นักวิจัยเก่ง มหาวิทยาลัยมหาสารคาม คิดค้น ประดิษฐ์กี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติเพื่ออนุรักษ์ผ้ายกไทย ซึ่งการออกแบบ และสร้างกี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติสำหรับทอผ้ายกโดยมีการควบคุมด้วยพีแอลซี มีหน่วยความจำที่สามารถช่วยจดจำ บรรจุลายผ้าได้จำนวนมาก เพิ่มอัตราการทอ ลดแรงงานในการทอผ้าโดยมีกลไกการดึงตะกอที่ถูกควบคุมด้วยพีแอลซี ผู้ทอไม่ต้องเหยียบเขา และตะกอทอผ้าเอง ทำให้การทอผ้ายกเป็นเรื่องง่ายขึ้น เพื่อให้ผู้ที่ไม่มีทักษะทอได้ง่าย เหมาะสำหรับผู้สูงอายุ และสามารถใช้ได้กับผู้พิการทางขา ทำให้ชุมชนมีรายได้เพิ่มขึ้น มีความภูมิใจในการอนุรักษ์ศิลปะการทอที่มีอัตลักษณ์ท้องถิ่น อันเป็นการพัฒนาชุมชนที่ยั่งยืน โดยการพัฒนา คิดค้นของ ผู้ช่วยศาตราจารย์ เกสร วงศ์เกษม อาจารย์สาขาวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคามพร้อมทีมวิจัยร่วมกับ ผู้ช่วยศาตราจารย์ ดร.ณัฐพล ภูมิสะอาด อาจารย์ประจำสาขาวิศวเครื่องกล และ ศิษย์เก่าปริญญาโทสาขาวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์ นายณรงค์ธร เนื้อจันทา
การปลูกหม่อนเลี้ยงไหมเป็นอาชีพหนึ่งที่มีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศ “การเลี้ยงไหมนอกจากจะเป็นการเสริมรายได้ให้แก่เกษตรกรแล้ว ยังเป็นวัฒนธรรมที่เก่าแก่และดีงามของชาติไทยที่สืบต่อกันมานานอีกด้วย ไม่ว่าเศรษฐกิจของประเทศจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร การพัฒนาการเลี้ยงไหมก็ต้องดำเนินต่อไป” พระราชดำรัส สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินินาถ เมื่อวันที่ 19 มกราคม 2542 จากการค้นคว้าและลงพื้นที่สำรวจพบว่าเกษตรกรผู้ปลูกหม่อนเลี้ยงไหมมักจะขายรังสดหรือเส้นไหมที่สาวแล้วให้กับภาคอุตสาหกรรม ซึ่งนับว่าได้ราคาในระดับหนึ่ง แต่มีเกษตรกรบางส่วนได้มีการแปรรูปและเพิ่มมูลค่าให้กับผลผลิตของตนเองด้วยการสาวไหม ย้อมสีและทอเส้นไหมให้เป็นผืนผ้า ซึ่งทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีราคาและคุณค่าสูงขึ้นมาก
การทอผ้า หรือ "การทอ" (weaving) ถือเป็นศิลปะและหัตถกรรมหรืองานฝีมืออย่างหนึ่งที่มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ เป็นกรรมวิธีการผลิตผืนผ้าโดยใช้เส้นด้ายพุ่ง และเส้นด้ายยืนมาขัดประสานกันจนได้เป็นผืนผ้า นอกจากนี้ยังมีผ้าที่ทอด้วยลวดลายที่แสดงถึงภูมิปัญญา และทักษะของผู้ทอได้แก่ “ผ้ายก” เนื่องด้วยเป็นผ้าที่ทอได้ยาก และมีเอกลักษณ์ ทำให้ผ้ายกเหล่านี้เปรียบเสมือนงานศิลปะ ราคาของผ้าทอยกเหล่านี้จะมีราคาแพงเมื่อเทียบกับการทอแบบอื่นๆ โดยปกติแล้วผ้ายกที่เป็นฝ้ายจะมีราคาอย่างต่ำผืนละ 6,000 บาท แต่หากมีลวดลายซับซ้อน หรือทำจากเส้นไหม หรือดิ้นเงินดิ้นทองแล้ว ราคาจะสูงกว่า 15,000 บาทต่อผืน แต่ในขณะเดียวกัน อัตราการผลิตต่ำมากในปัจจุบัน ทำให้เกษตรกรไม่สามารถผลิตได้ตามความต้องการของลูกค้า เนื่องจากมีปัญหาทั้งด้านแรงงาน ทักษะ ตลอดจนแรงจูงใจในการทอ“ผ้ายก ” หมายถึง ผ้าที่ทอยกลวดลายให้นูนสูงขึ้นกว่าผืนผ้า โดยเลือกยกบางเส้น และข่มบางเส้น แล้วพุ่งกระสวยไปในระหว่างกลางด้วยเส้นด้ายสี หรือดิ้นเงินดิ้นทอง ซึ่งเทคนิคในการทอยกให้เกิดลวดลายนี้เรียกว่า เทคนิคการยกดอก เทคนิคที่ใช้ทอผ้าจะแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ ลวดลายของผ้ายกสามารถบ่งบอกถึงเอกลักษณ์ และความเป็นมาของพื้นที่ต่างๆ การเก็บลายจึงต้องใช้ตะกอ เพื่อให้สามารถทอลวดลายที่สลับซับซ้อนประณีต งดงาม อย่างไรก็ดี การทอผ้ายกดอกเป็นงานหัตถกรรมที่ต้องอาศัยฝีมือความชำนาญและความเพียรพยายาม จากการสำรวจผ้ายกดอกการทอผ้ายกดอกที่มีลวดลายซับซ้อนเกิน 10 ตะกอ จะมีอัตราการทอคือประมาณ 20 เซนติเมตรในระยะเวลา 1 วัน เนื่องจากต้องเสียเวลากับการเหยียบไม้เหยียบตะกอให้เป็นไปตามลวดลาย นอกจากนี้ งานทอผ้ายกนี้นับวันยิ่งมีคนสืบทอดน้อยลง เพราะกว่าจะได้เงินค่าตอบแทนในการทอแต่ละผืนต้องใช้เวลานานและยังเป็นงานที่ยากด้วย จากการลงพื้นที่หมู่บ้านทอผ้าจำนวนกว่า 10 พื้นที่ ในภาคอีสานและภาคเหนือ พบว่า ชุมชนที่ยังคงทอผ้ายกได้มีประมาณ 3 ชุมชน และมีชุมชนละไม่เกิน 4 คน ซึ่งผู้ที่ทอผ้ายกได้ส่วนใหญ่จะอยู่ในวัยสูงอายุ แม้ว่าในบางชุมชนอาจมีคนรุ่นใหม่และคนในวัยกลางคนต้องการเรียนรู้ จากการสัมภาษณ์มีความเห็นว่า การทอผ้ายกขั้นตอนยุ่งยากเกินไปและต้องใช้คนทอมากกว่า 1 คน ทำให้หาเวลาตรงกันยาก แม้ว่าผ้ายกจะได้ราคาสูงแต่เนื่องจากความยากจึงเลือกที่จะทอผ้าแบบเรียบแทน
จากการสำรวจคุณค่าของผ้ายกดอกและศึกษาปัญหาของการทอ จึงเกิดแนวคิดในการออกแบบและสร้างกี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติสำหรับทอผ้ายกขึ้น กี่ทอผ้านี้มีการควบคุมด้วยพีแอลซีและมีหน่วยความจำที่สามารถช่วยจดจำและบรรจุลายผ้าได้ เพิ่มอัตราการทอ ลดแรงงานในการทอผ้าโดยมีกลไกการดึงตะกอที่ถูกควบคุมด้วยพีแอลซี ผู้ทอไม่ต้องเหยียบเขาและตะกอทอผ้าเอง ทำให้การทอผ้ายกเป็นเรื่องง่ายขึ้น เพื่อให้ผู้ที่ไม่มีทักษะทอได้ง่าย เหมาะสำหรับผู้สูงอายุ และสามารถใช้ได้กับผู้พิการทางขา ทำให้ชุมชนมีรายได้เพิ่มขึ้น มีความภูมิใจในการอนุรักษ์ศิลปะการทอที่มีอัตลักษณ์ท้องถิ่น อันเป็นการพัฒนาชุมชนที่ยั่งยืน
การผูกลาย
การทอแบบดั้งเดิมต้องมีคนดึงตะกอด้านล่าง เพื่อดึงเส้นยืนให้เกิดการยก
ส่วนที่ใช้ดึงเส้นยืนได้แก่ เขาและตะกอ
ผ้ายก เป็นผ้าที่ลายนูนขึ้นมาจากพื้นหลัง มีลายอันเป็นเอกลักษณ์พื้นถิ่น
วัตถุประสงค์ในการจัดทำ
การออกแบบ และสร้างกี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติสำหรับทอผ้ายกขึ้น กี่ทอผ้านี้มีการควบคุมด้วยพีแอลซี และมีหน่วยความจำที่สามารถช่วยจดจำ และบรรจุลายผ้าได้ เพิ่มอัตราการทอ ลดแรงงานในการทอผ้าโดยมีกลไกการดึงตะกอที่ถูกควบคุมด้วยพีแอลซี ผู้ทอไม่ต้องเหยียบเขา และตะกอทอผ้าเอง ทำให้การทอผ้ายกเป็นเรื่องง่ายขึ้น เพื่อให้ผู้ที่ไม่มีทักษะทอได้ง่าย เหมาะสำหรับผู้สูงอายุ และสามารถใช้ได้กับผู้พิการทางขา ทำให้ชุมชนมีรายได้เพิ่มขึ้น มีความภูมิใจในการอนุรักษ์ศิลปะการทอที่มีอัตลักษณ์ท้องถิ่น อันเป็นการพัฒนาชุมชนที่ยั่งยืน
การทำงานของเครื่องทำงานอย่างไร
การออกแบบในส่วนของโครงสร้าง และระบบควบคุมของเครื่องนั้นออกแบบเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานง่าย ติดตั้งง่าย เครื่องทอผ้า และจดจำลายผ้าถูกออกแบบให้รองรับการทอลายที่ใช้ได้ถึง 40 ตะกอ 2 เขา และสามารถจดจำลายผ้าได้ถึง 500 ลวดลาย เครื่องทอผ้าประกอบด้วย 1) โครงสร้างเครื่องทอผ้า ทำหน้าที่เป็นฐานรองรับส่วนประกอบทั้งหมด ยึดชิ้นส่วนของอุปกรณ์ และกลไกทำจากสแตนเลส เงา มีความแข็งแรง ทนทาน ไม่เป็นสนิม มีขนาดที่เป็นมาตรฐานเหมาะสมกับการทอผ้า 2) ชุดกลไกการดึงตะกอ โดยใช้มอเตอร์สกรู 44 ตัว แรงดันไฟฟ้า 24 โวลต์ ระยะชัก 20 ซม. ซึ่งระยะชักจากล่างสุดถึงบนสุดใช้เวลา 10 วินาที และแรงบิด 500 นิวตัน โดยมอเตอร์สกรูถูกจัดวางตามแนวยาวบนแท่นวางมอเตอร์ที่มีขนาด กว้าง 20 เซนติเมตร ยาว 73 เซนติเมตร สร้างกลไกการดึงโดยใช้มอเตอร์ชนิดสกรูคล้องกับรอกที่ขึ้นรูปเป็นพิเศษกับสลิง เพื่อคล้องเข้ากับตะกอ ทำให้ตะกอดึงลงให้เกิดระยะง้างของเส้นยืน เพื่อสอดกระสวยเส้นพุ่งได้สะดวก 3) อุปกรณ์คล้องตะกอและเขา ทำจากสแตนเงากล่องสี่เหลี่ยมขนาด กว้าง 1.3 เซนติเมตร ยาว 128 เซนติเมตร 4)แกนม้วนเก็บเส้นด้าย ใช้พวงมาลัยเหล็กหล่อมือหมุนเชื่อมยึดติดกับเหล็กกลม และใช้กลไกกันการหมุนย้อนกลับ เพื่อปล่อยให้เส้นด้ายหมุนออกได้ทิศทางเดียวเท่านั้น 5)กล่องควบคุม ติดตั้งอยู่ทางข้างของโครงเครื่องทั้งสองข้าง ภายในกล่องควบคุมบรรจุ พีแอลซีซีเมนส์ รุ่น S7-1200 โดยใช้โมดูลเสริม เพื่อเพิ่มสัญญาณเอาท์พุตเป็น 44 ตัว และการควบคุมที่แม่นยำของลายผ้า เพื่อลดความผิดพลาดในการทำงาน 6)จอแสดงผล ติดตั้งบริเวณด้านหน้าของเครื่องทอผ้าที่มองเห็นได้อย่างชัดเจน ทำการแสดงผลแบบเวลาจริง ผ่านหน้าจอทัชสกรีน รุ่น TP700 Series Touch Screen HMI 7 in TFT 800 x 480 พิกเซล และสามารถสั่งคำสั่งผ่านหน้าจอได้ และแสดงผลการทำงานแบบเวลาจริง 7)ปุ่มเปลี่ยนขั้นตอน ติดตั้งที่พื้นไว้ตำแหน่งที่พอดีกับเท้า การทำงานโดยจะใช้ฟุตสวิตซ์สองตัว ตัวที่หนึ่งใช้เหยียบเพื่อไปยังขั้นตอนถัดไป และตัวที่สองใช้เหยียบเพื่อย้อนกลับมาแก้ไขลวดลายที่เกิดจากการสอดด้ายเส้นพุ่งผิด
จุดเด่นของเครื่องทอ
เป็นนวัตกรรมระดับประเทศด้านกระบวนการโดยการพัฒนา และออกแบบเครื่องทอ และจดจำลายผ้าโดยใช้มอเตอร์เป็นตัวส่งกำลัง รองรับแรงดึงได้ถึง 50 กิโลกรัม เหมาะสำหรับการทอผ้าฝ้าย ผ้าไหม โดยผืนผ้ามีหน้ากว้างได้ถึง 90 เซนติเมตร นอกจากนี้ ยังสามารถผูกเส้นยืน เพื่อทอผ้าชนิดหน้าเดียวได้ด้วย ในการทำงานเครื่องจะมีคำสั่งให้มอเตอร์ดึงตะกอลงพร้อมกับเขา เครื่องทอ และจดจำลายผ้า สามารถอนุรักษ์การทอผ้ายกอันเป็นศิลปะการทอขั้นสูงของไทย และเสริมสร้างรายได้ให้กับชาวบ้าน ชุมชน เครื่องนี้เหมาะสำหรับผู้สูงอายุที่ต้องการทอผ้าแต่ไม่มีกำลังขาในการกดเขาหรือตะกอ นอกจากนั้นยังเหมาะกับผู้เริ่มต้นทอ ผู้ใช้ที่ต้องการออกแบบลายผ้าใหม่ หรือเก็บลายผ้าพื้นเมือง สามารถบรรจุลวดลายลงบนหน่วยความจำของเครื่องด้วยตนเอง เพราะมีขั้นตอนการบรรจุที่ไม่ซับซ้อน เครื่องทอ และจดจำลายผ้ากึ่งอัตโนมัติได้ใช้บอร์ดควบคุมพีแอลซี (PLC) ที่มาพร้อมกับจอแสดงผลแบบเวลาจริง ทำให้ผู้ใช้งานสะดวกสบายยิ่งขึ้น เพื่อความยืดหยุ่นในการทอ กลไกในดึงตะกอสามารถปรับระยะเส้นด้ายได้ด้วย ระยะดึงตะกอจะขึ้นกับลำดับของตะกอ ความห่างของตะกอนั้นๆจากฟืมหวี ชนิดของเส้นด้ายและขนาดกระสวยเส้นพุ่ง โดยแสดงผลการปรับระยะผ่านหน้าจอแบบเวลาจริง หน้าจอจะมีทั้งหมดสามหน้าต่างคือ หน้าจอหลักแสดงการทำงานแบบเวลาจริง หน้าจอที่สองคือการตั้งค่ามอเตอร์กำหนดระยะของตะกอและเขา หน้าจอที่สามคือการบันทึกลายผ้า หน้าจออกแบบให้เป็นมิตรกับผู้ทอ กล่าวคือ เข้าใจง่าย ตัวอักษรและตัวเลขที่แสดงลำดับการทอมีขนาดใหญ่ มีส่วนบรรจุชื่อลายด้วย เครื่องทอและจดจำลายผ้ากึ่งอัตโนมัตินี้ออกแบบให้ติดตั้งง่าย เพราะมีอุปกรณ์ทุกอย่างพร้อมแม้แต่ที่นั่งของผู้ทอก็ออกแบบให้นั่งทอได้อย่างสะดวกสบาย เครื่องทอนี้ไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้ กลไก ตู้ควบคุมต่างๆจะอยู่ด้านข้างของตัวเครื่อง มีการหุ้มอย่างมิดชิด และมีอุปกรณ์ตัดไฟในกรณีไฟบ้านมีการช็อตด้วย
ปัญหา และอุปสรรคในการดำเนินงาน
ชาวบ้านยังไม่คุ้นชินต่อเทคโนโลยี ผู้วิจัยต้องใช้เวลาในการให้ความรู้และอยู่กับชุมชนเป็นระยะเวลาประมาณ 1 เดือน
กลุ่มเป้าหมายสำหรับงานวิจัยชิ้นนี้คือกลุ่มใด
วิสาหกิจชุมชนและกลุ่มมอผ้า
มหาวิทยาลัยมหาสารคามมีการสนับสนุนอย่างไร
ก่อนอื่นต้องขอขอบคุณมหาวิทยาลัย คณะ และบุคลากรทุกท่าน ที่สนับสนุนงบประมาณการไปลงพื้นที่ และให้บุคลากรศูนย์ความเป็นเลิศ ช่วยให้ความรู้กับผู้วิจัยในเรื่องทอผ้ายก
แผนการนำผลงานวิจัย นี้ลงสู่ชุมชนอย่างไร
ขณะนี้ลงชุมชนไปแล้ว - ทดสอบการใช้เครื่อง และนำเครื่องไปติดตั้งที่ วิสาหกิจชุมชนกลุ่มทอผ้าบ้านนาสะแบง จังหวัดยโสธร และ วิสาหกิจชุมชนศูนย์ศิลปาชีพบ้านนาโปร่ง จังหวัดอุดรธานี อบรมการใช้งาน และ ทดลองใช้จริง ทดลองการทอโดยเปรียบเทียบผลการทอระหว่างการทอแบบกี่และการทอโดยใช้กี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติ
- ที่วิสาหกิจชุมชนศูนย์ศิลปาชีพบ้านนาโปร่ง จังหวัดอุดรธานี เป็นกลุ่มที่มีการทอผ้ายกอยู่แล้ว จึงไม่มีปัญหาในด้านการผูกเครือหูก แต่ต้องการปรับแก้ไขเครื่องเล็กน้อยกล่าวคือต้องการให้ขยายความยาวของกี่ทอผ้าออกไปเพื่อให้สามารถผูกเส้นยืนให้ยาวยิ่งขึ้น มีอัตราการการทอเพิ่มขึ้น 2.5 เท่า
- ที่วิสาหกิจชุมชนกลุ่มทอผ้าบ้านนาสะแบง จังหวัดยโสธร เป็นกลุ่มที่เพิ่งหัดทอผ้ายกในกลุ่มนี้จะมีปัญหาเล็กน้อยในการติดตั้งเครือหูกเข้ากับกี่ แต่เนื่องจากมีคนรุ่นใหม่มาเรียนรู้การใช้กี่ทอผ้ากึ่งอัตโนมัติทำให้การตั้งโปรแกรมทำได้ง่าย ที่ชุมชนนี้ไม่ต้องการปรับกี่ทอผ้าเพราะมีความเห็นว่าออกแบบมาเหมาะสมแล้ว มีอัตราการทอเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 3 เท่า
กี่ทอผ้าที่นำไปติดตั้งที่วิสาหกิจชุมชนนาสะแบง ยโสธร
การถ่ายทอดความรู้ และกี่ทอผ้าที่นำไปติดตั้งที่วิสาหกิจชุมชนศูนย์ศิลปาชีพ บ้านนาโปร่ง อุดรธานี
การถ่ายทอดความรู้ที่วิสาหกิจชุมชนทอผ้าบ้านนาสะแบง ยโสธร
ในอนาคตจะมีการพัฒนาผลงานวิจัย อย่างไรบ้าง
สำหรับอนาคตจะมีการพัฒนางานวิจัยให้อยู่ในรูปแบบที่ใช้งานง่ายขึ้นตลอดจนมีราคาถูกลง
ฝากอะไรถึงนักวิจัยรุ่นใหม่ในการคิดค้นสิ่งประดิษฐ์ และงานวิจัยที่มีประโยชน์ต่อสังคม และชุมชน
สำหรับการเป็นนักวิจัยรุ่นใหม่นั้น เราต้องเอาใจใส่ และทำงาน เพื่อตอบโจทย์ของชุมชนจริงๆ ก่อนจะทำวิจัยต้องลงชุมชนมากพอ จนกระทั่งทราบปัญหา และจึงนำมาตีโจทย์ ในขณะทำวิจัยต้องให้ชุมชนมีส่วนร่วมทุกขั้นตอน งานจึงจะเป็นที่ยอมรับ
ผู้ที่สนใจสามารถติดต่อได้ที่ไหน
สามารถติดต่อได้วัน เวลา ราชการ
ที่ตั้ง :
ตำบลขามเรียง อำเภอกันทรวิชัย จังหวัดมหาสารคาม รหัสไปรษณีย์ 44150
โทรศัพท์ : 043-754321-40 ต่อ 3011 – 3058
โทรสาร : 043-754316
Email : engineer.msu@msu.ac.th
เว็บไซต์ : https://eng.msu.ac.th/
Facebook : https://www.facebook.com/enmsu
เกสร วงศ์เกษม Kasorn.wong@msu.ac.th
