การพัฒนาหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรม 4.0 ด้วย ROS 2 และ LabVIEW
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติถือเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการผลิตสมัยใหม่ในยุคอุตสาหกรรม 4.0 เนื่องจากสามารถสร้างเส้นทางเดินและหลบหลีกสิ่งกีดวางได้ด้วยตนเอง ทำให้มีความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง แต่จะพบว่าหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติเชิงพาณิชย์มีราคาสูงและการเชื่อมต่อกับโปรแกรมภายนอกทำได้ยาก เป็นผลให้โรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็กและกลางของไทยไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีนี้ได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงนำเสนอการพัฒนาหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติด้วยซอฟต์แวร์ ROS 2 ที่เป็นโอเพนซอร์สในการพัฒนาระบบควบคุมและนำทางของหุ่นยนต์ ร่วมกับซอฟต์แวร์ LabVIEW ที่เป็นซอฟต์แวร์ทางด้านงานวิศวกรรมเพื่อสร้างส่วนติดต่อกับผู้ใช้งาน โดยโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นจาก LabVIEW จะรับคำสั่งจากผู้ใช้งานบนคอมพิวเตอร์และส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายไร้สายไปยังโปรแกรม ROS 2 ที่ทำงานอยู่บนคอมพิวเตอร์ของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ เพื่อควบคุมให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติที่พัฒนาขึ้นนี้จะมีต้นทุนทางด้านซอฟต์แวร์ที่ลดลงมาก มีความยืดหยุ่นสูง และสามารถขยายต่อได้ในอนาคต จากผลการทดลองพบว่าโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นจาก LabVIEW สามารถรับส่งข้อมูลกับโปรแกรม ROS 2 ได้เป็นอย่างดี สามารถสร้างแผนที่จากการควบคุมแบบแมนนวลผ่านโปรแกรม LabVIEW หุ่นยนต์สามารถสร้างเส้นทางเดินไปยังจุดหมายพร้อมหลบหลีกสิ่งกีดขวางได้ด้วยตัวเองอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการนำทางในพื้นที่โล่งมีค่าความผิดพลาดเฉลี่ยในแนวแกน x, y, φ เท่ากับ 0.08 m, -0.03 m, -5.19o ตามลำดับ ส่วนกรณีการนำทางที่มีสิ่งกีดขวางมีค่าความผิดพลาดเฉลี่ยในแนวแกน x, y, φ เท่ากับ 0.07 m, -0.03 m, -4.28o ตามลำดับ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ลิขสิทธิ์เป็นของวารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
เอกสารอ้างอิง
M. A. M. S. Lemstra and M. A. de Mesquita, “Industry 4.0: A tertiary literature review,” Technol. Forecast. Soc. Change, vol. 186, p. 122204, Jan. 2023.
S. Rane, P. Shah and R. Sekhar, “Survey of technologies for Industry 4.0,” in Proc. 6th Int. Conf. Comput., Commun., Control Autom. (ICCUBEA), Pune, India, 2022, pp.1–6.
S. Eskilander, Product Design for Automatic Assembly – A Method for Product Design (DFA2). Stockholm, Sweden: Royal Institute of Technology (KTH), 2001.
E. Oztemel and S. Gursev, “Literature review of Industry 4.0 and related technologies,” J. Intell. Manuf., vol. 31, pp. 127–182, 2020.
R. Y. Zhong, X. Xu, E. Klotz and S. T. Newman, “Intelligent manufacturing in the context of Industry 4.0: A review,” Engineering, vol. 3, no. 5, pp. 616–630, Oct. 2017.
P. Chutima, Flexible Manufacturing System. Bangkok, Thailand: Chulalongkorn University Press, 2001.
R. C. Arkin and R. R. Murphy, “Autonomous navigation in a manufacturing environment,” IEEE Trans. Robot. Autom., vol. 6, no. 4, pp. 445–454, Aug. 1990.
X. Zhao and T. Chidambareswaran, “Autonomous mobile robots in manufacturing operations,” in Proc. 19th Int. Conf. Autom. Sci. Eng. (CASE), Auckland, New Zealand, 2023, pp. 1–7.
L. Joseph and J. Cacace, Mastering ROS for Robotics Programming: Best Practices and Troubleshooting Solutions When Working with ROS, 3rd ed. Birmingham, U.K.: Packt Publishing, 2021.
D. Thomas, W. Woodall, and E. Fernandez, “Next-generation ROS: Building on DDS,” in Proc. ROSCon 2014, Chicago, IL, USA, Sept. 2014. Mountain View, CA: Open Robotics.
P. Phueakthong and J. Varagul, “A development of mobile robot based on ROS2 for navigation application,” in Proc. Int. Electron. Symp. (IES), Surabaya, Indonesia, 2021, pp. 517–520.
Y. Liu, Y. Lu, C. Peng, Q. Bu, Y. C. Liang and J. Sun, “Autonomous vehicle based on ROS2 for indoor package delivery,” in Proc. 28th Int. Conf. Autom. Comput. (ICAC), Birmingham, U.K., 2023, pp. 1–7.
C. R. Pozna, E. Horváth, and J. Kovács, “Developing rapid prototype-capable applications for industrial mobile robot platforms,” in Proc. IEEE 18th Int. Conf. Intell. Eng. Syst. (INES), Tihany, Hungary, 2014, pp. 203–207.
H. W. Picot, M. Ateeq, B. Abdullah, and J. Cullen, “Industry 4.0 LabVIEW-based industrial condition monitoring system for industrial IoT,” in Proc. 12th Int. Conf. Develop. eSystems Eng. (DeSE), Kazan, Russia, 2019, pp. 1020–1025.
ROS.org. (2023, April 13). Diff drive controller [Online]. Available: https://wiki.ros.org/diff_drive_controller
Real-Time Innovations, Inc. (2024, Nov 18). Data Distribution Service Toolkit [Online]. Available: www.ni.com/en/support/downloads/tools-network/download.data-distribution-service-toolkit.html
Open Navigation LLC. (2025, Aug 20). Navigation2 (Nav2) Framework [Online]. Available: https://docs.nav2.org/
X. Zhang, J. Lai, D. Xu, H. Li, and M. Fu, “2D lidar-based SLAM and path planning for indoor rescue using mobile robots,” J. Adv. Transp., vol. 2020, p. 8867937, 2020.
