ระบบขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ

ประเภทของอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุพื้นฐานทั่วไป

อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาการออกแบบตามเทคโนโลยีขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้มีความเหมาะสมกับการนำไปใช้งาน ดังนั้นอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุมีหลายประเภท ผู้เขียนขอยกตัวอย่างอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุพื้นฐานโดยทั่วไป มีดังนี้

1. สายพานลำเลียง (Belt Conveyor)

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แรงขับจากมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อให้สายพานเคลื่อนตัวไปอย่างต่อเนื่อง โดยวัสดุที่ใช้ในการลำเลียงจะวางอยู่บนสายพาน หรือบนลูกกลิ้งที่ขับหมุนด้วยสายพานเคลื่อนที่ ในการเคลื่อนย้ายวัสดุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ซึ่งเป็นไปได้ทั้งแบบต่อเนื่องและหยุดชะงัก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการควบคุมในการขนย้าย ได้ทั้งระยะสั้น ระยะยาว แนวระดับ แนวลาดเอียงขึ้น และลาดเอียงลง โดยสามารถเลือกปรับระดับความเร็วได้

ดังนั้นระบบสายพานลำเลียง จึงเหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมทุกประเภท ที่ใช้ระบบสายพานลำเลียงในกระบวนการผลิต เช่น อุตสาหกรรมอาหารและยา อุตสาหกรรมผลิตอาหารกระป๋อง อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ และอุตสาหกรรมรถยนต์ เป็นต้น

                                                                        

ส่วนประกอบของสายพานลำเลียง

1. ยางผิวบน (Top Cover) มีหน้าที่รองรับวัสดุขนถ่ายและป้องกันการเสียหายของชั้นผ้าใบรับแรงและยังมีคุณสมบัติป้องกันแรงกระแทก ป้องกันการเจาะทะลุ ป้องกันน้ำมัน ป้องกันความร้อน โดยยางผิวบนมีหลายชนิดให้เลือกใช้งานขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการใช้งาน

2. ชั้นผ้าใบรับแรง (Carcass) มีหน้าที่เป็นแกนรับแรงดึงของสายพานทั้งเส้น และช่วยกระจายแรงดึงของสายพาน เมื่อทำการลำเลียงวัสดุอีกด้วย

3. ชั้นยางประสานผ้าใบ (Skim Rubber) มีหน้าที่ประสานชั้นผ้าใบแต่ละชั้นเข้าด้วยกัน

4. ยางผิวล่าง (Bottom Cover) มีหน้าที่ป้องกันชั้นผ้าใบรับแรงไม่ให้เสียหายจากการเสียดสีกับลูกกลิ้ง (Idler) และพูลเลย์ ดังนั้นความหนาของยางผิวล่างจึงไม่จำเป็นต้องหนาเท่ากับยางผิวบน เพราะไม่ได้รับภาระหนักเหมือนยางผิวบน

 

ระบบขนถ่ายวัสดุด้วยสายพาน มีส่วนประกอบสำคัญดังนี้

1.       สายพาน (Belt) เป็นส่วนที่ใช้รองรับวัสดุขนถ่ายจากจุดหนึ่งไปยังจุดหนึ่ง ตัวกลางความหมายก็คือเมื่อสายพานหมุนไปครบรอบแล้วก็จะเวียนมา ทำงานแบบซ้ำ ๆ ไปเรื่อย ๆ หรือเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางของสายพานจนกว่าจะพังหรือขาดใช้งานไม่ได้

2.       ลูกกลิ้ง (Idlers) เป็นตัวรองรับสายพาน ลูกกลิ้งมีอยู่ 2 ชนิดคือ ลูกกลิ้งด้านลำเลียงวัสดุ (Carrying Idlers) และลูกกลิ้งด้านสายพานกลับ (Return Idlers)

3.       ล้อสายพาน (Pulleys) เป็นตัวรองรับ ขับสายพาน และควบคุมแรงดึงในสายพาน

4.       ชุดขับ (Motor or Drive) เป็นตัวส่งกำลังให้กับล้อสายพาน เพื่อขับสายพานและวัสดุขนถ่ายให้เคลื่อนที่

5.       โครงสร้าง (Structure) เป็นส่วนที่รองรับรักษาแนวของลูกกลิ้ง ล้อสายพาน และรองรับเครื่องรับสายพาน

 

ข้อดีของการใช้ระบบสายพานลำเลียง มีดังนี้

• 1.       แรงกระทำสม่ำเสมอและคงที่
• 2.       วัสดุเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง
• 3.       เส้นทางไม่ได้เปลี่ยนแปลง
• 4.       อัตราการเคลื่อนย้ายแน่นอน
• 5.       สามารถข้ามสิ่งกีดขวางได้
• 6.       จำเป็นต้องใช้การนับอย่างอัตโนมัติ การแยกจำพวกการชั่งน้ำหนัก
• 7.       ต้องมีการเก็บตัวเลขคงคลัง และการตรวจสอบเพื่อควบคุมการผลิต
• 8.       ต้องการควบคุมการไหล
• 9.       ขนถ่ายวัสดุที่มีการเสี่ยงต่ออันตราย
• 10.   ขนถ่ายวัสดุที่มีอุณหภูมิสูง และใช้ในพื้นที่ที่อันตราย

ประเภทของสายพานลำเลียง (Rubber Conveyor Belt)

1. แบ่งตามประเภทของผิว (Cover Rubber) ของสายพานลำเลียง (Rubber Conveyor Belt) แบ่งได้ 2 ประเภท

1.1 ประเภทใช้งานทั่วไป (General Use Conveyor Belt) หรือเรียกว่า สายพานทนสึก (Wear Resistance Conveyor Belt)

1.2 ประเภทใช้งานแบบพิเศษ (Special Conveyor Belt) มีหลายแบบ เช่น สายพานทนร้อน (Heat Resistant Conveyor Belt) สายพานทนน้ำมัน/ไขมัน/จาระบี (Oil Fat/Grease Resistant Conveyor Belt) สายพานทนเปลวไฟ (Flame Resistant Belt) สายพานทนความเย็น (Cold Resistant Belt) สายพานทนสารเคมี (Chemical Resistant Conveyor Belt) สายพานมีคุณสมบัติป้องกันกระแสไฟฟ้าสถิต และสายพานสำหรับลำเลียงอาหาร (Food Grade)

 

2. แบ่งตามประเภทของวัสดุที่ใช้รับแรง (Tension Member) ของสายพานลำเลียง (Rubber Conveyor Belt) แบ่งได้ 2 ประเภท

2.1 สายพานผ้าใบ (Fabric Conveyor Belt) วัสดุที่ใช้รับแรง (Tension Member) ทำด้วยวัสดุต่าง ๆ กันไป เรียกรวม ๆ กันว่าผ้าใบ เช่น Cotton Nylon EP (Polyester/Nylon หรือเรียกว่า PN และ Kevlar (Aramid) และ Fiberglas

2.2 สายพานลวดสลิง (Steel Cord Conveyor Belt) คือสายพานที่มีวัสดุรับแรง เป็นเส้นลวด (Steel Cord)

3. แบ่งตามประเภทของลักษณะของผิวหน้า (Rubber Cover Surface) ของสายพานลำเลียง (Rubber Conveyor Belt) แบ่งได้หลายชนิดแต่ที่นิยมใช้กันมี 3 ประเภท

3.1 แบบผิวหน้าเรียบ (Plain Surface) ใช้ลำเลียงวัสดุในแนวราบหรือเอียงเล็กน้อยใช้ในงานทั่ว ๆ ไป ในประเทศไทยเราน่าจะใช้สายพานแบบนี้มากกว่าร้อยละ 80

3.2 แบบผิวหน้าก้างปลา (Pattern Surface) มีหลายลักษณะ (Pattern) เรียกว่าก้างปลา จะมีสัน (Cleat) บนตัวสาย พานใช้ลำเลียงวัสดุในแนวราบหรือเอียงได้ดีกว่าแบบผิวเรียบ แต่ราคาก็แพง ก่อนซื้อต้องรู้ว่าวัสดุที่ลำเลียงสามารถขึ้นได้สูงกี่องศา ถ้ามุมเอียงของระบบสายพาน (Conveyor System) มีมากว่ามุมกองของวัสดุ ๆ อาจจะไหลกลับเดี๋ยวเสียเงินฟรี ๆ

3.3 แบบผิวหน้าพิเศษหรือมีโครงสร้างแบบพิเศษ ตามลักษณะการใช้งาน เช่น Sidewall Belt และ Pipe Conveyor Belt เรื่องนี้เป็นเรื่องพิเศษหัวข้อนี้เราจะไม่ลงลึกในเนื้อหาแต่หากท่านใดอยากรู้หรือมีการใช้งานที่แปลก ๆ จะใช้สายพานประเภทไหนดีถึงจะเหมาะหลาย ๆ ประเภทไม่มีการผลิตในประเทศไทย

2. ลูกกลิ้งลำเลียง (Roller Conveyor)

เป็นอุปกรณ์ขนถ่ายลำเลียงที่มีราคาถูก สามารถปรับแต่งให้ติดตั้งใช้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ได้ง่าย ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในการนำไปประยุกต์ใช้งานอุตสาหกรรมจะต้องมีออกแบบและผลิตลูกกลิ้งจากวิศวกรที่มีความชำนาญงาน ซึ่งต้องออกแบบใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่น ๆ ได้ เช่น เครื่องชั่ง เครื่องบรรจุ เครื่องนับจำนวน และเครื่องคัดขนาด เป็นต้น

ลูกกลิ้งลำเลียงมีให้เลือกหลายขนาด โดยสามารถแยกรายละเอียด ได้ดังนี้

1. วัสดุที่ใช้ผลิตลูกกลิ้ง เช่น พลาสติกพีวีซี (PVC) เหล็กเคลือบสังกะสี (Zinc Plate) เหล็กหุ้มยาง (Rubberized Steel) เหล็กหุ้มยูริเทน (Polyurethane Covers Steel) และเหล็กสแตนเลส (Stainless) เป็นต้น

2. วัสดุที่ใช้ผลิตโครงสร้าง เช่น เหล็ก (Steel) สแตนเลส (Stainless Steel) และอะลูมิเนียม (Aluminium) เป็นต้น

                                           

      หลักการขนย้ายวัสดุ                                             

• หลักการขนย้ายวัสดุโดยทั่วไปนั้น จะต้องใช้เวลาในการขนย้ายให้น้อยลง การออกแบบอุปกรณ์ขนย้ายต้องมีความเหมาะสม ในการนำไปใช้งาน สะดวก รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพดังนี้คือ
• การขนย้ายวัสดุต่างๆต้องมีการจัดระบบการวางแผนเพื่อทำให้การดำเนินงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
• การพิจารณากิจกรรมในการขนย้าย ต้องเรียงลำดับตามความเหมาะสม ตามความจำเป็น และเลือกวัสดุอุปกรณ์ให้มีความเหมาะสมกับสินค้าที่ทำการขนย้ายทุกครั้ง
• ควรจัดบริเวณพื้นที่ในโรงงานให้สะดวกต่อการขนย้ายวัสดุให้มากที่สุด และใช้พื้นที่ในโรงงานให้เกิดประโยชน์สูงสุด
• การขนย้ายวัสดุจะต้องเลือกใช้วัสดุอุปกรณ์ขนย้ายให้ถูกกับลักษณะงาน และคำนึงถึงความปลอดภัยในการใช้งาน
• การขนย้ายวัสดุจะต้องเลือกใช้อุปกรณ์ขนย้ายที่มีมาตรฐานอยู่ในสภาพที่พร้อมใช้งานได้เสมอ และถ้ามีการชำรุดหรือเสียหายต้องบอกผู้ควบคุมงานทันที
• ควรมีแผนงานในการจัดการซ่อมบำรุง ซ่อมแซม ดูแลรักษา อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุตามความเหมาะสม เพื่อช่วยยืดอายุในการใช้งาน
• อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุบางชนิด หรือบางประเภท จะต้องศึกษาอ่านคู่มือในการใช้งานให้ถูกต้องเสียก่อน เพื่อช่วยลดอุบัติเหตุที่อาจจะเกิดขึ้นได้ และยังช่วยลดต้นทุนในการผลิตได้ด้วย                          

                         

Automated Guided Vehicles (AGVs) - Egemin Automation Inc

              รถ AGV คืออะไร รถ AGV (Auto Guiding Vehicle) หรือเรียก กันว่า เป็นเครื่องจักรประเภท รถอัตโนมัติชนิดหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะคล้ายอุปกรณ์ประเภทรถ Fork lift ความแตกต่างอยู่ที่รถ AGV จะถูกควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์และถูกกำหนดเส้นทางในการขนส่งที่ชัดเจน โดยไม่จำเป็นต้องใช้แรงงานคนในการควบคุม การเลือกใช้อุปกรณ์ประเภทรถ AGV ต้องติดตั้งเส้นทางการวิ่งของรถ AGV ซึ่งอาจ มีการฝังสายไฟไว้ใต้พื้น โรงงาน ตามเส้นทาง การวิ่งของรถAGV การ ควบคุมรถ AGV สามารถควบคุมได้ทีละหลาย ๆ คันโดยใช้คำสั่งในการควบคุมเพียงชุดเดียว และ ให้รถAGV แต่ละคันสามารถสื่อสารถึงกันได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการชนกันของรถ AGV หรือเพื่อป้องกันการกีดขวางการจราจรหากมีรถ AGVอีกคันจอดขวางอยู่ในจุดรับส่งวัสดุ

ข้อดี 
- รถ AGV สามารถขับเคลื่อนได้โดยไม่ต้องใช้พนักงานขับ
 - รถ AGV ทํางานได้ตรงเวลา ไม่ต้องการเวลาหยุดพัก และไม่ลาหยุดหรือลากิจ
 - รถ AGV ลดความผิดพลาดจากคน เช่น การขับเฉี่ยว ชน ที่เกิดจากความประมาท
 - รถ AGV ลดความล่าช้าของการส่งชิ้นส่วนและอุปกรณ์จากพนักงานขับ และการจราจรในโรงงาน
 - รถ AGV สามารถรับน้ําหนักได้มาก จึงลดความเมื่อยล้าจากพนักงานเข็นขนส่งชิ้นส่วนและอุปกรณ์
 - รถ AGV ลดปัญหามลพิษในโรงงาน เนื่องจากใช้แบตเตอร์รี่
 - รถ AGV สามารถลดค่าใช้จ่ายจากค่าแรงงานและค่าบํารุงรักษารถขนส่ง (โฟล์คลิฟท์) เป็นต้น
 การใช้งานรถ AGV เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดต่อระบบ สามารถทำได้ดังต่อไปนี้

 1) การเพิ่มจำนวนของรถ AGV
 2) การเพิ่มความเร็วของรถ AGV
 3) การเปลี่ยนแปลงวิธีการวิ่งของรถ AGV จากทิศทางเดียวเป็น 2 ทิศทาง
 4) การเพิ่มความจุของรถ AGV


     ซึ่งแต่ละวิธีในการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานของรถ AGV จะมีข้อจำกัดในตัวเอง เช่น 

การเพิ่มจำนวนรถ AGV จะต้องมีการลงทุนสูง เกิดความแออัดในระบบมากขึ้น การเพิ่มความเร็วของรถก็เป็นเรื่องที่สามารถกระทำได้ แต่อาจส่งผลกระทบต่อการควบคุมความปลอดภัย ในการทำงาน การเปลี่ยนแปลงทิศทางการวิ่งจากทิศทางเดียวเป็น 2 ทิศทาง ก็เป็นเรื่องยุ่งยากในการ ออกแบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ ในการควบคุม ส่วนการเพิ่มความจุบน รถ AGV ถึงแม้ จะต้องลงทุนบ้างแต่ก็อยู่ในวิสัยที่สามารถที่จะทำได้
         จากที่ได้กล่าวมาข้างต้นนั้นเป็นวิธีที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของรถ AGV แต่การ เพิ่ม
ประสิทธิภาพของรถ AGV เป็นเพียงส่วนหนึ่งในระบบการผลิต การจะเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการผลิตนั้นระบบการขนส่งชิ้นงานก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน การเลือกวิธีการ ขนส่งของรถ AGV ไม่ว่าจะเป็นวิธีการหยิบชิ้นงานหรือการวางชิ้นงานจะทำให้สามารถผลิตสินค้าได้มากขึ้น เนื่องจากการเลือกวิธีการหยิบและ การวางชิ้นงานที่เหมาะสมจะทำให้เราสามารถลด ระยะเวลารอคอยของชิ้นงาน และยังสามารถป้องกันการเกิดคอขวดตามสถานีต่าง ๆ ได้อีกด้วย

    หลักการใช้งานและการควบคุมความปลอดภัยของรถ AGV ระบบ AGV (Automated Guided Vehicle

System หรือ AGVS) เป็นระบบขนถ่ายวัสดุที่ใช้รถทำงานได้โดย ให้รถแต่ละคันมีอิสระต่อกัน สามารถขับเคลื่อน ได้ด้วยตัวเอง ซึ่งถูกนำทางด้วย เส้นทางขนส่งที่ฝังอยู่บนพื้นของโรงงาน รถจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่ติดตั้งอยู่ในตัวรถซึ่งจะทำให้รถวิ่งได้ในระยะหนึ่งจากนั้นต้องทำการอัดแบตเตอรี่ใหม่การกำหนดเส้นทางขนส่งของระบบ AGV นี้อาจจะทำได้โดยใช้สายไฟฟ้าฝังอยู่กับพื้นโรงงาน หรือ ใช้สีสะท้อนแสงทาบนพื้นโรงงานก็ ได้รถจะใช้เซนเซอร์ (Sensor) เป็นอุปกรณ์ในการนำทาง รถ AGV ที่ใช้งานกัน อยู่ในปัจจุบันมี หลายชนิดด้วยกันคือ

    1. AGV Driver Train: รถ AGV ชนิดนี้จะประกอบด้วยรถลาก (ซึ่งเป็น AGV) ที่ใช้ ลากขบวนของรถ
พ่วง รถ AGV ชนิดนี้เป็นรถ AGV ชนิดแรกที่ผลิตขึ้นมา และปัจจุบันยังคงเป็นที่นิยมอยู่ รถ AGVประเภทนี้เหมาะสมที่จะใช้กับโหลดที่มีน้ำหนักมากที่จะต้องขนย้ายเป็นระยะทางไกล ๆ ในคลังสินค้าหรือในโรงงาน และในระหว่างเส้นทางการขนส่ง อาจจะต้องมีการโหลดชิ้นงานเข้าหรือออกจากรถ AGV ก็ได้

   2. AGV Pallet Truck: รถ AGV ประเภทนี้จะใช้ขนส่งโหลดที่วางอยู่บนพาเล็ตไปบน เส้นทางการขนส่งที่กำหนดให้การทำงานแบบนี้เดิมทีคนงานจะทำหน้าที่ โหลดพาเล็ตขึ้นมาไว้บนรถด้วยซ่อม (Fork)แล้วขับรถไปยังตำแหน่งที่ต้องการ ในการใช้งานรถ AGV ประเภทนี้ผู้ควบคุมเพียงแค่ขับรถAGV ไปยังตำแหน่งเริ่มต้นของเส้นทางเดินรถ จากนั้นทำการโปรแกรมจุดหมาย แล้วปล่อยให้รถ AGVเคลื่อนที่ไปยังจุดหมายเองโดยอัตโนมัติ ซึ่งรถ AGV ชนิดนี้ปัจจุบันคือรถForklift AGV นั่นเอง

         3. AGV Unit Load Carrier: รถ AGV ชนิดนี้จะใช้สำหรับเคลื่อนย้าย Unit Load จาก สถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง โดยปกติแล้วรถ AGV ประเภทนี้จะมีระบบนำชิ้นงานเข้าออกจาก รถ AGV แบบอัตโนมัติติดตั้งอยู่ด้วย ซึ่งระบบนี้อาจ มีการขับเคลื่อนด้วย ลูกกลิ้ง สายพาน แท่นลิฟต์ หรืออุปกรณ์ทางกลอื่น ๆ 

หุ่นยนต์

ทศวรรษที่ผ่านมาเป็นช่วงเวลาแห่งนวัตกรรมที่ทุกอย่างล้วนถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ โดยเฉพาะการคิดค้นสิ่งต่างๆ ไว้คอยช่วยเหลือผู้คนอย่างนวัตกรรมหุ่นยนต์ด้วยเทคโนโลยีที่มีความหลากหลาย หุ่นยนต์ได้กระจายไปอยู่ในแทบทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นโรงพยาบาล มหาวิทยาลัย โรงเรียน หรือแม้แต่บ้านของเราเอง และแน่นอนว่าสถานที่ที่มีการใช้นวัตกรรมหุ่นยนต์มากที่สุดก็หนีไม่พ้นโรงงานอุตสาหกรรม  

    ข้อดีหุ้นยนต์อุตสาหกรรม

• หุ่นยนต์สามารถทำงานผลิตได้อย่างประสิทธิภาพตั้งแต่กระบวนการสร้างจนถึงกระบวนการห่อบรรจุภัณฑ์
• สามารถตั้งค่าหุ่นยนต์ให้ทำงานตลอด 24 ชม.ได้ ทำให้เมื่อไฟดับ หุ่นยนต์จะยังสามารถทำงานต่อไปได้
• ชิ้นส่วนภายในหุ่นยนต์มีความยืดหยุ่นสูง สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามแต่ที่เราต้องการ ทำให้สามารถ ทำงานที่ค่อนข้างซับซ้อนได้เป็นอย่างดี
• เนื่องจากปัจจุบันหุ่นยนต์มีการพัฒนาที่ดีขึ้นจากแต่เดิมมากยิ่งขึ้นทำให้ทางผู้ผลิตต้องการปรับเปลี่ยนทุกสิ่งอย่างภายในโรงงานให้เป็นอัตโนมัติ เพื่อความสะดวกสบาย
• การให้หุ่นยนต์ทำงานโดยอัตโนมัติ จะช่วยสร้างประโยชน์ให้กับบริษัทมากมาย ไม่ว่าจะเป็นจะเป็นบริษัทขนาดใหญ่ หรือแม้แต่ร้านค้าเล็กๆ

ความสำคัญของนวัตกรรมหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรม  ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีอุตสาหกรรมการผลิตยานยนต์และเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในการส่งออกสำคัญ นั่นทำให้โรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ต้องการคนงานจำนวนมากทว่าด้วยปัญหาด้านการขาดแคลนแรงงาน และงานบางประเภทมีการทำงานซ้ำซ้อนกัน หรืองานเสี่ยงและอันตราย นวัตกรรมหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานอย่างต่อเนื่อง มีความแม่นยำ และรวดเร็วกว่ามนุษย์ อีกทั้งยังอดทนต่อสภาพแวดล้อม จึงถูกนำมาใช้แทนที่ และให้มนุษย์เป็นผู้ควบคุมแทนซึ่งในปัจจุบันเม็ดเงินลงทุนในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์ยังเพิ่มสูงขึ้น ทั้งการสั่งซื้อหุ่นยนต์และการจัดจ้างบุคลากร สอดคล้องกับความต้องการในตลาดที่เพิ่มกำลังการผลิต รวมถึงบำรุงรักษาหุ่นยนต์ให้พร้อมใช้งานอยู่เสมอยิ่งนวัตกรรมหุ่นยนต์ใหม่ๆ ออกมามากเท่าไหร่ ก็เป็นการเพิ่มความหลากหลายให้การทำงานและเปิดโอกาสให้ผู้ประกอบการผลิตชิ้นงานได้หลากหลายและรวดเร็วขึ้นเท่านั้น เช่น ระบบออโตเมชั่นในหุ่นรุ่นใหม่ๆ ระบบ IoT ที่ทำให้หุ่นยนต์หลายตัวทำงานชนิดเดียวกันได้ด้วยการสั่งการจากคนเพียงคนเดียวนวัตกรรมหุ่นยนต์ที่ใช้ในโรงงาน ไม่ว่าจะโรงงานใหญ่หรือเล็ก ถ้าหากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนในระยะยาว อย่างไรก็หนีไม่พ้นการใช้หุ่นยนต์ ซึ่งนวัตกรรมหุ่นยนต์ในโรงงานเช่น

 หุ่นยนต์อเนกประสงค์  หุ่นยนต์อเนกประสงค์ในโรงงานโดยส่วนมากจะถูกพัฒนามาเป็น “แขน” หุ่นยนต์เป็นหลัก ทั้งเพื่อหยิบจับส่งต่องานได้อย่างไหลลื่นแล้ว ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์เพื่อทำงานอื่นๆ เช่น การประกอบชิ้นงานละเอียด งานตรวจสอบต่างๆ

โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์อเนกประสงค์จะถูกสร้างมาเพื่อสามารถใช้งานในพื้นที่จำกัดได้ดี น้ำหนักเบา ทนต่อสภาพแวดล้อม เช่นหุ่นยนต์ Nachi MZ07 ที่ใช้พื้นที่ในการติดตั้งน้อย และทำงานได้รวดเร็ว ยืดหยึ่น ตัวเครื่องป้องกันฝุ่นและหยดน้ำเหมาะสำหรับการทำงานในพื้นที่แคบ ยิ่งไปกว่านั้นยังรองรับการทำงานระบบ Automation ทำให้ง่ายต่อการออกคำสั่งแม้ว่าจะเป็นงานละเอียดขนาดไหนก็ตาม

หุ่นยนต์เลียนแแบบสัตว์

BionicKangarooหุ่นยนต์จิงโจ้ตัวใหม่ในสวนสัตว์ Festo

  Festo นับว่าเป็นบริษัทที่ปล่อยผลงานหุ่นยนต์เลียนแบบสัตว์ออกมามากมาย ไม่ว่าจะเป็น ปลากระเบน นกเพนกวิน แมงกระพรุน งวงช้าง นก แมลงปอ ล่าสุด Festo ต้อนรับสมาชิกใหม่เข้าสู่สวนสัตว์ นั่นคือ BionicKangaroo ที่เลียนแบบจิงโจ้ในธรรมชาติได้อย่างยอดเยี่ยม โดยการสะสมพลังงานเมื่อเท้ากระทบพื้นจากการกระโดดครั้งก่อนไว้ในสปริงเพื่อใช้กระโดดในครั้งต่อไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ BionicKangaroo หนักเพียง 7 กิโลกรัม สูงประมาณ 1 เมตร กระโดดได้สูง 40 เซนติเมตร ไกล 80 เซนติเมตร ใช้ต้นกำลังแบบกล้ามเนื้อเทียมระบบอากาศอัด มีถังลมในการเก็บอากาศแรงดันสูง ดูวิดีโอเจ้าจิงโจ้กระโดดได้ท้ายข่าวครับ

        ภาพและที่มา IEEE Spectrum Automaton

หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด

ศ.นพ.บรรณกิจ โลจนาภิวัฒน์

อ.นพ.วิศัลย์  อนุตระกูลชัย

ศัลยแพทย์ระบบทางเดินปัสสาวะ

รหัสเอกสาร SD-HA-IMC-110-R-00

อนุมัติวันที่ 29 กุมภาพันธ์ 2559

     เป็นที่ยอมรับว่าในปัจจุบันนี้ การผ่าตัดแบบแผลเล็กภายใต้กล้องให้ประโยชน์ต่อคนไข้ กล่าวคือ คนไข้สามารถฟื้นตัวเร็ว สามารถกลับไปทำงานและใช้ชีวิตตามปกติได้เร็วกว่าการผ่าตัดแบบเปิด แต่ในการผ่าตัดรักษาโรคที่มีความซับซ้อน โดยเฉพาะบริเวณที่คับแคบและลึก ประกอบกับภาพที่เห็นเป็นสองมิติ ขาดความลึกในการมองเห็นภาพ จึงเป็นข้อจำกัดของเครื่องมือและวิธีการผ่าตัดภายใต้กล้อง

    เพื่อลดข้อจำกัดข้างต้น และโดยวิวัฒนาการทางการแพทย์ก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น การนำหุ่นยนต์มาช่วยผ่าตัดภายใต้กล้อง ประโยชน์ที่เด่นชัดของการนำหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมาใช้ คือ ภาพที่เห็นในขณะผ่าตัดเป็นแบบสามมิติขยายใหญ่ขึ้น 10 เท่า และแขนของหุ่นยนต์ รวมถึงการออกแบบปลายข้อเครื่องมือ เลียนแบบการหมุนของมือมนุษย์ แต่การเคลื่อนไหวและการหมุนเป็นไปได้อย่างอิสระและหักงอได้มากกว่า จึงทำให้เพิ่มขีดความสามารถในการผ่าตัด และผลสำเร็จของการผ่าตัดจึงมีมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้คุณภาพชีวิตของผู้ป่วยดีขึ้น

หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดประกอบด้วย

 1.  ส่วนควบคุมการผ่าตัดโดยศัลยแพทย์  ซึ่งศัลยแพทย์จะนั่งหน้าคอนโซล เพื่อควบคุมการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ มีช่องมองภาพการผ่าตัดเป็นภาพ 3 มิติ สามารถมองเห็นมิติ “ความลึก” มีกำลังขยายภาพของกล้องส่องผ่าตัดถึง 10 เท่า ทำให้การผ่าตัดมีความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น เพิ่มความปลอดภัยในการผ่าตัด และลดการเกิดอันตรายต่อเส้นประสาทใกล้เคียง

2. ตัวหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด  ประกอบด้วย แขนหุ่นยนต์ 4 แขน เป็นแขนช่วยจับกล้องหนึ่งแขน และอีกสามแขนสำหรับการติดตั้งเครื่องมือที่ใช้สำหรับทำผ่าตัดที่ออกแบบคล้ายมือ สามารถทำงานแทนมือศัลยแพทย์ แต่มีการพัฒนาเครื่องมือที่เหนือกว่าข้อมือมนุษย์ กล่าวคือ สามารถหักงอข้อมือ และหมุนข้อมือได้อย่างอิสระได้รอบเครื่องมือ จึงสามารถเข้าไปช่วยทำผ่าตัดในบริเวณที่มีพื้นที่จำกัดได้อย่างแม่นยำและปลอดภัยมากขึ้น

ระบบควบคุมภาพ  เป็นส่วนที่ก่อให้เห็นภาพการผ่าตัดภายใต้กล้อง ในบริเวณที่ทำการผ่าตัดภายในตัวผู้ป่วย เพื่อให้แพทย์ ผู้ช่วยผ่าตัด และพยาบาล ได้มองเห็น

การผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์ 
    จากความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด และการพัฒนาเครื่องมือหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดในปัจจุบันสามารถนำมาใช้ร่วมกับการผ่าตัดทางศัลยกรรมเกือบทุกประเภท โรคที่สามารถใช้หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด ประกอบด้วย
1. โรคทางเดินปัสสาวะ เช่น มะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งไต มะเร็งกระเพาะปัสสาวะ เป็นต้น
2. โรคทางระบบทางเดินอาหาร เช่น มะเร็งลำไส้ใหญ่  มะเร็งกระเพาะอาหาร  มะเร็งหลอดอาหาร เป็นต้น
3. โรคระบบนรีเวช เช่น มะเร็งมดลูก การผ่าตัดเนื้องอกมดลูก เป็นต้น
4. โรคระบบหัวใจ เช่น โรคหัวใจขาดเลือด
5. โรคระบบหู คอ จมูก เช่น การผ่าตัดต่อมไทรอยด์ภายใต้กล้อง

ประโยชน์ของการผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์
1. ลดภาวะแทรกซ้อนของการผ่าตัดลง โดยเฉพาะการใช้หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมะเร็งต่อมลูกหมาก จะช่วยให้ลดอัตราเสี่ยงการเกิดภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดลง ที่สำคัญคือ ภาวะปัสสาวะเล็ด และภาวะบกพร่องของการแข็งตัวขององคชาตหลังการผ่าตัด ทำให้คุณภาพชีวิตหลังการผ่าตัดดีขึ้น

2. เพิ่มความปลอดภัยการผ่าตัดแบบแผลเล็กภายใต้กล้องมากขึ้น จากภาพที่เห็นจากการผ่าตัดขยายใหญ่กว่าปกติ 10 เท่า และเป็นภาพ 3 มิติ ช่วยในการผ่าตัดที่ต้องใช้ความละเอียดสูง เช่น การเลาะต่อมน้ำเหลือง และการผ่าตัดใกล้เส้นประสาท เป็นไปอย่างแม่นยำ

3. ให้ผลสำเร็จการผ่าตัดรักษาดีกว่า เนื่องจากแขนของหุ่นยนต์สามารถทำการผ่าตัดดีกว่ามือของมนุษย์ ด้วยการออกแบบเครื่องมือให้สามารถเคลื่อนไหวหมุนข้อมือได้อย่างอิสระและหักงอได้

4. ระยะเวลาในการผ่าตัดสั้นกว่า และสูญเสียเลือดระหว่างผ่าตัดน้อยลง จากความแม่นยำและความนิ่งในการบังคับแขนหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดของศัลยแพทย์

5. อาการปวดแผลหลังการผ่าตัดน้อยกว่าผ่าตัดโดยวิธีอื่น เนื่องจากลดการดึงรั้ง และการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อรอบท่อนำอุปกรณ์

6. ระยะเวลาในการนอนโรงพยาบาลสั้นกว่า ทำให้กลับไปมีกิจวัตรประจำวันได้เร็วขึ้น

7. การผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์ เป็นการรักษาแบบแผลเล็ก สามารถลดความเสี่ยงการติดเชื้อของแผลผ่าตัดได้

คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้เริ่มนำหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมาใช้ในการผ่าตัด ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2554 ซึ่งเป็นอีกหนึ่งของวิวัฒนาการผ่าตัด เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีของประชาชนในภาคเหนือ

 หุ่นยนต์กู้ระเบิด

 สร้างนวัตกรรม เพื่อผู้กล้า โดย Mahanakorn - Avia Sustained Innovation (MASI)
พบกันอีกครั้ง กับ ศูนย์นวัตกรรมเพื่อการนำไปใช้ประโยชน์ (Applied Innovation Centre : AI Centre) ภายใต้การอำนวยการของ ผศ.ดร.ภานวีย์ โภไคยอุดม
กว่า 5 ปีของการพัฒนาหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิด โดยเริ่มจากแรงบันดาลใจ ที่อยากจะช่วยเหลือประเทศไทยในแบบของวิศวกร โดยจะขอใช้ความรู้ความสามารถที่มี เป็นกำลังหนุนให้กับเหล่าทหารที่ปฏิบัติงานเพื่อป้องกันประเทศในเหตุการณ์ไม่สงบต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น โดยเห็นความสำคัญของหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดที่สามารถเข้าไปเก็บกู้หรือทำลายวัตถุต้องสงสัยแทนเจ้าหน้าที่ ซึ่งอย่างน้อยที่สุดแม้จะปฏิบัติภารกิจไม่สำเร็จ หุ่นยนต์เหล่านี้จะเข้าไปตายแทนเจ้าหน้าที่ ถือเป็นการลดการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นกับเจ้าหน้าที่ ซึ่งแน่นอนว่าคุณค่าของหุ่นยนต์ เทียบไม่ได้เลยกับชีวิตคนหนึ่งคน แม้ว่าราคาจะสูงเท่าไหร่ก็ตาม
จากความคิดนี้ ทำให้ AI Centre เริ่มวิจัยและพัฒนาหุ่นยนต์รุ่นแรกขึ้น คือ “หุ่นยนต์กู้วัตถุระเบิดแบบพกพา” (Portable Rescue Robot : PRR) โดยการออกแบบโครงสร้างที่แข็งแรงและใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา คงทนสูง ด้วยน้ำหนักประมาณ 26 กิโลกรัม ผู้ใช้สามารถพกพาโดยการสะพายหลังหรือยกเคลื่อนย้ายเข้าสู่พื้นที่ได้อย่างคล่องตัว
ส่วนล้อเป็นตีนตะขาบสำหรับใช้งานบนพื้นผิวขรุขระ และติดตั้งแขนกล 5 แกนอิสระพลังสูง สามารถเคลื่อนย้าย สอดส่องวัตถุต้องสงสัย เปิดประตูรถยนต์ได้คล่องตัว อีกทั้งสามารติดตั้งปรับเลี่ยนอุปกรณ์เสริมต่าง ๆ ได้ เช่น เครื่องรบกวนสัญญาณโทรศัพท์ ปืนตัดวงจรระเบิดด้วยแรงดันน้ำ
นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีทันสมัยอยู่ในตัวหุ่น เช่น ระบบควบคุมด้วยสัญญาณดิจิตอลที่ประมวลผลโดยไมโครคอนโทรเลอร์ขนาดเล็กและคอมพิวเตอร์ขนาดพกพา ช่องทางการสื่อสารผ่านระบบเครือข่าย ที่สามารถเชื่อมต่อได้ทั้งแบบเชื่อมสายและไร้สาย กล้องความละเอียดสูงที่มีเทคโนโลยีการบีบอัดข้อมูลและแสดงผลภาพอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์วัดระยะ ไฟสปอตไลท์ความสว่างสูงสำหรับการใช้งานในกลางคืน พร้อมกล่องควบคุมที่ออกแบบให้พกพาง่าย ทนทาน และสามารถซ่อมบำรุงได้

ระบบขับเคลื่อนโดยใช้ล้อสายพานแบบ Differential Track Wheels มีระบบป้องกันการลื่นไถลขณะปีนป่าย กล้องความละเอียดสูง 1920x1080 สามารถมองเห็นได้ในเวลากลางคืน (ความสว่าง 0 lux) ในระยะ 15 เมตร ความเร็วสูงสุด 15 กิโลเมตร/ชั่วโมง

รับ-ส่งสัญญาณควบคุมระหว่างสถานีควบคุมกับตัวหุ่นยนต์แบบไร้สาย ผ่านระบบ Wi-Max ที่ความถี่ปรับแต่งได้ตั้งแต่ 4-6 GHz มีระบบป้องกันการส่งข้อมูลผิดพลาด ระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ขนาด 28 โวลต์ 16.8 แอมแปร์ ติดตั้งระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ ระยะเวลาปฏิบัติงานปกติ 2 ชั่วโมง ระยะเวลาปฏิบัติงานหนัก ½ ชั่วโมง สามารถติดตั้งแขนกลได้หลายรูปแบบ และเปลี่ยนแขนกลได้ทันที หรือทำหน้าที่เป็นหุ่นยนต์สำรวจโดยไม่ติดตั้งแขนกลก็ได้

นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาให้มีระบบ Interface ขึ้น เพื่อเป็นเครื่องมือในการช่วยผู้ใช้งานให้สามารถควบคุมหุ่นยนต์ได้ง่ายขึ้น โดยระบบจะเป็นตัวสื่อสารแจ้งข้อมูลต่าง ๆ ที่จำเป็นให้ผู้ใช้งานทราบในเวลานั้น เช่น ปริมาณแบตเตอรี่ ท่าทางของแขนหุ่นยนต์ ภาพจากกล้องที่หุ่นยนต์ เป็นต้น โดยการแสดงข้อมูลต่าง ๆ นั้น จำเป็นต้องแสดงข้อมูลทั้งหมดให้ใกล้เคียงกับเวลาจริงมากที่สุด โดยระบบ Interface ถือเป็นระบบที่สำคัญ ต้องทำการออกแบบให้เข้าใจง่าย ใช้งานง่าย และมีความน่าเชื่อถือ

จากการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และความมุ่งมั่นที่จะพัฒนาต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร และ บริษัท AVIA Group บริษัทอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ แห่งเดียวในประเทศไทย จึงร่วมมือกันก่อตั้งศูนย์วิจัยขึ้น ในนาม ศูนย์วิจัยนวัตกรรมเพื่อความยั่งยืน : Mahanakorn - Avia Sustained Innovation (MASI) เพื่อนำความรู้สู่ความยั่งยืน พัฒนาและยกระดับบุคลากรด้านการวิจัยและผลักดันงานวิจัยไทยสู่มาตรฐานสากลโลก

จากการก่อตั้ง ศูนย์ MASI นี้ ยิ่งเพิ่มความพร้อมในการวิจัยและพัฒนาให้กับวิศวกรในการพัฒนาหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดมากขึ้น เพื่อให้บรรลุความตั้งใจที่จะลดการสูญเสียให้ได้มากที่สุด มาบัดนี้ ได้กำเนิดหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดรุ่นล่าสุดขึ้น ที่เป็นการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จากการทดสอบใช้งานจริง การใช้ความรู้ความสามารถของเหล่าวิศวกร และใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย เกิดเป็นหุ่นยนต์แห่งความภาคภูมิใจรุ่นใหม่ล่าสุด และจะเปิดตัวในอีกไม่นานนี้ อยากให้รอติดตาม รับรองว่าจะพบกับหุ่นยนต์ที่ทันสมัย ใช้งานได้จริง และมีประโยชน์ อย่างที่ไม่เคยพบเห็นที่ไหนมาก่อนอย่างแน่นอน

สร้างนวัตกรรม เพื่อผู้กล้า

“คุณค่าของหุ่นยนต์ เทียบไม่ได้เลยกับชีวิตทหารหนึ่งคน แม้ว่าราคาจะสูงเท่าไหร่ก็ตาม”