การพัฒนาการควบคุมสำหรับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด

Abstract

โคบอท คือ อุปกรณ์ชนิดพาสซีฟ (Passive device) ซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถทำงานร่วมกับผู้ปฏิบัติงานได้โดยตรง ทั้งนี้เทคโนโลยีโคบอทยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวางไม่ว่าจะเป็น แฮปติกอินเตอร์เฟส (Haptic interface) ปฎิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ (Human-Robotic Interaction) การขนถ่ายวัสดุ การประกอบชิ้นงาน และ การนำไปใช้ในทางการแพทย์เป็นต้น งานวิจัยนี้นำเสนอหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด (Resizable Cobot) ซึ่งเป็นหุ่นยนต์โคบอทที่ทำงานบนระนาบสามมิติ หุ่นยนต์โคบอทนี้สามารถขยายออกหรือลดขนาดขณะทำงาน ซึ่งเป็นจุดเด่นที่ทำให้หุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดสามารถปฏิบัติงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้บนระนาบการทำงานที่มีพื้นที่จำกัด สำหรับในส่วนของการควบคุมนั้น ในปัจจุบัน หุ่นยนต์โคบอทใช้การควบคุมแบบป้อนไปข้างหน้า (Feed forward control) ซึ่งทำการคำนวณจากจลนศาสตร์ (Kinematics) และ การควบคุมป้อนกลับ (Feedback control) ในปริภูมิการทำงาน (Configuration space) เพียงเท่านั้น เนื่องจากงานวิจัยหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดที่ผ่านมาไม่สามารถชดเชยค่าความผิดพลาดได้ดีเพียงพอ งานวิจัยนี้จึงมุ่งพัฒนา การควบคุมป้อนกลับ โดยทำการเพิ่มการพัฒนาการควบคุมแบบป้อนกลับในปริภูมิล้อ (Wheel space) นอกจากนั้นได้นำเสนอการควบคุมวิธีการใหม่ที่ใช้กับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดโดยการรวมกันของปริภูมิโครงแบบและปริภูมิปรับขนาดด้วยการนำหลักการของปริภูมิ 4 มิติ มาประยุกต์ใช้ จากนั้นทำการจำลองในคอมพิวเตอร์และทำการทดสอบจริงกับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด ซึ่งผลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นถึงค่าผิดพลาดที่มีค่าน้อย โดยหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดสามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางการเคลื่อนที่อ้างอิงและสามารถ รักษาการปรับขนาดตามคำสั่งการปรับขนาดได้อย่างถูกต้องขณะที่มีการเคลื่อนที่อีกด้วย