กริปเปอร์ (มือจับ) ที่ใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมการผลิต ตอนที่ 2
(Gripper for The general Industrial, Part 2)
วิรัช เดชาสิริสิงห์ ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบโรงงานอัตโนมัติและการลดต้นทุนในโรงงานและขบวนการผลิต
wirach.ton@gmail.com
สำหรับข้อมูลในฉบับที่แล้วได้กล่าวถึง กริปเปอร์ หรือมือจับ (Gripper) ที่ใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 5 ชนิด และได้อธิบายถึงคุณลักษณะและการใช้งานแต่ละชนิดว่ามีอะไรบ้างพอเป็นที่เข้าใจในเบื้องต้น สำหรับฉบับนี้จะได้เจาะลึกสำหรับกริปเปอร์ที่ใช้สำหรับงานพิมพ์ งานแพคเกจจิ้งและงานอื่น ๆ ที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน ซึ่งกริปเปอร์ที่ใช้งานมากในงานพิมพ์และแพคเกจจิ้งก็คือ กริปเปอร์สุญญากาศ (Vacuum Gripper) หรือในแวดวงการพิมพ์จะเรียกว่า ยางดูดสุญญากาศหรือยางดูดกระดาษ
สำหรับยางดูดสุญญากาศ แบ่งออกได้เป็นประเภทใหญ่ได้ 2 ประเภท คือ ตามลักษณะของรูปร่างของยางดูดสุญญากาศ และตามชนิดของยางที่ใช้ในการผลิตยางดูดสุญญากาศ เป็นต้น
ประเภทแรกที่จะอธิบายคือ รูปร่างของยางดูดสุญญากาศ ที่แบ่งออกได้หลายประเภทดังนี้
1. ยางดูดแบบชั้นเดียว (Flat Suction Cup)
ใช้สำหรับจับยึดชิ้นงานที่มีผิวเรียบ ไม่โค้งงอ เหมาะสำหรับการจับยึดชิ้นงานที่ต้องการความมั่นคงไม่เลื่อนหลุดง่าย เช่น กระดาษ แผ่นกระจก แผ่นพลาสติกที่มีผิวเรียบ แผ่นโลหะที่มีผิวเรียบและไม่มีน้ำมัน แผ่นกระเบื้องเซรามิค และอื่น ๆ เป็นต้น
สำหรับยางดูดแบบชั้นเดียวแบบนี้สามารถรับน้ำหนักของชิ้นงานได้ดีกว่ายางดูดประเภทอื่น ๆ ที่จะกล่าวถึงต่อไป
2. ยางดูดแบบหลายชั้น (Bellow Suction Cup)
ใช้สำหรับการหยิบจับชิ้นงานที่มีพื้นผิวไม่เป็นระนาบ แนวเรียบ หรือพิ้นผิวไม่สม่ำเสมอ โดยลักษณะของยางดูดประเภทนี้จะให้การยึดจับที่ยืดหยุ่นไปตามผิวของชิ้นงาน และเหมาะกับงานที่มีน้ำหนักเบา ซึ่งในการเลือกใช้ยางดูดแบบหลายชั้นสามารถเลือกได้ตามความขนาดโค้งงอของพื้นผิว ยิ่งพื้นผิวมีความโค้งงอหรือไม่สม่ำเสมอมากเท่าไหร่ ควรจะเลือกยางดูดที่มีจำนวนชั้นมากกว่าปกติ เพื่อให้มีความยืดหยุ่นในการจับพื้นผิวของงานที่มากกว่าปกติ และยางดูดแบบหลายชั้นนี้แบ่งออกได้ 3 ประเภทคือ
2.1 ยางดูดแบบชั้นเดียว หรือแบบ Single Bellows Suction Cups ยางดูดประเภทนี้เหมาะกับงานประเภทที่มีพื้นผิวโค้งงอเพียงเล็กน้อย เนื่องจากมีจำนวนชั้นที่น้อย ทำให้ความยืดหยุ่นในการจับชิ้นงานที่มีผิวโค้งงอ ไม่สม่ำเสมอ จะไม่สามารถทำงานได้เต็มที่ แต่ข้อดีของยางดูดแบบนี้คือ รับน้ำหนักได้มากกว่ายางดูดแบบหลายชั้น
2.2 ยางดูดแบบสองชั้น หรือแบบ Double Bellows Suction Cups ยางดูดแบบนี้จะนิยมใช้กับผิวงานที่มีลักษณะโค้งงอมากกว่าปกติ เนื่องจากลักษณะภายนอกออกแบบให้ยืดหยุ่นและโค้งงอได้ดีตามลักษณะของชิ้นงาน ทำให้สามารถจับชิ้นงานพื้นผิวไม่เรียบได้ดีกว่าแบบอื่น ๆ แต่เนื่องจากพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่นมากกว่าประเภทอื่น ๆ ทำให้ยางดูดประเภทนี้รับน้ำหนักของชิ้นงานที่จะจับได้น้อยกว่าแบบที่กล่าวมาก่อนหน้านี้
2.3 ยางดูดแบบหลายชั้น หรือแบบ Multiple Bellows Suction Cups ยางดูดแบบนี้จะนิยมใช้กับผิวงานที่มีลักษณะโค้งงอมากกว่าปกติ เนื่องจากลักษณะภายนอกออกแบบให้ยืดหยุ่นและโค้งงอได้ดีตามลักษณะของชิ้นงาน ทำให้สามารถจับชิ้นงานพื้นผิวไม่เรียบได้ดีกว่าแบบอื่น ๆ แต่เนื่องจากพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่นมากกว่าประเภทอื่น ๆ ทำให้ยางดูดประเภทนี้จะรับน้ำหนักของชิ้นงานที่จะจับได้น้อยกว่าแบบอื่น ๆ เช่นเดียวกัน
สำหรับการเลือกใช้งาน ทางผู้ใช้งานเองต้องพิจรณาดูเองว่าจะเลือกใช้ยางดูดแบบไหน ถ้าเป็นระบบหรือเครื่องจักรที่สั่งซื้อมาทั้งในและต่างประเทศ ถ้ามีการเปลี่ยนอะไหล่ยางดูดที่ชำรุดก็ควรเลือกเปลี่ยนให้เหมือนของเดิม ส่วนคุณภาพและราคาของยางดูดก็เปรียบเทียบให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานจริง
สำหรับการเลือกใช้ยางดูดแบบที่ไม่มีตัวอย่างให้ดูให้เหมาะสมกับชิ้นงาน เราต้องพิจรณารูปร่างและน้ำหนักของชิ้นงานเป็นอันดับแรก ซึ่งจะมีตารางเปรียบเทียบให้ดูตามข้างล่างนี้
ในการเลือกใช้งานดอกยางดูด (Suction Cups) นอกจากจะดูในเรื่องของน้ำหนักชิ้นงาน รูปร่างของชิ้นงานแล้ว เรายังต้องคำนึงถึงอุณหภูมิในการใช้งาน ความทนทานต่อการใช้งานทั่วไป การทนทานต่อน้ำมันหล่อลื่นและจารบี ความทนทานต่อสภาพแวดล้อมและอากาศภายนอก ซึ่งปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดว่า เราจะต้องใช้วัสดุในการทำดอกยางดูดชนิดไหนที่จะสามารถทนต่อสภาวะต่าง ๆ เหล่านี้ได้ ซึ่งการเลือกใช้ชนิดของยางที่ทำดอกยางดูดอย่างถูกต้องจะช่วยให้การใช้งานยางดูดมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดเวลา ประหยัดค่าใช่จ่ายได้อีกด้วย ตามตารางข้างล่างนี้เป็นตารางแสดงชนิดของยางแต่ละชนิดที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป ซึ่งผู้ใช้งานสามารถใช้เป็นข้อมูลในการเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับงานที่ได้ทำอยู่อย่างถูกต้อง
ตามตารางจะเห็นว่ามีวัสดุยางชนิดต่าง ๆที่ใช้ทำดอกยางดูด (Suction Cups) เช่น ยาง PUR (Poly-urethane Rubber), NR (Natural Rubber), SI (Silicone Rubber), NBR (Nitrile Rubber), SBR (Styrene-Butadiene Rubber) และ EPDM (Ethylene-Propylene Diene Rubber) ซึ่งเป็นที่นิยมใช้งานกันมากก็จะประมาณนี้ แต่อาจมีเพิ่มมากกว่านี้ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งานว่าต้องการคุณสมบัติอะไรเป็นพิเศษหรือไม่
สำหรับดอกยางดูด (Suction Cups) อีกชนิดหนึ่งที่นิยมใช้สำหรับเฉพาะงานที่ต้องการป้องกันไฟฟ้าสถิต ซึ่งยางที่ใช้ทำนี้เป็นยางที่มีคุณสมบัติในการกระจายประจุไฟฟ้า เพื่อป้องกันการเกิดไฟฟ้าสถิต (ESD) ซึ่งกระแสฟ้าสามารถไหลผ่านได้เพียงบางส่วนหรือมีปริมาณน้อยมากเมื่อเทียบกับยางกึ่งนำไฟฟ้าและยางนำไฟฟ้าทั่วไป ซึ่งยางกันไฟฟ้าสถิต หรือ ESD นี้ช่วยในเรื่องของการกำจัดประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นบนชิ้นงาน ป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นโดยเฉพาะชิ้นส่วนอิเลคทรอนิคส์ แผ่นพลาสติก แผ่นฟิล์มพลาสติก กระดาษเคลือบด้วยฟิส์ม เส้นใยที่เกิดไฟฟ้าสถิตย์ได้ง่าย เช่น การผลิตที่นอน เครื่องที่นอนต่าง ๆ เป็นต้น
สำหรับการผลิตยางดูด ESD ทางผู้ผลิตจะไม่ได้บอกสูตรว่าในเนื้อยางผสมอะไรไปบ้าง ซึ่งทั้งหมดเป็นความลับทางการค้า แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นถ้าทางผู้ใช้งานต้องการคุณภาพตามข้อกำหนดสูตรยางต้องได้ตามมาตรฐาน RoHS2 พร้อมใบรับรองผลการทดสอบเพื่อผลิตชิ้นส่วนยางกันไฟฟ้าสถิตตามกฏหมาย EU RoHS2
สำหรับดอกยางดูดแบบ ESD นี้ มีกรรมวิธีการผลิตอยู่ 2 วิธีคือ ผู้ผลิตบางบริษัทจะใช้สารเคลือบป้องกันไฟฟ้าสถิต โดยจะเคลือบเฉพาะผิวภายนอกของดอกยางดูด ซึ่งมีข้อดีคือราคาถูก ส่วนข้อเสียคือ สารที่เคลือบอาจชำรุดได้ง่าย ส่วนอีกวิธีหนึ่งคือผสมสารป้องกันไฟฟ้าสถิตลงไปในขั้นตอนผสมยาง ก่อนที่จะอัดหรือหล่อออกมาเป็นดอกยางดูด ซึ่งมีข้อดีคือ อายุการใช้งานจะยาวนานเพราะสารป้องกันไฟฟ้าสถิตจะไม่หลุดออกมา ส่วนข้อเสียก็มีคือดอกยางดูดอาจจะมีราคาแพงกว่าวิธีการผลิตแบบแรกเพราะใช้ส่วนผสมของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่มีปริมาณมากกว่า
สำหรับในอุตสาหกรรมการพิมพ์และแพคเกจจิ้ง การใช้ดอกยางดูดแบบ ESD อาจจะมีใช้ไม่มาก แต่ในปัจจุบันในวงการนี้ก็มีการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ถ้าผู้ใช้งานประสบปัญหาเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตก็สามารถเลือกใช้ดอกยางดูดประเภทนี้ได้ ซึ่งในปัจจุบันนี้ดอกยางดูดทั้งแบบธรรมดาและแบบ ESD มีผู้ผลิตทั้งในประเทศและซัพพลายเออร์ที่นำเข้าดอกยางดูดจากต่างประเทศมากมายให้เราสามารถเลือกซื้อและใช้บริการได้
สำหรับคำว่า ESD มาจากคำเต็มว่า : Electro Static Discharge : ไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิต คือ ประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลย์ของอิเล็คตรอน บนพื้นผิวของวัสดุ ความไม่สมดุลย์ของอิเล็คตรอนทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ และสนามไฟฟ้าก็จะมีผลหรือมีอิทธิพลต่อวัสดุที่อยู่รอบ ๆ
Electro Static Discharge หรือ ESD
ESD คือ การถ่ายประจุระหว่างวัสดุหรือชิ้นส่วนของวัสดุที่มีศักดิ์ไฟฟ้าต่างกัน ไฟฟ้าสถิตบนวัสดุมีหน่วยเป็น โวลต์เตจ (Voltage) หรือเรียกทั่ว ๆ ไปว่า โวลต์ (Volt)
ขบวนการที่วัสดุสัมผัสและแยกออกจากกัน ทำให้อิเลคตรอนมีการเคลื่อนย้ายถ่ายเทประจุ ทั้งนี้ขึ้นกับขนาดของพื้นที่สัมผัส ความเร็วของการแยกออกจากกัน ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) และองค์ประกอบอื่น ๆ อีกหลายอย่าง
สาเหตุการเกิดประจุไฟฟ้าสถิต ( Electro Static)
- Triboelectricity / Tribocharge
การเกิดประจุไฟฟ้าสถิตเนื่องจากการเกิดการขัดสี เช่น การถูไถ การเสียดสี หรือลากบนพื้นการเดินลากเท้าบนพื้นพรม การนั่งบนเก้าอี้ที่บุด้วยเส้นใยบางชนิด เป็นต้น - Charging by induction
การเกิดประจุไฟฟ้าสถิตเนื่องจากการเหนี่ยวนำประจุ - Charging conductor by contact
การเกิดไฟฟ้าสถิตเนื่องจากการนำประจุ - Charging by Environment
การเกิดประจุไฟฟ้าเนื่องจากสภาภะแวดล้อม
อ่านต่อฉบับหน้า……………