ลดต้นทุน เพิ่มความยืดหยุ่นในงาน Machining ด้วยหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในปัจจุบัน มีการพัฒนาเพื่อช่วยให้การทำงานรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถลดความผิดพลาดที่เกิดจากมนุษย์และยังช่วยลดต้นทุนการผลิตได้ในระยะยาว จึงทำให้หุ่นยนต์เป็นที่ต้องการในตลาดอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก โดยประโยชน์ของการใช้หุ่นยนต์เข้ามาช่วยในอุตสาหกรรม เป็นตัวเลือกที่น่าจับตามองสำหรับการผลิตชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ มีความซับซ้อนในวัสดุและการใช้งานที่หลากหลาย สำหรับบทความนี้จะพูดถึงความสามารถที่น่าสนใจของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ในงานตัดด้วยเครื่องจักรกล ว่ามีกระบวนการทำงานอย่างไร และสามารถลดต้นทุน เพิ่มความยืดหยุ่นให้กับการทำงานในด้านใดบ้าง

Robot Machining ช่วยแก้ปัญหาต่างๆ ในกระบวนการตัดแบบเดิมได้อย่างง่ายดายและคุ้มค่า

ในปัจจุบันการใช้งานหุ่นยนต์ในกระบวนการผลิตนั้นได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะความสามารถในการสื่อสารระหว่างหุ่นยนต์กับเครื่องจักรด้วยกันเอง การโต้ตอบกับมนุษย์ และการพัฒนาความสามารถในการเรียนรู้ของหุ่นยนต์ ศักยภาพในการทำงานของหุ่นยนต์ที่สูงขึ้นส่งผลให้การใช้มีแนวโน้มการใช้งานที่เพิ่มมากขึ้น การปรับเปลี่ยนมาใช้หุ่นยนต์ในกระบวนการผลิตมีต้นทุนที่ต้องคำนึงถึงในการลงทุนและเวลาที่ใช้ในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของโรงงานให้รองรับการใช้งาน รวมถึงการพัฒนาทักษะของพนักงานในการควบคุมหุ่นยนต์ ดังนั้นผู้ประกอบการผลิตจึงต้องพิจารณาถึงความคุ้มค่าในการลงทุนในการนำเอาหุ่นยนต์มาใช้ว่าจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้คุ้มกับต้นทุนที่ต้องจ่ายมากน้อยเพียงใด ในทางปฏิบัติแล้ว ระบบการผลิตจำเป็นต้องปรับให้สอดคล้องกับสถานการณ์ที่อาจเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา ทั้งการปรับปริมาณการผลิต ปรับแบบของผลิตภัณฑ์แต่ละโมเดล รวมถึงการปรับปริมาณสั่งซื้อสินค้า วัตถุดิบ และการบริหารคลังสินค้า หุ่นยนต์จึงไม่เพียงแต่จะทำให้การผลิตเป็นแบบอัตโนมัติ แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพและยังช่วยให้กระบวนการผลิตมีความยืดหยุ่นมากขึ้น

สำหรับในงานตัดเฉือนหรือสกัดวัสดุ“เครื่องจักร CNC” คือเครื่องจักรกลแบบอัตโนมัติที่มีการทำงานด้วยระบบคอมพิวเตอร์ มีความละเอียดและแม่นยำสูง การทำงานของระบบ CNC ยังช่วยเพิ่มความสามารถของเครื่องจักรทั่วๆ ไปให้สามารถทำงานที่ดีเยี่ยมเกินขีดจำกัดเดิมได้ โดยเฉพาะงานที่มีความซับซ้อนสูง ได้ทั้งความแม่นยำและรวดเร็ว ชนิดที่ความเข้าใจของแรงงานคนจะสามารถทำได้ ในระบบของมันจะสามารถควบคุมกับเครื่องจักรหลายสิบตัวได้ จึงใช้เวลาในการทำงานไม่นาน ก็จะได้ชิ้นงานที่สมบูรณ์ออกมา 

การตัดเฉือนด้วยหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Machining with industrial robots)

การตัดเฉือนด้วยหุ่นยนต์แทนการใช้เครื่อง CNC กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสิ่งของขนาดใหญ่และซับซ้อนด้วยวัสดุและการใช้งานที่หลากหลายในพลาสติก โฟม วัสดุผสม หรือโลหะที่มีความอ่อนตัว ซึ่งระบบหุ่นยนต์ CNC จะเข้ามาแทนที่งานขัดด้วยมือจำนวนมาก นอกจากนี้ การตัดเฉือนด้วยหุ่นยนต์สามารถทำงานได้รวดเร็วและสม่ำเสมอมากกว่าการทำงานแบบแมนนวล

สำหรับการใช้งานเครื่องจักรจำนวนมากในอุตสาหกรรม การเลือกใช้ระบบหุ่นยนต์เข้ามาช่วยในการผลิตสามารถลดค่าใช้จ่ายได้มากขึ้น หากเปรียบกับราคาของเครื่องจักรกลแบบเดิมที่ทำงานในลักษณะคล้าย ๆ กัน แม้ความแข็งแกร่งที่เหนือกว่าของเครื่องจักรช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างแม่นยำในระดับที่สูงขึ้นและตัดวัสดุที่แข็งกว่าได้ แต่สำหรับ CNC machine มีความสามารถในการประมวลผลวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรมแต่ละประเภทได้ที่ระดับความแม่นยำสูงในการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่

ข้อดี (Advantages)

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการใช้หุ่นยนต์ คือความยืดหยุ่น ที่สามารถปรับเครื่อง CNC ให้เข้ากับวิทยาการหุ่นยนต์ได้ รวมถึงเครื่องมือ อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เข้ามาช่วยในการทำงาน ยกตัวอย่างเช่น การนำหัววัด และซอฟต์แวร์สำหรับการวัดเข้ามารวมกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เพื่อตรวจสอบรูปทรงและวัดขนาดส่วนที่ถูกตัดออกไปได้ ในขณะที่การผลิตวัสดุผสม หุ่นยนต์หนึ่งตัวสามารถสร้างแม่พิมพ์ต้นแบบได้ จากนั้นจึงผลิตอุปกรณ์สำหรับจับยึดชิ้นส่วน เพื่อตัดแต่งหรือทำการเจาะชิ้นงาน

การใช้หุ่นยนต์ในการตัดเฉือนช่วยลดต้นทุนได้เป็นอย่างดี  สามารถจำลองการผลิตชิ้นงานได้โดยไม่จำเป็นต้นผลิตต้นแบบจริง เพื่อให้ผลิตชิ้นงานจำนวนหลายร้อยหลายพันชิ้นได้อย่างรวดเร็วสม่ำเสมอ และมีประสิทธิภาพสูง ในกรณีที่ต้องการยกเลิกการโหลดชิ้นงาน อาจใช้เวลานานในการประมวลผล แต่ผู้ผลิตสามารถติดตั้งหุ่นยนต์เพื่อตรวจสอบตำแหน่งชิ้นส่วนที่อุปกรณ์จับยึด ว่าตำแหน่งถูกต้องหรือไม่ ก่อนการดำเนินการตัดแต่งชิ้นส่วน ในครั้งต่อ ๆ ไป โดยไม่เสียเวลาในการตั้งค่าใหม่

ผลิตชิ้นงานจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การใช้หุ่นยนต์เพื่อการเก็บรายละเอียดของชิ้นงานมักจะให้ประโยชน์ด้านต้นทุนมากที่สุด โดยทั่วไปการขึ้นรูปจะต้องทำเพียงครั้งเดียว ในขณะที่ชิ้นส่วนจำเป็นต้องมีการผลิตขึ้นซ้ำ ๆ  การใช้หุ่นยนต์เข้ามาร่วมปฏิบัติงานจะช่วยให้เกิดความสม่ำเสมอของชิ้นงานมากกว่าการทำงานแบบแมนนวล ในกรณีที่จำเป็นต้องผลิตอย่างง่ายเพียงไม่กี่ชิ้น อาจใช้เวลานานในการโหลดและยกเลิกการโหลดแต่ละรายการ เช่นเดียวกับการทำซ้ำในส่วนนั้น การติดตั้งหุ่นยนต์เพื่อระบุตำแหน่งชิ้นส่วนบนฟิกซ์เจอร์ การตรวจสอบว่าอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง หรือการใช้หุ่นยนต์ในการดำเนินการเจาะและตัดแต่งชิ้นงาน จากนั้นก็จัดวางชิ้นส่วนให้พร้อมสำหรับการทำงานครั้งต่อไป ทำให้กระบวนการผลิตนั้นรวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์เสริมอย่าง rotating tables โต๊ะกลมหมุนแนวเอียง ที่มีความสามารถในการจับยึดสูงที่ช่วยให้การตัดแต่งชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ทำงานได้ง่ายขึ้น อย่างเช่น กังหันลมหรือชิ้นส่วนอุตสาหกรรมทางทะเล อุปกรณ์เสริมเหล่านี้ยังเป็นวิธีที่ประหยัดต้นทุนในการเพิ่มขีดความสามารถของหุ่นยนต์ เนื่องจากผู้ใช้ต้องการใช้ชิ้นส่วนที่ใหญ่ขึ้นหรือซับซ้อนมากขึ้น

การรวม Software และ Hardware เข้าด้วยกัน เพื่อการผลิตที่รวดเร็วขึ้น

การผสมผสานการทำงานของหุ่นยนต์และการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ทำให้เกิดประโยชน์ ในวางแผนด้าน Machine Tools ซึ่งรวมถึงความสามารถในการพัฒนากลยุทธ์การใช้เครื่องมือตัดที่หลากหลายในการสร้างชิ้นงานจากแบบ CAD ด้วยวิธีการสร้างแบบจำลองชิ้นงานและวิธีเพิ่มประสิทธิภาพบนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ทำให้มั่นใจได้ว่าหุ่นยนต์และเครื่อง CNC จะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ให้ผลผลิตตามที่ต้องการสำหรับการผลิตทุกประเภท เช่น การนำหัววัด (Probe) และซอฟต์แวร์สำหรับการวัดเข้ามารวมกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เพื่อตรวจสอบรูปทรงและวัดขนาดส่วนที่ถูกตัดออกไปได้ก็สามารถทำได้อีกด้วย

ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย กระบวนการผลิตที่ยืดหยุ่น ปรับเปลี่ยนได้

ข้อดีอีกอย่างของหุ่นยนต์คือความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เช่น ความร้อนสูงหรือมลพิษที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ทนต่ออุณหภูมิและความชื้นได้ดี มักจะทนทานต่อฝุ่นหรือการปนเปื้อนอื่นๆ ได้ดีกว่า ทำให้ไม่เกิดปัญหาการผลิตในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น การใช้หุ่นยนต์สำหรับการเก็บรายละเอียดชิ้นงาน ได้แก่ การขัดและการลบคมที่ได้ประสิทธิภาพ และมีความสม่ำเสมอ นอกจากนี้ยังเพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานที่อาจสัมผัสกับเศษฝุ่นจากการขัดและการลบคมแบบแมนนวลที่ส่งผลให้เป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ 

 อีกทั้งหุ่นยนต์ยังสามารถปรับเปลี่ยนกระบวนการได้อย่างง่ายดาย แทนที่จะใช้แรงงานคนในการเคลื่อนย้ายชิ้นงานขนาดใหญ่ไปยังตำแหน่งต่าง ๆ เพื่อดำเนินการผลิตแบบเดิม สามารถดัดแปลงวิธีเพียงแค่ย้ายคำสั่งการผลิตแบบดิจิทัลทั้งหมด ไปให้ยังตำแหน่งของชิ้นงาน ไม่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายชิ้นงานให้ยุ่งยาก เมื่อมีโครงการใหม่ที่ต่างออกไปจากเดิม ความเก่งกาจของซอฟต์แวร์ที่ใช้กับหุ่นยนต์และระบบติดตามที่ถูกต้อง ก็จะช่วยให้โรงงานสามารถกำหนดค่าการผลิตใหม่ได้อย่างง่ายดาย 

ลดต้นทุน ลดการผลิต

สิ่งที่สำคัญที่สุดในการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้คือความคุ้มค่าของการลงทุน ที่ต้องลดต้นทุนการผลิตได้ แน่นอนว่า หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มาพร้อมอุปกรณ์ปลายแขนหุ่นยนต์ (End-effectors) ซอฟต์แวร์ที่ต้องใช้ และการฝึกอบรมจากผู้ผลิต เป็นการลงทุนที่มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการลงทุนซื้อ เครื่อง CNC ที่มีเทคโนโลยีที่สามารถผลิตชิ้นงานที่มีความซับซ้อนได้ด้วยเครื่องเดียว  หุ่นยนต์อุตสาหกรรมช่วยให้การตัดชิ้นงานมีคุณภาพสูง  ให้ความยืดหยุ่นในการทำงานกับชิ้นงานขนาดใหญ่ สามารถตัดชิ้นงานในตำแหน่งและมุมต่าง ๆ ได้อย่างไม่จำกัด เพิ่มรูปแบบที่แปลกใหม่ให้กับชิ้นงานได้ตามต้องการ นอกจากนี้ระบบ Robot Machining ของหุ่นยนต์ยังช่วย support งานที่ต้องการความรวดเร็ว ความสามารถในการดัดแปลงและความแม่นยำ และรองรับการผลิตจำนวนมาก ซึ่งหุ่นยนต์เหล่านี้ก็สามารถปฏิบัติหน้าที่ได้อย่างเกินคาดหมาย

สรุป

การเพิ่มความสามารถในการผลิตและการลดต้นทุนด้วยการนำหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเข้ามาใช้ จะช่วยให้ผู้ประกอบการสามารถควบคุมการผลิตได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถช่วยแก้ปัญหาความผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะกับงาน Machining ที่จำเป็นต้องใช้ความแม่นยำและความรวดเร็วสูง การลงทุนกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม อาจเป็นคำตอบของหลายอุตสาหกรรม เพื่อเพิ่มและประสิทธิภาพการผลิตของไทยเพื่อมุ่งไปสู่การเป็นอุตสาหกรรม 4.0 ต่อไปในอนาคต 

ที่มาบทความ Machining with robots offers lower costs and greater flexibility

สินค้าและบริการด้านเครื่องจักรกลจากสุมิพล

สุมิพลให้คำปรึกษาเกี่ยวกับเครื่องจักรอุปกรณ์และเครื่องมือตัดแต่งขึ้นรูปโลหะ การเลือก CNC Machines, Cutting Tools, Tools Systems รวมถึงเครื่องมืออื่นๆ ที่เหมาะสมกับกระบวนการผลิตชิ้นงาน นอกจากนี้ยังมีบริการออกแบบระบบเครื่องจักรกลตามความต้องการของลูกค้า ที่ช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยอุปกรณ์อัตโนมัติที่ทันสมัยและโปรแกรมในการออกแบบเพื่อการทำงานเสมือนจริงมากที่สุด