การศึกษาการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Robot Kinematics)

บทความนี้มาดูความหมายของการศึกษาการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม หรือ จลศาสตร์ของหุ่้นยนต์ หรือ Robot Kinematics กันครับ ในการวิเคราะห์ kinematics นั้น ตำแหน่ง ความเร็ว และความเร่งของทุกก้านโยง (Links) ของหุ่นยนต์สามารถคำนวณได้โดยไม่พิจารณาแรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ แรงที่เกี่ยวข้อง และแรงบิด จะถูกศึกษาในส่วนพลศาสตร์ (Dynamics)

Robot Kinematics เป็นยังเกี่ยวกับการศึกษาในแง่ของการเคลื่อนที่ที่ซ้ำซ้อน การหลีกเลี่ยงการชน และการหลีกเลี่ยงตำแหน่งที่หุ่นยนต์ไม่สามารถเึคลื่อนที่ได้ ในการศึกษา Kinematics ของหุ่นยนต์ เราจะให้แต่ละส่วนของหุ่นยนต์เป็น Frame ดังนั้น การศึกษาการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ซึ่งมีหลายก้านโยงเชื่อมกัน จึงเป็นการศึกษา Frame แต่ละ Frame ที่เคลื่อนที่ต่อกัน เช่น ก้านโยงที่ 1 ต่อกับเบส ก้านโยงที่ 2 เชื่อมโยงกับก้านที่ 1

Robot Kinematics จะแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

1. Forward Kinematics หรือบางครั้งแรกว่า Direct Kinematics : ความยาวของแ่ต่ละก้านโยง (Links) และมุมของแต่ละข้อต่อจะถูกกำหนดมา เราสามารถคำนวณตำแหน่งต่างๆของปลายแขนหุ่นยนต์ได้ จากมุมและความยาวก้านโยงที่กำหนดมานี้

2. Inverse Kinematics : ความยาวของแต่ละก้านโยงและตำแหน่งเป้าหมายของหุ่นยนต์ถูกให้มา เราสามารถคำนวณมุมแต่ละมุมได้จากตำแหน่งเป้าหมายเหล่านั้นภายในพื้นที่การทำงานของหุ่นยนต์ วิธีนี้สามารถประยุกต์ใช้คำนวณสำหรับงานในลักษณะต่างๆ เช่น การหยิบจับวัตถุที่มีตำแหน่งเปลี่ยนแปลงบ่อย

ในการวิเคราะห์หุ่นยนต์ ลักษณะทางกายภาพของหุ่นยนต์สามารถอธิบายในรูปของ Kinematic Diagram ส่วนวิธีที่ใช้ในการคำนวณหรือการกำหนดตัวแปรต่างๆ มีหลายวิธี เช่น Denavit-Hartenberg, การแปลงทางเรขาคณิต และวิธีทางพีชคณิต เป็นต้น

How iRobot Roomba Works : Vacuum Cleaning Robot (การทำงานของหุ่นยนต์ดูดฝุ่น)

Dirt, dust, crumbs and pet hair. Floors are often so hard to keep up with due to all the daily traffic. But not with Roomba, this vacuuming robot does all the work for you, lifting an amazing amount of debris from your carpets and hard floors.

ฺBuy Super Save! iRobot Roomba @amazon
iRobot 560 Roomba Vacuuming Robot, Black and Silver
iRobot 530 Roomba Vacuuming Robot, White
iRobot Roomba Pet Series 532 Vacuum Cleaning Robot
iRobot 610 Roomba Professional Series
iRobot 500 Series Roomba Vacuum-Cleaning Robot with On-Board Scheduling
iRobot Roomba 4210 Discovery Vacuuming Robot, White
iRobot Roomba 550 / 551 AeroVac Technology Vacuum Cleaning Robot with On-Board Scheduling, 2 Extra Filters, 2 Virtual Walls, & 2 Extra Bristle Brushes
iRobot Roomba 4900 Self-Charging Drive-On Home Base
iRobot Roomba Intelligent Floorvac Robotic Vacuum, Red
iRobot Roomba 510 Vacuuming Robot

How iRobot Roomba Works

Cleaning System
Roomba picks up an amazing amount of dirt, dust, pet hair, dander, cat litter, crumbs, leaves and other debris as it autonomously navigates throughout your home. Roomba automatically adjusts from carpets to hard floors and cleans everywhere you want while avoiding off-limit areas. Continue reading »

Serial Robot VS Parallel Robot

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จะมี 2 ประเภทใหญ่ๆ ครับ นั่นคือ แบบอนุกรม (Serial Robot) และแบบขนาน (Parallel Robot) บทความนี้เรามาดูความหมายและความแตกต่างของหุ่นยนต์ 2 ประเภทนี้แบบสรุปกันครับ

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบอนุกรม (Serial Robot)
Serial Robot เป็นหุ่นยนต์ที่เราเห็นกันค่อนข้างบ่อยครับ มีโครงสร้างคล้ายแขนมนุษย์ โดยเป็นการเชื่อมโยงระหว่างวัตถุแข็งเกร็งประกอบขึ้นมาเป็นเอว ไหล่ ข้อศอก แขน และ มือ ข้อต่อที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างแต่ละ link จะมี 2 ประเภท คือ 1) ข้อต่อเคลื่อนที่ในเชิงเส้น (Prismatic Joint) เป็นข้อต่อที่เคลื่อนที่ได้ตามแนวแกน XYZ  2) ข้อต่อเคลื่อนที่แบบหมุน (Revolute Joint) ข้อต่อนี้จะเป็นการหมุนในลักษณะเชิงมุนหรือหมุนเป็นค่าองศา พื้นที่การทำงานก็จะขึ้นอยู่กับรูปแบบของหุ่นยนต์แต่ละตัว เช่น มีพื้นที่การทำงานเป็น ทรงกลม ลูกบาศก์ เป็นต้น
ข้อดี
- มีพื้นที่การทำงานที่ใหญ่ตามขนาดของตัวหุ่นยนต์
ข้อเสีย
- รับน้ำหนักของภาระงานได้น้อยกว่า Parallel Robot
การประยุกต์ใช้งาน
การใช้งานที่เห็นได้ชัด คือ อุตสาหกรรมรถยนต์ เช่น งานการพ่นสี การเคลื่อนย้ายตัวถัง การเชื่อม เป็นต้น

Robot Arm

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบขนาน (Parallel Robot)
Parallel Robot เป็นหุ่นยนต์ที่มี link ในการทำงานตั้งอยู่บนฐานเดียวกันมากกว่า 1 link โดยมีหน่าที่การทำงานในจุดเดียวกัน ข้อต่อที่ใช้ในการเคลื่อนไหวมี 2 ลักษณะเหมือนกับ Serial Robot
ข้อดี
-มีความแม่นยำ เที่ยงตรง มีการทำงานที่รวดเร็ว สามารถรับภาระงานหนักได้
ข้อเสีย
-พื้นที่การทำงานมีการจำกัด และการคำนวณการเคลื่อนที่ทางจลศาสตร์ (Robot Kinematics) ยากกว่า Serial Robot
การประยุกต์ใช้งาน
- ที่เห็นได้ชัดคือ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การประกอบแผงวงจร เป็นต้น

Parallel Robot

iRobot 560 Roomba Vacuuming Robot (หุ่นยนต์ดูดฝุ่น)

iRobot 560 Roomba Vacuuming Robot

วันนี้ไม่ได้มาขายของน่ะครับ แค่อยากชี้ให้เห็นว่า เมืืองนอกเค้าใช้หุ่นยนต์ดูดฝุ่นในลักษณะไหนกันบ้าง ผมลองค้นดูส่วนใหญ่เจ้าหุ่นยนต์ดูดฝุ่นจะมีลักษณะเดียวกัน คือ กลมๆ แบนๆ แต่ความสามารถของมันแม่บ้านหลายๆคน ค่อนข้างที่จะสนใจอยากได้เลยทีเดียว

With dramatically improved navigation, cleaning coverage, vacuum pickup, and particle filtration, the Roomba 560 vacuuming robot picks up amazing amounts of dirt and debris with the simple touch of a button. The powerful unit features innovative spinning side brushes that grab dirt and dust from corners and along wall edges, as well as two high-speed, counter-rotating brushes that pick up pet hair, cat litter, food crumbs, and other debris from floors. The vacuum sucks up the debris and deposits it into a large, easy-to-empty, bagless dust bin, and its improved fine-filtration system traps dust, pollen, and other allergens inside the unit, reducing infiltration into the living environment.For added convenience, the vacuum’s cleaning head automatically adjusts to transition from wood, tile, and linoleum to carpets and rugs, while improved anti-tangle technology ensures it will not get stuck on cords and rug fringe. If the unit begins to pick up a cord or carpet tassel, it will automatically reverse the direction of its brushes to extract the item. A gentle-touch bumper system senses obstacles so the vacuum automatically slows its approach, gently touches the obstacle, then redirects to continue cleaning under or around the object. Because it cleans under beds, couches, and other hard-to-reach areas, it actually vacuums more of the floor than a standard upright. The vacuum also senses dirtier areas and spends more time cleaning them, and it uses built-in cliff sensors to avoid stairs and other drop-offs. In addition, invisible barriers can be set using the 2 auto virtual walls included in the system. To mark off-limit areas, simply place a virtual wall at a doorway or other opening and adjust the infrared beam setting to the distance of the opening. The unit automatically detects the beam and will not cross it.

The vacuuming robot returns to its self-charging Home Base to dock and recharge between cleaning cycles or when the battery starts to run low. Its advanced power system consists of a fast-charging battery, a three-hour charger, and a power source that supercharges the unit for up to 120 minutes of continuous cleaning, covering about three to four average-size rooms on a single charge. Other accessories include two Auto Virtual Walls, a brush cleaning tool, and an extra filter. The vacuuming robot measures 16-3/4 by 21 by 5 inches and carries a one-year limited warranty.

Buy! iRobot 560 Roomba Vacuuming Robot, Black and Silver