รู้จุดกินไฟของเครื่องจักรกล แล้วประหยัดพลังงานได้ทันที!

ความสำคัญของการประหยัดพลังงานและบทบาทของเครื่องจักรกล

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สังคมของเรากำลังเจอปัญหาใหญ่ทั้งเรื่องโลกร้อนที่รุนแรงขึ้นและทรัพยากรธรรมชาติที่เริ่มลดลง
จากสถานการณ์นี้ รัฐบาลญี่ปุ่นจึงเดินหน้าลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างจริงจัง โดยตั้งเป้าว่าในปี 2030 จะต้องลดให้ได้ 46% เมื่อเทียบกับปี 2013
ปัจจุบันบริษัทและสำนักงานต่าง ๆ ใช้ไฟมากกว่า 60% ของการใช้ไฟทั้งหมดในญี่ปุ่น และในส่วนนี้ “อุตสาหกรรมการผลิต” เองใช้ไฟไปถึงครึ่งหนึ่ง
ถ้าภาคการผลิตช่วยกันประหยัดพลังงานได้มากขึ้น ก็จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศลงได้อย่างชัดเจน

แล้วโรงงานจะลดการใช้ไฟได้อย่างไร?
ข้อมูลจากสำนักงานทรัพยากรธรรมชาติและพลังงานของญี่ปุ่นบอกว่า เครื่องจักรและอุปกรณ์การผลิตใช้ไฟมากกว่า 80% ของไฟที่ภาคการผลิตใช้ทั้งหมด
นั่นหมายความว่า วิธีที่คุ้มและได้ผลที่สุดคือการหาทางลดการใช้พลังงานใน “กระบวนการผลิต” โดยตรง

ส่วนของเครื่องจักรกลที่ใช้พลังงานมากที่สุด

ในงานผลิต เครื่องจักรกลเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในไลน์การผลิต
แต่ด้วยความสามารถในการทำงานที่สูง เครื่องจักรเหล่านี้จึงใช้ไฟค่อนข้างมาก
โดยพลังงานส่วนใหญ่ถูกใช้ไปกับส่วนต่าง ๆ ดังนี้

มอเตอร์สปินเดิล (Spindle motor): เป็นส่วนหลักที่หมุนเพื่อให้ตัดหรือเจียรชิ้นงาน ใช้ไฟมากเป็นพิเศษตอนกำลังทำงานจริง รวมถึงช่วงเริ่มเดินเครื่องและตอนหยุดเครื่อง

เซอร์โว (Servos): คือมอเตอร์และตัวขยายสัญญาณที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของแต่ละแกนอย่างแม่นยำ ต้องจ่ายไฟต่อเนื่องเพื่อให้ขยับได้ละเอียดและนิ่ง

ระบบน้ำหล่อเย็น/คูลแลนต์ (Coolant): น้ำหรือของเหลวที่ช่วยระบายความร้อนตอนตัดชิ้นงาน โดยเฉพาะ ปั๊มคูลแลนต์ ที่ต้องทำงานตลอด จึงกินไฟพอสมควร

เครื่องอัดอากาศ (Air compressor): ใช้ส่งลมอัดเข้าไปในเครื่อง เพื่อช่วยในการจับ–ปล่อยทูล และเป่าลมไล่เศษชิ้นงาน การรักษาแรงดันลมให้คงที่ทำให้ใช้พลังงานสูง

แผงควบคุม/หน้าจอการทำงาน (Operation panel): เครื่องรุ่นใหม่มีหน้าจอสัมผัส เซนเซอร์ และระบบสื่อสารต่าง ๆ ที่ต้องเปิดทิ้งไว้ตลอด แม้จะไม่กินไฟเท่าระบบขับเคลื่อน แต่ถ้าเดินไลน์ 24 ชั่วโมง ก็เป็นพลังงานที่สะสมจนมองข้ามไม่ได้

โดยรวมแล้ว ปริมาณการใช้ไฟจะมากน้อยต่างกันตามขนาดและชนิดของเครื่อง แต่ส่วนที่ใช้พลังงานหลัก ๆ ก็คือที่กล่าวมาข้างต้น
อีกเรื่องที่ไม่ควรมองข้ามคือ ไฟตอนสแตนด์บาย (Standby power)
เพราะถึงจะไม่ได้ตัดงาน เครื่องก็ยังใช้ไฟเพื่อรักษาอุณหภูมิและสภาพภายใน รวมถึงไฟส่องสว่างต่าง ๆ อีกด้วย

วิธีลดการใช้พลังงานของเครื่องจักรกล

เครื่องจักรกลเป็นหนึ่งในตัวหลักที่ใช้ไฟมากในโรงงานอุตสาหกรรม
ต่อไปนี้คือวิธีลดการใช้พลังงานของเครื่องจักรกลแบบทำได้จริง

ลดเวลาในการทำงาน (Machining Time)

การดำเนินงานตัดเฉือนให้เสร็จสิ้นได้อย่างรวดเร็วส่งผลโดยตรงต่อการลดการใช้พลังงานไฟฟ้า
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถขจัดขั้นตอนหรือการทำงานที่สูญเปล่าได้ด้วยการทบทวนเงื่อนไขการตัดเฉือนและเครื่องมือให้เหมาะสมกับชิ้นงานแต่ละประเภท หรือการปรับปรุงกระบวนการผลิต
การลดเวลาในการตัดเฉือนชิ้นงานแต่ละชิ้นลงแม้เพียงไม่กี่วินาที เมื่อสะสมในปริมาณการผลิตจำนวนมาก ก็สามารถก่อให้เกิดผลในการลดการใช้พลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ

ปรับตั้งค่าเครื่องให้เหมาะสม

ในบางกรณี การปรับตั้งค่าการทำงานและช่วงการทำงานของเครื่องมือกลให้เหมาะสมสามารถช่วยลดการเคลื่อนไหวที่สูญเปล่า และส่งผลให้การใช้พลังงานไฟฟ้าลดลงได้
ดังนั้นควรทำความเข้าใจสมรรถนะของเครื่องจักรและลักษณะของชิ้นงานอย่างครบถ้วน พร้อมทั้งปรับตั้งค่า เช่น ความเร็วตัด อัตราป้อน และความลึกในการตัดเฉือนให้เหมาะสม
นอกจากนี้ การใช้งานเครื่องจักรที่มีขนาดใหญ่เกินความจำเป็นย่อมก่อให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงาน การพิจารณาปรับลดขนาดเครื่องจักรให้สอดคล้องกับปริมาณการผลิตและรายละเอียดของงานตัดเฉือนจึงเป็นอีกแนวทางหนึ่งที่มีประสิทธิภาพ

ลดไฟตอนสแตนด์บาย (Standby Power)

ถึงไม่ได้กัดงาน เครื่องก็ยังใช้ไฟอยู่เสมอเพราะต้องรักษาสภาพและอุณหภูมิภายใน
วิธีลดคือ ปิดเครื่องเมื่อไม่ได้ใช้งาน หรือใช้โหมดประหยัดพลังงาน/โหมดกินไฟต่ำ

ลดการใช้ลม

การใช้ลมจากคอมเพรสเซอร์มากเกินไปทำให้กินไฟเพิ่ม ควรปรับการเป่าลม (air blowing), การ purge ลม และการใช้งานคอมเพรสเซอร์ให้พอดี
รวมถึงตรวจเช็กและบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อป้องกันลมรั่ว

ใช้เครื่องรุ่นใหม่ที่ประหยัดพลังงานกว่า

เครื่องมือกลรุ่นใหม่ล่าสุดมีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานสูงขึ้นอย่างมาก ช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับเครื่องจักรรุ่นเก่า
แม้ว่าเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูงจะต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้น แต่จะใช้พลังงานน้อยลงและช่วยลดระยะเวลาในการตัดเฉือน
นอกจากนี้ ระยะเวลาการทำงานที่สั้นลงยังช่วยลดการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศและอุปกรณ์ให้แสงสว่างได้อีกด้วย

ประโยชน์ของเครื่องจักรกลประหยัดพลังงาน

การประหยัดพลังงานเป็นแนวโน้มที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเครื่องมือกลในช่วงที่ผ่านมา
ประโยชน์ของการนำเครื่องมือกลที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานมาใช้งานมีดังต่อไปนี้
ผู้ผลิตที่กำลังใช้เครื่องจักรรุ่นเก่าหรือกำลังพิจารณาเปลี่ยนเครื่องมือกลใหม่ ขอแนะนำให้ใช้รายการนี้เป็นข้อมูลอ้างอิง

ลดต้นทุน

เครื่องมือกลที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานสามารถช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมาก
ตัวอย่างเช่น เครื่องมือกลซีรีส์ “SPEEDIO” (ขนาดสปินเดิล: BT30) ที่พัฒนาโดย Brother Industries มีสมรรถนะด้านสิ่งแวดล้อมที่ยอดเยี่ยม และสามารถตัดเฉือนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง
เมื่อเปลี่ยนจากเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ที่ใช้สปินเดิล BT40 ทั่วไป คาดว่าสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้ถึง 80%

ภาพลักษณ์องค์กรดีขึ้น

ด้วยการเกิดขึ้นของแนวคิดการลงทุนแบบ ESG การลดการปล่อยก๊าซ CO₂ จึงส่งผลโดยตรงต่อผลกำไรและโอกาสในการระดมทุนขององค์กร
การนำเครื่องมือกลที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานมาใช้งานจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และส่งผลให้ภาพลักษณ์และชื่อเสียงของบริษัทดีขึ้นตามไปด้วย

เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

ในอดีต การทำงานในแต่ละขั้นตอนมักดำเนินการด้วยมือทีละขั้นโดยใช้เครื่องมือกลแบบอเนกประสงค์
อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบ CNC ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นกระแสหลัก
เครื่องมือกลเหล่านี้สามารถทำงานแบบอัตโนมัติได้ด้วยการตั้งโปรแกรมเงื่อนไขการตัดเฉือน ช่วยให้กระบวนการผลิตมีความคล่องตัวและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมาก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครื่องมือกลที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานมักผสานการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงและเทคโนโลยีขั้นสูง การนำมาใช้งานจึงช่วยยกระดับประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างชัดเจน

การนำเครื่องจักรกลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาใช้ เพื่อลดการใช้พลังงาน

การดำเนินการเพื่อลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในเครื่องมือกลช่วยทั้งในด้านการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการลดต้นทุนการผลิต
ควรพิจารณาว่าสามารถลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตปัจจุบันได้หรือไม่ โดยการทบทวนขั้นตอนการทำงานและเงื่อนไขการตัดเฉือน รวมถึงการปรับการใช้ลมให้เหมาะสม
ในหลายกรณี สามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมากเพียงแค่เปลี่ยนจากอุปกรณ์รุ่นเก่าเป็นเครื่องมือกลที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงาน
นอกจากนี้ การลงทุนในเครื่องมือกลประหยัดพลังงานยังให้ประโยชน์อื่น ๆ เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและการลดต้นทุนการบำรุงรักษาอีกด้วย