บทที่ 7 ระบบขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ

บทที่ 7 ระบบขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ

            ระบบสายพานลำเลียง คือ เครื่องจักรที่ใช้ในการลำเลียงวัตถุจากจุดๆ หนึ่งไปยังจุดอื่นๆ ด้วยสายพาน ระบบสายพานลำเลียง = เครื่องจักร + สายพาน + ใช้เพื่อลำเลียง

            นอกจากนี้ยังมีระบบสายพานแบบอื่นๆ อีกมากมาย โดยแต่ละแบบจะมีชื่อเรียกที่ต่างกันไปตามรูปลักษณ์ และวัสดุที่ใช้ เช่น

      -Belt Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงแบบทั่วไป คือใช้สายพานในการลำเลียง

      -Mini Belt Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงขนาดเล็ก ส่วนใหญ่ใช้สายพานเป็น PVC หรือ PU

      -Rubber Belt Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงที่ใช้สายพานที่มีวัสดุเป็นยางสีดำ

      -Roller Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียง ที่ไม่ใช้สายพาน แต่จะใช้เพียงแค่ลูกกลิ้งเพื่อลำเลียงสินค้า

      -Top Chain Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงที่ใช้โซ่พลาสติก หรือโซ่สเตนเลสมาใช้แทนสายพาน

      -Wire Mesh Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงที่นำตะแกรงโลหะมาใช้แทนสายพาน

      -Modular Belt Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงที่ใช้สายพานเป็นพลาสติกชนิดพิเศษทนทานสูง

      -Overhead Conveyor คือ ระบบสายพานลำเลียงที่จะลำเลียงวัตถุไว้ที่ความสูงระดับเหนือศรีษะขึ้นไป

รถ AGV 

             คืออะไร รถ AGV (Auto Guiding Vehicle) หรือเรียก กันว่า รถขนส่ง อัตโนมัติ มีระบบควบคุมเส้นทาง และ นำทางการขับเคลื่อนด้วยการเหนี่ยวนำของสนาม แม่เหล็กที่ฝังอยู่ในพื้นผิวทางเดินรถ AGV หรือแบบ ควบคุมโดยการตรวจจับด้วยแสงเลเซอร์ เพื่อให้รถ AGV สามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดได้ ด้วยการประมวลผลควบคุมการทำงาน โดยไมโคร- คอนโทรลเลอร์

ประโยชน์ของรถ AGV

         รถขนส่งเคลื่อนที่อัตโนมัติ (Automated Guided Vehicles)

         รถขับเคลื่อนอัตโนมัติ (AGV)

            เป็นรถที่มีการขับเคลื่อนโดยไม่มีคนขับ  เคลื่อนไปตามทางบนเส้นลวดที่ฝังไว้ใต้พื้นของโรงงาน  สามารถควบคุมเส้นทางเดินของรถได้โดยคอมพิวเตอร์  ในปัจจุบันมีการใช้อัลกอริทึม (algorithms) หลาย ๆ แบบเพื่อการคำนวณเส้นทางของลวดที่จะฝังลงบนพื้นและคำนวณเส้นทางที่น่าพอใจที่สุดของรถจากจุดเริ่มต้นไปสู่จุดหมาย  เส้นทางที่กล่าวถึงอาจเป็นแบบแสง (passive  fluorescent) หรือแบบแม่เหล็ก (magnetic  line) ถูกทาสีบนพื้นหรือการใช้ลวดนำทาง (active  guide  wire) ฝังไปในพื้น

             ส่วนประกอบของการนำทางของ AGV ประกอบด้วยตัวนำทิศทางระบบซึ่งปล่อยรถออกและควบคุมการนำทาง  การติดต่อกับรถทำได้โดยลวดนำทางซึ่งฝังไว้ใต้พื้น  ตัวนำระบบถูกติดต่อกับรถทั้งหมดตลอดเวลา แต่ละคันมีความถี่นำทางของมันเองและตามลวดนำทางไปกับการช่วยของตัวตรวจรู้ (sensor) ความถี่การติดต่อระดับสูงกว่าถูกใช้สำหรับการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างตัวนำระบบกับแผงคอมพิวเตอร์ (on-boardcomputers) ดังนั้นตัวนำระบบจะได้รับการแจ้งตลอดเวลาเกี่ยวกับตำแหน่งและสภาวะของการยกของรถ  ตำแหน่งของรถสามารถแสดงได้บนสถานี(terminal) วัสดุซึ่งอยู่บนรถถูกกำหนดโดยการอ่านสัญลักษณ์บาร์โค๊ด (barcode) และข่าวสารถูกถ่ายทอดไปโดยช่องของข้อมูลไปยังตัวนำระบบ  การเดินทางของรถทั่วทั้งโรงงานถูกกำหนด ณ จุดยุทธศาสตร์เนื่องจากผลตอบสนองในพื้นและตัวรับในรถ ณ จุดที่กำหนดรถได้รับคำแนะนำในการติดตามเส้นทางที่ให้ไว้            หน้าที่ที่จำเป็นของตัวนำระบบมีดังนี้

            1. การเลือกของรถและการจัดการกับรถที่ว่าง

            2. การควบคุมของการจัดสรรลำดับของรถ

            3. การเก็บข้อมูลของตัวขนถ่าย

            4. การควบคุมของทิศทางที่ถูกต้อง

      ส่วนประกอบของ AGV

            1. ส่วนของตัวรถ

            2. ส่วนของตัวตรวจเช็คเส้นทาง (Guided sensor)

            3. ส่วนของตัวตรวจเช็คความปลอดภัย (Safety sensor)

            4. ส่วนของต้นก าลัง (Motor)

            5. ส่วนของไฟฟ้ าภายในตัวรถ (Power supply)

            6. ส่วนของอิเล็กทรอนิกส์ก าลัง (Power electronics)

            7. ส่วนของตัวควบคุม (Controller)

      ระบบการนำทางและวางแผนเส้นทาง

          จากการช่วยของโมดูล (module) การนำทางและการวางแผนเส้นทางรถสามารถคำนวณเส้นทางของมันตามพื้นโรงงาน มันจะพยายามวางแผนเส้นทางที่น่าพอใจมากที่สุดระหว่างตำแหน่งเริ่มและตำแหน่งเป้าหมายและมันพยายามที่จะอยู่บนเส้นทางนั้น  หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางและการชนที่เป็นไปได้  ระบบการนำทางต้องถูกปรับปรุงในการใช้งาน  บ่อยครั้งงานง่ายๆในระบบการเก็บวัสดุสามารถที่จะแก้ไขได้โดยการคำนวณคงที่ (dead  reckoning) ของรถจากจุดเริ่มถึงจุดเป้าหมาย

           1. ที่ระดับการวางแผน  ผู้วางแผนวาดเส้นทางที่เป็นไปได้และไม่มีการชนเกิดขึ้นโดยการใช้อัลกอริทึมที่ชาญฉลาด (expert  knowledge) อย่างไรก็ตาม ณ จุดเริ่มต้นรถต้องคำนวณจุดเริ่มของมัน  สิ่งนี้ทำโดยเริ่มตรงที่รู้โดยตัวตรวจรู้ (sensor) ผู้วางแผนอาจจะลองค้นหาเพื่อเจอแผนที่ดีที่สุด  ตามเงื่อนไขของการพึงพอใจมากที่สุดแล้วอาจจะเป็นเส้นทางที่สั้นที่สุดหรือเส้นทางที่มีสิ่งกีดขวางอยู่น้อยที่สุด

            2. ที่ระดับการนำทางมีโมดูล (module) การวางแผนท้องถิ่นซึ่งมีความรู้เกี่ยวกับเส้นทาง  วัตถุของมันและสิ่งกีดขวางที่เป็นไปได้  การวางแผนที่ดีของการนำทางถูกทำบนพื้นฐานของแผนซึ่งถูกร่างจากระดับก่อนหน้านี้  ดังนั้นสภาวะท้องถิ่นทั้งหมดอาจจะถูกพิจารณามันเป็นสิ่งสำคัญในการเข้าใจสิ่งกีดขวางที่ไม่รู้โดยการใช้ตัวตรวจรู้(sensors)และรายงานสภาวะที่ไม่ปกติให้กับระบบวางแผนปัญหาทั้งหมดต้องถูกพิจารณาเพื่อการวางแผนในอนาคต

             3. ที่ระดับการขับเป็นสิ่งที่ถูกกระทำเป็นหน้าที่การควบคุมเบื้องต้นของรถ  สำหรับการวางแผนเส้นทางเดิน  แผนที่ของโลกถูกใช้ในการแสดงเส้นทางที่จะเดินทางในรายละเอียด  สำหรับการปฏิบัติการง่ายๆแผนที่สองมิติก็เพียงพอสำหรับเส้นทาง  ทางแยกย่อยแลทางตัด  กับการช่วยของแผนที่ส่วนของเส้นทางถูกคำนวณ

        ประโยชน์ที่ได้รับ

- ลดต้นทุนการผลิต

- มีการวางแผนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

- บริหารบุคลากรได้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพ

- ลดอุบัติเหตุ

 

   

 

การส่งกำลังโดยใช้สายพาน

สายพาน (Belts)

           การส่งกำลังด้วยสายพานเป็นการส่งกำลังชนิดแบบอ่อนตัวได้ซึ่งมีข้อดีข้อเสียหลายอย่าง เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการส่งกำลังแบบเฟืองและการส่งกำลังแบบโซ่ ข้อดีคือ มีราคาถูกและใช้งานง่าย รับแรงกระตุกและการสั่นสะเทือนได้ดี ขณะใช้งานไม่มีเสียงดัง เหมาะสำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาที่อยู่ห่างกันมาก ๆ และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตามข้อเสียของการขับด้วยสายพานก็มี คือ อัตราการทดที่ไม่แน่นอนนักเนื่องจากการสลิป (Slip) และการครีฟ (Creep) ของ สายพานและต้องมีการปรับระยะห่างระหว่างเพลาหรือปรับแรงดึงในสายพานระหว่างการใช้งาน นอกจากนั้นยังไม่อาจใช้งานที่มีอัตราทดสูงมากได้

หน้าที่สายพาน

          สายพานในปัจจุบันใช้สำหรับส่งกำลัง การเคลื่อนที่และส่งถ่ายสิ่งของในรูปแบบต่าง ๆ สายพานถูกออกแบบให้เหมาะสมกับสภาพของการทำงาน ที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ สายพานวี สามารถส่งกำลังได้ดีกว่าสายพานแบบอื่น ๆ และมีราคาถูก ส่วนสายพานชนิดอื่นก็ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ชนิดของสายพาน

ชนิดของสายพานเราสามารถแบ่งออกได้ 4 ชนิด ด้วยกันคือ

1. สายพานแบน (Flat Belts)

แสดงลักษณะของสายพานแบน (Flat Belts)
         สายพานแบน เป็นอุปกรณ์อีกชนิดที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ใช้ในการส่งถ่ายกำลังจากพูลเลย์ของเพลาขับไปยังพูลเลย์ของเพลาตาม (เป็นอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่เราต้องการให้เกิดการทำงาน เช่น ปั๊มน้ำ  หรือ พัดลม เป็นต้น) โดยกำลังที่ส่งถ่ายจะขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

- ความเร็วของสายพาน
- ความตึงของสายพานที่พาดผ่านชุดพูลเลย์
- มุมที่สายพานสัมผัสกับพูลเลย์ (Arc of Contact) โดยเฉพาะพูลเลย์ตัวที่เล็กกว่า

- สภาพแวดล้อมที่สายพานนั้นถูกใช้งาน เช่น มีความชื้นอยู่ตลอดเวลา หรือมีไอแอมโมเนีย ซึ่งจะส่งผลให้อายุของสายพานสั้นลง

2. สายพานวี (V – Belts)

หน้าที่การใช้งานสายพานวี
         สายพานส่วนใหญ่ใช้กับเครื่องจักรกลตามโรงงานต่าง ๆ สามารถส่งกำลังได้ในตำแหน่งต่าง ๆ ได้ แต่ไม่สามารถส่งกำลังแบบไขว้เหมือนกับสายพานแบน ลักษณะการใช้งานของสายพานวี เช่น สายพานของเครื่องกลึง สายพานของรถไถนาเดินตาม เป็นต้น

3. สายพานกลม (Ropes Belts)

         สายพานกลมที่มีหน้าตัดเป็นรูปวงกลม การส่งกำลังด้วยสายพานกลมจะให้ความยืดหยุ่นสูงมาก และสามารถปรับตั้งทิศทางการหมุนได้หลายทิศทางตามความต้องการของผู้ใช้ สายพานกลมทำจากพลาสติกโพลียูริเทน จะต้านทานน้ำ น้ำมัน จาระบี และน้ำมันเบนซิน ขณะการทำงานจะไม่เกิดเสียงดัง

4. สายพานไทมิ่ง (Timing Belts)

         สายพานไทมิ่งมีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลียมคางหมู และจะมีฟันเฟืองตลอดความยาวของสายพาน เป็นสายพานที่มีแกนรับแรงด้วยลวดเหล็กกล้า หรือทำด้วยลวดไฟเบอร์ฝังอยู่ในยางเทียม ฟันของสายพานทำด้วยยางเทียม แต่สูตรประสมพิเศษเพื่อให้คงรูปพอดีกับล้อของพูลเลย์ ซึ่งจะหุ้มด้วยเส้นใยไนลอนเพื่อลดการสึกหรอ สายพานชนิดนี้สามารถงอตัวได้ดี ใช้กับพูลเลย์ล้อเล็ก ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตรได้ เนื่องจากร่องสายพานจะมีขนาดเดียวกับบนร่องพูลเลย์ ทำให้เกิดการขบกันเหมือนฟันเฟือง จึงไม่เกิดการลื่นไถลขณะส่งกำลัง สามารถใช้เป็นตัวส่งกำลังงานในเครื่องยนต์ โดยเป็นตัวขับเฟืองเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาราวลิ้น และจะไม่เสียงดังขณะทำงาน

ข้อแนะนำในการใช้สายพานให้เกิดประโยชน์สูงสุด

- การเลือกซื้อสายพานควรเลือกขนาดพร้อมกับรหัสของบริษัทผู้ผลิตที่แยกประเภทของสายพานออกไป ตามประเภทของการใช้งาน

- การเก็บรักษาควรเก็บไว้ให้เรียบร้อยพร้อมที่จะหยิบใช้งานได้อย่างสะดวก การเก็บอยู่ในสภาพอากาศที่ดีจะไม่ทำให้สายพานเสื่อมสภาพ

- การทำความสะอาดจะต้องทำความสะอาดสายพานอย่าให้มีฝุ่นละอองหรือคราบน้ำมันมาเกาะสายพาน โดยการใช้ผ้าสะอาดเช็ด

- ควรตั้งให้เพลาขับและเพลาตามวางตัวอยู่ในแนวเดียวกัน

- ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของพูลเลย์ชุดขับและชุดตามไม่ควรห่างเกินกัน 10 เมตร และไม่ควรใกล้กันเกินกว่า 3.5 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพูลเลย์ตัวเล็ก

- ควรตั้งสายพานให้ด้านที่ตึงสายพานอยู่ด้านล่าง และให้ด้านที่หย่อนอยู่ด้านบน