อุปกรณ์วัดพิกัด 3 มิติที่ใช้ในการตรวจสอบชิ้นงาน ที่มีพื้นผิวต่อเนื่องและโปรแกรมเชื่อมโยงกับโปรแกรม Catia

Abstract

ในโครงการวิจัยนี้เป็นการพัฒนาเครื่องวัดพิกัด 3 มิติของพื้นผิวที่มีความสลับซับซ้อน แบบต่อเนื่องแบบอัตโนมัติที่มีโครงสร้างแบบ Fixed-bridge ชนิด 4 แกน โดย 3 แกนแรกมีลักษณะตั้งฉากซึ่งกันและกัน แต่ละแกนขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์กระแสตรงชนิดไม่มีแปรงถ่าน และติดตั้งชุดบอลสกรูระหว่างมอเตอร์กับภาระ ส่วนแกนที่ 4 เป็นแกนหมุนขับเคลื่อนด้วย มอเตอร์กระแสตรงชนิดแม่เหล็กถาวรและชุดเฟืองทดแบบฮาร์โมนิค อัตราทด 100:1 ปริมาตร การทำงานของเครื่องคือ 250x250x240 mm. ระบบควบคุม 3 แกนแรกจะเป็น PID ซึ่งจัดรูปแบบโครงสร้างแบบ Pseudo-Derivative Feedback ส่วนแกนที่ 4 จะเป็น PID+Feedward และ ได้พัฒนาโปรแกรมควบคุมการทำงานของอุปกรณ์จัดพิกัดซึ่งเขียนด้วยโปรแกรม Visual Basic ทำงานภายใต้ระบบปฏิบัติการวินโดว์ 3.11 สามารถเก็บข้อมูลพิกัดพื้นผิวของชิ้นงานโดยใช้อุปกรณ์วัดระยะด้วยแสงเลเซอร์แบบ Semiconductor Low Power Laser ข้อมูลของพื้นผิวที่ได้มีลักษณะเป็นกลุ่มของจุดในพิกัดคาร์ทีเซียน X, y, Z สามารถส่งไปยังโปรแกรม CATIA ได้ ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำไปสร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานต่อไป ความแม่นยำของเครื่องในการเคลื่อนที่แต่ละแกนจะได้ด้งนี้แกน X อยู่ระหว่าง ±15ไมครอน แกน Y และแกน Z อยู่ระหว่าง ±5 ไมครอน ความละเอียดรวมของเครื่องนั้นได้จากการเปรียบเทียบค่าพิกัดระหว่าง แบบจำลองต้นแบบ (จากคอมพิวเตอร์และชิ้นงานตัวอย่าง) และชิ้นงานที่สร้างจริง ค่าพิกัดดังกล่าวจัดได้จากเครื่องที่สร้างขึ้นนี้กับเครื่องวัดพิกัดเชิงพาณิชย์ความละเอียดที่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของผิวชิ้นงาน ความต่อเนื่องและความชันของผิวชิ้นงาน ผลที่ได้จากการวัดชิ้นงานรูปแบบต่าง ๆ นั้นแสดงให้เห็นว่าเครื่องที่สร้างขึ้นนี้มีความละเอียดทัดเทียมกับเครื่องจัดพิกัดเชิง พาณิชย์ (ที่ใช้หัวจัดแบบสัมผัส) ที่อ้างความละเอียดแต่ละแกนที่ 3 ไมครอน แกนที่ 4 ติดตั้งเอนโคดเดอร์ตรงเพลาต่อกับตัวจับเลเซอร์ ความละเอียดของเอนโคตเตอร์ คือ 2500 พัลส์ต่อรอบ ความละเอียดของระบบควบคุมของแกนที่ 4 คือ ±0.288 องศา แกนที่ 4 นี้จะช่วยในการวัดผิวชิ้นงานที่มีความลาดชันมากได้