หุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด
จาก ChulaPedia
หุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดThe Expandable Cobot
การประชุมวิชาการทางเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและหุ่นยนต์ ครั้งที่ 7 12-13 มิถุนายน 2557 กรุงเทพฯ
จอมมุทธา จำปาเหลือง1* วิทยา วัณณสุโภประสิทธิ์2
1 ห้องปฏิบัติการสหวิทยาการมนุษย์-หุ่นยนต์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรุงเทพฯ 10330 โทร 0-2218-6610 ต่อ 86588 *อีเมล์ j.jommutta@gmail.com
2 ห้องปฏิบัติการสหวิทยาการมนุษย์-หุ่นยนต์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรุงเทพฯ 10330 โทร 0-2218-6610 ต่อ 86588 อีเมล์ witaya.w@chula.ac.th
บทคัดย่อ
หุ่นยนต์โคบอท คือ อุปกรณ์หุ่นยนต์ชนิดพาสซีฟ (Passive Robotic Device) ซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถทำงานร่วมกับผู้ปฏิบัติงานได้โดยตรงอย่างปลอดภัย หุ่นยนต์โคบอทไม่มีแหล่งส่งกำลังเช่นมอเตอร์สำหรับสร้างการเคลื่อนที่ เมื่อทำงานร่วมกันกับผู้ปฏิบัติงานนั้น ผู้ปฏิบัติงานต้องใช้แรงผลักเพื่อสร้างการเคลื่อนที่ในขณะที่หุ่นยนต์โคบอททำหน้าที่กำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ ในงานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่หุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดที่มีความสามารถเฉพาะในการปรับขนาดขยายออกหรือลดขนาดขณะปฏิบัติงานบนระนาบสามมิติ งานวิจัยนี้ทำการผนวกปริภูมิการทำงานซึ่งปกติแบ่งเป็นสองปริภูมิหลัก คือ ปริภูมิโครงแบบ(Configuration space) และ ปริภูมิปรับขนาด(Expansion space) เข้าด้วยกัน โดยประยุกต์ใช้หลักการของปริภูมิสี่มิติด้วยแบบจำลองจลนศาสตร์ในคอมพิวเตอร์และทดสอบจริงกับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดต้นแบบ จากผลการทดลองหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดสามารถเคลื่อนที่เข้าสู่เส้นทางการเคลื่อนที่อ้างอิงที่กำหนด พร้อมกับทำการปรับขนาดตามที่กำหนดระหว่างการเคลื่อนที่ได้
Abstract
Cobots (Collaborative Robots) are completely passive devices that designed to work directly with an operator. Cobots do not have any actuator to provide active motions. During collaborating, the operator must apply forces to move the Cobot while the Cobot steers to control the direction. In this research, we concentrate on a Cobot that has a unique expansion feature called the Expandable Cobot. This Expandable Cobot is a planar device that has capability to expand or retract its configuration while it is travelling along a reference direction. The task space of the Cobot includes a 3-D planar space and an expansion space. Here we utilize a 4-Dimensional path planning. We simulated the 4-D Cobot kinematics in computer and performed the actual experiment. The Expandable Cobot tracked the reference commands with satisfactory results.
1. บทนำ
ในทุกภาคส่วนอุตสาหกรรมในยุคปัจจุบัน เทคโนโลยีที่สูงขึ้นมีส่วนช่วยในการเพิ่มขีดความสามารถด้านการผลิตเป็นอย่างมาก มีการนำเครื่องจักรอัตโนมัติที่ทันสมัยมาใช้งานกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งหนึ่งในเทคโนโลยีเครื่องจักรอัตโนมัติที่ขาดไม่ได้ก็คือหุ่นยนต์ เทคโนโลยีด้านหุ่นยนต์สามารถตอบสนองความต้องการในอุตสาหกรรมได้หลายด้าน รวมทั้งสามารถตอบสนองในเรื่องการเพิ่มประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิต ทั้งนี้เพราะหุ่นยนต์มีความสามารถในการรับภาระงานที่ต้องแข่งขันกับเวลา และรองรับภาระงานที่มีความยากลำบากเกินขีดจำกัดมนุษย์ เช่น การขนถ่ายวัสดุที่มีน้ำหนักมาก รวมถึงทำงานภาระที่มีความเสี่ยงอันตรายต่อมนุษย์ อย่างไรก็ตาม มีภาระงานจำนวนมากที่จำเป็นต้องอาศัยผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ เช่น ภาระงานที่ต้องอาศัยความประณีต ภาระงานที่ใช้ความสามารถในการตัดสินใจภายใต้สถานการณ์ต่างๆ และภาระงานที่มีช่องทางที่ยากต่อการเข้าถึงของแขนหุ่นยนต์ ดังนั้นจึงมีงานวิจัยจำนวนมากที่พยายามให้มนุษย์และหุ่นยนต์มีพื้นที่ในการทำงานที่คาบเกี่ยวกัน แต่สภาพแวดล้อมในการทำงานเช่นนี้มีความเสี่ยงที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์ เนื่องจากหุ่นยนต์มีพลังงานและอาจเคลื่อนที่ได้ด้วยตัวเอง
