หุ่นยนต์กรีดยางพาราระบบเคเบิ้ล
แนวคิดในการพัฒนาหุ่นยนต์กรีดยางพาราเพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนแรงงานที่มีทักษะ สภาวะค่าแรงที่สูงมากขึ้น ตลอดจนปัญหาการฉ้อโกงของผู้รับจ้างกรีดยางพารา การพัฒนาหุ่นยนต์กรีดยางพาราเริ่มมาไม่ต่ำกว่า 20 ปี โดยมีประเทศจีนเป็นผู้นำนวัตกรรมในด้านนี้เนื่องจากมีศักยภาพในการวิจัยพัฒนาและผลิตสินค้าอุตสาหกรรม-เครื่องจักรการเกษตร ตลอดจนมีขนาดตลาดภายในประเทศที่ใหญ่มาก รองลงมาเป็นประเทศเวียดนาม, มาเลเซีย, ไทย, อินเดียและอินโดนีเซีย ซึ่งมีนวัตกรรมในรูปแบบของงานวิจัยอยู่บ้าง รูปแบบของหุ่นยนต์กรีดยางพาราที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและผลิตจำหน่ายใช้งานจริงมีลักษณะเป็นหุ่นยนต์เกาะประจำต้นยาง 1 ตัวต่อ 1 ต้น ซึ่งมีข้อดีคือมีความเรียบง่ายและเสถียรภาพในการทำงานสูงแต่ก็มีข้อเสียคือสิ้นเปลืองงบประมาณในการลงทุนสูงตามจำนวนต้นยาง ทำให้มีแนวคิดในการพัฒนาหุ่นยนต์แบบ Mobile Robot ใช้ล้อเคลื่อนที่ไปหาต้นยางเพื่อล๊อคตำแหน่งและทำการกรีดยางซึ่งก็ยังไม่สามารถทำงานได้จริงเนื่องจากปัญหาของระบบนำร่อง, อุปสรรคของสภาพพื้นที่ภายในสวนยางและปัญหาการจับล๊อคตำแหน่งกับต้นยางให้แม่นยำ เป็นการผสมผสานจุดเด่นของหุ่นยนต์กรีดยางพาราแบบเกาะประจำต้นที่สามารถล๊อคตำแหน่งต้นยางพาราได้อย่างแม่นยำกับจุดเด่นของหุ่นยนต์แบบ Mobile Robot ที่สามารถเคลื่อนที่ไปได้ทั้งสวนด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียว จึงเกิดแนวคิดขึ้นใหม่เป็นหุ่นยนต์กรีดยางพาราระบบเคเบิล ที่สามารถใช้หุ่นยนต์ 1 ตัว เคลื่อนที่กรีดยางได้ทั้งสวนโดยใช้ระบบสลิงจับยึดต้นยางพารา มีลักษณะเป็นการลงทุนเชิงพื้นที่โดยต้องมีการติดตั้งชุดจับยึด สลิงกับต้นยางพาราทุกต้นในแถวและเมื่อไปสุดแถวจะมีชุดยูเทิร์นกลับไปขึ้นแถวใหม่อีก
จุดเด่นของหุ่นยนต์กรีดยางพาราระบบเคเบิ้ล
- สามารถเคลื่อนที่ไปยังต้นยางพาราต้นถัดไปและทำการจอดได้อย่างแม่นยำ
- มีเสถียรภาพในการยึดจับกับชุดจับยึดต้นยางให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำและมีความแข็งเกร็งมากเพียงพอให้ปลายหัวกรีดยางสามารถควบคุมการเคลื่อนที่และทำการกรีดยางได้อย่างแม่นยำทำให้ได้ผลผลิตสูงแต่เกิดความเสียหายต่อหน้ากรีดยางน้อยมาก
- หุ่นยนต์สามารถเก็บข้อมูลของต้นยางทุกต้นที่อยู่ในระบบสลิงของหุ่นยนต์ ได้แก่ รหัสต้น, อายุ, สายพันธุ์ ขนาดเส้นรอบวง
- หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนเข้าหาตำแหน่งเริ่มกรีดยางได้พร้อมทั้งควบคุมการกรีดยางตามเส้นทางที่กำหนดไว้ด้วยความลึกเปลือกและความหนาเปลือกตามที่ตั้งค่าไว้ได้ตามเกณฑ์เช่น ความลึกเปลือกผิดพลาดไม่เกิน ±1มิลลิเมตร จากค่าที่เก็บข้อมูลความลึกเปลือก ณ.บริเวณนั้นเอาไว้ ความหนาเปลือกผิดพลาดไม่เกิน ±1 มิลลิเมตร จากความหนาเป้าหมายที่ 2.0 mm
- เมื่อกรีดยางตามเส้นทางการกรีดเสร็จแล้วหุ่นยนต์สามารถสะบัดเอาขี้ยางและเปลือกยางออกจากมีดและรอยกรีดได้
- ใช้หลักการออกแบบที่พึ่งพาการทำงานระบบกลไกเพื่อให้ได้การทำงานที่แม่นยำเป็นหลัก ระบบควบคุมอิเลคทรอนิกส์เป็นระบบรอง เพื่อลดต้นทุนการผลิตและสร้างความหน้าเชื่อถือ ( Reliability ) ให้กับระบบ ตัวอย่าง เช่น ระบบกลไกล๊อคหุ่นยนต์กับชุดจับยึดต้นยาง และระบบกลไกสร้างเส้นทางกรีดยางแบบสไปรอล
- มีระบบจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านสลิงช่วยให้สามารถทำงานได้ต่อเนื่องและลดขนาดแบตเตอรี่ลงได้
- ระยะเวลาในการทำงานทั้งการกรีดยางและการเคลื่อนที่ระหว่างต้นไม่เกิน 25 วินาที/ต้น
- น้ำหนักรวมสูงสุดของตัวหุ่นยนต์ต้องไม่เกิน 25 กิโลกรัม
- ส่วนประกอบและอะไหล่ต่างๆ ต้องมีแนวโน้มของอายุการใช้งานที่ยืนยาวและแข็งแรงทนทาน
- ในการออกแบบเพื่อผลิตจริง จะต้องมีแนวโน้มที่จะสามารถลดต้นทุนการผลิตลงจนเพียงพอให้เกิดแรงจูงใจในการลงทุนใช้ระบบหุ่นยนต์นี
ผลงานวิจัยโดย :
ผศ.ปัญญา เหล่าอนันต์ธนา นายธนัตถ์ ศรีสุขสันต์
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โทร. 08-1927-0098
ขอขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก
ผศ.ปัญญา เหล่าอนันต์ธนา
✍ ผลิตสื่อโดย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย
🌟 แนะนำ/ติชม https://forms.gle/e3MzPqrb2V9QE9Tp6