เซลล์ทำงานที่มีประสิทธิภาพต้องสามารถควบคุมการไหลของวัตถุผ่านเซลล์ทำงานจากจุดเริ่มต้นไปยังปลายทางที่ต้องการ ซึ่งอาจต้องเคลื่อนย้ายวัตถุหลายชิ้นไปในทิศทางที่แตกต่างกัน มีหลายวิธีในการควบคุมการเคลื่อนที่ของวัตถุภายในเซลล์ทำงานรวมถึงระบบนิวแมติกส์ด้วย นิวเมติกส์ใช้อากาศอัดเป็นแรงในการสร้างการเคลื่อนไหว

ในบทเรียนนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ: 

• โซลูชันทางกลที่แตกต่างกันสำหรับการ ควบคุมการไหลของวัตถุในเวิร์กเซล
• ความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่เชิงเส้นและการหมุน 
• ข้อดีของระบบนิวแมติกในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม
• การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมของนิวเมติกส์

การควบคุมการไหลของวัสดุภายใน Workcell

ในหน่วยก่อนหน้านี้คุณย้ายวัตถุผ่านช่องทำงานโดยใช้สายพานลำเลียง คุณหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการโดยการเคลื่อนย้ายสายพานลำเลียงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นี่เป็นวิธีที่ประสบความสำเร็จในการย้ายวัตถุหนึ่งไปยังหนึ่งตำแหน่ง อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะทำงานอย่างไรในการเคลื่อนย้ายวัตถุหลายชิ้นในระบบ? จะเกิดอะไรขึ้นหากวัตถุเหล่านั้นจำเป็นต้องย้ายไปยังตำแหน่งที่แตกต่างกัน? คุณจะต้องสามารถควบคุมวิธีการที่วัตถุเข้าสู่ระบบสายพานลำเลียงเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุที่เข้ามาในอัตราที่เหมาะสม นอกจากนี้คุณยังจะต้องสามารถเบี่ยงเบนวัตถุเพื่อส่งไปในทิศทางที่แตกต่างกัน ซึ่งจะต้องใช้ระบบอื่นๆในการทำงานร่วมกับสายพานลำเลียง

ลองจินตนาการถึงโรงงานที่ใช้เวิร์กเซลล์ในการบรรจุและจัดเรียงวัสดุสำหรับการจัดส่ง วัตถุต่างๆเคลื่อนที่ไปตามสายพานลำเลียงและต้องถูกนำไปยังตำแหน่งต่างๆ ก่อนอื่นวัสดุจะต้องเข้าสู่ระบบในลักษณะที่ช่วยให้สามารถจัดเรียงได้สำเร็จ จากนั้นจะต้องเปลี่ยนเส้นทางอย่างมีประสิทธิภาพตามเส้นทางที่แตกต่างกัน มีโซลูชันทางกลที่แตกต่างกันหลายอย่างที่สามารถช่วยควบคุมการไหลของวัสดุได้ 

การใช้แขนกลหลายแขน

ก่อนหน้านี้คุณได้ใช้แขนหุ่นยนต์ 6 แกนเพื่อหยิบและวางวัตถุลงบนพาเลท แขนหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนย้ายวัตถุซ้ำๆได้ดังนั้นจึงอาจเป็นประโยชน์สำหรับการหยิบวัตถุและวางลงในระบบสายพานลำเลียง แขนหุ่นยนต์สามารถหยิบวัตถุจากตำแหน่งเฉพาะและย้ายไปยังสายพานลำเลียงอื่นได้ อย่างไรก็ตามนั่นหมายความว่าคุณจะต้องใช้แขนหุ่นยนต์ในทุกจุดเข้าและออกที่เป็นไปได้ในเซลล์งาน แม้ว่าสิ่งนี้จะมีประสิทธิภาพแต่ก็มีราคาแพงมากและอาจเป็นอันตรายได้ การใช้แขนหุ่นยนต์จำนวนมากจะต้องวางอุปกรณ์จำนวนมากลงในพื้นที่ขนาดเล็กซึ่งอาจทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ไม่ปลอดภัย

นอกจากนี้ยังมีคำถามว่าแขนหุ่นยนต์เป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับงานนี้หรือไม่ แขนกลมีความสามารถในการเคลื่อนไหวได้หลายวิธีซึ่งทำให้คล่องตัวและใช้งานง่ายสำหรับงานหยิบและวาง อย่างไรก็ตามสถานการณ์เช่นการเคลื่อนย้ายวัตถุเข้าและออกจากสายพานลำเลียงหรือการวางวัตถุลงในบรรจุภัณฑ์มักจะทำซ้ำการเคลื่อนไหวที่เรียบง่ายและไม่จำเป็นต้องใช้แขนหุ่นยนต์ที่ชัดเจนเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อคิดเกี่ยวกับวิธีการควบคุมการไหลของวัสดุภายในเวิร์กเซลล์สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาประเภทของการเคลื่อนไหวที่จำเป็นในแต่ละจุดเข้าหรือออก 

การเคลื่อนที่เชิงเส้นเทียบกับการเคลื่อนที่แบบหมุน

งานซ้ำๆเช่นการเปลี่ยนแพคเกจจากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานลำเลียงหนึ่งมักเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวที่เรียบง่ายเช่นการเลื่อนขึ้นและลงไปข้างหน้าและข้างหลังหรือการหมุนจำนวนที่เฉพาะเจาะจง การรู้ประเภทของการเคลื่อนไหวที่จำเป็นในการทำงานให้เสร็จสมบูรณ์จะช่วยให้คุณเลือกโซลูชันที่เหมาะสมได้ ลองคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวทั้งสองประเภทนี้ 

การใช้มอเตอร์หลายตัว

เมื่อคิดเกี่ยวกับวิธีการเคลื่อนย้ายวัตถุโดยใช้การเคลื่อนไหวเพียงประเภทเดียวมอเตอร์ดูเหมือนว่ามันอาจเป็นทางออกที่ใช้การได้ บน CTE Workcell ของคุณมอเตอร์จะหมุนโดยใช้การเคลื่อนไหวแบบหมุนเพื่อเคลื่อนย้ายสายพานลำเลียง ลองคิดดูว่าการเพิ่มมอเตอร์มากขึ้นจะช่วยในการควบคุมการเข้าหรือออกของวัตถุบนสายพานได้หรือไม่ 

ในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่จากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานหนึ่งมอเตอร์สามารถใช้เพื่อจัดการกับตัวเบี่ยงเบนโดยการหมุนเพื่อเปิดหรือปิดกั้นเส้นทาง เช่นเดียวกับวิธีที่แขนของประตูหมุนเพื่อเลื่อนขึ้นและลงเพื่อปิดกั้นรถหรือเปิดประตูเพื่อควบคุมการไหลของการจราจรบนถนนมอเตอร์สามารถใช้เพื่อเคลื่อนตัวเบี่ยงเบนในลักษณะที่คล้ายกัน 

แม้ว่าสิ่งนี้จะสามารถบรรลุผลสำเร็จได้แต่มอเตอร์ก็ใช้พื้นที่มาก การสร้างพื้นที่สำหรับมอเตอร์เพิ่มเติมอาจเป็นอุปสรรคต่อสายพานลำเลียงและส่วนประกอบอื่นๆของเซลล์งานสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่อาจเป็นอันตรายอีกครั้ง การเว้นระยะห่างมอเตอร์อาจต้องใช้พื้นที่มากขึ้นสำหรับเวิร์กเซลล์และกลายเป็นค่าใช้จ่ายที่ต้องห้าม หากนักประดาน้ำจำเป็นต้องถูกยกขึ้นหรือลดลงเป็นเส้นตรงโซลูชันที่ใช้การเคลื่อนที่เชิงเส้นอาจเหมาะสมกว่า

ระบบของไหล

ระบบของเหลวใช้ของเหลว (ของเหลวหรือก๊าซ) ในการทำงาน Fluid systems use fluids (liquid or gases) to perform work. ระบบของไหลแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือไฮดรอลิกและนิวเมติก ระบบเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากหลักการพลศาสตร์ของไหลและกลศาสตร์เพื่อเคลื่อนย้ายควบคุมและจัดการของเหลวเพื่อสร้างพลังงานกล ไฮดรอลิกส์และนิวเมติกส์สร้างการเคลื่อนที่เชิงเส้นโดยใช้ของเหลวที่มีแรงดัน (ของเหลวในไฮดรอลิกส์ก๊าซในนิวเมติกส์) เพื่อเคลื่อนลูกสูบภายในกระบอกสูบ การเคลื่อนที่นี้ถูกควบคุมโดยวาล์วที่ควบคุมการไหลของของไหลทำให้สามารถเคลื่อนที่เชิงเส้นได้อย่างแม่นยำและทรงพลัง 

ระบบไฮดรอลิก มีความเป็นเลิศในสถานการณ์ที่ต้องใช้แรงสูงและการควบคุมที่แม่นยำ ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในเครื่องจักรหนักและการใช้งานในอุตสาหกรรม มักใช้ในอุปกรณ์ก่อสร้างขนาดใหญ่ เช่น รถขุด รถปราบดิน และรถตักดิน เพื่อควบคุมแขน ถัง และอุปกรณ์เสริม ความสามารถในการใช้แรงดันสูงของระบบไฮดรอลิกทำให้เหมาะสำหรับการยกและเคลื่อนย้ายของหนัก รวมถึงการขนส่งวัสดุหนัก เช่น การเทและผสมคอนกรีต

ระบบนิวเมติก ในทางกลับกัน เหมาะสำหรับการใช้งานที่รวดเร็ว ปลอดภัย และคุ้มค่าในภาคการผลิตและการใช้งานในชีวิตประจำวัน ระบบนี้ถูกนำมาใช้ในทุกอย่าง ตั้งแต่เก้าอี้ทันตกรรมและเบรกอากาศของรถบรรทุก ไปจนถึงสายการบรรจุภัณฑ์และเครื่องมือต่างๆ ในโรงงานอัตโนมัติ ระบบนิวเมติกเหมาะสำหรับเครื่องมือที่มีน้ำหนักเบา เช่น ค้อนลม ปืนตอกตะปู และสว่าน เครื่องมือที่ใช้พลังงานลมหลายชนิดทำให้พกพาได้สะดวกและใช้งานง่ายขึ้น

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไฮดรอลิกส์และนิวเมติก 

ในการเลือกระหว่างระบบไฮดรอลิกหรือนิวเมติกสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาขนาดและขนาดของงาน In choose between a hydraulic or pneumatic system, it is important to consider the size and scale of the ไฮดรอลิกได้รับการออกแบบมาสำหรับวัตถุที่มีขนาดใหญ่และหนักกว่าซึ่งต้องใช้แรงมากในการจัดการ สำหรับงานที่มีขนาดเล็กกว่าเร็วกว่าและทำซ้ำได้เช่นการเคลื่อนตัวเบี่ยงเบนหรือการผลักวัตถุลงบนสายพานลำเลียงนิวเมติกส์เป็นทางออกที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผล

ข้อดีของระบบนิวเมติก

ตลอดทั้งหน่วยนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบของระบบนิวเมติกและวิธีการทำงานเพื่อสร้างการเคลื่อนไหว ก่อนที่จะเจาะลึกถึงสิ่งที่ทำให้ระบบทำงานเรามาดูกันว่าทำไมระบบนิวเมติกจึงเป็นข้อได้เปรียบในหลายๆสถานการณ์ มีหลายสาเหตุที่ทำให้นิวเมติกส์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอุตสาหกรรมและโรงงานอัตโนมัติ 

• ประสิทธิภาพและความเร็ว 
  • ระบบนิวเมติกสามารถบรรลุการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วเนื่องจากความเร็วสูงของการไหลของอากาศอัดซึ่งทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการการกระทำที่รวดเร็วและซ้ำๆ สิ่งนี้ก่อให้เกิดผลผลิตที่สูงขึ้นในกระบวนการผลิตเนื่องจากวัสดุจำนวนมากขึ้นสามารถจัดการได้ในเวลาที่น้อยลง 
• ความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือ 
  • ระบบนิวเมติกสามารถมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้น้อยกว่าเมื่อเทียบกับระบบไฟฟ้าอื่นๆซึ่งทำให้ง่ายต่อการออกแบบบำรุงรักษาและซ่อมแซม นอกจากนี้ยังช่วยให้นิวเมติกส์มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปและต้องหยุดทำงานน้อยลงเนื่องจากการบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
• ต้นทุนที่มีประสิทธิภาพ
  • ส่วนประกอบและระบบนิวเมติกมีแนวโน้มที่จะมีราคาถูกกว่าระบบ ไฮดรอลิกหรือระบบไฟฟ้าทั้งในค่าใช้จ่ายล่วงหน้าและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง 
• ความปลอดภัย
  • ​​​​​​​เนื่องจากระบบนิวแมติกส์ใช้อากาศจึงเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าระบบอื่นๆเช่นระบบไฮดรอลิกเนื่องจากอากาศสามารถระบายออกได้อย่างปลอดภัยและไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนหรือไฟไหม้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย
• พลังและความยืดหยุ่น
  • ​​​​​​​นิวเมติกส์สามารถสร้างแรงจำนวนมากเมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนักทำให้มีความหลากหลายและสามารถปรับขนาด ให้เหมาะกับการใช้งานและงานที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย 
• ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
  • ระบบนิวเมติกใช้อากาศเป็นตัวกลางซึ่งพร้อมใช้งานและไม่ปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นอาหารและยาซึ่งสภาพแวดล้อมที่สะอาดเป็นกุญแจสำคัญ

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมของนิวเมติกส์

ความสามารถในการจัดการวัสดุด้วยกลไกที่ดำเนินการเคลื่อนไหวซ้ำๆรวดเร็วและแม่นยำในวิธีที่ประหยัดค่าใช้จ่ายปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมทำให้นิวเมติกส์เป็นหลักในการผลิตและระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ระบบนิวเมติกถูกรวมเข้าไว้เพื่อทำหลายสิ่งหลายอย่างรวมถึง: 

• การจัดการวัสดุ - นิวเมติกส์ใช้ร่วมกับระบบอื่นๆในเซลล์งานเช่นสายพานลำเลียงเพื่อเบี่ยงเบนวัตถุและควบคุมการไหลของวัสดุ
• Clamping and Holding - ที่หนีบและกริปเปอร์แบบนิวแมติกสามารถยึดชิ้นส่วนให้อยู่กับที่ได้อย่างแน่นหนาในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนหรือการประกอบ
• บรรจุภัณฑ์ - ระบบนิวเมติกใช้ในเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์สำหรับการปิดผนึกการตัดและการติดฉลากผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ 
• การทำงานของเครื่องมือ - เครื่องมือลมเช่นสว่านเครื่องบดและประแจมักใช้ในสายการประกอบเพื่อความน่าเชื่อถือและความสะดวกในการใช้งาน 

นิวเมติกส์เป็นรากฐานที่สำคัญของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและนำไปสู่ประสิทธิภาพและประสิทธิผลของกระบวนการผลิตที่ทันสมัย

ตรวจสอบความเข้าใจของคุณ 

ก่อนเริ่มบทเรียนต่อไปตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่านเข้าใจแนวคิดในบทเรียนนี้โดยตอบคำถามในเอกสารด้านล่างในสมุดบันทึกวิศวกรรมของท่าน

ตรวจสอบคำถามเกี่ยวกับความเข้าใจของ คุณ > (Google Doc /.docx /.pdf )

เลือก ถัดไป > เพื่อไปยังบทเรียนถัดไปเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบของระบบนิวแมติก