เทคโนโลยีที่ทันสมัยและอาจจับต้องได้ยากในวันนี้ เมื่อเวลาผ่านไปก็จะกลายเป็นสิ่งผู้คนสามารถใช้งานกันได้มากขึ้นจนเป็นเรื่องปกติ สะท้อนให้เห็นว่าความได้เปรียบที่มีในวันนี้นั้นมีอายุขัยจำกัด เส้นมาตรฐานของระดับการแข่งขันมีแต่จะสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ ผู้ประกอบการทั้งหลายต่างปรับตัวเพื่อให้ยังคงความสามารถในการแข่งขันได้ ผู้ผลิตจึงได้ทุ่มเทพัฒนาในเรื่องของประสิทธิภาพ, ต้นทุน, การลด Carbon Footprint, ระบบอัตโนมัติ และหุ่นยนต์ เพื่อแก้ปัญหาแรงงานขาดแคลนและต้นทุนที่พุ่งทะยานขึ้น ทำให้สามารถตอบสนองต่อความต้องการของผู้ประกอบการที่เกิดขึ้นจริงได้
- VDMA คาดตลาดหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติจะโตขึ้น 4% ในปี 2024
- ผลการศึกษาชี้ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมได้จริง!
ในบทความนี้จะเล่าถึงบริษัทเยอรมัน ‘Toolcraft’ ที่พัฒนาโซลูชันหุ่นยนต์เพื่อการผลิต โดยทำหน้าที่ออกแบบ เขียนโปรแกรม และลงมือปฏิบัติเพื่อสร้างเป็นโซลูชันให้กับลูกค้า ทำหน้าที่เหมือนเป็น System Integrator (SI) ซึ่งออกแบบระบบ และนำองค์ประกอบฮาร์ดแวร์ตลอดจนซอฟต์แวร์ต่าง ๆ มาบูรณาการให้เกิดเป็นโซลูชันสำหรับความต้องการของลูกค้า
Toolcraft เป็น Robot Integrator ทำหน้าที่ผสานองค์ประกอบต่าง ๆ รวมกันเป็นโซลูชันหุ่นยนต์ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันของลูกค้าที่เป็นผู้ผลิตแต่ละราย โดย Toolcraft ใช้หุ่นยนต์จากบริษัทผู้ผลิตอื่นหรือสั่งผลิตจาก Fanuc และ Autonox Robotics มาผสานกับซอฟต์แวร์ของ Siemens NX ซึ่งสามารถเขียนโปรแกรมแบบออฟไลน์แยกจากกระบวนการผลิตที่กำลังดำเนินอยู่ได้
ข้อสังเกตอย่างหนึ่ง คือ บริษัทไม่จำเป็นต้องสร้างเทคโนโลยีทุกอย่างขึ้นมาด้วยตนเอง แต่สามารถรวมเอาจุดแข็งจากบริษัทผู้เชี่ยวชาญรายอื่นมาประกอบกันเป็นโซลูชันได้ การสร้างธุรกิจหรือความต้องการใหม่ ๆ จะกลายเป็นเรื่องธรรมดาในอีกไม่นาน เนื่องจากปัจจุบันการเปลี่ยนแปลงเร่งเร็วขึ้นมากกว่าที่เคย
คลิปวิดีโอ เกี่ยวกับบริษัท Toolcraft ผู้เชี่ยวชาญโซลูชันการผลิตที่หลากหลาย ทั้งการพิมพ์ 3 มิติ การกัด CNC แม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูป และโรโบติกส์
Toolcraft มีการเปิดตัวธุรกิจโรโบติกส์เมื่อ 10 ปีก่อน มีการออกแบบ เขียนโปรแกรม และดำเนินการโซลูชันหุ่นยนต์แบบกำหนดเองเป็นจำนวนมาก ปัจจุบันบริษัทขนาดกลางแห่งนี้ได้พัฒนาแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ขึ้นมา ใหม่ เพื่อให้บริษัทสามารถนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายยิ่งขึ้นและตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ครอบคลุมมากขึ้น
ระบบโรโบติกส์ได้สร้างมาตรฐานใหม่สำหรับการตัดเฉือนด้วยหุ่นยนต์
(ที่มา: Toolcraft)
Toolcraft ใช้เทคโนโลยีอันทันสมัยเพื่อสร้างมาตรฐานใหม่ในการตัดเฉือนด้วยหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น การใช้หุ่นยนต์ในขั้นตอนการผลิตต่าง ๆ อาทิ การกัด ลบคม เจียระไน และขัดเงาส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุหลากหลายประเภท รวมถึงชิ้นงานที่เป็นโลหะต่าง ๆ ด้วย สำหรับโครงการนี้ ทีมหุ่นยนต์ของ Toolcraft มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาหุ่นยนต์ 6 แกนจาก Autonox Robotics ซึ่งทำให้หุ่นยนต์มีความแข็งแรงและแม่นยำมากขึ้น
คลิปวิดีโอ การใช้หุ่นยนต์ในการกัดอัตโนมัติ
การเขียนโปรแกรมออฟไลน์โดยใช้ CAM ในการวางแผนเส้นทาง ช่วยให้การเขียนโปรแกรมเซลล์หุ่นยนต์ทำได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วเหมือนเครื่องมือกล CNC และยังสามารถจำลองรูปแบบการเคลื่อนไหวและความสามารถในการเข้าถึงได้ หมายความว่าผู้ดูแลเครื่องจักรที่มีประสบการณ์เฉพาะ Machining Center แบบเดิมก็จะรู้สึกว่าการเปลี่ยนมาใช้หุ่นยนต์เป็นเรื่องง่าย
การประยุกต์ใช้งานของระบบหุ่นยนต์สามารถทำได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มเครื่องมือได้เกือบทุกชนิดเพื่อกระบวนการผลิตที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพ ระยะเอื้อมของหุ่นยนต์ที่มีระยะ 2 เมตร พร้อมกับโต๊ะตัดเฉือนที่หมุนได้ ทำให้สามารถตัดเฉือนชิ้นส่วนขนาดใหญ่ได้ในการหนีบเพียงครั้งเดียวหรือน้อยครั้งมาก นอกจากนี้โต๊ะหมุนรับน้ำหนักได้มากถึง 5,000 กก.
“ระบบสามารถเพิ่มหรือขยายออกได้ตามความต้องการ เช่น เราสามารถเพิ่มสายพานลำเลียงชิป หน่วยสกัด หรือระบบควบคุมสภาพอากาศได้”
Andreas Bauer, Robotics Business Unit Manager บริษัท Toolcraft
(ที่มา: Toolcraft)
เทคโนโลยีอัจฉริยะสำหรับการกัดและขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ แอปพลิเคชันหุ่นยนต์ไฮบริดอย่างที่ 2 ของ Toolcraft มีการพัฒนาขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ สามารถใช้ได้ทั้งแบบเติมวัสดุและแบบหักล้าง หัวเชื่อมเลเซอร์สามารถผลิตชิ้นส่วนประกอบต่าง ๆ ด้วยการให้พลังงานวัสดุโดยตรงเพื่อหลอมวัสดุให้เกาะตัวเป็นชิ้นงาน (LMD/DED) ซึ่งเทคนิคนี้จะเคลือบและเพิ่มรูปทรงใหม่ให้กับส่วนประกอบที่มีอยู่โดยใช้การเติมวัสดุเฉพาะส่วน ส่วนประกอบที่เสียหายหรือสึกหรอก็สามารถซ่อมได้ด้วยการเติมวัสดุที่จำเป็นลงไปด้วยกระบวนการเชื่อมที่ประณีตใช้เลเซอร์ที่ถ่ายโอนความร้อนไปยังชิ้นงานเพียงเล็กน้อย
คลิปวิดีโอ การขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ (Laser Metal Deposition)
นอกจากการประหยัดต้นทุนแล้ว การซ่อมแซมยังใช้วัสดุน้อยกว่าการผลิตขึ้นมาใหม่ และช่วยให้สามารถผสมผสานวัสดุที่ไม่เคยทำได้มาก่อน หุ่นยนต์จาก Mabi Robotic มีรัศมีการตัดเฉือนที่ 2.25 ม. เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่และขนาดเล็ก นอกจากการเชื่อมด้วยการเคลือบผงวัสดุโดยเลเซอร์ ‘แบบเดิม’ ยังมีการเติมวัสดุด้วยการใช้เลเซอร์ความเร็วสูงสุดเป็นพิเศษ (Extreme High-Speed Laser Application Deposition – EHLA) ที่สามารถเคลือบผิวส่วนประกอบสมมาตรที่หมุนรอบได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ตัวอย่างเช่น การเคลือบแข็งหรือเพื่อให้ทนต่อการสึกหรอ
คลิปวิดีโอ กระบวนการเติมวัสดุด้วยการใช้เลเซอร์ความเร็วสูงเป็นพิเศษ (Extreme High-Speed Laser Application Deposition – EHLA)
แกนหมุนมอเตอร์ที่ปรับได้นั้นทำให้ส่วนประกอบต่าง ๆ สามารถทำกระบวนการก่อนตัดเฉือน การเชื่อม และหลังการตัดเฉือนในการตั้งค่าจับยึดเพียงครั้งเดียวสำหรับระบบหุ่นยนต์เดียวกัน การสับเปลี่ยนจากการเชื่อมมาเป็นการกัดก็เป็นอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ไม่จำเป็นต้องใช้คนเข้ามาดำเนินการ ทำให้สามารถเตรียมพื้นผิวสำหรับกระบวนการเชื่อม พื้นผิวอ้างอิงที่ใช้ระหว่างกระบวนการผลิต และการตกแต่งพื้นผิวเพื่อตัดเฉือนในขั้นตอนต่อไปได้ ด้วยระยะเอื้อมถึง 2 เมตร พร้อมกับโต๊ะตัดเฉือนแบบหมุน และหุ่นยนต์ยังสามารถยืดหยุ่นได้โดยใช้องศาในการขยับที่มากถึง 8 แกนเพื่อการผลิตรูปทรงที่ซับซ้อนได้อีกด้วย
ซอฟต์แวร์ Siemens NX
การเขียนโปรแกรมออฟไลน์ที่มีความครอบคลุม ทำให้สามารถจำลองการเคลื่อนไหวแยกจากกระบวนการผลิต และช่วยให้วางแผนเส้นทางได้อย่างแม่นยำที่สุด
คลิปวิดีโอ ซอฟต์แวร์ Siemens NX ในการพิมพ์ 3 มิติ
Toolcraft เป็นบริษัทที่ไม่ได้เสนอขายโซลูชันแบบมาตรฐาน แต่พยายามมองที่ปัญหาของลูกค้าเพื่อทำการออกแบบโซลูชันที่เหมาะสำหรับลูกค้าเฉพาะราย สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งในเว็บไซต์ของ Toolcraft คือ มีการรวบรวมกรณีศึกษา ทำเป็นพอร์ตโฟลิโอไว้ เพื่อสร้างความเชื่อมั่นให้กับลูกค้า
ตัวอย่างกรณีศึกษาจากเว็บของ Toolcraft https://www.toolcraft.de/en/case-studies/
