หลักการทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

ระบบทางกลของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่สำคัญมี ๓ ประการ คือ
1. ลักษณะโครงสร้างของหุ่นยนต์
2. อุปกรณ์ให้กำลังขับเคลื่อนหุ่นยนต์
3. มือหุ่นยนต์

การทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเปรียบเทียบกับแขนมนุษย์

ลักษณะโครงสร้างของหุ่นยนต์
เนื่องจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้รับการออกแบบสร้างขึ้นมาเพื่อทำหน้าที่แทนคน ดังนั้น ลักษณะการออกแบบจึงมักจะเป็นส่วนบนของลำตัวมนุษย์ ประกอบด้วยหัวไหล่ แขน และมือ โดย

ปกติแล้วมักออกแบบเป็นแขนเดียว ในบางแบบได้ออกแบบให้แขนเคลื่อนที่อยู่บนทางเลื่อนได้ อาจจำแนกโครงสร้างของหุ่นยนต์ได้ ๔ แบบ คือ
1. โครงสร้างคาร์ทีเซียน หรือฉาก (cartesian orrectangular) เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่วางไว้ตั้งฉากซึ่งกันและกัน ๓ ส่วน ซึ่งทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปยังจุดที่ต้องการได้

2. โครงสร้างทรงกระบอก (cylindrical) มีแขนเกาะกับแกนกลางซึ่งเป็นหลัก แขนนั้นสามารถเคลื่อนที่ขึ้นลงหมุนรอบแกน และสามารถบิดและหดได้

3. โครงสร้างเชิงขั้ว (polar) มีลำตัวที่บิดได้ มีแขนที่หมุนและยืดหดได้

4. โครงสร้างมนุษย์ (antropomorphic) เป็นโครงสร้างที่เลียนแบบโครงสร้างของมนุษย์ ในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม มีลักษณะเป็นส่วนบนของลำตัวมนุษย์ ประกอบด้วยหัวไหล่ แขนท่อนบน แขนท่อนล่าง ข้อมือและมือ

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Robot)

อุปกรณ์ให้กำลังขับเคลื่อนของหุ่นยนต์
ในปัจจุบันมีอุปกรณ์ให้กำลังขับเคลื่อนหุ่นยนต์อยู่ 3 ชนิด คือ มอเตอร์กระแสไฟตรง นิวแมติก และไฮดรอลิก
1. มอเตอร์กระแสไฟตรง คือ อุปกรณ์ขับเคลื่อนหมุนรอบตัวเองได้ด้วยพลังงานจากกระแสไฟตรงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ได้สะดวก ง่ายต่อการควบคุมและตำแหน่งแม่นยำ ปัญหาสำคัญคือมีกำลังจำกัด และมีปัญหาในการนำหุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าไปใช้ในบริเวณที่มีวัตถุไวไฟเช่น งานพ่นสี เป็นต้น

2. นิวแมติก เป็นระบบที่ขับเคลื่อนทางตรงทางโค้งหรือหมุนได้ด้วยแรงอัดของลม เป็นอุปกรณ์ที่ราคาถูก และยุ่งยากน้อยที่สุด ปัญหาที่สำคัญอยู่ที่การควบคุมความเร็ว และตำแหน่ง

3. ไฮดรอลิก เป็นระบบที่ขับเคลื่อนด้วยแรงอัดของน้ำมัน เป็นอุปกรณ์ที่ราคาแพง ให้กำลังสูง มีอุปกรณ์อยู่หลายแบบสามารถเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงานได้เช่น การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง หรือแบบหมุน เป็นต้นระบบการควบคุมมักใช้ไฟฟ้า แต่เนื่องจากใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า

ใน พ.ศ. ๒๕๒๘ มีแนวโน้มที่จะนำมอเตอร์กระแสไฟตรง มาใช้เป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมากขึ้น เนื่องจากได้มีการพัฒนามอเตอร์กระแสไฟตรงให้ใช้กับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้ดีขึ้นในด้านความเร็ว ความแม่นยำของการหยุด และการยกน้ำหนัก

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม งานเชื่่อม

มือหุ่นยนต์
มือหุ่นยนต์จะยึดติดกับส่วนของหุ่นยนต์ที่เป็นข้อมือ (wrist) ซึ่งสามารถหมุนได้อย่างอิสระ 3 แนวแกน คือ แกนบิดในระนาบที่ตั้งฉากกับปลายแขนแกนเงยขึ้นลงจะหมุนในระนาบที่ตั้งฉากกับพื้น และแกนส่ายจะหมุนในระนาบที่ขนานกับแกน อย่างไรก็ตามลักษณะการใช้งาน ส่วนใหญ่จะทำงานเพียง 2 ทิศทางเท่านั้น เช่นหุ่นยนต์ที่ใช้ในงานเชื่อม ในลักษณะที่สมมาตร จะให้ความอิสระของข้อมือเพียง ๒ แกนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในกรณีงานที่ค่อนข้างยุ่งยาก อาจใช้ถึง 3 แกนข้อสำคัญของข้อมือ โดยจะต้องสร้างให้มีความมั่นคงและมีน้ำหนักน้อยที่สุด