บทท 2

ทฤษฎ และงานวจยทเกยวของ

สาหรบงานวจยเรองการสรางแบบจาลองความเทยงตรงและพนผวสาเรจสาหรบทองเหลอง อลมเนยม และเหลกหลอ โดยใชวธพนผวผลตอบนน มทฤษฎทจะนามาใชอางองเปนพนฐานในการศกษาวจย โดยมรายละเอยดดงน

2.1 คาความเรยบผว (Surface Roughness) ความสาคญของการวดตรวจสอบสภาพพนผวชนงาน (Surface Finish Measurement) มมากขน

ตามลาดบ เนองมาจากหลากหลายสาเหต แตหนงในสาเหตตางๆ เหลานนคอ แรงกดดนจากขบวนการผลตทซบซอนในปจจบน โดยใชเหตผลของคณภาพสงสดและความนาเชอถอสงสดของผลตภณฑ เมอนาไปใชงาน และดวยเหตทคาพกดความเผอ (Tolerances) ของงานเองกเรมทจะถกบบใหมคาทแคบลง หรอนอยลงเรอยๆ ผลของความเรยบของผวงานสาเรจ กเรมถกคานงถงวามสวนสาคญเชนกน โดยคาความเรยบผว (Surface Roughness) จะมผล หรอสามารถวเคราะหหาผลของกรรมวธการผลต เชน การควบคมสภาพแวดลอม, ผลของประสทธภาพการทางาน มองผานชนงานทเขาสหรอทผานการผลตเสรจสน ความเหมาะสมของขบวนการผลตทจะทาให สภาพ แวดลอมการผลตเหมาะสมตองาน ขนาดจรงแทจรงของชนงาน หลงจากชนงานผานการใชงานไประยะเวลาหนงคาความเรยบผวทเหมาะสม คาคณสมบตของผว(Surface Parameter) และวธการผลตทถกตอง จะทาใหตนทนการผลตลดลงหรอไมสงเกนไป จากการออกแบบขนตอนการผลตทเหมาะสมถกตอง เนองจากการมความเขาใจอยางถกตองตอรปทรงแบบตางๆ ของคณสมบตของผว วธการวดผว/วเคราะห จะทาใหผออกแบบสามารถเลอกกาหนดคาและวธการวดความหยาบทเหมาะสม ซงไมเพยงแตจะทาใหไดผลตภณฑทมคณภาพ แตจะทาใหเกดขบวนการผลตทเหมาะสมและตนทนการผลตทถกตอง ภายใตขบวนการขนรปดวยเครองจกร เชน กลง กด ไส เจยร ฯลฯ บรเวณผวงานสาเรจทมองเหนและสมผสไดนน จะเปนแหลงทรวมและสามารถบงบอกผลจากแหลงกาเนดหลายอยางปะปนกนอย โดยจะทราบไดตอเมอไดทาการตรวจวดและวเคราะหผว (Surface Analyze) เพอให เกดความเขาใจทงายขน ขออนญาตยกตวอยาง จากงานทผานขบวนการของเครองกลง (Lathe Machining) ปรกตเครองกลง จะประกอบไปดวย

1) สวนหว (Head Stock) โดยพวงรวมถงชดหมนหว/สวนการขบเคลอน (Drive System) ทประกอบดวยชดเฟองทดรอบ (Gear) และมอเตอรขบ (Motor)

12

2) สวนเคลอนท (Moving Carriage) โดยสวนใหญมกจะมปอมมด (Tool) ตดอย และเพลาทตอออกจากชดหมนหวซงชนงานมกจะจบยดอยกบสวนหว

การกด ประกอบดวยองคประกอบ 3 อยางคอ 1. ความเรวรอบทกาหนด 2. ความเรวของการปอนมด (Cutting Speed) 3. ความลกการปอนมด (Depth of Cut)

ความหยาบของผว (Roughness) ตามรป 2.1 จะเกดขนเมอวตถดบถกตดกลง โดยจะเกดรอยทางเดนของมดกลงวนรอบชนงาน หากไดมการขยายบรเวณพนผวขนมาดจะพบรอยหยาบทเกดจากทางเดนของมด ซงบงบอกสวนประกอบความหยาบผว (Roughness component) โดยทเสนแนวตง A จะเรยกวาสวนสง (ความสงคลน/Amplitude) ทเกดจากความลกปอน (Depth of Cut) และระยะ B จะเปนตวแทนของความยาวคลน ซงเกดจากความเรวในการหมน (Rotating speed) และ ความเรวปอน (Feed) ของมดตด

รป 2.1 Roughness ความหยาบของผว ( www.9engineer.com)

Waviness ตามรป 2.2 อกองคประกอบหนงของคณลกษณะผว คอความเปนคลน Waviness) ซงมกจะเกดจากการสนสะเทอนจากแหลงกาเนดตางๆ โดยรอบ เชน เครองไมได วางแผนปองกนการสะเทอน หรอเกดจากเครองเอง เกดจากการสกของลกปน (Bearing) คอเครอง เกยร ชดจบยด หรอสวนอนๆ ทเรมสนคลอนตามอายหรอ กาลเวลาทใชงานความสนสะเทอนเหลานจะปรากฎแฝงอยในลกษณะของผวงาน ซงรอยคลนของการปอนมด (Feed) มกจะเหนไดงาย

13

และใหญกวาความสนสะเทอนซงจะเหนเปนรอยพรว หรอเปนคลน (ดงรป)

รป 2.2 Waviness ความเปนคลน (www.9engineer.com)

คาความหยาบของผว (Roughness) จะเกดขนเมอวตถดบถกตด โดยจะเกดรอยทางเดนของมดกดวนรอบชนงาน หากไดมการขยายบรเวณพนผวขนมาดจะพบรอยหยาบ ทเกดจากทางเดนของมด ซงบงบอก สวนประกอบความหยาบผว (Roughness component) โดยทเสนแนวตง A จะเรยกวา สวนสง (ความสงคลน / Amplitude) ทเกดจากความลกปอน (Depth of Cut) และระยะ B จะเปนตวแทนของ ความยาวคลน ซงเกดจากความเรวในการหมน (rotating speed) และ ความเรวปอน (Feed) ของมดตด Roughness Average = คาเฉลยของคาสมบรณของผลรวม ของคาจานวนเตมทแทนคาระยะ เบยงเบนของเสนกราฟ ออกจากเสนศนย ในชวงระยะอานคา(L)

14

รป 2.3 Ra Calculation Method (www.9engineer.com)

2.2 ความเทยงตรง (PRECISION) หมายถง คาความเทยงตรงของเครองซเอนซ โดยแสดงไดจากคา Repeatability เปนความสามารถในการวดคาทซากบคาเดม ทเคยวดกอนหนานแลววาตรงกนหรอไมเมอวดคาคงทคาหนงซากนหลายๆครง ซงความสามารถของการควบคม (Control Resolution, CR) จะหาไดเปรยบเทยบระหวาง 2 สมการคอสมการ CR1 และ CR2 ซงการหาคาของทงสองสมการจะไดคาเพอเปรยบเทยบหาคา CR จากคาสงสดซงจะไดดงสมการตอไปน

CR1 = P/ns (1)

คาความสมารถในการควบคมของเครองจกรเพอใหไดความเทยงตรงโดยหาคาความสมพนธจากประสทธภาพของเครองโดยตรง ไดจากคาระยะหางระหวางยอดเกลยวของเกลยวรองนา (Lead Screw Pitch, P) และคาของจานวนสเตปในการหมนหนงรอบของมอเตอร (Number of Step, ns)

CR2 = L/2B-1 (2)

คาความสามารถในการควบคมของเครองจกรแบบทสอง หาไดโดยหาคาความสมพนธจากความยาวในแตละแกนของเครองจกร (Axis Range, L) และคาของจานวนการสงขอมลเขาเครองตอนาท (Number of Bits, B)

จากคาตวแปร CR2 ซงเปนคาความสามารถในการควบคมจากระบบคอมพวเตอร โดยคาตวแปรจะถกนามาหาคาสงสดเพอหาคาความสามารถในการควบคม ไดดงสมการตอไปน

15

CR= MAX {CR1, CR2} (3)

จากคาตวแปร CR จะทาใหทราบถงคาความเทยงตรง ของเครองซเอนซ หาไดดงสมการตอไปน

Accuracy = 0.5 CR + 3σ (4)

CR คอคาความสามารถในการควบคมและ σ คอคาเบยงเบนมาตรฐาน ของคาความผดพลาดของเครองจกรทยอมรบได

2.3 เครองกดซเอนซ เครองกด CNC 3 แกน ม 3 โคออรดเนต คอ X, Y และ Z ทศทางของทง 3 โคออรดเนตกาหนด

จากแกน Z โดยใหแกน Z อยในแนวแกนเดยวกนแกนของสปนเดล โดยทศทางบวกชเขาหาสปนเดล และอกสองแกนทเหลอใชกฎมอขวาตามแสดงในรปท 3 โคออรดเนตของเครองกด 3 แกนจงขนอยกบตาแหนงการตดตงของสปนเดล โดยแยกเปน

1) แบบสปนเดลตดตงในแนวตง (Vertical Machine) 2) แบบสปนเดลตดตงในแนวนอน (Horizontal Machine)

2.3.1 เครองกดแนวตง มโคออรดเนต Z ในแนวตง และระนาบ XY ในแนวนอนหรอบนระนาบของโตะวางชนงาน โดยม แกนX เปนการเคลอนทซายขวา แกน Y เปนการเคลอนทเขาออก และแกน Z เปนการเคลอนทขนลงของทลเมอเทยบกบชนงาน

16

รป 2.4 แสดงแกนการเคลอนทเครองกดแนวตง (www.engineer.com)

เครองกดแนวนอน มโคออรดเนต Z ในแนวนอน ทศทางบวกชเขาหาสปนเดลซงตดตงอยในแนวนอน โดยมแกน X เปนการเคลอนทซายขวาแกน Y เปนการเคลอนทขนลง และแกน Z เปนการเคลอนทเขาออกของเครองมอเมอเทยบกบชนงาน

รป 2.5 แสดงการเคลอนทของเครองกดแนวนอน (www.9engineer.com)

17

2.3.2 ชดควบคมซเอนซ ชดควบคมของเครองซเอนซหรอเอมซย (MCU: Machine Control Unit) เปนสวนสาคญของ

การปฏบตงานดวยเครองจกรซเอนซ โดยทวไปแลวจะประกอบดวย 2.3.3 สวนรบขอมล (data input) มหนาทเกยวกบการปอนขอมลและเกบขอมลของโปรแกรม

เอนซประกอบไปดวยเครองอานเทป 1) สวนประกอบผลขอมล (data processing) มหนาทประมวลผลขอมลทถกสงมา ซงใน

สวนนจะมหนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU) ของคอมพวเตอรททาหนาทคานวณและเปรยบเทยบคาตางๆ เชน ตาแหนงขนาดของชนงานอตราปอน ตาแหนงการวางเครองมอตด การคานวณคาชดเชยรศมของเครองมอตดและการควบคมระบบเปด/ปดนาหลอเยนโดยอตโนมต เปนตน

2) สวนสงขอมลออก (Data output) ทาหนาทกาหนดตาแหนงและสญญาณปอนไปยงวงจรควบคมเซอรโวเพอแปลงใหเปนสญญาณการขบเคลอนของมอเตอร

3) สวนเชอมตอกบเครองจกรซเอนซ (machine I/O interface) ทาหนาทแยกขอมลสญญาณทจาเปนสาหรบควบคมทศทางการหมนของเพลาจบเครองมอตด (spindle) กลไกการเปด/ปดนาหลอเยน หรอคาสงอนๆ และสญญาณขอมลทเกยวกบการหยดเครองฉกเฉน (emergency stop) การทาโปรแกรมแบบวฏจกร (cycle start) คาสงหยดการเคลอนทของแนวแกน (feed hold) และสญญาณอนๆทใชควบคมระบบซเอนซ สวนประมวลผลขอมลซงม 6 สวนดงนคอ

2.3.4 หนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU: Central Processing Unit) ถอวาเปนหวใจของคอมพวเตอรมหนาทควบคมการทางานทงหมด ซพยประกอบดวยสวนทสาคญๆ 3 สวนคอ

1)สวนททาหนาทควบคม (control section) มหนาท ตดตอกบหนวยรบขอมลเขา (data input) และควบคมการทางานของอปกรณทงหมดในคอมพวเตอร นาขอมลจากหนวยความจาในแรม (RAM) หรอรอม(ROM) มาแปลรหส (decode) หรอแปลคาสง สงสญญาณขอมลของระบบควบคมทแปลรหสเสรจแลวเปนคาสงออกไปยงหนวยสงขอมล (data output)

2) สวนจดการทางตรรกศาสตร (arithmetic-logic section) มหนาทคานวณขอมลทเกยวกบตรรกะหรอคณตศาสตร เชน การบวก (+) การลบ (-) เปนตน

3) สวนทเปนหนวยความจาชวคราว (immediate-access memory section) หนวยความจาชวคราวหรอรจสเตอร (register) ทาหนาทนาขอมลจากหนวยรบขอมลเขามาเรยงลาดบไวเพอสงไปยงหนวยอน เชนหนวยจดการทางตรรกศาสตร ทงนกเพอใหหนวยอนๆ ทางานอยตลอดเวลาไมเกดภาวะรอขอมล

18

2.3.5 หนวยความจา (memory) เนองจากหนวยความจาของหนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU)ของคอมพวเตอรมจากด ดงนนเราจาเปนจะตองหาหนวยความจาทมขนาดใหญสาหรบเกบขอมลของโปรแกรม หนวยความจาของคอมพวเตอรนนเราแบงออกไดเปน 2 ชนดดวยกนคอ

1) หนวยความจาหลก (primary memory) ไดแกหนวยความจาประเภทแรม (RAM: Random Access Memory) ซงเปนหนวยความจาทเราสามารถอานและเขยนหรอลบขอมลไดตลอดเวลา และหนวยความจาประเภทรอม (ROM: Ready Only Memory) เปนหนวยความจาทใชเกบขอมลไวอยางถาวร และอานอยางเดยว ไมสามารถ เขยน ลบ หรอแกไขขอมลได

2) หนวยความจาสารอง (secondary memory) โดยทวไปแลวหนวยความจาประเภทนจะใชเปนหนวยเกบขอมลของโปรแกรม ยกตวอยางหนวยความจาสารองนไดแก ฮารดดสก ฟลอปปดสก เทปแมเหลก เปนตน หนวยความจาประเภทนจะสามารถเกบขอมลไวไดยาวนาน ซงเมอเราปดเครอง ขอมลจะไมสญหายแตอยางไรกตามหนวยความจาสารองนมกจะทางานชากวาหนวยความจาหลก

2.3.6 การตดตอสอสาร (communication) ในระบบซเอนซจาเปนจะตองตดตอสอสารกนระหวางหนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU) และสวนประกอบของระบบอนๆ ซงอยภายนอกของเครองคอมพวเตอรโดยทวไปแลวระบบซเอนซนนจะมการตดตอสอสารขอมลโดยผานระบบบส (bus system) ในสวนของการสงและการรบขอมลนน ชางควบคมเครองจะมวธการตดตอสอสารเพอควบคมระบบซเอนซอย 3 ชนดคอ

1) จอภาพ (displays) จอภาพหรอมอนเตอร (monitor) ในระบบซเอนซจะประกอบดวยจอภาพซอารท (CRT: Cathode Ray Tube) และอปกรณแสดงสญญาณตางๆ เชน หลอดไฟหรอสญญาณไฟตางๆ จอภาพนจะเปนสวนทแสดงเกยวกบขอมลของโปรแกรมเอนซ ซงประกอบไปดวย

-แสดงขอมลของโปรแกรมทใชงาน (active part program) -แสดงแนวแกนใชงานปจจบน (current axis) -แสดงทางเดนของเครองมอตด (tool path) -แสดงทเกยวกบการวางตาแหนงของมด (tool offset) -แสดงการจาลองการตดเฉอนชนงาน (simulation) -แสดงสญญาณเมอโปรแกรมมการผดพลาด (alarm for program errors)

19

รป 2.6 จอภาพซทอาร

2) แผงควบคมการทางาน (operator control panel) แผงควบคมการทางานนจะเปนสวนทชางควบคมเครองใชตดตอสอสารกบระบบซเอนซ นอกจากนแลวยงเปนสวนททาหนาทควบคมการงานของเครองซเอนซ ไมวาจะเปนการควบคมการเปด/ปดเพลาจบยดเครองมอตด (spindle) ควบคมการเปด/ปดนาหลอเยน (coolant) ควบคมการเคลอนทและทศทางของแนว แกนควบคมความเรวและอตราปอน (speed and feed) ในลกษณะเปนเปอรเซนตของความเรวและอตราปอนดวยสวตชปรบสาหรบสวนควบคมโปรแกรม (program controls) ประกอบดวยการปอนขอมลของโปรแกรม การแกไขโปรแกรมซงเราสามรถปอนโปรแกรมไดโดยตรงจากแปนพมพ (keypad or keyboard) ของแผงควบคมการทางาน โดยเราเรยกการปอนขอมลของโปรแกรมในลกษณะนวา “การปอนดวยมอ (Manual Data Input: MDI)”

20

รป 2.7 แผงควบคมเครองจกรซเอนซ

จากรปท 2.7 นจะเหนวาแปนพมพจะมอย 2 ชนดคอแปนพมพทเกยวกบขอมลตวอกษรและตวเลขซงจะใชสาหรบการปอนขอมลคาสงของโปรแกรมทละตวอกษร สวนแปนพมพ คาสงนจะเปนคาสงทมการใชงานบอยๆ ในโปรแกรมเอนซ โดยทเราเลอกไดรวดเรว ทาใหสะดวกและประหยดเวลาในการปอนขอมล ยกตวอยางเชน การตรวจแกไขโปรแกรม (correction) ซง จะประกอบดวยการแทรกขอมล (Insert) การลบ (delete) การยกเลก (cancel) เปนตน

3) สวนปอนขอมลเขา/ออกของโปรแกรม (part program input and output)

เนองจากขอมลของโปรแกรม ทใชควบคมในระบบซเอนซนนเราสามารถทจะเกบขอมลไดดวยอปกรณเกบขอมล เชน เทปกระดาษ แผนฟลอปปดสก และเทปแมเหลก เปนตน โดยขอมลทเกบไวในอปกรณเกบขอมลเหลานเมอจะนาไปใชงานจาเปนอยางยงทจะตองมอปกรณชวยสาหรบสงถายขอมล ซงไดแก เครองอานเทปกระดาษ (Punched tape reader) เครองอานเทปแมเหลก (magnetic tape reader) และคอมพวเตอรทใชสายสงขอมลดวย RS-232-C ซงอปกรณเหลานจะเชอมตอกนดวยระบบบส (bus system) ของหนวยประมวลผลกลางและการดของหนวยเชอมตอ (I/O interface card) ดงตวอยางในรปท 2.8

21

รป 2.8 การปอนขอมลผานแปนคยบอรด

2.3.7 การควบคมการขบเซอรโว (servo drive control) การควบคมเครองจกรในระบบซเอนซนนจาเปนตองอาศยระบบการแปลง และควบคมสญญาณพลสทถกสงมาจากระบบซเอนซมาเปนสญญาณสาหรบควบคมการขบเคลอนของมอเตอรโดยการควบคมการขบเซอรโวนจะมระบบยอยอย 2 ระบบคอ ระบบการควบคมการเชอมตอเซอรโว (servo control interface) และระบบเชอมตอสญญาณยอนกลบ (feedback interface) ระบบควบคมเชอมตอเซอรโวจะเปนสวนทใชควบคมตาแหนงและความเรวในการขบเคลอนมอเตอร แตเนองจากสญญาณควบคมทสงมาจากระบบซเอนซและระบบควบคมการเชอมตอเซอรโวมกาลงตา ดงนนกอนทจะสงสญญาณควบคมไปยงมอเตอรนนจาเปนอยางยงทจะตองมการขยายคลนสญญาณโดยใชชดขยายสญญาณขบเซอรโว (servo drive amplifier) โดยทชดขยายสญญาณขบเซอรโวนจะไมเปนสวนประกอบของชดควบคมระบบซเอนซ แตจะเปนชดประกอบของระบบควบคมการขบมอเตอร สวนระบบเชอมตอสญญาณยอนกลบ (feedback interface) นจะมอปกรณเปลยนคาวด (encoder or resolver) ซงมหนาทบนทกตาแหนงการเคลอนทเพอสงขอมลกลบไปยงหนวยประมวลผลกลางและวงจรอเลกทรอนกสของชดควบคมเซอรโว ซงระบบควบคมกจะใชสญญาณนไปคานวณหาระยะทางในการเคลอนทของแทนเลอนตอไป

22

2.3.8 การควบคมความเรวรอบของเพลาจบยดเครองมอตด (spindle speed control) การควบคมความเรวรอบของเพลาจบยดเครองมอตด สวนมากแลวจะควบคมดวยคาสง S ในโปรแกรมซเอนซ แตในระบบควบคมการขบเซอรโวทไดกลาวมาแลวนนจาเปนทจะตองอาศยระบบควบคมความเรวรอบของเพลาขบเคลอน เชน การควบคมความเรวรอบของเพลาขบในระบบเชอมตอสญญาณยอนกลบ เปนตน ในระบบซเอนซบางครงจาเปนจะตองมการตดตอตงอปกรณแปลงสญญาณจากสญญาณดจตอลเปนสญญาณแอนะลอก (D/A converter) ทงนเนองจากสญญาณทใชควบคมการหมนของมอเตอรจะเปนสญญาณแบบแอนะลอก แตคอมพวเตอรของระบบซเอนซจะสงสญญาณแบบดจตอล ดงนนจงจาเปนตองมการตดตงอปกรณแปลงสญญาณเพอใหสามารถตดตอสอสารกนได

2.3.9 พเอมซ (PMC: Programmable Machine Controller) การควบคมสญญาณทสงไปเพอควบคมระบบซเอนซสามารถแบงออกเปน 2 ชนดคอ สญญาณควบคมตวเลข numerical control signals) และสญญาณควบคมลาดบ (sequence control signals) สญญาณควบคมตวเลขจะใชควบคมขอมลของตาแหนง (position dated) ขอมลของความเรว (velocity data) ขอมลของการวางตาแหนงของเครองมอตด (tool offset) ขอมลเกยวกบการชดเชยรศมของเครองมอตด (compensation data) และขอมลของคาตวแปรอนๆ สวนสญญาณควบคมลาดบนจะใชในการควบคมลาดบขนการทางานของเครองจกร โดยจะมหนวยอนพต/เอาตพตทสงสญญาณแบบดจตอลสวนการควบคมในระบบซเอนซนนจะใชไมโครโปรเซสเซอรของคอมพวเตอรรวมกบหนวยประมวลผลของพแอลซ (PLC: Programmable Logic Controller) ซงพแอลซหรอพซ (PC: Programmable control) เปนระบบควบคมเครองจกรซเอนซโดยใชวธการเขยนโดปรแกรมในลกษณะเชนเดยวกนกบโปรแกรมคอมพวเตอรและพแอลซทใชควบคมเครองจกรซเอนซนจะเรยกวา “ พเอมซ (PMC: Programmable Machine Controller)” ซงทาหนาทเชอมตอกบระบบควบคมตอไปนคอการเปลยนเครองมอโดยอตโนมต (automatic tool change) ควบคมระบบนาหลอเยน (coolant control) เชอมตอลมตสวตช (limit switch interface) ควบคมระบบจบยดชนงาน (clamping system control) เชอมตออนพต/เอารพตกบเครองจกร (machine I/O interface) การหยดฉกเฉน (emergency stop) เชอมตออนพต/เอารพตกบเครองจกร (machine I/O interface)

23

2.4 วสด 2.4.1 อลมเนยม

อลมเนยมเปนโลหะทสาคญ ไดรบการใชงานมากทสด ในกลมโลหะทมนาหนกเบา (Light Metals) (มนส สถรจนดา,2536) ทงนเพราะ อลมเนยมมคณสมบต ทดเดนหลายประการ

1. มความหนาแนนนอย นาหนกเบา และมกาลงวสดตอนาหนกสง จงนยมใชทาเครองใชไมสอย ตลอดจนชนสวนบางอยาง ในเครองบน จรวด ขปนาวธ และอปกรณในรถยนต เพอลดนาหนกของรถใหนอยลง จะไดประหยดเชอเพลง ตลอดจนชนสวนอากาศยาน

2. มความเหนยวมาก สามารถขนรปดวยกรรมวธตางๆ ไดงาย และรนแรง โดยไมเสยงตอการแตกหก

3. จดหลอมเหลวตา หลอหลอมงาย และมอตราการไหลตวสง 4. คาการนาไฟฟา คดเปน 64.94 % IACS (Intonation Association of Classification

Societies) ซงไมสงนก แตเนองจากมนาหนกเบา ดงนนจงใชเปน ตวนาไฟฟา ในกรณทคานงถง เรองนาหนกเปนสาคญ

5. เปนโลหะทไมมพษตอรางกาย และไมมคาการนาความรอนสง ใชทาภาชนะหงตมอาหาร และหอรองรบอาหาร

6. ผวหนาของ อลมเนยมบรสทธ มดชนการสะทอนแสงสงมาก จงใชทาแผนสะทอน ในแฟลชถายรป , จานสะทอนแสงในโคมไฟ และไฟหนารถยนต

7. ทนทานตอการเกดเปนสนม และการผกรอน ในบรรยากาศทใชงานโดยทวไปไดดมาก แตไมทนทาน ตอการกดกรอนของกรดแก และดางทวๆไป

8. ซอหาไดงาย ในทองตลาด และราคาไมแพงนก 9. ใชในการตกแตง ในงานเฟอรนเจอร ตลอดจนใชเปน อปกรณตกแตงบาน 10. เปนโลหะทยงมการพฒนาอยางไมหยดยง

อลมเนยม เปนวสดหนงทนยมอยางแพรหลายในการใชงานในอตสาหกรรม อะลมเนยม มนาหนกเบา สามารถขนรปไดงาย ทนตอการกดกรอน (MTEC,2543) ยกตวอยางเชนงานผลตชนสวน ดงรปท 2.9

24

รป 2.9 ลกษณะชนงานทผลตจากอลมเนยม อลลอย (www.serjeant.com.tw/ass.htm) คณสมบตทางเคมของอลมเนยม อลมเนยมเปนวสดทมลกษณะคงสภาพสง ทนทนตอการกดกรอนหรอการเกดสนมไดด อลมเนยมสามารถกอปฏกรยาทางเคมกบธาตอนๆได (ไพทรย ประสมศร , 2543)

2.4.2 เหลกหลอ (Cast Iron) ยงไดรบความนยมในมาใชในการผลตในอตสาหกรรมไมวาจะ

เปนชนสวนเครองจกรกล เนองจาก เหลกหลอธาตอนนอกจากคารบอน ซลคอน และแมงกานสผสมเพอปรบปรงสมบตดานตาง ๆ ไมวาจะเปนคณสมบตทางกล พฤตกรรมการอบชบ และความตานทานการกดกรอน (MTEC,2544) โดยสวนใหญนามาผลตเปนชนสวนหลกของเครองจกร (Base Machine) ดงรปท 2.10 ซงมการนาเหลหลอมการนาเหลกหลอมาผลตเปนสวนประกอบของเครองจกร เครองมออปกรณ ซงในการขนรปในลกษณะน กจาเปนตองใชเครองจกรประเภทเครองกด เขามาทาการผลตซงหากวาเปนการผลตจานวนมาก กจาเปนจะตองประยกตใชระบบ CNC เขามาผลตดวยเชนกน

เทคโนโลยงานหลอโลหะ เรมมมาประมาณ 3,000 ป กอนครสตศตวรรษ เรมจากการผลต เพอใชเปนอาวธ เครองประดบ เครองใชภายในครวเรอนในยคบรอนซ และประมาณ 500 ป กอนครสตศตวรรษ ยคเหลกจงเกดขน ซงวธการหลอทงในยคบรอนซ และยคเหลก ใชกระบวนการคลายคลงกน คอ ใชขผงทาเปนตนแบบ เรยกกระบวนการวธนวา lost wax process หรอ precision casting วธการนยงคงนยมใชกนอยในปจจบน เชน การหลอพระพทธรป ชนสวนเครองจกร งานศลปททาเปนตวสตวชนดตางๆ เทคโนโลยการหลอในปจจบน ถกประยกตเปนลกษณะของอตสาหกรรม ทมการนาเอาระบบคอมพวเตอร มาใชควบคมเพอใหสามารถผลตไดเรว และมประสทธภาพ

กระบวนการหลอโลหะ เรมจากการหลอมวตถดบ ไดแก เศษเหลก เหลกดบ ฟลกซ และโลหะผสม จากนนเทโลหะหลอมเหลว ลงในแบบหลอ ททาดวยทราย หรอวสดทนความรอน การปนแบบ

25

แบงออกเปน 2 สวน คอ สวนททาแบบเปลอกนอก และสวนททาไสแบบ ซงทงสองสวนนใชทรายทมลกษณะตางกน และตองนาไปอบไลความชน กอนนามาประกอบเปนแบบหลอทสมบรณ หลงจากหลอรปราง ไดใกลเคยงแบบทตองการแลว จงรอแบบนาชนงานไปตกแตง ใหไดรปรางตามตองการ

ชนดของเหลกหลอทพบเหนโดยทวไปสามารถจาแนกตามลกษณะโครงสรางพนฐานได 4 กลม คอ

1. เหลกหลอเทา เมอตหกจะเหนเนอเปนสเทา สมบตการหลอด ความทนแรงดงสง ราคาถก พบในชนสวนรถยนต เสอสบ ฝาสบ ปลอกเสอสบ จานถวง กงหนนา เฟอง ขอตอสงกาลง ลกรอก

2. เหลกหลอเหนยว ใชทาชนสวนเครองกล ททนแรงกระแทกสงกวา เหลกหลอเทา เชน ลกรอก เพลาขอเหวยง ลกกลงรดเหลก แบบหลออนกอท ทอนา

3. เหลกหลอขาว เมอตหกจะเหนเนอเปนสขาวเหมอนเหลกทวไป พบในชนสวนอปกรณ ทตองการความคงทน ตอการเสยดส เชน สวนประกอบใบพดของเครองยงทราย จานเจยรนยเพชรพลอย

4. เหลกหลอผสม ใชผลตชนสวนของปม และขอตอตางๆ

เหลกหลอทใชงานกน อยางแพรหลายในงานอตสาหกรรม ของประเทศไทย สวนใหญเปนรปแบบการผลต โดยรบคาสงจากลกคา มากกวาการผลตเพอจาหนาย โดยเฉพาะในอตสาหกรรมรถยนต

ถงแมวาเหลกหลอมสมบต ทดอยกวาเหลกกลา กลาวคอไมสามารถขนรป โดยการรดหรอดงขนรปได แตกสามารถหลอรปรางทซบซอนได และยงแตกหกไดงายเมอไดรบแรงกระแทก อยางไรกตามขอดของเหลกหลอ คอ ราคาถก นอกจากนยงสามารถปรบปรงสมบตตางๆ โดยการเตมธาตทเหมาะสมลงไป และรวมถงการอบชบทด สามารถทาใหเหลกหลอบางชนด มสมบตทเทยบเคยง ไดกบเหลกกลาเลยทเดยว (มนส สถรจนดา,2539)

26

รป 2.10 ลกษณะชนงานทผลตจากเหลกหลอ (www.nciweb.net)

2.4.3 ทองเหลอง (Brasses) เนองจาก ทองเหลองเปนโลหะผสมระหวางทองแดงกบสงกะส

โดยสงกะสสามารถละลายในทองแดงใหสารละลายของแขง (Solid Solution) ไดสงถง 39 % และถาผสมสงกะสมากกวานจะไดสารประกอบเชงโลหะระหวางทองแดงกบสงกะสหลายชนด ซงมผลทาใหความแขงแรง ความแขง ความเหนยวและสมบตทนการกดกรอน ตลอดจนสของทองเหลองเปลยนแปลงไปตามปรมาณของสงกะสทผสม ทองเหลองทใชงานกนเปนประจามกมชอเรยกตางกนไป เชน ทองเหลองทผสมสงกะส 30% เรยก Cartridge Brass หมายถง ทองเหลองทใชทาปลอกกระสนปน,ขอตอสวมเรวทองเหลอง ดงรปท 2.11 และ ชนสวนเครองจกร เปนตน (มนส สถรจนดา, 2538) และในลกษณะเดยวกน การผลตทตองการจานวนการผลตมากๆ กจาเปนทจะตองนาระบบซเอนซเขามาประยกตใชในการผลตเชนเดยวกน

รป 2.11 ลกษณะของขอตอสวมเรว ผลตจากทองเหลอง (www.nciweb.net)

27

2.5 การวดและวเคราะหพนผวชนงาน ความสาคญของการวดตรวจสอบสภาพพนผวชนงาน(Surface Finish Measurement) ม

มากขนตามลาดบ เนองมาจากหลากหลายสาเหต แตหนงในสาเหตตางๆเหลานนคอ ความตองการจากลกคาเอง โดยใชเหตผลของ คณภาพสงสดและความนาเชอถอสงสดของผลตภณฑ เมอนาไปใชงาน และดวยเหตทคาพกดความเผอ (Tolerances) ของงานเองกเรมทจะถกบบใหมคาทแคบลง หรอ นอยลงเรอยๆ ผลของความเรยบของผวงานสาเรจ กเรมถกคานงถงวามสวนสาคญเชนกน โดยคาความเรยบผว (Surface Roughness) จะมผล หรอสามารถวเคราะหหาผลของกรรมวธการผลต เชน การควบคมสภาพแวดลอม, ผลของประสทธภาพการทางาน มองผานชนงานทเขาสหรอทผานการผลตเสรจสน, ความเหมาะสมของขบวนการผลต ทจะทาใหสภาพแวดลอมการผลตเหมาะสมตองาน ขนาดจรงแทจรงของชนงาน หลงจากชนงานผานการใชงานไประยะเวลาหนง คาความเรยบผวทเหมาะสม คาคณสมบตของผว (Surface Parameter) และวธการผลตทถกตอง จะทาใหตนทนการผลตลดลง หรอไมสงเกนไป จากการออกแบบขนตอนการผลตทเหมาะสมถกตอง เนองจาก การมความเขาใจอยางถกตองตอรปทรงแบบตางๆของคณสมบตของผว วธการวดผว/วเคราะห จะทาใหผออกแบบสามารถเลอกกาหนดคาและวธการวดความหยาบทเหมาะสม ซงไมเพยงแตจะทาใหไดผลตภณฑทมคณภาพ แตจะทาใหเกดขบวนการผลตทเหมาะสมและตนทนการผลตทถกตอง

ภายใตขบวนการขนรปดวยเครองจกร เชน กลง กด ไส เจยร ฯลฯ บรเวณผวงานสาเรจทมองเหนและสมผสไดนน จะเปนแหลงทรวมและสามารถบงบอกผลจากแหลงกาเนดหลายอยางปะปนกนอย โดยจะทราบไดตอเมอไดทาการตรวจวดและวเคราะหผว (Surface Analyze) (สบศกด สขการเพยร, 2543) 2.6 การออกแบบการทดลอง (Design of Experiment) 2.6.1 การออกแบบการทดลอง (Design of Experiment)

การออกแบบการทดลองเพอทดสอบทมวตถประสงคทจะเปลยนแปลงคาปจจยทนาเขาของกระบวนการทดสอบ โดยเฝาสงเกตและตดตามผลการทดสอบการเปลยนแปลงของปจจยนาออกของกระบวนการ ซงอาจจะเรยกวา ผลตอบ (Response) ตามรปท 2.18 โดยกาหนดใหปจจย x1, x2, …xp เปนปจจยทสามารถควบคมได (variable) ในขณะท z1, z2, …zp เปนปจจยทไมสามารถควบคมได (Uncontrollable) และในบางครงเรยกวา ปจจยรบกวน (Noise) ดงนนวตถประสงคในการทดลองคอ การหาคาปจจยทมผลมากทสดตอผลตอบ หาวธการตงปจจยทควบคมได (x) ทมผลตอคาผลตอบเพอทาใหไดคาทตองการ หาวธการตงคาปจจยทควบคมได (x) ทมผลตอคาผลตอบเพอทาใหไดคาของปจจยทไมสามารถควบคมได (z) มคาตาสด

28

รปท 2.12 แสดงแบบจาลองทวไปของกระบวนการ

หลกการพนฐานทนาไปสความสาเรจในการออกแบบการทดลอง ประกอบดวย 8 ปจจย ดงน 1) กาหนดวตถประสงคหรอเปาหมายทตองการศกษากอนทจะทาการออกแบบการทดลอง

จะทาใหทราบวาปจจยใดทไมมผลตอสงทกาลงศกษาซงจะนาไปสการออกแบบการทดลองทด 2) ผลตอบตองสามารถวดคาไดในเชงปรมาณ ในการออกแบบการทดลองในหลายกรณไม

ประสบความสาเรจเพราะเหตวาผลตอบทไดนนไมสามารถวดออกมาไดในเชงปรมาณ 3) จานวนซาของการทดลองมความสาคญททาใหพบผลทมนยสาคญทางสถต ในขอบเขต

ของความแปรปรวนในกระบวนการทางธรรมชาต เพอทาใหทราบถงตวแปรทไมสามารถควบคมได 4) อนดบการทดลองทาเปนแบบสมเพอหลกเลยงอทธพลของตวแปรทไมสามารถควบคม

ได เชน การสกหรอของเครองมอ หรอการเปลยนวตถดบ เปนตน 5) การจดทาเปนแบบบลอกจะทาใหทราบแหลงของความแปรปรวน โดยการแบงอนดบ

การทดลองใหอยในบลอกเดยวกนทมความคลายกน และใชหลกการทางพชคณตแยกความแตกตางออกมา จะทาใหเพมความไวตอการออกแบบการทดลอง

6) ทราบผลทจะเปนคแฝดแฝง คแฝดแฝงจะแสดงใหเหนไดเมอมการเปลยนแปลงสงของตงแต 2 สงขนไปในเวลาเดยวกนและในทศทางเดยวกน เชน ถาพยายามศกษา 3 ปจจยโดยกาหนดใหมแค 4 อนดบการทดลอง โดยการใชการทดลองแบบครงจานวน (Half-Fraction) แลวจะทาใหผลหลกกลายเปนคแฝดของ 2 ปจจยทสมพนธกน นนคอ จะทาใหเกดความสบสนตอปจจยทมความสมพนธกน

7) ลาดบขนของการทดลอง ประกอบดวยการกรองปจจยทใชในการออกแบบการทดลอง เชน การออกแบบเศษสวนแฟกทอเรยล (Fractional Factorial) เพอทจะหาปจจยทมนยสาคญ จากนนจะออกแบบการทดลองแบบเตมจานวน (Full Factorial) พนผวผลตอบ (Response Surface) สรางแบบจาลองของผลตอบ และตรวจสอบซาเพอยนยนผล ดงนนถาเกดการผดพลาดของการเลอกปจจยท

29

ใชในการทดลองจะทาใหการทดลองมขนาดใหญมาก นนหมายความวา คาใชจายในการทาการทดลองจะสงขน

8) ตองมการตรวจสอบคาวกฤตทไดจากการทดลองเสมอ โดยการใชโปรแกรมคอมพวเตอรเขาชวยในการยนยนผลทไดจากการออกแบบการทดลอง (Anderson and Kraber, 2003) 2.6.2 การออกแบบการทดลองเพอหาคาทเหมาะสมในการผลต

ในการออกแบบการทดลองเพอการฟตแบบจาลองอนดบทสอง การออกแบบทนยมใชสาหรบฟตแบบจาลองทสองนใชวธการออกแบบสวนประสมกลาง (Central Composite Design; CCD) เปนวธทนยมใชเพอหากระบวนการทเหมาะสม โดยทวไปตาแหนงจดของ CCD จะประกอบดวย k2 แฟกทอเรยลทม fn รน k2 รนในแนวแกนหรอแนวรปดาว (Star) และ fn รนทจดศนยกลาง ดงรปท 2.13 แสดง CCD สาหรบ k=2 และ k=3 ปจจย

การพฒนาของ CCD ในทางปฏบตสวนมากจะเกดขนจากการทดลองแบบเปนอนดบ นนคอ การออกแบบ k2 ถกนามาใชเพอฟตแบบจาลองอนดบทหนง แลวพบวา แบบจาลองนไมเหมาะสมทจะใชกบขอมล ดงนน จงมการรนการทดลองเพมในแนวแกนเพอทาใหสามารถใสพจนควอดราตกลงในแบบจาลองได CCD เปนการออกแบบทมประสทธภาพมากในการฟตแบบจาลองอนดบทสอง โดยตองกาหนดการออกแบบพารามเตอร 2 ตว นนคอ ระยะทาง α ของการรนในแนวแกนจากจดศนยกลางของการออกแบบ และจานวนของจดศนยกลาง fn

รปท 2.13 การออกแบบสวนประสมกลาง (CCD) สาหรบ k=2 และ k=3 ทมา : ปารเมศ ชตมา (2545)

ความสามารถในการหมน

เปนความสาคญอยางหนงของแบบจาลองอนดบทสอง ทจะตองมความสามารถในการพยากรณไดตลอดบรเวณทสนใจอย วธการหนงทจะบอกวา แบบจาลองน “ด” คอ แบบจาลองจะตองอย

30

กบรองกบรอยอยางมเหตผล และมความแปรปรวนทมเสถยรภาพของผลตอบทจด x ซงอยในความสนใจ คาความแปรปรวนของผลตอบทถกพยากรณจะมคาคงตวบนรปทรงกลม นนคอ

( ) ( ) xXXxxyV1''2

^ −=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡σ

( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡xyV

^ คอ จด x ทกจดทมระยะหางจากจดศนยกลางของการออกแบบเทากน

รปท 2.20 แสดงเสนโครงรางของคาคงตว ( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡xyV

^ สาหรบแบบจาลองอนดบทสอง

ทถกฟตโดยใช CCD สงเกตวา เสนโครงรางของสวนเบยงเบนมาตรฐานทมคาคงตวของผลตอบทถกพยากรณจะเปนวงกลมทมศนยกลางอยรวมกน การออกแบบทมคณสมบตเชนนจะทาใหคาความแปรปรวนของ y ไมเปลยนแปลง เมอการออกแบบถกหมนรอบจดศนยกลาง (0, 0,…, 0) เราเรยกการออกแบบเชนนวา การออกแบบทสามารถหมนได

รปท 2.14 เสนโครงรางของพนผวผลตอบทมคาสวนเบยงเบนมาตรฐานคงท ซงถกทานายสาหรบ CCD ทสามารถหมนได

31

การออกแบบสวนประสมกลาง สามารถทาใหหมนไดโดยการเลอกคาของ α คาของ α สาหรบความสามารถหมนไดจะขนอยกบจานวนของจดในสวนของแฟกทอเรยลของการออกแบบ

หมายความวา ( ) 4/1fn=α จะทาใหเกดการออกแบบสวนประสมกลางทสามารถหมนได โดยท fn

คอ จานวนของจดทถกใชในสวนแฟกทอเรยลของการออกแบบ 2.6.3 แบบจาลองการถดถอย (Regression Model)

แบบจาลองการถดถอย (Regression Model) เปนแบบจาลองทางคณตศาสตรทใชสาหรบการหาคาความสมพนธระหวางปจจย เพอนาไปสรางสมการทานายคาของผลตอบ ซงจะทาใหสามารถหาผลตอบทจดใดๆ ในแตละชวงของปจจยได โดยวธการทใชในการประมาณคาตวแปรตางๆ ในแบบจาลองนสวนใหญคอ วธกาลงสองนอยสด วธกาลงสองนอยสด (Least Square Method) เปนการประมาณคาตวแปรทไมทราบคา ( β ) เพอ

ทาใหผลรวมของกาลงสองของความผดพลาด ( 2ε ) มคานอยทสด ซงบางครงเราเรยก β เหลานวา คาสมประสทธการถดถอย โดยมขนตอนในการประมาณคาดงน

1) สรางผลรวมของกาลงสองของคาความผดพลาด โดยการฟตผลตอบ 2) ประมาณคาสมประสทธการถดถอยของปจจยในเทอมตางๆ ททาใหผลรวมของกาลงสอง

ของคาความผดพลาดมคานอยทสด 3) นาคาสมประสทธการถดถอยทไดไปเขยนสมการทานายคาของผลตอบ

แบบจาลองการถดถอยสาหรบ Central Composite Design

เนองจากการออกแบบการทดลองดวยวธ Central Composite Design มการทาการทดลองไมพอเพยงทจะทาใหเกด Cubic Model ได (ปารเมศ ชตมา, 2545) ดงนนแบบจาลองการถดถอยจงมทงหมด 3 แบบ ดงน

1) Linear Model

∑=

+=p

i

ii XyE

1

0)( ββ

2) 2FI (two-factor interaction) Model

j

p

ji

iij

p

i

ii XXXyE ∑∑∑<=

++= βββ

1

0)(

3) Quadratic Model

32

∑∑ ∑∑=<=

+++=p

i

iiij

p

ji

iij

p

i

ii XXXXyE

1

2

1

0)( ββββ

ทมา : L.M.M. Tijskens, M.L.A.T.M. Hertog and B. Nicolai (2001) 2.6.4 การวเคราะหการถดถอย

การวเคราะหการถดถอยจะทาตามรปแบบและขอสมมตของรปแบบการถดถอยทกาหนดไว หากขอสมมตของรปแบบเปนจรง ผลการวเคราะหจะเปนไปอยางถกตอง แตถาขอสมมตไมเปนจรงการนาผลการวเคราะหไปใชจะไมถกตอง หากพบวาขอสมมตของรปแบบไมเปนจรงควรเปลยนแปลงวธการวเคราะหใหเหมาะสมหรอใชวธการวเคราะหเดมกบขอมลทแปลงใหเปนไปตามขอสมมตของรปแบบแลว

ขอสมมตของรปแบบการถดถอยทเกยวของกบความคลาดเคลอน ไดแก ความคลาดเคลอน iε ตางกมการแจกแจงทเปนอสระกนแบบปกตมคาเฉลย 0 และคาความแปรปรวน 2σ หรอ

( )2,0~ σε Nidi มความจาเปนยงตอการทดสอบสมมตฐานและการประมาณคาพารามเตอรในรปแบบ หากขอสมมตขอใดขอหนงไมเปนจรงจะมผลทาใหตวประมาณทไดไมมคณสมบตเปนตวประมาณทด การสรปผลจากการทดสอบสมมตฐานเกยวกบพารามเตอรจะไมถกตอง นอกจากการวเคราะหการถดถอยจะมปญหาขอสมมตทเกยวกบความคลาดเคลอนไมเปนจรงแลวยงมปญหาทสาคญอนๆ อก ไดแก รปแบบความสมพนธระหวางตวแปรอสระและตวแปรตามไมเปนไปตามทกาหนด ไมไดรวมตวแปรอสระทสาคญบางตวแปรไวในรปแบบ ตวแปรอสระในรปแบบไมเปนอสระกน มคาผดปกตและคาทมอทธพล ดงนนกอนการนาผลการวเคราะหไปใชควรตรวจสอบขอมลททาการศกษากอนวามคณสมบตตามขอสมมตของรปแบบหรอไม การตรวจสอบสวนใหญทากบคาความคลาดเคลอนจากการประมาณทเรยกวา การวเคราะหความคลาดเคลอน โดยการตรวจสอบมดงตอไปน

2.8.1 การพลอตคาความคลาดเคลอน ไดแก การพลอตแบบ dot แบบ box แบบ stem และ leaf และแบบ NP เปนการพลอตเพอพจารณาลกษณะการแจกแจงของขอมลและพจารณาคาผดปกต การพลอต e กบ Y หรอกบ X เปนการพลอตเพอพจารณาความเปนอสระของความคลาดเคลอน เอกภาพของความแปรปรวนของคาความคลาดเคลอน ความเหมาะสมของรปแบบ คาผดปกต และคาทมอทธพล สวนการพลอตการถดถอยบางสวนเปนการพลอตเพอพจารณาตวแปรอสระทควรนามาใชในรปแบบ

2.8.2 การทดสอบการแจกแจงแบบปกต เพอทดสอบวาความคลาดเคลอนมาจากประชากรทมการแจกแจงแบบปกต

2.8.3 การทดสอบสหสมพนธตอเนอง เพอทดสอบวาความคลาดเคลอนจากการประมาณมการแจกแจงทเปนอสระกน

33

2.8.4 การทดสอบเอกภาพของความแปรปรวน เพอทดสอบวาความแปรปรวนของคาความคลาดเคลอนมคาคงท

2.8.5 การทดสอบวาตวแปรอสระในรปแบบการถดถอยเชงเสนตรงแบบพหมความเปนอสระกน

2.8.6 การทดสอบวารปแบบการถดถอยทกาหนดอธบายความสมพนธระหวางตวแปรอสระและตวแปรตามไดเหมาะสม

2.8.7 การทดสอบวาขาดตวแปรอสระทสาคญบางตวแปรในรปแบบการถดถอย 2.8.8 การทดสอบวามคาผดปกตเนองจากคาตวแปรอสระและ/หรอคาของตวแปรตาม และม

คาทมอทธพลในขอมล โดยหลงจากการตรวจสอบดวยวธการตางๆ แลว หากพบวาเกดปญหาในการวเคราะหการถดถอย

อยางใดอยางหนง ตวอยางเชน ตวแปรอสระไมเปนอสระกน การแจกแจงของความคลาดเคลอนไมเปนแบบปกต คาความคลาดเคลอนมสหสมพนธตอเนอง หรอความแปรปรวนของคาความคลาดเคลอนไมคงท หากยงคงใชผลการวเคราะหการถดถอยเดมอยจะทาใหการสรปผลการวเคราะหไมถกตอง การแกไขทาไดโดยการเปลยนวธการวเคราะหใหมหรอแปลงขอมล 2.6.5 พนผวผลตอบ (Response Surface Methodology)

วธการพนผวผลตอบ (Response Surface Methodology; RSM) เปนการรวบรวมเอาเทคนคทงทางคณตศาสตรและทางสถตทมประโยชนตอการสรางแบบจาลองและการวเคราะหปญหา โดยทผลตอบทสนใจขนอยกบหลายตวแปร และมวตถประสงคทจะหาคาทดทสดของผลตอบ โดยกาหนดใหปจจยนนแทนคาดวย x และ ε คอ คาความผดพลาดของผลตอบ y ทเปนผลมาจากการทดลอง

( )1 2,y f x x ε= + ถากาหนดวา 1 2( ) ( , )E y f x x η= = ดงนน สามารถเขยนสมการของพนผวไดคอ

1 2( , )f x xη = ซงจะเรยกวา “พนผวผลตอบ (Response Surface)” โดยสวนใหญจะแสดงพนผวผลตอบในรป

ของกราฟฟก ดงรปท 2.21 โดยท η จะถกพลอตกบระดบของ 1x และ 2x เพอทจะชวยใหมองรปรางของพนผวผลตอบไดดยงขน ซงอาจจะพลอตเสนโครงราง (Contour Plot) ของพนผวผลตอบดงแสดงในรปท 2.22 ในการสรางเสนโครงรางเชนน เสนทมคาของผลตอบคงทจะถกวาดอยบนระนาบของ 1x

และ 2x เสนโครงรางแตละเสนจะมความสงของพนผวผลตอบทเทากนคาหนง โดยทปญหาในสวนใหญจะไมทราบความสมพนธระหวางผลตอบและตวแปรอสระ โดยในขน

แรก จะตองหาตวประมาณทเหมาะสมทใชเปนตวแทนสาหรบแสดงความสมพนธทแทจรงระหวาง y และเซตของตวแปรอสระ ซงตามปกตแลวจะใชฟงกชนพหนามทมกาลงตาๆ ทอยภายใตอาณาเขต

34

บางสวนของตวแปรอสระ ถาแบบจาลองของผลตอบมความสมพนธแบบเชงเสนกบตวแปรอสระ ฟงกชนทใชในการประมาณความสมพนธคอแบบจาลองกาลงหนง

0 1 1 2 2 ... k ky x x xβ β β β ε= + + + + + แตถามสวนโคงเกยวของในระบบ จะใชฟงกชนพหนามทมกาลงสงขน เชน พหนามกาลงสอง ดง

สมการ 2

01 1

k k

i i ii i ij i ji i i j

y x x x xβ β β β ε= = <

= + + + +∑ ∑ ∑∑

รปท 2.15 พนผวผลตอบแบบสามมต ทมา : ปารเมศ ชตมา (2545)

35

รปท 2.16 เสนโครงรางของพนผวผลตอบ ทมา : ปารเมศ ชตมา (2545)

อยางไรกตาม ในการศกษาโดยใชวธการแสดงพนผวผลตอบจาเปนตองคนหาฟงกชนทแทจรง

ระหวางตวแปรตามหรอคาผลตอบ ตอตวแปรอสระตางๆ เปนลาดบแรก ถาแบบจาลองของผลตอบมความสมพนธเปนแบบเชงเสนกบตวแปรอสระ ฟงกชนในการประมาณความสมพนธนคอ แบบจาลองกาลงหนง (First order) ตวอยางดงรปท 2.23

kk22110 x...xx ββββη ++++= หากตวแปรอสระมความสมพนธกนระหวางกน ตองทาการเพมตวแปรทมความสมพนธระหวาง

กนเขาไปอกหนงตวแปร (First order with interaction) ตวอยางดงรปท 2.24

∑ ∑∑<=

++=

ji

jiij

k

1j

jj0 xxx βββη

สาหรบระบบทมลกษณะความสมพนธแบบเสนโคง ตองใชแบบจาลองทมลาดบสงขน เชน ลาดบสอง (Second order) ตวอยางดงรปท 2.25 นอกจากน แบบจาลองลาดบสอง ยงมรปแบบพนผวผลตอบทมความหลากหลาย ดงตวอยางทแสดงในรปท 2.26

∑ ∑∑ ∑<= =

+++=

ji

jiij

k

1j

k

1j

2jjjjj0 xxxx ββββη

การไดมาของฟงกชนตางๆ มกไดมาจากสมการถดถอย

36

รปท 2.17 เสนโครงรางของพนผวผลตอบแบบ First order model ทมา : Raymond H. Myers and Douglas C. Montgomery (1995)

37

รปท 2.18 เสนโครงรางของพนผวผลตอบแบบ First order with interaction ทมา : Raymond H. Myers and Douglas C. Montgomery (1995)

38

รปท 2.19 เสนโครงรางของพนผวผลตอบแบบ Second order ทมา : Raymond H. Myers and Douglas C. Montgomery (1995)

39

รปท 2.20 เสนโครงรางของพนผวผลตอบในลกษณะหลากหลายแบบของ Second order ทมา : Raymond H. Myers and Douglas C. Montgomery (1995)

2.7 การทบทวนวรรณกรรม 2.7.1 การประยกตใชงานเครองจกรซเอนซ

ในปจจบนเทคโนโลยดานการผลตไดถกพฒนาขนอยางรวดเรว หนงในนนคอ กรรมวธการผลตโดยใชเครองจกรอตโนมตทควบคมดวยคอมพวเตอร หรอเรยกสน ๆ วา เครองจก (CNC) เพอใหไดชนงานทมคณภาพและรวดเรวในการผลตรวมถงสามารถผลตชนงานทซบซอนไดอยางแมนยาคมคาทางดานเศรษฐศาสตร (J. Wan,1998) เทคโนโลยในการผลตทนยมใชอยางแพรหลายในปจจบน หนงในนนไดแกระบบเครองจกรกลซเอนซ (CNC) (Roberto Licari, Ernesto Lo Valvo and Mario Piacentini, 2001) ซงระบบซเอนซไดถกนามาประยกตใชในงานผลตชนงานทตองการพนผวสาเรจทมคณภาพสง (M. Munlin,2003)( B.P. Mann, 2002) มทงในสวยเครองกดซเอนซ ชนด 3 แกน (N. Tounsi,2003) และชนด 5 แกน (M. Munlin, S.S. and Makhanov, 2003) และมการนามาประยกตรวมกบระบบการผลตอตโนมต โดยสวนใหญการหาคาการทางานของเครองจกรกลซเอนซเพอใหไดคาทเหมาะสมไดใชตวแปรทวดคอ ความเรยบของผว (P.G. Benardos,2002) ความเทยงตรงของชนงานสาเรจ (B.P. Mann, 2003) (Kuang-Hua Fuh, 1997) เพอลดความผดพลาดในการทางาน และลดตนทนในการผลต (Rube´n W. Lanz, 2002) ในหาคาสาหรบ ball-end milling ชนดใหมเพอศกษา

40

ประสทธภาพในการผลตชนงานแบบตางๆ ไดมการทดสอบหลายลกษณะโดยแสดงดงรปท 2.21 (Chih-Ching Lo,1999)

รปท 2.21 แสดงทศทางในการทดลอง (Chih-Ching Lo,1999)

2.7.2 วธการออกแบบการทดลองแบบ Response Surface Method ไปประยกตใชงาน ทฤษฎในการตรวจสอบหาคาทเหมาะสมของชนงานทนยมใชในการหาพนผวสาเรจท

ไดรบความนยมนามาใชงานไดแก ทฤษฎพนผวผลตอบ (Response Surface Design) (ปารเมศ ชตมา, 2545) ถกนามาประยกตใชในงานทดสอบหาคาพนผวสาเรจ ของอลมเนยมโดยวธการหาคาความเรยบผวของสวนดานขางของรองกด โดยมลกษณะการวดดงรปท 2.22 (Kuang-Hua Fuh และ Hung-Yen Chang,1997)

รปท 2.22 การวดคาความเรยบผวรองกด (Kuang-Hua Fuh ,Hung-Yen Chang,1997)

(R. Baptista, 2000) โดยคาทไดจะไดคาความเรยบผวทเหมาะสมคาคณสมบตของผว(Surface Parameter) และวธการผลตทถกตอง จะทาใหตนทนการผลตลดลง หรอไมสงเกนไป จากการออกแบบขนตอนการผลตทเหมาะสมถกตอง เนองจาก การมความเขาใจอยางถกตองตอรปทรงแบบ

41

ตางๆของคณสมบตของผววธการวดผว/วเคราะห จะทาใหผออกแบบสามารถเลอกกาหนดคาและวธการวดความหยาบทเหมาะสม ซงไมเพยงแตจะทาใหไดผลตภณฑทมคณภาพ แตจะทาใหเกดขบวนการผลตทเหมาะสมและตนทนการผลตทถกตอง (สบศกด สขการเพยร, 2543)

2.7.3 การหาคาความเรยบผว คาความเรยยบผวมผลตอกระบวนการผลตในอตสาหกรรมการผลต (Hasan Gökkaya และ Muammer Nalbant, 2005) ไดทาการศกษาเกยวกบคาความเรยบผวขบวนการผลตชนงานวสดเหลกมาตราฐาน 1030 โดยไมใชสารหลอเยน โดยกาหนดรศมเครองมอตดทใช สามขนาดไดแก 0.4 0.8 และ 1.2 มลลเมตร โดยในการวจยครงนไดกาหนดอตราการกนลกไว 5 คาไดแก 0.5 1 1.5 2 และ 2.5 มลลเมตร ผลปรากฏวา เครองมอตดรศม 1.2 มลลเมตร ทความลก 0.5 มลลเมตร ใหคาทดทสด (Vimal G. Dhokia, Sanjeev Kumar และ Stephen T. Newman,2008) ไดทาการวจยโดยไดทาการตงสมการทานายคาความเรยบผว ของเครองมอตดชนด ball-end สาหรบงานขนรปโพลโพพลนโดยไดแสดงปจจยทใชในการหาคาความเรยบผวดงแสดงในรปท 2.23 (Donna Post Guillen และTimothy S. Yoder, 2008) ไดทาการวจยเกยวกบคาความเรยบผวทมผลตอแผนลายการไหลของของเหลวในเซลลเชอเพลง พบวาแผนทมคาความเรยบผว 1.5 ไมครอนใหคาความเรยบผวทดทสด

รปท 2.23 ปจจยทใชในการหาคาความเรยบผว (Donna Post Guillen และTimothy S. Yoder, 2008)

42

การคานวณหาคาความเรยบผวของอลมเนยม ชนด 79 โดยวธตรรกะ ไดคาความเรยบผว 0.02 ไมครอน ทความเรวรอบ 2,000 รอบตอนาท อตราปอน 0.06 มลลเมตรตอฟน ทอตราการกนลก 2 มลลเมตร ในงานวจยนไดทาการทดลองสองลกษณะไดแกการกดแบบตามแกนและการกดแบบสวนแกน (F.Deweiri,H Al-Wedyan,2003) ดงรปท 2.24

รปท 2.24 แสดงทศทางของมดกด (F.Deweiri,H Al-Wedyan,2003)

2.7.4 การหาความเรวรอบและอตราปอนทเหมาะสม การหาคาอตราปอนทเหมาะสมในการขนรปดวย ball-end mill สาหรบการขนรปพนผวโคง ในการวจยดงกลาวไดใชดอกกดชนดฟนเดยว ทาการผลตชนงานโดยใชวสดในการทดลองคอ เหลกกลาคารบอนชนด CK45 ในการทดลองดงกลาวไมใชสารหลอเยนเพอหาคาอตราปอนทเหมาะสม โดยไดกาหนดระยะของความโคงของชนงานทดสอบไดแสดงดงรปท 2.25 (R. Salami และ B . Motakef, 2006)

43

รปท 2.25 แสดงถงคาความโคงผวชนงานทดลอง (R. Salami และ B . Motakef, 2006)

ในการกดแบบเครองกดซเอนซชนด 5 แกน ไดมการหาคาความเรวรอบทเหมาะสมของการหมนโตะงานเพอใหไดคาทเหมาะสมโดยไดกาหนดปจจยในการหมนของโตะงานไวสองแนวแกนไดแกแกนแนวนอนและแกนแนวตง โดยไดกาหนดปจจยในการทดลองดงรปท 2.26 ( B. Sencer, Y. Altintas , E . Croft,2008)

รปท 2.26 การเคลอนทในเครองกด 5 แกนในการทดลอง ( B. Sencer, Y. Altintas , E . Croft,2008)