PFT, เซินเจิ้น
บทคัดย่อ
การศึกษานี้ประเมินเทคนิคการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์และการขัดเงาทางเคมีสำหรับการตกแต่งเครื่องประดับ โดยเน้นที่ประสิทธิภาพด้านต้นทุนแรงงานและความสม่ำเสมอของพื้นผิว การวิเคราะห์เปรียบเทียบดำเนินการโดยใช้ชุดตัวอย่างของส่วนประกอบเงินและทองคำ 120 ชิ้น การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ใช้แขนกลหกแกนพร้อมหัวขัดเงาความเร็วแปรผัน ในขณะที่การขัดเงาทางเคมีใช้บ่อกรดควบคุมภายใต้สภาวะที่เป็นมาตรฐาน มีการบันทึกการวัดความหยาบของพื้นผิว (Ra) โดยใช้เครื่องวัดโพรไฟล์แบบสัมผัส และคำนวณต้นทุนแรงงานตามเวลาในการดำเนินการและการมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงาน ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ให้ความสม่ำเสมอของพื้นผิวที่สอดคล้องกัน (การเปลี่ยนแปลง Ra ≤5%) ด้วยต้นทุนอุปกรณ์เริ่มต้นที่สูงกว่า แต่ค่าใช้จ่ายด้านแรงงานต่อชิ้นที่ต่ำกว่า การขัดเงาทางเคมีให้ความสม่ำเสมอที่เทียบเคียงได้สำหรับรูปทรงเรขาคณิตแบบง่าย แต่แสดงความผันแปรที่มากกว่าบนพื้นผิวที่ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยที่สูงกว่า ผลการวิจัยสนับสนุนการเลือกใช้การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์สำหรับการผลิตเครื่องประดับปริมาณมากและซับซ้อน ในขณะที่การขัดเงาทางเคมียังคงเหมาะสมสำหรับการตกแต่งแบบง่ายๆ เป็นชุดที่มีการลงทุนจำกัด
การตกแต่งเครื่องประดับต้องมีความแม่นยำสูงเพื่อให้ได้มาตรฐานด้านสุนทรียภาพและคุณภาพ ความเรียบและความสม่ำเสมอของพื้นผิวมีอิทธิพลโดยตรงต่อการดึงดูดผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ต้นทุนแรงงานส่งผลกระทบอย่างมากต่อเศรษฐศาสตร์การผลิต การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์และการขัดเงาทางเคมีเป็นสองวิธีในการตกแต่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ประสิทธิภาพเชิงเปรียบเทียบในด้านประสิทธิภาพการดำเนินงานและความสอดคล้องของพื้นผิวต้องมีการประเมินเชิงปริมาณ การศึกษานี้ให้การประเมินอย่างเป็นระบบเพื่อเป็นแนวทางในการเลือกกระบวนการในการผลิตเครื่องประดับอุตสาหกรรม
มีการจัดตั้งกรอบการทดลองแบบเปรียบเทียบ โดยเน้นที่ผลลัพธ์ด้านแรงงานและความหยาบของพื้นผิว การศึกษานี้รวมถึงการทำซ้ำและความสามารถในการทำซ้ำโดยการทดสอบส่วนประกอบเครื่องประดับที่เหมือนกันภายใต้สภาวะที่ควบคุม
มีการรวบรวมข้อมูลจากโรงงานผลิตเครื่องประดับในเซินเจิ้นในช่วงระยะเวลาสี่สัปดาห์ ประเภทส่วนประกอบรวมถึงจี้เงิน 60 ชิ้นและแหวนทองคำ 60 วง ซึ่งแสดงถึงรูปทรงเรขาคณิตของพื้นผิวที่หลากหลาย
การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์: แขนหุ่นยนต์หกแกน (KUKA KR6) พร้อมหัวขัดเงาความเร็วแปรผัน ซึ่งตั้งโปรแกรมสำหรับการควบคุมเส้นทางอัตโนมัติ
การขัดเงาทางเคมี: การตั้งค่าบ่อกรดมาตรฐานพร้อมการควบคุมอุณหภูมิ (25 ± 1°C) และโปรโตคอลการแช่ตามเวลา
เครื่องมือวัด: เครื่องวัดโพรไฟล์แบบสัมผัส (Mitutoyo SJ-410) สำหรับการวัด Ra ต้นทุนแรงงานคำนวณจากบันทึกเวลาของผู้ปฏิบัติงาน
มีการบันทึกขั้นตอนทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำซ้ำได้ รวมถึงสคริปต์เส้นทางของหุ่นยนต์ องค์ประกอบของบ่อเคมี และโปรโตคอลความปลอดภัย
ตารางที่ 1. การเปรียบเทียบความหยาบของพื้นผิว (Ra)
| วิธีการ | รูปทรงเรขาคณิตแบบง่าย Ra (µm) | รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน Ra (µm) | การเปลี่ยนแปลง (%) |
|---|---|---|---|
| การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ | 0.12 | 0.15 | ≤5% |
| การขัดเงาทางเคมี | 0.14 | 0.22 | 15% |
การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์แสดงให้เห็นถึงความผันแปรที่ต่ำกว่าในรูปทรงเรขาคณิตทั้งแบบง่ายและแบบซับซ้อน ทำให้มั่นใจได้ถึงการตกแต่งที่สม่ำเสมอ การขัดเงาทางเคมีแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลง Ra ที่สูงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปทรงที่ซับซ้อน
รูปที่ 1. ต้นทุนแรงงานต่อชิ้น
การวิเคราะห์ต้นทุนแรงงานระบุว่าการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ลดการมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงานลง 60% ในขณะที่การขัดเงาทางเคมีต้องมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเพื่อความปลอดภัยและการควบคุมคุณภาพ
ความสม่ำเสมอที่สูงขึ้นในการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์เกิดจากการควบคุมเส้นทางเครื่องมือที่แม่นยำและแรงสัมผัสที่สม่ำเสมอ ความสม่ำเสมอในการขัดเงาทางเคมีขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิต โดยจำกัดด้วยการสัมผัสกรดที่แตกต่างกันในบริเวณที่เว้า
การติดตั้งหุ่นยนต์ต้องมีการลงทุนและการบำรุงรักษาเริ่มต้นที่สูงกว่า
การขัดเงาทางเคมีก่อให้เกิดความท้าทายด้านการจัดการสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
สำหรับการผลิตเครื่องประดับที่มีการออกแบบที่ซับซ้อนจำนวนมาก การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์จะปรับปรุงทั้งคุณภาพพื้นผิวและประสิทธิภาพแรงงาน การขัดเงาทางเคมียังคงใช้ได้กับชุดงานขนาดเล็กที่ง่ายกว่าและมีข้อจำกัดด้านต้นทุน
การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ให้ความสม่ำเสมอของพื้นผิวที่เหนือกว่าและต้นทุนแรงงานต่อชิ้นที่ต่ำกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการตกแต่งเครื่องประดับที่ซับซ้อนและมีปริมาณมาก การขัดเงาทางเคมีเหมาะสมสำหรับรูปทรงเรขาคณิตแบบง่าย แต่ต้องมีการตรวจสอบแรงงานและค่าใช้จ่ายด้านความปลอดภัยที่สูงกว่า งานวิจัยในอนาคตอาจสำรวจแนวทางแบบผสมผสานที่รวมการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์เข้ากับการตกแต่งทางเคมีเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและสุนทรียภาพของพื้นผิว
