ปัจจุบันวงการผลิตและอุตสาหกรรมด้านต่างๆ นำหุ่นยนต์เชื่อม (welding robot) และระบบอัตโนมัติมาใช้งานอย่างกว้างขวาง สำหรับสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้จัดหาหุ่นยนต์เชื่อมมาใช้เพื่อสนับสนุนภารกิจต่างๆ ของสถาบันฯ เช่น การเชื่อมโลหะสำหรับงานด้านระบบเชิงกลความแม่นยำสูง การผลิตและทดสอบระบบสุญญากาศ สำหรับการพัฒนาเครื่องเร่งอนุภาคและสถานีทดลองรอบวงกักเก็บอิเล็กตรอน ซึ่งช่วยให้สามารถลดภาระของช่างเชื่อมโลหะได้ในกรณีที่มีงานเชื่อมที่ต้องทำซ้ำๆ ในปริมาณมาก

หุ่นยนต์เชื่อมอัจฉริยะเชื่อมชิ้นงานบนสแตนเลส

กระนั้นก็ตามงานเชื่อมที่มีคุณภาพสูงยังต้องอาศัยทักษะเฉพาะทางและความสามารถด้านเทคนิคการเชื่อมโลหะของช่างเชื่อมเป็นสำคัญในการตั้งค่าพารามิเตอร์ให้กับหุ่นยนต์เชื่อม เพื่อให้เกิดการสร้างสรรค์งานเชื่อมด้วยหุ่นยนต์อย่างมีประสิทธิผล ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาในกรณีที่ผู้ใช้งานหุ่นยนต์เชื่อมไม่มีทักษะเชิงลึกในงานเชื่อม หรือไม่คุ้นเคยกับระบบงานเชื่อมโลหะด้วยหุ่นยนต์จึงต้องพัฒนาระบบควบคุมหุ่นยนต์เชื่อม วิศวกรของสถาบันฯ จึงได้พัฒนาระบบอัจฉริยะสำหรับหุ่นยนต์เชื่อมบนคอมพิวเตอร์ และได้ทดสอบระบบนี้ในการสนับสนุนภารกิจต่างๆ ของสถาบันฯ

หัวใจของระบบควบคุมหุ่นยนต์เชื่อมอัจฉริยะ คือ โปรแกรมระบบควบคุมที่พัฒนาบนเครื่องคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก คือ 1. ส่วนจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลทักษะเฉพาะทางและความสามารถด้านเทคนิคของช่างเชื่อม 2. ส่วนรับข้อมูลผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ (GUI) โดยผู้ใช้สามารถป้อนข้อมูลพารามิเตอร์งานเชื่อมที่ต้องการได้โดยตรง เช่น ประเภทของโลหะ (สแตนเลส ทองแดง หรือเหล็ก) ความหนาของวัสดุ โหมดการเชื่อมแบบต่างๆ เบื้องต้น และรูปทรงทางเรขาคณิตหรือรูปร่างเฉพาะเจาะจงของชิ้นงาน 3. ส่วนกำหนดงานเชื่อมที่เหมาะสม (Welding Job Classification) ทำหน้าที่เลือกวิเคราะห์งานเชื่อมที่เหมาะสมที่สุดให้หุ่นยนต์ และ 4. ส่วนประมวลผลหลัก (Main Processing Unit) เป็นส่วนกลางในการประมวลผลและสั่งการหุ่นยนต์ให้ทำงานตามผลลัพธ์ที่ต้องการ

ประโยชน์จากการใช้งานระบบหุ่นยนต์เชื่อมอัจฉริยะ ทำให้คนทั่วไปสามารถใช้หุ่นยนต์เชื่อมผลิตชิ้นงานได้ตามต้องการ โดยอาศัยข้อมูลทักษะเฉพาะทางด้านเทคนิคของช่างเชื่อมโลหะที่ถูกเก็บไว้ในโปรแกรม และระบบทำการเชื่อมให้โดยอัตโนมัติ งานเชื่อมที่ได้จะมีคุณภาพและความแม่นยำสูง นอกจากนี้ยังช่วยให้เชื่อมงานได้หลากหลายรูปแบบในระยะเวลาสั้น และเลือกใส่ข้อมูลพารามิเตอร์ที่ต้องการในการเชื่อมได้อย่างรวดเร็ว อีกทั้งยังผลิตงานเชื่อมจำนวนมากได้รวดเร็วและมีอัตราการสูญเสียชิ้นงานต่ำ ลดต้นทุนและค่าใช้จ่ายวัสดุ ลดภาระงานของช่างเชื่อมได้

 

ตัวอย่างรอยเชื่อมบนชิ้นงานสแตนเลส

 

บทความโดย
ดร.เริงรุจ รุจนะไกรกานต์ วิศวกรวิจัย