แขนกลอุตสาหกรรมเบื้องต้น

สาระสําคัญ

การจดั การเรียนการสอนในหวั ขอเรื่อง แขนกลอตุ สาหกรรมเบือ้ งตน
เพ่ือใหน ักเรยี นมีความรคู วามเขาใจ ความหมาย หลกั การพืน้ ฐาน รจู ัก
แขนกลอุตสาหกรรมประเภทตา งๆ และที่สําคัญคอื สามารถเลือกแขน
กลท่ี เหมาะสมกบั งานรปู แบบตา งๆ ในอตุ สาหกรรมไดเ พอ่ื แกไ ขปญหา

การพัฒนากระบวนการผลติ ในอุตสาหกรรม เปนตน เปน การเตรยี ม
ความพรอ มดา นทักษะ และดา นปญ ญา

จดุ ประสงคก ารเรยี นรู

สามารถเข้าใจความหมายของแขนกลอุตสาหกรรมได้
สามารถบอกหลกั การพื นฐานของแขนกล
อตุ สาหกรรมได้
สามารถบอกข้อดขี องแขนกลอตุ สาหกรรมได้
สามารถบอกประเภทของแขนกลอุตสาหกรรมได้
สามารถพิ จารณาเลือกใชง้ านแขนกลอตุ สาหกรรมให้
เหมาะสมกบั งานได้

บทนํา A+

ค าํ ว่า หุ่นยนต์หรือ Robot ได้ถูกบญั ญตั ิขนึ ในป1920
โดย Karel Capek นกั เขยี นบทละครชาว เชค็ โกสโล วา
เกีย ซงึ ปรากฏอยูใ่ นบทละครเรือง Rossom ‘s Universal
Robots ทีมีเนอื เรอื งเกยี วกับการใช้แรงงานหุ่นยนต์ แทน
มนษุ ย์และตงั แต่นันเปนต้นมากไ็ ด้มีการนําคําานใี ชเ้ รยี ก
อุปกรณเ์ ครืองจกั รกลตา่ งๆ ทบี างส่วนมกี ารใช้
คอมพวิ เตอร์เปนตวั ควบคุมวา่ “หุ่นยนต์”

The Robotics Industries Association (RIA) ไดใ้ ห้
นยิ ามของหุ่นยนต์ อุตสาหกรรม ไวว้ า่
“A reprogrammable multifunctional manipulator
designed to move material, parts, tools, or
specialized devices through variable programmed
motions for the performance of a variety of
tasks.” แปลความหมายเปนภาษาไทยได้วา่ “หนุ่ ยนต์
อตุ สาหกรรม คอื เครอื งจักรกลอเนกประสงค์ที สามารถ
ทําการตงั โปรแกรมการทํางานไดถ้ กู ออกแบบมาเพอื ให้
สามารถหยิบ จับ เคลือนย้ายวสั ดุ อุปกรณ์ เครอื งมอื หรือ
อุปกรณพ์ เิ ศษต่างๆ ตามโปรแกรมทกี าหนด เพือการใช้
งานทีหลากหลาย”

บทนาํ A+

หุ่นยนต์อตุ สาหกรรมเรมิ แรกใชง้ านในงานขนถา่ ยวสั ดโุ ดย
จะทาํ ภายใต้การควบคุมของคอมพวิ เตอรต์ ัวอย่าง
โครงสรา้ งของระบบหุ่นยนตแ์ สดงในรปู คือ เครอื งขนถ่าย
วสั ดุหรอื แขนกล

เครอื งขนถา่ ยวสั ดหุ รือแขนกล ซงึ ประกอบไปด้วยแขน

หนึงแขนทีคล้าย มนษุ ยแ์ ละในทาํ นองเดียวกันกจ็ ะมีขอ้

ต่อ ซึงอาจเรียกวา่ ไหล่ (Shoulder) ขอ้ ศอก (Elbow)

และขอ้ มอื (Wrist) สว่ นของขอ้ มอื กส็ ามารถขนึ ลง

(Pitch) หนั เห (Yaw) และหมนุ (Roll) ขอ้ ต่อสามารถขบั

เคลือนได้โดยมอเตอร์ไฟฟา (Electrical Motor) นวิ แม

ติกส(์ Pneumatic) หรอื ไฮดรอลิกส์(Hydraulic) ซงึ ทาํ ให้

หุ่นยนต์มีกาํ ลงั มากกว่ามนษุ ย

ขอ้ ดขี องหุ่นยนต์ A+
อตุ สาหกรรม

ในปจจุบนั นมี กี ารใช้หุน่ ยนตเ์ พิมมากขนึ ทงั ในเชงิ
อุตสาหกรรมและพาณชิ ย์จํานวนของการใชเ้ พมิ มากขึนใน
อัตรา 35% ตอ่ ปเนืองจากเหตผุ ลดังนี
1.ลดคา่ ใชจ้ า่ ยในการผลิต
2.เพมิ ผลผลิต
3.พฒั นาคณุ ภาพผลผลิต
4.สามารถทาํ งานในทีอันตรายได้
5.สามารถพัฒนาการควบคุมได้

ประเภทของห่นุ A+
ยนตอ์ ุตสาหกรรม

หุ่นยนตอ์ ตุ สาหกรรม (Industrial Robot) เปนหนุ่ ยนต์ที
พฒั นาขึนมาโดยมวี ตั ถปุ ระสงค์เพือใชท้ ํางานใน โรงงาน
อตุ สาหกรรมแทนการใช้แรงงานมนษุ ย์ซึงจะใชใ้ นการ
ทํางานตา่ ง ๆ เชน่ การเชอื ม (Welding) การจบั
(Handling) การประกอบ (Assembling) การตอ่
(Joining) การขดั (Polishing) การตรวจสอบ
(Inspecting) การจัดวาง (Palletizing) และการทาํ งาน
เปนเครืองจกั รกลอนื ๆ (Machining) เชน่ เครอื งปม ขึนรูป
เปนตน้ หุ่นยนต์ อุตสาหกรรมซึงสว่ นใหญจ่ ะมีลกั ษณะเปน
แขนกลจะมีรูปแบบการเคลือนทขี องข้อตอ่ แตล่ ะข้อที
เลยี นแบบการ ทาํ งานของแขนมนุษยอ์ ยู่ 2 ลักษณะ คอื
การเคลือนทแี บบเชงิ เส้น (Linear / Sliding /
Prismatic) ใชต้ วั อกั ษร P เปนสญั ลักษณ์และการ
เคลือนทแี บบเชิงมุมหรอื แบบหมนุ (Angular / Rotary /
Revolute) ใช้ตัวอกั ษร R เปน สญั ลกั ษณโ์ ดยชนิ ส่วนทงั
2 ชินทีนามาต่อกัน จะเรียกกนั ว่าลิงค(์ Link)

หุ่ น ย น ต์ แ บ บ พิ กั ด ค า ร์ ที เ ซี ย น
(Cartesian Coordinates Robot)

หนุ่ ยนตแ์ บบนจี ะมกี ารเคลอื นทขี องแกนเปน
แนวเส้นตรง (Linear axes) ทงั 3 แกน
คือ แกน X, Y และ Z แทนการทํางาน

เชน่ เครอื งจักร CNC

หุ่ น ย น ต์ แ บ บ ส ก า ร่ า

(SCARA Robot)

SCARA มาจากคาํ วา่ Selective Compliance Assembly
Robot Arm หนุ่ ยนตแ์ บบนจี ะมีการเคลอื นที ของแกนเปนแนว
เส้นตรง (Linear axes) 1 แกน คอื แกน Z และเคลอื นทแี บบ
หมุน (Rotating axes) 2 แกน ใช้ สัญลักษณ์RRP แทน
ลกั ษณะการทาํ งาน หรืออาจจะมแี กนที 4 เพิมขนึ มาเปนขอ้ มือ
หนุ่ ยนตแ์ บบสการ่าจะมี ลักษณะการทํางานคล้ายกบั หุ่นยนต์ทรง
กระบอก ตวั อยา่ งหนุ่ ยนตแ์ บบนคี ือ หุน่ ยนต์ประกอบชินส่วน
(Automatic assembly), หนุ่ ยนต์หยิบ-วาง (Pick and Place
Robot) เปนต้น

หุ่ น ย น ต์ แ บ บ พิ กั ด ห มุ น

(Articulated Robot)

หุ่นยนต์แบบนจี ะมชี ือเรยี กอกี อย่างว่า Revolute Robot มกี าร
เคลือนทขี องแกนเปนแบบหมุน (Rotating axes) 3-6 แกน ใช้
สัญลักษณR์ RR แทนลักษณะการทํางาน หุน่ ยนต์แบบนีจะทาํ งาน
คล้ายแขนของมนุษยม์ ากทสี ุด มกี ารนําไปใชใ้ นหลายๆ งาน เชน่
งานประกอบ (Assembly), งานเชอื ม (Welding), งานขนถ่าย
วสั ดุ (Material Handling) เปนต้น

หุ่ น ย น ต์ แ บ บ ข น า น ห รื อ เ ด ล ต้ า

(Parallel or Delta Robot)

จากห่นุ ยนตแ์ บบตา่ งๆ ทีกล่าวมาข้างต้นทัง 5 แบบ จะเห็นไดว้ ่า
แต่ละแบบ จะมกี ารทาํ งานในลักษณะแขน เดียว ซึงการควบคมุ จะมี
ลักษณะสัมพันธก์ นั เปน ลาํ ดบั จึงอาจจดั ไดว้ ่าเปนประเภทของหุ่น
ยนตแ์ บบอนุกรม (Serial Robot) ส่วนหนุ่ ยนต์แบบขนานนเี ปนหุ่น
ยนตท์ มี ีลิงคใ์ นการทาํ งานตงั อยบู่ นฐานเดยี วกนั มากกวา่ 1 ลิงค์
โดยมี หนา้ ทีการทํางานในจดุ เดียวกัน เปรยี บเหมือนมีหลายแขนทจี ะ
ทํางาน สัมพันธ์กัน