5. ลักษณะของกลไกหกแกน

รูปการเขียนแบบ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      กลไกหกแกนเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ การพัฒนาที่เชื่อมช่องว่างระหว่าง หุ่นยนต์ และเครื่องมือกล ของกลไกหลายแกน (Multiaxis machanisms) ที่ใช้การเคลื่อนที่ทั้งเป็นแนวฉาก หรือการหมุน

      ตัวอย่างในปัจจุบันในการออกแบบ และการผลิตสร้างขึ้นมาของ กลไกหกแกนจะเกี่ยวข้องกับการรวบรวมอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์จำนวนมาก และซอฟแวร์ที่มีความซับซ้อน

รูปเครื่องกลหกแกน

      ในการผลิตสร้างเป็นเอกลักษณ์ของความแข็งแกร่ง และความแม่นยำสูงมาก วัตถุประสงค์ของการผลิตโดยรวมก็คือ การเพิ่มคุณภาพ, ความน่าเชื่อถือ และเพื่อการลดต้นทุน มีวัฏจักรเวลาทำงานผ่านการทำงานอย่างมาก จากกลไกการผลิตธรรมดา ไปจนถึงกลไกที่ซับซ้อน

รูปฐานเรดาร์ที่ใช้กลไกหกแกน

      ซึ่งยังคงมีการพัฒนา และการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง จนเป็นที่น่าเชื่อว่ากลไกหกแกนจะมีการแพร่หลายที่สุด กลไกหกแกนมีประโยชน์ที่สำคัญกับผู้ใช้ในขั้นท้าย ๆ เนื่องมาจากมีลักษณะใหม่ ๆ ในการผลิตอยู่เสมอ

ประโยชน์ของกลไกหกแกนมีจำนวนมาก และรวมไปถึงสิ่งต่าง ๆ ดังต่อไปนี้:

รูปองศาอิสระของการเคลื่อนที่ในกลไกหกแกน

1.  เป็นเครื่องกลที่มี หกองศาอิสระ (Six-Degre Of Freedom: DOF) กลไกหกแกน กับสตรัดทั้งหก ให้ฐานเครื่องมือมี 6 องศาอิสระ นอกจากที่มีการเคลื่อนที่ไปตามทิศทางแกน X, Y, Z แล้ว ก็ยังมีการเคลื่อนที่ไปอีก 3 แกน เพื่อใช้ในย้าย การหมุนเสริมอื่น ๆ (เลื่อน, หมุน และบิด) จะทำให้ช่วยให้เกิดแกนหมุน เข้าถึงมุมที่มีรูปร่างแปลก ๆ ได้ และเพื่อผลิตชิ้นส่วนเครื่องกล ที่มีลักษณะรูปร่างซับซ้อนยากต่อเครื่องมือกลอื่นจะผลิตได้ เช่น ใบพัดเทอร์ไบน์ (Turbine blades), แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก, แม่พิมพ์เครื่องปั๊ม และชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่ต้องการความละเอียดสูง

รูปการกัดงานของเครื่องมือกลหกแกน

รูปตัวอย่างการผลิตกังหันเทอร์ไบน์

2.  ความยืดหยุ่น และความคล่องตัว (Flexibility & Agility) กลไกหกแกน มีการทำงานที่ยืดหยุ่น (หรืองานผลิตที่มีความว่องไว) ความยืดหยุ่น คือ ความสามารถต่อการตอบสนองการเปลี่ยนแปลงทั้งในส่วนที่วางแผน และที่ไม่ได้วางแผนเอาไว้ อีกทั้งมีกลไกที่เรียบง่าย บวกกับพื้นฐานการเคลื่อนที่ที่เป็นอิสระ ที่ทำให้ผู้ใช้งานสามารถเรียนรู้การใช้งานได้อย่างรวดเร็ว มีการเปลี่ยนแปลงในสายการผลิตได้ง่าย มีการจัดเก็บเครื่องมือ และถอดออกได้ เมื่อเครื่องยังไม่จำเป็นที่ต้องใช้มัน มีความไวของสตรัดรองรับเพลาหมุนที่ฐานรองรับตำแหน่งเพลาหมุน ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้ทั้งหมด 6 องศาอิสระ

3.  ความสามารถในการผลิต (Productivity) กลไกหกแกน ให้อัตราผลผลิตที่สูงผ่านทาง:

§  การออกแบบเครื่องกลที่ใช้เทคโนโลยีแคด / แคม (CAD / CAM)

§  มีความสามารถในการประมวลผลอย่างต่อเนื่อง โดยมีการรองรับระบบ ที่สามารถเคลื่อนย้ายชิ้นงานออกจากพื้นที่ทำงานได้โดยอัตโนมัติ

§  เครื่องมือสามารถเปลี่ยนได้อย่างอัตโนมัติ และด้วยความเร็วสูง ช่วยลดมวลของชิ้นงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ทั้งมีความเร่ง / ความหน่วงชะลอตัว (ขึ้นถึง 0.5-1g)

§  ในเครื่องมือกล มีการออกแบบมากมายของกลไกหกแกน สามารถทำอัตราป้อนให้มีความเร็วได้ถึง 30 m/min ขณะที่ยังคงรักษาความแม่นยำในการทำงาน อัตราการป้อนนี้จะมีความเร็วมากกว่าเครื่องมือกลทั่วไป ซึ่งมักมีการย้ายชิ้นงานที่อยู่ตรงฐานที่หนักแทน

§   มีการใช้กำลังงานป้อนสู่เพลาหมุนให้มีความเร็วรอบ และกำลังงานที่สูงด้วยความแม่นยำ

      ทั้งห้าการผลิตเหล่านี้ มีลักษณะในการเพิ่มผลผลิต, พร้อมกับลดเวลาการติดตั้ง และกระบวนการ และลดเวลาการทำงาน ทำให้ไปสู่อัตราผลผลิตที่เพิ่มขึ้น

4. ความแข็งเกร็ง และความแข็งแกร่ง โครงสร้างที่ดีของกลไกหกแกนจะต้องมีลักษณะโครงสร้างที่แข็งแกร่ง ซึ่งเมื่ออยู่ภายใต้แรงกระทำตัวโครงจะต้องไม่บิดเบี้ยวผิดรูปไปตามแรงกระทำ แนวทางการออกแบบที่เหมาะสมที่กลไกหกแกน ควรมีการตรวจสอบแนวโน้ม การโก่งตัว (Buckling) ของแท่งของสตรัด แรงกระทำที่วิกฤติจนทำให้โก่งนี้ จะเป็นสัดส่วนยกกำลังสี่ของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และแปรผกผันกับกำลังสองของสตรัด เพราะฉะนั้น สตรัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กก็เพียงพอที่จะทำให้โครงสร้างโดยรวมแข็งแกร่ง สภาพความแข็งที่มาก และความแข็งแกร่งของส่วนประกอบของกลไกหกแกนจะส่งผลให้เกิดการโก่งตัวในการทำงาน จะต้องมีการสั่นสะเทือนเป็นพิเศษที่ต้องพ้องกับ ความถี่ธรรมชาติ (Natural frequencies) ซึ่งจากการออกแบบเครื่องสามารถทำให้เกิดความเร็วรอบตัดสูงในเครื่องกลได้ โดยไม่เกิดปัญหา

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“อนาคต ขึ้นอยู่กับ สมอง สองมือ ของตน

ไม่ใช่ผลของ โชคชะตา”

ท่าน ว. วชิรเมธี