Research

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม ตอนที่ 1


หุ่นยนต์อุตสาหกรรม ตอนที่ 1

 

ดร.วัณโน ยีตำ

กลุ่มความเชี่ยวชาญด้านเมคคาทรอนิกส์/ออโตเมชั่น

สถาบันนวัตกรรมมหานคร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร

 

        สถาบันนวัตกรรมมหานคร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร ได้มีหุ่นยนต์ KUKA รุ่น KR 3 R540 มาใช้ในการเรียนการสอนเพื่อให้นักศึกษาได้เรียนรู้และฝึกปฎิบัติกับหุ่นยนต์ที่ใช้งานจริงในอุตสาหกกรม ซึ่งในบทความนี้เป็นตอนที่1 จะเป็นการแนะนำข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับหุ่นยนต์ตัวนี้ โดยมารายละเอียดต่างๆ ดังต่อไปนี้

1.1 องค์ประกอบของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

รูปที่ 1 องค์ประกอบต่างๆ ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

1. แขนกล (Manipulator)

2. ตัวสอนหุ่นยนต์ (Teach pendant)

3. สายเชื่อมต่อระหว่างแขนกลและตัวควบคุม

4. ตัวควบคุมหุ่นยนต์ (Robot Controller)

5. สายเชื่อมต่อข้อมูลระหว่างแขนกลและตัวควบคุม

6. สายเชื่อมต่อมอเตอร์ระหว่างแขนกลและตัวควบคุม

7. สายเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก

 

1.2 แขนกล

รูปที่ 2 ส่วนประกอบต่างๆ ของแขนกล

1.2.1 ส่วนประกอบต่างๆ ของแขนกล

รูปที่ 2 แสดงส่วนประกอบต่างๆ ของแขนกล ซึ่งประกอบด้วย

1. ข้อมือ (In-line wrist)

2. แขน (Arm)

3. ส่วนเชื่อมต่อแขน (Link arm)

4. จุดหมุนแนวตั้ง (Rotating column)

5. ส่วนติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า (Electrical installations)

6. ฐานหุ่นยนต์ (Base frame)

 

1.2.2 ข้อมูลพื้นฐานของแขนกล

        แกนกลที่ใช้ในการปฎิบัติการนี้เป็นของบริษัท KUKA รุ่น KR 3 R540 ซึ่งมีข้อมูลพื้นฐานต่างๆ เกี่ยวกับแขนกลดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ข้อมูลพื้นฐานของแขนกล

 

1.2.3 ข้อมูลแกนของแขนกล

รูปที่ 3 ส่วนประกอบต่างๆ ของแขนกล

แขนกล KR 3 R540 มีจุดหมุนทั้งหมด 6 จุด ซึ่งทิศทางในการเคลื่อนที่และการจัดเรียงในแต่ละแกนแสดงดังรูปที่ 3 ส่วนตารางที่ 2 แสดงช่วงของมุมในการเคลื่อนที่และความเร็วในแต่ละจุดหมุน

 

ตารางที่ 2 ช่วงของมุมในการเคลื่อนที่และความเร็วในแต่ละจุดหมุนของแขนกล

 

1.3 ตัวสอนหุ่นยนต์

        ตัวสอนหุ่นยนต์คืออุปกรณ์ที่ผู้ใช้งานหุ่นยนต์ใช้สอนและบังคับให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปยังจุดต่างๆ ตามที่ต้องการ รูปที่ 4 และรูปที่ 5 แสดงตัวสอนหุ่นยนต์ของ หุ่นยนต์ KUKA ซึ่งมีรายละเอียดในส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้

 

1.3.1 ด้านหน้าของตัวสอนหุ่นยนต์

รูปที่ 4 ตัวสอนหุ่นยนต์ (ด้านหน้า)

1. ปุ่มกดสำหรับยกเลิกการเชื่อมต่อตัวสอนหุ่นยนต์

2. สวิตช์กุญแจสำหรับเรียกใช้งานตัวจัดการการเชื่อมต่อ (Connection Manager) การเปลี่ยนโหมดการทำงานของหุ่นยนต์สามารถทำได้โดยการใช้ตัวจัดการการเชื่อมต่อ ซึ่งสวิตช์นี้สามารถใช้งานได้เมื่อมีกุญแจเสียบอยู่เท่านั้น

3, ปุ่มกดฉุกเฉิน (Emergency stop button) เมื่อกดปุ่มนี้หุ่นยนต์จะหยุดทำงานทันที โดยมันจะล็อคตัวเองเมื่อมันถูกกด

4. เมาส์ (Space mouse) ใช้สำหรับเคลื่อนหุ่นยนต์ด้วยมือ

5. ปุ่มกดแบบจ๊อก (Jog key) ใช้สำหรับเคลื่อนหุ่นยนต์ด้วยมือ

6. ปุ่มสำหรับเลือกเขียนทับโปรแกรม

7. ปุ่มสำหรับเลือกการเขียนทับแบบจ๊อก

8. ปุ่มเมนูหลัก แสดงรายการของเมนูของตัวสอนหุ่นยนต์

9. ปุ่มสถานะ ปุ่มนี้จะถูกใช้สำหรับเลือกพารามิเตอร์ของตัวหุนยนต์

10. ปุ่มเริ่มการทำงานของโปรแกรม ปุ่มนี้จะถูกใช้เมื่อต้องการเริ่มการทำงานของโปรแกม

11. ปุ่มเริ่มการทำงานของโปรแกรมแบบย้อนกลับ ปุ่มนี้จะถูกใช้เมื่อต้องกาให้โปรแกมทำงานแบบย้อมกลับ

12. ปุ่มหยุดการทำงาน เมื่อกดปุ่มนี้จะหยุดการทำงานของโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่

13. ปุ่มกดเพื่อเรียกใช้งานคีย์บอร์ด เมื่อดกปุ่มนี้หน้าจอคีย์บอร์ดจะแสดงขึ้นมา

 

1.3.2 ด้านหลังของตัวสอนหุ่นยนต์

รูปที่ 5 ตัวสอนหุ่นยนต์ (ด้านหลัง)

1. สวิตช์ให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ (Enabling switch) จะต้องกดสวิตช์นี้เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ในโหมดควบคุมด้วยมือ

2. ปุ่มเริ่มการทำงานของโปรแกรม (Start key) (ปุมสีเขียว)

3. สวิตช์ให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ (Enabling switch)

4. ช่องเชื่อมต่อ USB

5. สวิตช์ให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ (Enabling switch)

6. แผ่นระบุเอกลักษณ์

 

1.3.1 ส่วนติดต่อผู้ใช้งาน KUKA smartHMI

        KUKA smartHMI เป็นส่วนหน้าจอแสดงผลของตัวสอนหุ่นยนต์เพื่อใช้ในสอนและจัดการสิ่งต่างๆ เพื่อให้หุ่นยนต์ทำงานได้ตามจุดประสงค์ที่ต้องการ ซึ่งมีส่วนประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้

1. แถบสถานะ (Status bar)

2. ส่วนนับจำนวนข้อความ (Message counter) ส่วนนี้จะแสดงจำนวนของข้อความเตือน ข้อความความผิดพลาดที่เกิดขึ้น ว่ามีจำนวนเท่าไร

3. หน้าต่างข้อความ (Message window) ส่วนนี้จะแสดงรายละเอียดต่างๆ ของข้อความเตือน ข้อความความผิดพลาดที่เกิดขึ้น ในขณะที่เขียนโปรแกรม

4. ตัวบอกสถานะของเมาส์ (Space Mouse status indicator)

5. ตัวบอกทิศทางของเมาส์ (Space Mouse alignment indicator)

6. ตัวบอกสถานะปุ่มกดแบบจ๊อก (Jog keys status indicator)

7. สัญลักษณ์ต่างๆ ของการเคลื่อนที่แบบจ๊อก (Jog key labels)

8. ปุ่มสำหรับเลือกเขียนทับโปรแกรม

9. ปุ่มสำหรับเลือกการเขียนทับแบบจ๊อก

10. แถบปุ่มกด (Button bar) ปุ่มต่างๆ ในแถบล่างนี้จะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ซึ่งจะสอดคล้องกับสิ่งที่กำลังเขียนโปรแกรม ณ ปัจจุบัน

11. ไอคอนแสดงภาพการทำงาน (Work visual icon) เมื่อกดปุ่มนี้หน้าต่าง Porject management จะแสดงขึ้นมา

1–2. นาฬิกา

13. ส่วนแสดงสถานะการทำงานของ KUKA smartHMI

รูปที่ 6 ส่วนติดต่อผู้ใช้งาน KUKA smartHMI

 

ในตอนถัดไปของบทความนี้จะนำเสนอวิธีการเขียนโปรแกรมเบื้องต้นเพื่อที่จะบังคับให้หุ่นยนต์อุสาหกรรมทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ

 

เอกสารอ้างอิง

 

[1] Robots KR 3 AGILUS Specification (Version: Spez KR 3 AGILUS V4, Issued: 16.05.2018), KUKA Deutschland GmbHKA Deutschland GmbH.

[2] KUKA System Software 8.4 Operating and Programming Instructions for System Integrators (Version: KSS 8.4 SI V1, Issued: 13.02.2015), KUKA Roboter GmbH.

 

<< ย้อนกลับ