เทคโนโลยีเลเซอร์

แขนและข้อมือของหุ่นยนต์เชื่อมเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่ทำหน้าที่เคลื่อนไหว แขนของหุ่นยนต์เชื่อมที่ออกแบบมาทุกแบบมีองศาอิสระในการเคลื่อนไหวสามองศา เพื่อให้มั่นใจว่าปลายเครื่องมือ (end effector) สามารถเข้าถึงจุดใดๆ ภายในขอบเขตการทำงานของมันได้ องศาอิสระในการเคลื่อนไหวทั้งสามของข้อมือคือการเคลื่อนไหวแบบหมุนรอบแกนพิกัดสามแกนที่ตั้งฉากต่อกันในปรภพ ได้แก่ แกน x, y และ z ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า การหมุนรอบแกนตามยาว (roll), การหมุนรอบแกนตามแนวขวาง (pitch) และการหมุนรอบแกนตามแนวดิ่ง (yaw).

เมื่อแนะนำและเลือกหุ่นยนต์เชื่อม ควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้:

1) ประเภทการผลิตของชิ้นงานที่ต้องการเชื่อม มีลักษณะเป็นการผลิตแบบหลากหลายรุ่นและปริมาณน้อยต่อแต่ละรุ่น

2) มิติเชิงโครงสร้างของชิ้นส่วนที่เชื่อมแบบเชื่อมต่อกัน (weldments) ส่วนใหญ่มีขนาดเล็กถึงปานกลาง ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของเครื่องเชื่อม และวัสดุรวมทั้งความหนาของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกันนั้นเหมาะสมต่อการเชื่อมแบบจุด (spot welding) หรือการเชื่อมแบบใช้ก๊าซป้องกัน (gas-shielded welding)

3) ความแม่นยำด้านมิติและการประกอบของวัสดุที่จะนำมาเชื่อมสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านกระบวนการของการเชื่อมด้วยหุ่นยนต์

4) อุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับหุ่นยนต์เชื่อม เช่น เครื่องปรับตำแหน่ง (positioners) ทุกชนิดและสายพานลำเลียง (conveyors) ควรสามารถประสานงานกับหุ่นยนต์ได้อย่างราบรื่น เพื่อรักษาจังหวะการผลิตให้สม่ำเสมอ

หุ่นยนต์เชื่อมคืออุปกรณ์ควบคุมแบบหลายข้อต่อ (multi-jointed manipulator) หรือเครื่องจักรแบบหลายมุมที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถปฏิบัติงานต่าง ๆ ได้โดยอัตโนมัติ เป็นเครื่องจักรที่สามารถทำหน้าที่หลากหลายผ่านพลังงานและระบบควบคุมของตนเอง ทั้งนี้ หุ่นยนต์สามารถรับคำสั่งจากมนุษย์ หรือทำงานตามขั้นตอนที่เขียนโปรแกรมไว้ล่วงหน้า หุ่นยนต์อุตสาหกรรมรุ่นใหม่ในปัจจุบันยังสามารถดำเนินการตามหลักการและแนวทางที่กำหนดโดยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) ได้อีกด้วย

คุณสมบัติ:

(1) สามารถเขียนโปรแกรมได้ การพัฒนาอัตโนมัติในการผลิตให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้นคือระบบอัตโนมัติที่ยืดหยุ่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถเขียนโปรแกรมใหม่ได้เพื่อตอบสนองความต้องการของสภาพแวดล้อมการทำงานที่เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้น หุ่นยนต์เหล่านี้จึงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิตแบบยืดหยุ่น ซึ่งมีปริมาณการผลิตและหลากหลายของผลิตภัณฑ์สมดุลกัน และเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น

(2) มีลักษณะคล้ายมนุษย์ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีโครงสร้างเชิงกลที่เลียนแบบส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ เช่น การเดิน การหมุนของเอว แขนบน แขนล่าง ข้อมือ และอุปกรณ์จับวัตถุ ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมอัจฉริยะยังมี "เซ็นเซอร์ชีวภาพ" ที่เลียนแบบมนุษย์หลายประเภท เช่น เซ็นเซอร์สัมผัสแบบผิวหนัง เซ็นเซอร์แรง เซ็นเซอร์น้ำหนัก เซ็นเซอร์ภาพ เซ็นเซอร์เสียง และความสามารถในการใช้ภาษา เซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับตัวของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมต่อสภาพแวดล้อมรอบตัว

(3) ความหลากหลายในการใช้งาน หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไป นอกเหนือจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเฉพาะทางที่ออกแบบมาเป็นพิเศษแล้ว ยังมีความหลากหลายในการปฏิบัติงานที่แตกต่างกันได้ดีอีกด้วย ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนอุปกรณ์ปลายแขน (End Effector) ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เช่น แคลมป์ (Gripper) หรือเครื่องมือต่าง ๆ จะทำให้หุ่นยนต์สามารถปฏิบัติงานที่แตกต่างกันได้ (4) เทคโนโลยีเครื่องจักรอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับศาสตร์หลายสาขา ซึ่งสามารถสรุปได้ว่าเป็นการผสานรวมกันระหว่างกลศาสตร์กับไมโครอิเล็กทรอนิกส์ หรือที่เรียกว่า 'เมคคาทรอนิกส์' (Mechatronics) หุ่นยนต์อัจฉริยะรุ่นที่สาม ไม่เพียงแต่มีเซนเซอร์หลากหลายชนิดเพื่อรับรู้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมภายนอกเท่านั้น แต่ยังมีความสามารถด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) อาทิ ความสามารถในการจดจำ (Memory), การเข้าใจภาษา (Language Comprehension), การรู้จำภาพ (Image Recognition) และการให้เหตุผล (Reasoning) อีกด้วย ความสามารถทั้งหมดนี้ล้วนมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์จึงจะส่งผลให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีอื่น ๆ ตามไปด้วยอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และระดับของการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ก็สามารถสะท้อนถึงระดับการพัฒนาของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมได้เช่นกัน