บทความ
 อวกาศ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 607
เมื่อวาน 1,018
สัปดาห์นี้ 1,625
สัปดาห์ก่อน 9,987
เดือนนี้ 21,760
เดือนก่อน 27,802
ทั้งหมด 806,684
  Your IP :54.82.93.116

9.3.2 ลักษณะการออกแบบ

 

กลไกหกแกนมีลักษณะการออกแบบอยู่สองหลักใหญ่ ๆ มีดังนี้

 

1.  กลไกหกแกน แกนค้ำเป็นแบบแท่งแกนสไลด์ (Telescopic struts) หรือระบบอินเจอร์โซล (Ingersoll system)

 

2.  กลไกหกแกน แกนค้ำเป็นแบบแท่งบอลสกรู (Ball screw struts) หรือระบบเฮเซล และจีโอดิติก (Hexel & Geodetic system)

 

9.3.2.1 กลไกหกแกน แกนค้ำเป็นแบบแท่งแกนสไลด์

 

       กลไกหกแกน แกนค้ำเป็นแบบแท่งแกนสไลด์ หรือระบบอินเจอร์โซล ในการออกแบบกลไกชนิดนี้ กลไกหกแกนจะมีส่วนประกอบของกระบอกไฮดรอลิกส์หกตัว, แท่งแกนสไลด์ พื้นที่หน้าตัดของแท่นแกนสไลด์อาจเป็นหน้าตัดแบบวงกลม หรือสี่เหลี่ยม หรือรูปแบบอื่น ๆ ก็ได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบใช้งาน แล้วมีอิสระในการที่จะให้มีการเคลื่อนที่แบบยืด หรือหดตัวระหว่างฐานหกเหลี่ยมอยู่กับที่ และแผ่นฐานเคลื่อนสามเหลี่ยม

       แท่นสามเหลี่ยมอธิบายองค์ประกอบด้านขาออกที่ได้จาก หกองศาอิสระ (6 Degrees Of Freedom: DOF) ของระบบ ดูที่รูปด้านล่าง

 

รูปกลไกหกแกนที่เคลื่อนที่แบบอินเจอร์โซล เคลื่อนที่ได้ 6 องศาอิสระ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

รูปกลไกหกแกนเทียบกับกลไกเคลื่อนที่แบบทั่วไป

 

วิดีโอเครื่องกลหกแกน

 

ปลายทั้งสองของแท่งแกนสไลด์ (Telescopic struts) ไฮดรอลิกส์เป็นการเชื่อมโยงในแต่ละฐานสามเหลี่ยม หรือฐานโดยข้อต่อเอนกประสงค์ หรือข้อต่ออิสระ (Universal joints) ดูที่รูปด้านล่าง

 

รูปแท่งแกนสไลด์ กับข้อต่ออิสระ

 

ซึ่งระบบนี้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในเครื่องจำลองการบิน

 

รูปเครื่องจำลองการบิน

 

ต่อมาเมื่อมีการพัฒนากลไกให้ดียิ่งขึ้นมันจึงถูกนำมาใช้ในทางการค้า จนมีการนำไปใช้งานได้อย่างมากมายหลากหลายสาขา เช่น งานภาคอุตสาหกรรม, งานวิศวกรรม, งานทางการแพทย์, งานทางวิทยาศาสตร์, งานทางวิทยาศาสตร์ ฯลฯ ส่วนความละเอียดในการทำงานของกลไกหกแกนนี้ มันมีความละเอียดแม่นยำมากจนบางครั้ง มีความละเอียดได้ถึงขนาดเป็นไมครอน (mm: 1 ´10-6 m) เลยทีเดียว

 

      สมการกลไกระบบอินเจอร์โซล ในองศาอิสระ (DOF) โดยรวมของระบบได้ทำการอธิบายโดยใช้กฏเกณฑ์ของคัตซ์แบ็ค (Kutzbach criterion) เป็นไปตามสมการดังนี้

 

สมการคัตซ์แบ็ค

 

กำหนดให้   M = ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ (Mobility)

                ci  = ข้อจำกัด (Constraints)

                n= ส่วนประกอบรวมของระบบ

 

การคำนวณขององศาอิสระของกลไกหกแกนแบบแท่งแกนสไลด์ หรืออินเจอร์โซล

 

ชิ้นส่วนของกลไกหกแกนโดยรวม = ชุดแท่งแกนสไลด์ 6 คูณ 2 ชิ้นส่วน + ฐาน 1 + 1 แท่นฐาน

 

= 2 ´ 6 + 1 + 1 = 14

 

จะได้ชิ้นส่วนเครื่องกลของกลไกหกแกนอย่างน้อย เท่ากับ 14 ชิ้น

 

หาองศาอิสระโดยรวม                DOFtotal = 6(ne - 1)

 

= 6(14 - 1)

= 6 ´ 13

= 78 DOF

 

ดังนั้น องศาอิสระโดยรวมเท่ากับ 78 DOF

 

จำนวน

สิ่งที่เกิดขึ้น

ข้อจำกัด

องศาอิสระ

อธิบายลักษณะ

6

ฐาน: เชื่อมต่อ (Yokes) ½ UJ

4

2

RR

6

แท่งทรงกระบอก และแท่งยาว

4

2

TR

6

แท่งแกน/ฐาน UJ

4

2

RR

ข้อสังเกต: R: หมุน, T: เคลื่อนที่, UJ: ข้อต่ออเนกประสงค์ (Universal joint), Cyl: ทรงกระบอก

ตารางการวิเคราะห์ระบบแท่นแกนสไลด์

 

ในตาราง ข้อจำกัดโดยรวม = 3 ´ 6 ´ 4 = 72 ข้อจำกัด

เพราะฉะนั้น

M = 78 – 72 = 6 DOF (สามการเคลื่อนที่ และสามการหมุน)

 

รูปผังกลไกหกแกน

 

รูปแนวการหมุนฐานเคลื่อนที่แบบเอียง

 

รูปเครื่องกลหกแกน

 

โดยการผสมผสานโครงของโครงสร้างที่มี 8 ด้าน ดูที่รูปด้านล่าง

 

รูปแบบจำลองโครงสร้างของกลไกหกแกน

 

รูปโครงสร้างที่ติดตั้งกลไกหกแกน

 

      จากการพิจารณาสิ่งด้านบนของอุปกรณ์กลไกหกแกนที่เป็นระบบอินเจอร์โซล จะได้โครงสร้างที่มีความแข็งแกร่ง มีความทนทานต่อแรงกระแทกขณะทำงาน มีความแม่นยำเวลาทำงาน, ให้คุณภาพผิวงานที่มีความละเอียด (กรณีเครื่องมือกล)

 

      ตัวอย่างกลไกหกแกนที่นำมาใช้ในงานเครื่องมือกล ก็คือเครื่องกัด 6 แกน ระบบอินเจอร์โซล มีเพลาหมุนแนวนอนกลไกหกเหลี่ยมแปดด้าน (Horizontal spindle Octahedral Hexapod: HOH) -600 และเพลาหมุนแนวตั้งกลไกหกเหลี่ยมแปดด้าน (Vertical spindle Octahedral Hexapod: VOH) – 1000 ดูที่รูปด้านล่าง

 

รูปเครื่องมือกลหกแกนของยี่ห้ออินเจอร์โซล รุ่น ออคทาฮีดรอล เฮกะพอด เฮชโอเฮช-600 (Octahedral Hexapod (HOH) 600)

 

      มีโครงสร้างเครื่องเป็นรูปเหลี่ยมแปดด้าน (Octahedron) มีส่วนประกอบของคาน 12 ท่อนความยาวเท่ากัน มีข้อต่อหกจุดเชื่อม โครงสร้างมีความแข็งแกร่ง รองรับน้ำหนัก ฐานตัวเครื่อง, กลไกหัวเพลาหมุน, กลไกหกแกนไฮดรอลิกส์พร้อมกับแท่งแกนสไลด์ ประกอบติดกับแผ่นฐานอยู่กับที่ และแผ่นฐานเคลื่อนที่ (ติดหัวเพลาหมุน)

 

ตัวอย่างข้อมูลทางด้านเทคนิคของรุ่น VOH-1000 มีดังนี้

 

แกนเคลื่อนที่:                   X, Y, Z = 600, 600, 800 mm

 

อัตราป้อน:                 อัตราป้อนสูงสุด (ตามแกน) = 30 m/min

                          อัตราการเคลื่อนที่สูงสุด (ตามแกน) = 30 m/min

 

ความเร่ง:             0.5 G (4.8 m/s2) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่ง X, Y, Z

 

เพลาหมุน:                 ช่วงความเร็ว = 0 – 20,000 rpm

                                แรงบิดสูงสุด = 49 Nm

                                กำลังงานสูงสุด = 37.5 kW

 

ความดันหล่อเย็น:        50 บาร์ผ่านเพลาหมุน

 

ซองเก็บมีด:               40, 80 ตัว, นำหนักของมีดสูงสุด = 12 กิโลกรัม

 

ความแม่นยำทางปริมาตร: 20 ไมครอน การใช้เลเซอร์วัดแนวทแยงมุมเคลื่อนที่สะดวก

 

 

รูปเครื่องมือกลหกแกน

 

วิดีโอเครื่องมือกลหกแกนซีเอ็นซีกัดไม้

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

“คนที่รู้จักจุดหมายปลายทางของตนเอง
คือคนที่เดินทางไปได้ไกลที่สุด”

 

 

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา