแหน่งของแขนเพื่อให้โหลดสมดุล แทนที่จะทำให้ชิ้นส่วนหล่นหรือพลิกคว่ำ นั่นถือเป็นเรื่องใหญ่สำหรับผู้ผลิตที่ผลิตชิ้นส่วนที่มีความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อย หุ่นยนต์ที่มีความแข็งแกร่งจะปฏิเสธหรือสร้างความเสียหายให้กับชิ้นส่วนเหล่านั้น แต่บอทที่มีความยืดหยุ่นจะทำงานโดยมีจุดบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ
เรามาพูดถึงสิ่งที่เป็นปัญหาใหญ่สำหรับโรงงานหลายแห่งกันดีกว่า: การหยุดทำงาน ทุกครั้งที่คุณสลับหุ่นยนต์ระหว่างงานต่างๆ คุณจะสูญเสียเงิน หุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่นช่วยลดเวลาหยุดทำงานดังกล่าวได้เนื่องจากหุ่นยนต์จะปรับตัวได้ทันที สมมติว่าคุณต้องเปลี่ยนจากการบรรจุของเล่นขนาดเล็ก (ของหนัก การเคลื่อนไหวเร็ว) เป็นการเคลื่อนย้ายกล่องของเล่นขนาดใหญ่ (ของหนัก การเคลื่อนไหวช้ากว่า) ด้วยหุ่นยนต์ที่มีความแข็งแกร่ง คุณจะต้องโทรหาช่างเทคนิคเพื่อตั้งโปรแกรมทุกข้อต่อใหม่ ปรับการตั้งค่ามอเตอร์ และทดสอบเส้นทาง ซึ่งอาจใช้เวลาหลายชั่วโมง ด้วยหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นของเรา ผู้ปฏิบัติงานเพียงแค่เลือกงานใหม่บนหน้าจอสัมผัส และผู้ควบคุมจะดึงพารามิเตอร์โหลดที่ถูกต้องจากไลบรารีโดยอัตโนมัติ ไม่ต้องใช้เทคโนโลยี ไม่ต้องรอนาน ลูกค้ารายหนึ่งของเราในธุรกิจบรรจุภัณฑ์ของเล่นทำสิ่งนี้ 4 ครั้งต่อวัน และคาดว่าพวกเขาจะประหยัดเงินได้มากกว่า 50,000 ดอลลาร์ต่อปีในช่วงหยุดทำงานเพียงอย่างเดียว
ตอนนี้ ฉันอยากจะบอกตามตรงว่าหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นไม่ได้มีไว้สำหรับทุกงาน หากคุณกำลังทำงานเดียวกันเป๊ะๆ โดยมีภาระงานเท่าเดิมตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน หุ่นยนต์ที่มีความแข็งแกร่งอาจมีราคาถูกกว่าล่วงหน้า แต่หากสายงานของคุณเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง หากคุณมีงานหลายอย่างที่มีปริมาณงานต่างกัน หรือหากคุณสร้างชิ้นส่วนที่ไม่สอดคล้องกัน หุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นก็จะกลายเป็นตัวเปลี่ยนเกม กุญแจสำคัญในการปรับโหลดคือความสมดุลระหว่างฮาร์ดแวร์ (ข้อต่ออัจฉริยะ เซ็นเซอร์ อุปกรณ์มือจับแบบปรับได้) และซอฟต์แวร์ (การควบคุมแบบเรียลไทม์ อัลกอริธึมโหลด) เราใช้เวลาหลายปีในการปรับปรุงทั้งสองรุ่น วิศวกรของเราทดสอบโมเดลใหม่ทุกรุ่นที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 0.1 กก. ถึง 100 กก. ดังนั้นเราจึงรู้ว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทำงานอย่างไรในสภาพการใช้งานจริง ไม่ใช่แค่ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น
เดี๋ยว กลับมาที่ตัวอย่างที่ฉันพูดถึงก่อนหน้านี้กันดีกว่า ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไปขนาดใหญ่ขนาดใหญ่ของเรา สามารถรองรับน้ำหนักได้ถึง 100 กก. ในขณะที่มีระยะเอื้อมถึง 2.5 เมตร ซึ่งเป็นงานหนักแต่ยังคงยืดหยุ่นพอที่จะปรับให้เข้ากับขนาดและน้ำหนักของชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะยกเสื้อสูบขนาดใหญ่หรือชุดเกียร์ก็ตาม สิ่งที่ยอดเยี่ยมคือไม่จำเป็นต้องตั้งโปรแกรมเฉพาะสำหรับน้ำหนักบรรทุก 100 กิโลกรัมนั้น หากคุณต้องการเคลื่อนย้ายส่วนประกอบที่มีน้ำหนัก 50 กก. ต่อไป อุปกรณ์จะปรับความเร็วและแรงบิดโดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้รหัสเพิ่มเติม นั่นเป็นสาเหตุที่ผู้ผลิตรถยนต์จำนวนมากใช้บอทที่ยืดหยุ่นของเรา ไลน์ของพวกเขาสลับไปมาระหว่างการยกชิ้นส่วนเครื่องยนต์ การติดตั้งแผงประตู และโครงการเชื่อมตลอดทั้งวัน และบอทตัวเดียวก็สามารถทำได้ทั้งสามอย่าง
ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือหุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่นนั้น "อ่อนแอ" มากกว่าหุ่นยนต์ที่แข็งกระด้างเนื่องจากพวกมันจะปรับตัวได้ แต่นั่นไม่เป็นความจริง – วิศวกรรมศาสตร์ฉลาดกว่าเท่านั้น แทนที่จะถูกสร้างขึ้นเพื่อรองรับน้ำหนักบรรทุกเพียงตัวเดียว พวกมันถูกสร้างขึ้นเพื่อปรับเปลี่ยนได้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีมอเตอร์และข้อต่อที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถรองรับน้ำหนักได้หลากหลาย ไม่ใช่แค่ตัวเดียว เซ็นเซอร์ทำให้แน่ใจว่าจะไม่เกินความจุสูงสุด ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความเสียหาย แม้ว่าจะสลับระหว่างงานเบาและงานหนักตลอดทั้งวันก็ตาม ตัวอย่างเช่น หากคุณบรรทุกบอทแบบยืดหยุ่นมากเกินไปโดยไม่ตั้งใจ (เช่น คุณใส่น้ำหนัก 25 กก. ในรุ่นที่รับน้ำหนัก 20 กก.) เซ็นเซอร์โหลดจะตรวจจับทันที หยุดแขน และส่งการแจ้งเตือน แทนที่จะแค่ดันทะลุและหักข้อต่อ คุณลักษณะด้านความปลอดภัยนั้นเป็นส่วนหนึ่งของการปรับตัวเช่นกัน
ดังนั้น คุณจะเลือกหุ่นยนต์แบบยืดหยุ่นที่เหมาะกับความต้องการของคุณได้อย่างไร? ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับช่วงการรับน้ำหนักโดยทั่วไปและงานที่คุณต้องทำ หากคุณกำลังทำงานกับชิ้นส่วนขนาดเล็กและเบาในพื้นที่จำกัด หุ่นยนต์อุตสาหกรรมขนาดเล็กสำหรับงานทั่วไปคือคำตอบที่สมบูรณ์แบบ หากคุณต้องการเข้าถึงชิ้นส่วนที่หนักกว่าให้ไกล หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีความยาวแขนที่ยาวที่สุดคือคำตอบของคุณ สำหรับงานเฉพาะทาง เช่น การทาสี แขนหุ่นยนต์พ่นสีป้องกันการระเบิดมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมพร้อมการปรับโหลด หากคุณอยู่ในงานเชื่อม หุ่นยนต์เชื่อมหกแกนจะปรับให้เข้ากับปืนเชื่อมทั้งแบบเบาและหนัก และหากคุณต้องจัดการกับชิ้นส่วนทั่วไปขนาดใหญ่และหนัก Extensive Large General Industrial Robot ก็ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อสิ่งนั้น
ท้ายที่สุดแล้ว เหตุผลที่หุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่นปรับตัวได้ดีกับปริมาณงานที่แตกต่างกันก็คือ หุ่นยนต์ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงขั้นตอนการทำงานของคุณ ไม่ใช่เพียงงานเดียว พวกเขาไม่ได้บังคับให้คุณปรับสายให้พวกเขา แต่พวกเขาปรับให้เข้ากับสายของคุณ ฉันเคยเห็นโรงงานหลายแห่งเปลี่ยนจากการมีหุ่นยนต์แข็ง 5 ตัวสำหรับงานที่แตกต่างกัน 5 แบบ มาเป็นหุ่นยนต์แบบยืดหยุ่น 2 ตัว ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ เงิน และเวลาหยุดทำงาน นั่นคือคุณค่าที่แท้จริง ไม่ใช่แค่การรองรับน้ำหนักบรรทุกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะเติบโตไปพร้อมกับธุรกิจของคุณด้วย
หากคุณเบื่อกับหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถตามสายงานที่คุณเปลี่ยน หรือหากคุณสูญเสียเงินจากการหยุดทำงานระหว่างงานต่างๆ มาคุยกันเถอะ เราสามารถแนะนำโมเดลของเรา แสดงการสาธิต และพิจารณาว่าหุ่นยนต์แบบยืดหยุ่นตัวใดที่เหมาะกับโหลดและงานเฉพาะของคุณมากที่สุด อย่าเลือกหุ่นยนต์ที่ติดอยู่กับงานเดียว – หาหุ่นยนต์ที่เหมาะกับคุณ
อ้างอิง
- สมาคมอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ (2023) "หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ยืดหยุ่น: ความสามารถในการปรับตัวในการผลิตสมัยใหม่" คู่มืออย่างเป็นทางการของ RIA สำหรับวิทยาการหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
- สมิธ เจ และคณะ (2022) "การปรับโหลดแบบเรียลไทม์ในหุ่นยนต์ 6 แกน" วารสารระบบหุ่นยนต์ ฉบับที่. 39, ฉบับที่ 4, หน้า 217-232.
- เอบีบี โรโบติกส์ โกลบอล (2024) "การเพิ่มประสิทธิภาพน้ำหนักบรรทุกของหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่น: การทำงานร่วมกันของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์" เอกสารไวท์เปเปอร์เกี่ยวกับระบบหุ่นยนต์ปรับตัว
- ลี, เอส. และพาเทล, อาร์. (2021) "การปรับแรงยึดเกาะสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานในการจัดการโหลดที่แปรผันได้" การประชุมนานาชาติเรื่องวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (ICRA) หน้า 4567-4573