‘ระบบชาร์จไร้สาย’ ประตูสู่หุ่นยนต์ยุคต่อไป
ระบบประจุพลังงานแบบเหนี่ยวนำ (Inductive
Charging System) หรือที่เราอาจจะคุ้นชินกับคำว่าระบบชาร์จไร้สายนั้นอาจกลายเป็นทางออกสำหรับการทำงานของหุ่นยนต์ในยุคต่อไป
โดยเฉพาะอย่างยิ่งหุ่นยนต์ที่ต้องเคลื่อนที่ไปมาอย่าง AMR และ
Cobot ยุคใหม่ซึ่งมีภาระการทำงานที่ทั้งหลากหลายและต้องปรับตัวตามความต้องการที่เกิดขึ้นใหม่ๆ
ให้ทัน เรียกว่ามีความยืดหยุ่นใช้งานเป็นสำคัญ
ทำให้ระบบประจุำพลังงานแบบดั้งเดิมที่เป็นสถานีตายตัวและมีขนาดใหญ่อาจไม่ตอบสนองต่อความต้องการที่เกิดขึ้น
แต่การใช้งานระบบประจุพลังงานแบบไร้สายจะเพิ่มความคล่องตัวให้กับหน้างานจริงได้มากกว่า
ความท้าทายที่เกิดขึ้นจากมิติของแรงงานนั้นเรียกได้ว่าเป็นหนึ่งในแรงกดดันครั้งใหญ่สำหรับภาคธุรกิจ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตที่ต้องมองไปถึงเรื่องกำลังคนและทักษะที่เปลี่ยนไปในเวลาเดียวกัน
การมาถึงของระบบอัตโนมัติจึงกลายเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมากสำหรับโรงงาน ความต้องการระบบอัตโนมัติที่เกิดขึ้นจึงมีลักษณะที่เรียกว่ามีคุณสมบัติด้านกายภาพที่สามารถตอบสนองได้คล้ายกับมนุษย์
กล่าวคือ มีความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง ต้องมีความคุ้มค่าต่อต้นทุน
และในขณะเดียวกันก็ต้องบูรณาการหรือเอาเข้าสายการผลิตได้ง่าย
โซลูชันอย่าง Collaborative
Robot (Cobot) และ Autonomous Mobile Robot (AMR) จึงถูกพิจารณาเป็นตัวเลือกแรก ๆ ภายใต้คุณสมบัติข้างต้นที่กล่าวถึง
และการผสมผสาน AMR เข้ากับ Cobot ทำให้เกิด
Mobile Manipulators (MoMas/MoMa) หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ทำหน้าที่ได้ใกล้เคียงกับมนุษย์ขึ้นมา
แต่ความท้าทายหลักของการใช้งาน คือ การประจุพลังงาน
เพราะการประจุพลังงานโดยส่วนใหญ่จะเป็นการกลับไปยังสถานีซึ่งใช้เวลานานและลดความยืดหยุ่นในการใช้งานจริงลงไปไม่น้อยหากเปรียบเทียบกับมนุษย์
เราสามารถพบเห็น MoMas
ได้ตามงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมชั้นนำต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น AUTOMATION
EXPO, Intelligent Asia Thailand, ProPak Asia, Intermach, Manufacturing Expo หรือ Metalex เพราะเทคโนโลยีที่ใช้ในการทำงานของ MoMas
นั้นมีต้นทุนที่เข้าถึงได้มากขึ้นพร้อมกับการทำงานที่มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นในเวลาเดียวกัน
การผลิตด้วยหุ่นยนต์จึงไม่ได้อยู่ในรูปแบบที่ตายตัวหรือยึดติดกับสถานีการผลิตเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป
ทั้งยังสามารถปรับแต่งทรัพยากรเพื่อตอบสนองต่อความเร่งด่วนต่างๆ ได้อย่างลงตัวยิ่งขึ้นกว่าเดิมอีกด้วย
MoMas
ยกระดับประสิทธิภาพการทำงานแต่ใช้พลังงานแบบคูณ 2
ด้วยคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นสูง
และข้อจำกัดด้านโหลดน้ำหนักทำให้ MoMas นั้นนิยมใช้กับอุตสาหกรรมที่ชิ้นส่วนมีขนาดเล็ก
เน้นไปที่งาน Handling ต่างๆ
แต่ด้วยการออกแบบพื้นฐานที่ไม่ได้มีโครงสร้างเป็นหนึ่งเดียวกันแต่แรก
ทำให้เรื่องของพลังงานกลายเป็นจุดอ่อนสำคัญในการใช้งาน
เพราะพลังงานนั้นเดิมทีถูกออกแบบมาเพื่อใช้สำหรับ AMR ซึ่งเป็นส่วนการเคลื่อนที่เท่านั้น
ทำให้พลังงานถูกใช้ไปอย่างรวดเร็วเมื่อมีการติดตั้ง Cobot และใช้แหล่งพลังงานเดียวกัน
ทำให้เป็นไปได้ยากมากที่จะใช้ MoMas ทำงานแบบ 24/7
การออกแบบการชาร์จพลังงานแบบใหม่จึงเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับความยืดหยุ่นที่ต้องการ
‘ระบบชาร์จไร้สาย’ คำตอบสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ในโรงงานอุตสาหกรรมยุคใหม่
สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ในโรงงงานอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็น
AMR
หรือ MoMas ไปจนถึงหุ่นยนต์ที่มีการทำงานที่ไม่จำเป็นต้องยึดติดกับสถานี
ความท้าทายสำคัญในประเด็นนี้ คือ
หุ่นยนต์เหล่านี้มักจะมีพื้นที่สำหรับแบตเตอรี่เพิ่มเติมไม่มากนัก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AMR ที่เป็นแหล่งพลังงานสำคัญของ MoMas
หนึ่งในทางออกที่น่าจับตา คือ
‘ชุดพลังงานไร้สาย’ ที่จะติดตั้งเอาไว้ใน MoMas ทำให้
AMR และ Cobot สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
ซึ่งชุดพลังงานไร้สายนี้สามารถติดตั้งเพื่อเพิ่มปริมาณของแบตเตอรี่และระบบชาร์จแบบไร้สายแบบเหนี่ยวนำ
(Inductive Charging System) ความต้องการด้านพลังงานจะเป็นตัวกำหนดซึ่งจะมีความยืดหยุ่นได้มาก
ระบบพลังงานต้องรองรับสำหรับแขนกลทั้ง 24-V และ 48-V นอกจากนี้ยังต้องสามารถติดตั้งชุดอุปกรณ์กับตัวแปลงพลังงานมาตรฐานอุตสาหกรรม
DC/AC เพื่อให้สนับสนุนกับพลังงานที่ต้องใช้ในอุตสาหกรรม 230V
AC หรือ 400V AC
เพื่อตอบสนองต่อความต้องการด้านพลังงานที่เข้มข้น
ชุดพลังงานไร้สายจะเป็นการเหนี่ยวนำที่มีความเร็วในการชาร์จพลังงานสูง
ซึ่งมีแนวโน้มในการเพิ่ม Productivity ของ MoMas
ได้มากถึง 32%
การชาร์จไร้สายทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่าง MoMas มีพลังงานเพียงพอในการใช้งานอย่างต่อเนื่องเพราะสามารถติดตั้งไว้ที่ฐานหยิบหรือสถานีการผลิตได้
ซึ่งการชาร์จพลังงานสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างการทำงานของหุ่นยนต์ที่เกิดขึ้นขณะประจำสถานี
ระดับพลังงานจึงอยู่ในระดับสม่ำเสมอตลอดเวลา
รูปแบบการชาร์จนี้จะแก้ปัญหาความต้องการชาร์จพลังงานให้เต็มเพื่อนำหุ่นยนต์ออกมาใช้งาน
และลดเวลาการชาร์จที่ยาวนานได้ ยกตัวอย่างเช่น เมื่อ MoMas
นำชิ้นส่วนใส่ใน Machine Tool จะเกิดการชาร์จอย่างรวดเร็วขึ้นโดยอัตโนมัติ
ทำให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง 24/7
โดยไม่ต้องกังวลเรื่องพลังงาน
ด้วยการที่ระบบประจุพลังงานแบบไร้สายนั้นเป็นระบบปิดโดยไม่ที่ต้องมีการสัมผัสเชิงกลใด
ๆ ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องการสึกหรอ
ไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องการซ่อมบำรุงและทำงานได้อย่างต่อเนื่อง
ด้วยปัจจัยนี้ทำให้การทำงานเกิดขึ้นได้ภายในห้องปลอดฝุ่น (Clean
Room) ซึ่งมีความอ่อนไหวสูง เช่น ต้องมีพื้นที่ป้งกันการระเบิด (EX),
อุตสาหกรรมยา, ห้องทดลอง
และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
จะเห็นได้ว่าระบบชาร์จไร้สายจะช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่าง
AMR
และ MoMas ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ลดการสูญเปล่าที่เกิดจากการชาร์จรูปแบบดั้งเดิม เปลี่ยนเป็นการชาร์จระหว่างทำงาน
ทำให้เกิดความต่อเนื่องในการทำงานได้เหมาะสมกับการเป็นระบบอัตโนมัติยุคใหม่
ที่มา : MMThailand
