เทคโนโลยีโรบอทเชื่อมจะทำให้กระบวนการเชื่อมเป็นไปโดยอัตโนมัติเพื่อเพิ่มความแม่นยำ เพิ่มความปลอดภัย และลดระยะเวลาที่ต้องใช้ในการทำแต่ละโครงการให้เสร็จ ประโยชน์เหล่านี้ทำให้กระบวนการเชื่อมด้วยหุ่นยนต์เป็นทางเลือกที่นิยมแทนการเชื่อมโลหะด้วยมือ อุตสาหกรรมหลายแห่งได้ใช้ประโยชน์จากกระบวนการอัตโนมัตินี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการโดยเร็วที่สุด มาดูกันว่าหุ่นยนต์สำหรับเชื่อมมีการทำงานแบบไหน พร้อมข้อดีข้อเสีย และแนวโน้มในอนาคต
หุ่นยนต์สำหรับเชื่อมมีการทำงานอย่างไร
โรบอทเชื่อมมีแขนที่สามารถเคลื่อนที่ได้แบบสามมิติแบบเส้นตรงและผ่านระนาบอื่น ๆ ที่มีรุ่นข้อต่อ ตัวป้อนลวดจะส่งลวดไปยังหุ่นยนต์ตามที่ต้องการสำหรับงานเชื่อม หัวเชื่อมความร้อนสูงที่ปลายแขนของหุ่นยนต์ ซึ่งจะหลอมโลหะเพื่อให้สามารถเชื่อมได้ เนื่องจากอุณหภูมิสูงถึงหลายพันองศา การใช้หุ่นยนต์ในกระบวนการนี้จึงช่วยให้ผู้คนปลอดภัยมากยิ่งขึ้น พนักงานที่เป็นมนุษย์ยังคงต้องอยู่ใกล้กับหุ่นยนต์เพื่อดูแลความเรียบร้อยต่าง ๆ เพื่อดำเนินการตั้งโปรแกรมตัวควบคุม ตั้งค่าโปรแกรมใหม่ ขยับแขน เป็นต้น
เครื่องมือในแขนกลจะเกิดความร้อนเพื่อหลอมโลหะเพื่อเชื่อมชิ้นส่วนที่ต้องการ ตัวป้อนลวดจะส่งลวดโลหะไปที่แขน เมื่อรอการเชื่อมส่วนถัดไป แขนจะเคลื่อนไฟฉายไปที่เครื่องทำความสะอาดเพื่อทำความสะอาดเศษโลหะที่กระเด็นออกจากแขน เหตุผลหลักประการหนึ่งที่ต้องมีหุ่นยนต์เชื่อมคือการปกป้องคนงานที่เป็นมนุษย์ ระบบอัตโนมัติเหล่านี้จึงมาพร้อมกับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่หลากหลาย เช่น อาร์คชีลด์เพื่อป้องกันความร้อนสูงจากการผสมกับออกซิเจน พื้นที่ปิดล้อมปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากอุณหภูมิ และแสงจ้า
การเชื่อมต้องใช้การศึกษาและทักษะในระดับสูง อย่างไรก็ตาม จำนวนช่างเชื่อมมืออาชีพไม่ตรงกับความต้องการของอุตสาหกรรม จากข้อมูลของ American Welding Society ภายในปี 2022 อุตสาหกรรมจะประสบปัญหาการขาดแคลนช่างเชื่อมถึง 450,000 คน ทำให้หุ่นยนต์สามารถเข้ามาแทนที่ช่างเชื่อมได้ หุ่นยนต์ทำให้กระบวนการเป็นไปโดยอัตโนมัติ ซึ่งรับรองความถูกต้องแม่นยำสูง ปริมาณของเสียน้อยลง และการทำงานที่รวดเร็วขึ้น ด้วยเครื่องจักรที่มีอยู่มากมาย หุ่นยนต์จึงปรับให้เข้ากับกระบวนการเชื่อมที่หลากหลาย เช่น การเชื่อมอาร์ค การเชื่อมความต้านทาน การเชื่อมจุด การเชื่อม TIG การเชื่อมด้วยเลเซอร์ และอีกมากมาย
หุ่นยนต์ VS. การเชื่อมด้วยมือ
การเชื่อมด้วยมือยังคงมีอยู่ในกระบวนการผลิต สำหรับโครงการที่ต้องการผู้เชี่ยวชาญเพื่อเปลี่ยนรูปแบบการเชื่อมอย่างรวดเร็ว การเชื่อมด้วยมือจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด ช่างเชื่อมมืออาชีพสามารถเปลี่ยนสิ่งที่เขาทำได้ในทันที แต่หุ่นยนต์อาจเปลี่ยนรูปแบบได้ไม่รวดเร็วเท่ากับช่างเชื่อม เนื่องจากการเชื่อมด้วยมือยังคงเป็นกระบวนการที่หลายบริษัทยังคงต้องการ ช่างเชื่อมมืออาชีพจะไม่หายไปในตลาดแรงงานในเร็ว ๆ นี้ ในความเป็นจริงแล้ว ด้วยการขาดแคลนช่างเชื่อมผู้เชี่ยวชาญที่กล่าวถึงข้างต้น ผู้ที่มีใบรับรองจะหางานทำได้ง่าย แม้ว่าจะมีหลายธุรกิจที่ลงทุนในโรบอทเชื่อมก็ตาม
สำหรับการใช้หุ่นยนต์สำหรับการเชื่อมนั้นก็จำเป็นต้องมีมนุษย์คอยดูแลอยู่ใกล้ ๆ ด้วย แต่คนที่จะควบคุมหุ่นยนต์เชื่อมได้นั้นจะต้องเป็นบุคคลที่มีการรับรองในด้านวิทยาการหุ่นยนต์ของสาขานี้ การมีผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการหุ่นยนต์ที่รู้เรื่องการเชื่อมจะช่วยให้แน่ใจว่าโครงการหรือกระบวนการผลิตต่าง ๆ ได้รับการติดตั้งโปรแกรมอย่างถูกต้องเหมาะสม เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและคุ้มค่าที่สุด
ข้อดีของหุ่นยนต์เชื่อม
- เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน หุ่นยนต์สามารถทำงานเป็นกะได้ตลอด 24 ชั่วโมง ต่างจากพนักงานที่เป็นมนุษย์ที่ต้องการการพักผ่อนและวันหยุด ชั่วโมงการทำงานที่นานขึ้นและความเร็วที่เร็วขึ้นทำให้หุ่นยนต์สามารถดำเนินโครงการให้เสร็จสิ้นได้เร็วกว่าที่มนุษย์จะทำได้
- เพิ่มความปลอดภัย โรบอทเชื่อมมาพร้อมกับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยต่าง ๆ เพื่อปกป้องผู้คนจากส่วนโค้งของการเชื่อม อุณหภูมิ และความสว่างของการเชื่อม ความปลอดภัยเหล่านี้ช่วยรักษาพื้นที่ทำงานให้ปลอดภัยมากขึ้น เมื่อคนงานมีสถานที่ทำงานที่ปลอดภัยมากขึ้น ผลผลิตก็จะเพิ่มมากขึ้นและผลงานก็น่าพอใจ การบาดเจ็บและความเสียหายของอุปกรณ์นั้นมีราคาแพงมากดังนั้นความปลอดภัยเหล่านี้จึงช่วยประหยัดเงินได้
- เพิ่มความแม่นยำ การทำงานของหุ่นยนต์เป็นการทำงานที่มีเคลื่อนไหวซ้ำ ๆ กับชิ้นส่วนจำนวนมาก เมื่อทำงานประเภทนี้ แม้แต่พนักงานที่มีประสบการณ์มากที่สุดก็ยังทำผิดพลาดได้ แต่หุ่นยนต์จะทำงานด้วยความแม่นยำที่สูงขึ้น และไม่มีความผิดพลาดใด ๆ
- ขยะน้อยลง เนื่องจากความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น หุ่นยนต์จึงสร้างของเสียน้อยลง ช่างเชื่อมมืออาจต้องทิ้งชิ้นส่วนที่เชื่อมจากความผิดพลากในการทำงาน เนื่องจากหุ่นยนต์ทำงานด้วยระดับความแม่นยำที่สูงกว่า จึงทำผิดพลาดน้อยลง โรงงานที่ใช้เครื่องเชื่อมแบบหุ่นยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้เกิดของเสียน้อยลง ปราศจากวัสดุที่ถูกทิ้งไปจากข้อผิดพลาดเหล่านั้น
- ต้นทุนการจัดส่งที่ต่ำกว่า เมื่อติดตั้งแล้ว หุ่นยนต์สามารถเชื่อมชิ้นส่วนจำนวนมากเข้าด้วยกันได้ แม้ว่าหุ่นยนต์จะมีราคาสูง แต่ความสามารถในการผลิตที่สูงก็ศามารถทดแทนตรงนี้ได้ ทำให้มีต้นทุนน้อยกว่าการจ้างทีมงานที่เป็นมนุษย์
ข้อเสียของหุ่นยนต์สำหรับเชื่อม
- ค่าใช้จ่ายสูง แน่นอนว่าหุ่นยนต์เชื่อมนั้นมีราคาสูง ธุรกิจที่มีขนาดกลางและขนาดเล็กอาจไม่คุ้มกับการใช้งานมากนัก นอกจากราคาของหุ่นยนต์แล้ว ยังต้องมีค่าใช้จ่ายแฝงอื่น ๆ ตามมาด้วย เช่น การฝึกอบรมการใช้หุ่นยนต์ เป็นต้น
- ความยืดหยุ่นน้อยลง ข้อดีของหุ่นยนต์ที่ทำงานอย่างแม่นยำมากกว่าคนก็มีข้อเสียเช่นกัน ผู้คนสามารถตอบสนองต่อสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดในแบบที่หุ่นยนต์ไม่สามารถทำได้ เมื่อหุ่นยนต์เชื่อมจำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลง ผู้ปฏิบัติงานต้องหยุดกระบวนการและตั้งโปรแกรมใหม่ สำหรับงานที่ซับซ้อนก็อาจใช้เวลามากขึ้น
อนาคตของการเชื่อมด้วยหุ่นยนต์
ในปัจจุบัน การเชื่อมด้วยหุ่นยนต์เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโครงการเชื่อมในอุตสาหกรรม แต่สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลง ด้วยเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ นวัตกรรมในอนาคตจะนำไปสู่หุ่นยนต์เชื่อมที่ง่ายต่อการใช้งาน สามารถทำงานร่วมกับเครื่องจักรอื่น ๆ ได้ และได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ลองนึกภาพการมีเพื่อนร่วมงานที่เป็นหุ่นยนต์แทนที่จะเป็นมนุษย์ บางธุรกิจใช้โคบอทอยู่แล้ว เครื่องจักรเหล่านี้มีการออกแบบที่เป็นมิตรต่อผู้คน วิศวกรได้สร้างหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานที่มีความทนทานมากขึ้น ซึ่งสามารถทำงานร่วมกับผู้คนในงานอุตสาหกรรมได้ หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานสามารถทำงานเชื่อมเพื่อเสริมการทำงานของช่างเชื่อมมนุษย์ได้ ด้วยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว คาดว่าจะมีการเติบโตมากกว่าที่ตลาดแสดงอยู่แล้ว
ทั้งตลาดการขนส่งและยานยนต์ยังคงเปิดรับนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน โรบอทเชื่อมเป็นส่วนสำคัญของการดำเนินงานของอุตสาหกรรมเหล่านี้ เนื่องจากการเติบโตของภาคส่วนเหล่านี้ ในช่วง 5 ปีระหว่างปี 2018 ถึงปี 2023 การใช้หุ่นยนต์เชื่อมจะเพิ่มขึ้นที่อัตราการเติบโตต่อปีที่ 8.91% นอกจากนี้ ความต้องการรถยนต์ที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกสร้างแรงกดดันต่ออุตสาหกรรมการขนส่งและภาคยานยนต์ให้เพิ่มการผลิต การผลิตมากขึ้นจะต้องลงทุนในเครื่องจักร เช่น โคบอทเชื่อม ที่ช่วยเพิ่มความเร็วและความแม่นยำของกระบวนการผลิตได้นั่นเอง