4 of 33

การกำหนดตำแหน่ง เราควรเข้าใจการเคลื่อนที่ของวัตถุก่อนซึ่งชิ้นงานรูปทรงเหลี่ยมพื้นฐาน(Prismatic) ซึ่งเป็นรูปทรงชิ้นงานทั่วไปนั้น จะมีระดับความเป็นอิสระได้ทั้งหมด 12 ทิศทาง

แนวของการเคลื่อนที่ (Movement is the space)

5 of 33

กฎการกำหนดตำแหน่งแบบ 321 (The 321 Principle) สำหรับการกำหนดตำแหน่งลักษณะนี้ โดยการกำหนดตำแหน่งแบบ 321 เปรียบเหมือนเป็นการกำหนดตำแหน่งด้วยสลัก (pin) ได้ทั้งหมด 6 ตัวสามารถจำกัดระดับความเป็นอิสระได้ 9 ทิศทาง จากทั้งหมด 12 ทิศทาง

การเคลื่อนที่ที่เหลือจากการใช้สลัก 3 ตัวแทนระนาบ

6 of 33

การเคลื่อนที่ที่ถูกกำจัดไปได้แก่ (1) การเคลื่อนที่ในทิศทาง –Z (2) ป้องกันการหมุนรอบแกน X ทั้งตามเข็มและทวนเข็ม 2 ทิศทาง และ (3) ป้องกันการหมุนในทิศทางรอบแกน Y ทั้งตามเข็มและทวนเข็ม 2 ทิศทาง รวม 5 แนวที่ถูกกำจัด เหลือทิศทางที่ยังเคลื่อนที่ได้อีก 7 ทิศทางตามรูป

สลัก 2 ตัวถัดมาจากกฎ 3–2–1 คือ กำหนดตำแหน่งชิ้นงานให้ไปสัมผัสกับระนาบอ้างอิง Secondary ซึ่งเป็นระนาบขนานกับระนาบ YZ สลักที่สามารถมาใช้แทนระนาบนี้ต้องใช้กำหนดตำแหน่ง 2 ตัว สามารถจำกัดระดับความเป็นอิสระได้ 3 ทิศ

การเคลื่อนที่ที่เหลือจากการใช้ระนาบอ้างอิง

7 of 33

สุดท้ายเลื่อนชิ้นงานไปสัมผัสกับระนาบอ้างอิง Tertiary ซึ่งเป็นระนาบขนานกับระนาบ X–Z มีตัวกำหนดตำแหน่งอยู่ 1 ตัว สามารถจำกัดระดับความเป็นอิสระได้ 1 ทิศทาง และทำให้เกิดเวกเตอร์ตั้งฉากหนึ่งหน่วย

หกตัวสลักบังคับตำแหน่ง

8 of 33

ทิศทางการเคลื่อนที่ที่สามารถเคลื่อนที่ได้ 3 ทิศทางคือ ทิศทาง +Z, +X และ +Y เมื่อพิจารณาจากแรงที่ใช้ในการจับยึดจะหยุดการเคลื่อนไหวในทิศทาง ระบบกำหนดตำแหน่งต้องหยุดการเคลื่อนไหวในทิศทางที่หกและแรงในการจับยึดต้องหยุดในตรงข้ามกับทิศทางหกของการเคลื่อนไหว

ทิศทางการบังคับชิ้นงาน

9 of 33

3.3.1 กำหนดตำแหน่งแบบแนวราบ (Planar Location)

กำหนดตำแหน่งที่ตั้งชิ้นงานมีการอ้างอิงเฉพาะพื้นผิว

เริ่มต้นการกำหนดตำแหน่งด้วยการวางบนระนาบ การกำหนดในส่วนนี้จะคล้ายกับการวางบนสลัก 3 ตัว ในกรณีของกฎสลัก 3–2–1 การกำจัดองศาอิสระในส่วนนี้จะกำจัดไป 5 ทิศทาง

10 of 33

3.3.2 กำหนดตำแหน่งแบบร่วมศูนย์ (Concentric Location)

การกำหนดตำแหน่งที่ตั้งชิ้นงานจากชิ้นส่วนทรงกระบอก

11 of 33

ในกรณีงานวางบนระนาบ การกำจัดการเคลื่อนที่ต่อจากนี้คือทำเป็นรูตัวเมียกับเดือยตัวผู้�โดยชิ้นงานจะทำเป็นรูตัวเมียหรือเดือยตัวผู้ก็ได้ ตามรูปที่ 3.7 การกำจัดองศาอิสระในส่วนนี้จะกำจัดได้ทั้งหมด 9 องศาอิสระ เหลือการเคลื่อนที่เพียง 3 องศาอิสระ คือ

1. หมุนทางซ้าย

2. หมุนทางขวา และ

3. การเคลื่อนที่สู่ด้านบน (Z+)

3.3.3 กำหนดตำแหน่งแบบรัศมี (Radial Location)

จากการกำหนดตำแหน่งแบบร่วมศูนย์ การเคลื่อนที่ยังคงเหลือ 3 องศาอิสระ การกำจัดองศาอิสระเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยใช้สลักปักกั้นการเคลื่อนที่ในกรณีชิ้นงานเป็นแนวยาว การกำหนดตำแหน่งแบบนี้สามารถในสลัก 2 ตัว

12 of 33

เสริมตัวบังคับตำแหน่งร่วมศูนย์กลางเพื่อให้มีความสัมพันธ์คงที่ที่ระบุถึงการระบุตำแหน่งศูนย์กลาง

13 of 33

ตัวอย่างที่ 3.1 แผ่นฐาน ใช้ตัวกำหนดตำแหน่ง2 แบบใช้หลักการกำหนดตำแหน่งแบบร่วมศูนย์และกำหนดตำแหน่งแบบรัศมี

อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งจากภายใน

14 of 33

จากการกำหนดตำแหน่งที่กล่าวมาในกรณีมีส่วนโค้งหรือการใช้จุดหมุนเป็นจุดอ้างอิงตำแหน่งกรณีศึกษา การกำหนดตำแหน่งที่ใช้งานโดยทั่วไปจะใช้ความรู้ทั้ง 3 แบบมาประยุกต์รวมกัน เป็นอุปกรณ์นำคมตัดสำหรับกำหนดตำแหน่งเจาะรูหรือ Indexing jig

งานที่จับยึดส่วนใหญ่ใช้การรวมเข้าด้วยกันของวิธีการกำหนดตำแหน่งที่ตั้งที่สมบูรณ์ของชิ้นงาน

15 of 33

ตัวอย่างที่ 3.2 การกำหนดตำแหน่งในกรณีชิ้นงานเป็นทรงกระบอกถ้าต้องการกำหนดตำแหน่งของชิ้นงานทรงกระบอก จะสามารถกำหนดตำแหน่งโดยใช้หลักการที่เรียนมาอย่างไร และวิเคราะห์องศาอิสระที่เกิดขึ้นหลังจากกำหนดตำแหน่งแล้ว

ตัวกำหนดตำแหน่งแบบตัววีมีความเป็นอิสระทั้ง 12 ทิศทางสำหรับทรงกระบอก

16 of 33

ตัวกำหนดตำแหน่งและแนวทางเคลื่อนที่

จากองศาอิสระทั้งหมด 12 ทิศทาง ด้วยเครื่องมือบอกตำแหน่ง แนวทางเคลื่อนที่ สมารถเคลื่อนที่ที่ 5 ทิศทาง และสามารถกำจัดการเคลื่อนที่ได้ทั้งหมด 7 ทิศทาง คือ ในระนาบแนวนอน –Z การเคลื่อนที่ลง Y– การเคลื่อนที่ทางซ้าย x– การหมุนรอบแกน X (CW และ CCW) และการหมุนรอบแกน Y (CW และ CCW)

17 of 33

การกำหนดตำแหน่งแบบนี้เพื่อให้ได้ผิวราบด้านล่างชิ้นงาน ซึ่งสลักที่สามารถรองรับชิ้นงานได้จะมีอยู่ด้วยกัน 3 แบบ คือ ตัวรองรับแบบมั่นคง และตัวรองรับแบบปรับได้

สลักกำหนดตำแหน่งเพื่อใช้สำหรับรองรับชิ้นงานด้านล่างส่วนใหญ่จะใช้แบบที่มีบ่า ส่วนที่ไม่มีบ่าสามารถใช้สำหรับอ้างอิงตำแหน่งด้านข้าง สลักบางตัวมีบางส่วนที่มีความแข็งพิเศษเพื่อป้องกันการสึกหรอด้วย

สลักกำหนดตำแหน่งแบบต่าง ๆ

18 of 33

ในการกำหนดตำแหน่งด้านข้างสามารถใช้สลักแบบเดียวกับสลักที่ใช้วางรองฐานที่เป็นระนาบได้เลยแต่ควรจะพิจารณาถึงความเหมาะสม ซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้อเทคนิคการกำหนดตำแหน่ง

3.5.1 การกำหนดตำแหน่งจากเส้นรอบรูปภายนอกหรือแบบรัง (Nest)

การกำหนดเส้นรอบรูปเต็ม (Full Nest) เป็นการกำหนดตำแหน่งเป็นหลุมเพื่อให้ชิ้นงานสัมผัสกับตัวกำหนดทุกด้าน แต่มีข้อเสีย เช่น ยกชิ้นงานยาก เศษและครีบสามารถติดอยู่ในรัง

ตัวกำหนดตำแหน่งแบบรัง

19 of 33

3.5.2 ตัวกำหนดตำแหน่งแบบสัมผัสบางส่วน

การกำหนดสัมผัสแบบบางส่วนนี้จะกำหนดตำแหน่งอ้างอิงให้กับชิ้นงานเฉพาะจุดสัมผัสที่พิจารณาแล้ว จะสัมผัสทั้งส่วนมุมของชิ้นงาน โดยที่มุมจะมีร่องไว้หลบครีบของชิ้นงานด้วย

การออกแบบและผลิตชิ้นงานแบบตายตัว

20 of 33

การกำหนดตำแหน่งแบบประกอบ

การกำหนดจุดอ้างอิงทางด้านข้างสามารถกำหนดตำแหน่งแบบปรับได้ ถ้าชิ้นงานมีลักษณะไม่เรียบหรือเกิดการสึกหรอ ทั้งชิ้นงานและสลักกำหนดตำแหน่งอาจเลือกใช้สลักที่มีเซทสกรูกำหนดตำแหน่งได้

21 of 33

ตัวกำหนดตำแหน่งแบบปรับได้

22 of 33

การกำหนดตัวหยุดเพื่อเพิ่มพื้นที่ในการอ้างอิงตำแหน่ง

23 of 33

อุปกรณ์อื่น ๆ ที่ช่วยในการกำหนดตำแหน่ง

1. สลักสปริง ไม่เป็นอุปกรณ์กำหนดตำแหน่ง แต่ทำให้แน่ใจว่าชิ้นงานสัมผัสกับตัวกำหนดตำแหน่งทั้งหมดใช้สำหรับชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กกะทัดรัด

สลักสปริง

24 of 33

2. สปริงหยุด (Buttons) การทำงานเช่นเดียวกับสลักสปริงแต่ออกแบบมาสำหรับชิ้นงานขนาดใหญ่

สปริงหยุด Buttons

25 of 33

หลักการของการวางตำแหน่ง

หลักการของการวางตำแหน่ง สามารถอธิบายให้เข้าใจได้ด้วยตัวอย่าง คือ (1) Six points location of rectangular block และ (2) Location of cylinder on a Vee block จะอธิบายเกี่ยวกับอุปกรณ์นำคมตัดและอุปกรณ์จับยึด ซึ่งสำคัญมากที่จะทำให้เราเข้าใจ

26 of 33

3.6.1 ความมีเสถียรภาพ

ชิ้นงานมีแนวโน้มที่จะเสถียรภาพมากขึ้นถ้าชิ้นงานมีน้ำหนัก แต่ถ้าชิ้นงานมีน้ำหนักจะมี�ความเสี่ยงต่อจำนวนตำแหน่งของสลักที่มีไม่พอ ดังนั้นจำนวน 6 สลัก ในหลักการ 3–2–1

3.6.2 แรงกดในการตัด

ตัวบังคับตำแหน่ง (Locating) ควรให้อยู่ในทิศทางตรงข้ามกับแรงของเครื่องมือตัดและแรงจับยึดควรจะอยู่ในทิศทางเดียวกับแรงกระทำจากเครื่องมือตัด ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการเคลื่อนที่ของชิ้นงานเมื่อมีแรงจับชิ้นงานไม่เพียงพอ

27 of 33

แรงกดในการตัด

แรงจับยึดควรจะเพียงพอหรือมากกว่าผลกระทบของแรงตัดและเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ของชิ้นงานจากตัวบังคับตำแหน่ง

3.6.3 ทบทวน–ตรวจสอบ

การออกแบบควรจะออกแบบให้ทำงานง่ายที่สุด และคำนึงถึงสภาพแวดล้อมการทำงานที่เปลี่ยนแปลงเช่น ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวการสึกหรอของตัวบังคับตำแหน่ง ความสกปรกของชิ้นงาน

28 of 33

3.6.4 ป้องกันความผิดพลาด (Fool–Proofing)

การป้องกันและแก้ไขปัญหาความผิดพลาดในการทำงาน โดยการป้องกันปัญหาไม่ให้เกิดซ้ำและการแก้ไขความผิดพลาดที่ต้นเหตุ เพื่อให้ปัญหาหมดไปอย่างถาวร โดยใช้เครื่องมือต่าง ๆ เช่น การใช้ระบบป้องกันความผิดพลาด

การป้องกันความผิดพลาดชิ้นงานรูปทาง

29 of 33

3.6.5 การกำจัดเศษวัสดุและครีบบนชิ้นงาน

เศษวัสดุและครีบบนพื้นผิวของชิ้นงานอาจทำให้ทำให้ชิ้นงานอยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสมวิธีป้องกันและกำจัดเศษชิ้นงานมีดังนี้

1. ทำให้ตัวบังคับตำแหน่งทำความสะอาดง่าย

2. ทำให้ชิ้นส่วนที่ต้องทำความสะอาดให้น้อยลงหรือสามารถทำความสะอาดด้วยตัวเอง

ตัวอย่างที่ 3.3 ชิ้นงานอาจจะมีครีบหรือเศษสกปรกทำให้ชิ้นงานไม่สามารถแนบได้บนพื้นระนาบของอุปกรณ์จับยึดการออกแบบสามารถปรับปรุงได้ มีจุดสัมผัสน้อยกว่าโอกาสของเศษสกปรกหรือครีบที่จะค้ำชิ้นงานก็จะลดลง

30 of 33

เศษวัสดุและครีบสามารถทำความสะอาดได้ง่าย

31 of 33

ในกรณีของการสวมใส่รู การออกแบบสลักที่มีลักษณะเรียวยาวจะทำให้ใส่ชิ้นงานได้ง่ายกว่า และการทำร่องเบาที่ขอบรูของสลักสามารถขจัดปัญหาการลบครีบไม่หมด กรณีการเลือกใช้สลักอาจใช้ชนิดของสลักที่มีร่อง (Groove) เพื่อลบครีบตรงมุมของชิ้นงานได้ด้วย

ตัวบังคับตำแหน่งแหลมมน

การบรรเทาเศษและครีบ

32 of 33

สลักกำหนดตำแหน่งรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน

33 of 33

ในการผลิตชิ้นงานให้สมบูรณ์จะต้องมีการใช้เครื่องหนีบควบคู่กับการวางตำแหน่งเนื่องจากเครื่องหนีบช่วยยึดให้ชิ้นงานอยู่ในตำแหน่งอย่างมั่นคง เครื่องหนีบนี้ใช้ร่วมกับอุปกรณ์จับยึด เพราะการใช้ร่วมกันอย่างถูกต้องทำให้เกิดความแม่นยำในการทำงาน

ความต้องการพื้นฐานของเครื่องหนีบที่ดี ได้แก่

1. ควรยึดชิ้นงานให้แน่น

2. ชิ้นงานที่ถูกหนีบไม่ควรเสียหายจากแรงหนีบ

3. แรงหนีบควรมากพอที่จะต้านกับแรงที่ชิ้นส่วนได้รับจากการผลิต

4. เครื่องหนีบควรต้านทานแรงสั่นสะเทือนจากการทำงานของเครื่องจักรการผลิตได้

5. เครื่องหนีบควรใช้ได้สะดวก การหนีบและปล่อยควรเป็นไปได้อย่างง่ายและไม่เสียเวลา

6. แรงกดจากเครื่องหนีบควรส่งแรงไปที่ตัวช่วยรับแรงกดหรือจุดช่วยรับแรงกด

7. ด้านหน้าพื้นผิวของเครื่องหนีบควรมีการขัดถูให้ใหม่เสมอเพื่อนลดการสึกหรอ

8. การใช้กับชิ้นงานที่ทำจากวัสดุที่บอบบาง ตัวหนีบควรคลุมด้วยแผ่นไฟเบอร์