Development of Piping Clamping of Arc Welding By Pneumatic System

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

การพัฒนาชุดจับหัวเชื่อมทอดวยการเชื่อมไฟฟา โดยใชระบบนิวแมติก Development of Piping Clamping of Arc Welding By Pneumatic System

ชัยณรงค หลมชางคํา1 เชิดศักดิ์ ศิริหลา2 Chainarong Lomchangkum1 , Chertsak Sirira2 นักศึกษาปริญญาตรี1 , อาจารยที่ปรึกษา2 , Undergraduate Student1 , Advisor2 Email Address: Spark31@hotmail.com1 ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องจักรกลเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแกน 40000 โทรศัพท 043 – 336371 Agricultural Machinery Engineering Faculty of Engineering Rajamangala University of Technology Isan Khon Kaen Campus 40000 Tel. 043 – 336371

g n ri

e e in

l a r

g n E

u t l u c i บทคัrดยอ g โครงการนี้มีวัตถุประสงคเพื่อศึกษาหลักการทํ A างานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ ออกแบบและพัฒนาชุดจับ f หัวเชื่อมทอของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัo ติ ทดสอบและประเมินผลเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติและหาความคุมคาทาง y เศรษฐศาสตรของเครื่องเชื่อมทอแบบอั ตโนมัติ ผลการการศึกษาหลักการทํางานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ พบวา t เครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติใชiเe วลาในการเชื่อมประกอบชิ้นงานนานเพราะชุดจับหัวเชื่อมทอแบบชุดเดิมใชไมสะดวกตอง c o ่อนเขาและเลื่อนออกทําใหการเชื่อมประกอบชิ้นงานไดจํานวนนอย การออกแบบและพัฒนา ใชมือจับชุดหัวเชื่อมในการเลื S ชุดจับหัวเชื่อมทiอพัฒนาโดยใชระบบนิวแมติกเปนกลไกในการจับชิ้นงานที่สามารถเลื่อนเขาและเลื่อนออกไดโดยอัตโนมัติ a นอกจากนี ้ยังสามารถปองกันอุบัติเหตุที่เกิดจากการเชื่อมประกอบชิ้นงานไดดวย การทดสอบและประเมินผลชุดจับหัวเชื่อม h ทอT แบบอัตโนมัติ เมื่อเปรียบเทียบผลการทดสอบความสามารถในการทํางานเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติโดยเปลี่ยนมาใช ชุดจับหั วเชื่อมทอแบบชุดใหมแทนแบบชุดเดิมผลปรากฏวาสามารถลดระยะเวลาในการเชื่อมประกอบชิ้นงานลงได 34.73±0.14 % จากเดิมใชเวลาในการเชื่อมประกอบตอชิ้นที่ 125.57±2.03 วินาที/ชิ้น เหลือเพียง 81.96±0.30 วินาที/ชิ้น ผลการคํานวณจุดคุมทุนที่ราคาเครื่อง 16,000 บาท คาจางแรงงานคนเชื่อมชิ้นงาน 2 บาท/ชิ้น จุดคุมทุนการใชเครื่องเชื่อม ทอแบบอัตโนมัติมีคาเทากับ 2,491 ชิ้น/ป เมื่อเปรียบเทียบกับคาจางแรงงานคน คําสําคัญ : เครื่องเชื่อมทอ ระบบนิวแมติก

86

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

ABSTRACT The objective of this project was to study the principle works of believe in a pipe like The automatic design and develop the group catches the head believe in a pipe test and evaluate the group catches the head believe in and seek way economics worthiness of believe in a pipe like automatic something principle education works of believe in a pipe like The automatic meet that believe in a pipe like automatic take time in believing in assembled the work long ago because the group catches the head believes in a pipe like the group originally use not convenient must use group head handle believes in in the going back reaches and move to go out make believing in can assemble the work few , designing and develop the group catch the head believe in a pipe develop by use conclusion system are mechanical in work touch at can move to reach and move can go out automatically besides still can protect an accident that is born from believing in can assemble the work with , the test and evaluate the group catch the head believe in a pipe like The automatic when compare with test believes in a pipe like automatic by change come to use the group catches the head believes in a pipe like model new group replaces like the group originally appear that can decrease the period of time in believing in has assembled the work down , 34.73±0.14 % from originally take time in believing in assembles to build that 125.57±2.03 is left 81.96±0.30 just second break even point calculation that 16,000 baht prices labor wage in believing in work 2 baht The break even using point believes in a pipe like automatic be valuable equal to 2,491 year when compare with with labor wage of believe in a pipe like automatic of the group originally Keywords: Mincing machine piping clamping , Pneumatic system

g n ri

e e in

l a r

g n E

u t l บทนําcu i การเจริญเติบโตอยางตอเนื่อง เนื่องจากมีการเขา r ในปจจุบันการขยายตัวทางดานเศรษฐกิจในภาคอุ ต สาหกรรมมี g มาลงทุนเพื่อทําธุรกิจในประเทศมากขึ้นซึ่งในแตลA ะบริษัทก็จะมีตนทุน เวลาและปริมาณในการผลิตที่แตกตางกันออกไป f การนํ าเอาเครื่ องมือการเกษตรหรือ เครื่อ งทุ นแรงเขามาชวยในการผลิตก็เพื่ อการลดใชกําลังคนและเวลาและเพื่อเพิ่ม o y ผลประโยชนดานธุรกิจเปนหนาที่ขtองวิ ศวกรและทุกคนในหนวยงานที่จะกําหนดแผนงาน ออกแบบและควบคุมการผลิต e i ยและเนื่องดวย บริษัท ขาวหวานมัน แมชชีนเนอรี่ จํากัด ไดมีการนําเอาเครื่องกลึง ใหเกิดประโยชนและความปลอดภั c oทําเปนเครื่องเชื่อมทอดวยการเชื่อมไฟฟาแบบอัตโนมัติ เพื่อความสะดวกในการเชื่อมชิ้นงานแต ชิ้นงานมาประยุกตใชงาน S i ่อมทอของบริษัท ขาวหวานมัน แมชชีนเนอรี่ จํากัด ประสบปญหา คือ ใชเวลาในการเชื่อมประกอบ เนื่องจากแผนกเชื a ชิ้นงานนาน h เพราะชุดจับหัวเชื่อมทอแบบเดิมใชไมสะดวกเสียเวลาตองใชมือจับชุดหัวเชื่อมในการเลื่อนเขาและเลื่อนออก T ทําใหการเชื่อมประกอบชิ้นงานไดจํานวนนอย ผูจัดทําจึงไดเล็งเห็นแนวทางในการแกไขปญหานี้โดยการพัฒนาชุดจับหัว เชื่อมทอเพื่อแกไขปญหาดังกลาวขางตน จึงไดมีการพัฒนาชุดจับหัวเชื่อมทอดวยการเชื่อมไฟฟา ที่สามารถเลื่อนเขาและ เลื่อนออกไดโดยอัตโนมัติ เพื่อลดเวลาในการเชื่อมประกอบชิ้นงานและเพิ่มความสะดวกสําหรับผูปฏิบัติงานในแผนกเชื่อม ชิ้นงานดวยเพื่อแกไขปญหาดังกลาวใหลดลง

อุปกรณและวิธีดําเนินการ อุปกรณ 1. เครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ 2. วัสดุสําหรับสรางเครื่องตนแบบ เชน เหล็ก อุปกรณนิวแมติก เปนตน 87

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

3. เครื่องมือและอุปกรณตางๆ เชน นาฬิกาจับเวลา แวนตากันแสง ถุงมือ เปนตน 4. กลองถายรูป วิธีการดําเนินการ 1. ศึกษาหลักการทํางานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ 2. ออกแบบและพัฒนาเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ 3. ทดสอบและประเมินผลเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติและหาความคุมคาทางเศรษฐศาสตร 4. วิเคราะหผล สรุป และจัดทํารายงาน

ผลการทดลองและอภิปลายผล ผลการศึกษาหลักการทํางานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ ผลการศึกษาหลักการทํางานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติพบวาเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติแบบเดิมใชไม สะดวกเสียเวลาในการเชื่อ มประกอบชิ้นงานตองใชมือ จับ ชุดหั วเชื่อมในการเลื่อ นเข าและเลื่อ นออก ทําให การเชื่ อ ม ประกอบชิ้นงานไดจํานวนนอย ผูจัดทําจึงไดเล็งเห็นแนวทางในการแกไขปญหานี้โดยการพัฒนาชุดจับหัวเชื่อมทอโดยใช ระบบนิวแมติกเปนกลไกในการจับชุดหัวเชื่อมทอ (ดังรูปที่ 2 )

g n ri

e e in

ตัวจับชิ้นงาน

g A f

กลไกจับหัวเชื่อม ตูคอนโทน

t e ci

u t l ir cu

l a r

g n E

o y

แค็บล็อคชิ้นงาน ตัวจับยึดชิ้นงาน

ตัวโครงสราง

รูo ปที่ 1 รูปและสวนประกอบของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติกอนการปรับปรุง S i a h

T

ตําแหนงที่ตองปรับปรุง

รูปที่ 2 ลักษณะการจับกลไกของชุดหัวเชื่อมทอกอนการปรับปรุง 88

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

ผลการออกแบบและพัฒนาชุดจับหัวเชื่อมทอของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ จากผลการศึกษาหลักการทํางานเบื้องตนของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติโดยนําขอมูลระยะตนมาพัฒนาชุดจับ หัวเชื่อมทอโดยใชระบบของนิวแมติก (ปานเพชร ชินินทร, 2529 ) เปนกลไกจับชุดหัวเชื่อมเพื่อความสะดวกในการเชื่อม ประกอบชิ้นงานและลดเวลาในการเชื่อมปรกอบชิ้นงาน ซึ่งไดผลการออกแบบ (ดังรูปที่ 3 และรูปที่ 4 )

กระบอกสูบลมแบบสอง วาลวควบคุมอัตราการไหล โซลินอยดวาลวควบคุม ที่เก็บเสียงระบายทิ้ง

g n ri

วาลวหนวงเวลา

e e in

วาลว 3/2 กลับดวยสปริง

วาลว 3/2 กลับดวยสปริง

เครื่องอัดลม ชุดปรับปรุงคุณภาพลม

u t l ir cu

l a r

g n E

ทอจายลม

รูปที่ 3 การออกแบบวงจรควบคุมการทํางานของกระบอกสูบนิวแมติกแบบสองทาง

t e ci

g A f

o y

o S i a h

กลไกที่ปรับปรุง

T

รูปที่ 4 โครงสรางชุดจับหัวเชื่อมทอที่พัฒนาขึ้นโดยใชระบบนิวแมติกเปนกลไกจับชุดหัวเชื่อม

89

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

ผลการทดสอบและประเมินผลเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติและหาความคุมคาทางเศรษฐศาสตร ตารางที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบผลการทดสอบเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ กอนการปรับปรุงและหลังการปรับปรุง

การใชชุดจับหัวเชื่อมทอ

จํานวนของ ชิ้นงานที่ใชใน การทดลอง

เวลาเฉลี่ยที่หยุดพัก ในการเชื่อม ประกอบชิ้นงาน

เวลาเฉลี่ยที่ใชใน การประกอบ ชิ้นงานและเชื่อม ประกอบชิ้นงาน ทั้งหมด

รวมเวลาเฉลี่ยที่ใช ในการเชื่อมชิ้นงาน กอนการปรับปรุง และหลังการ ปรับปรุง วินาที/ชิ้น

วินาที/ชิ้น กอนการปรับปรุง หลังการปรับปรุง

ชิ้น 50 50

วินาที/ชิ้น 14.21±0.50 4.68±0.10

111.36±1.53 76.60±0.20

l a r

125.57±2.03 81.96±0.30

g n ri

e e in

g n E

จากตารางที่ 1 เมื่อเปรียบเทียบความสามารถในการทํางานเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติกอนการปรับปรุงและหลัง การปรับปรุงพบวาสามารถลดระยะเวลาในการเชื่อมประกอบชิ้นงานลงได 34.73±0.14 % จากเดิมใชเวลาเฉลี่ยในการเชื่อม ประกอบชิ้นงานที่ 125.57±2.03 วินาที/ชิ้น เหลือเพียง 81.96±0.30 วินาที/ชิ้น

g A f

u t l ir cu

o y

แผนภูมิเปรียบเทียบเวลาเฉลี่ ยในการเชื่อ มประกอบชิ้นงานกอ นการ ปรับปรุงและหลั งการปรับปรุง

เวลาเฉลี่ย 81.96±0.30 วินาที/

T

กอนการปรับปรุง

เวลาเฉลี่ย 125.57±2.03 วินาที/ ้

50

43 ชิ้น/ชั่วโมง

45

ประกอบได ชิน้ /ชัว่ โมง

o S i a h

แผนภูมิแทง เปรีย บเทีย บคาความสามารถในการทํางานของเครื่อ งเชื่อ มทอ แบบอัตโนมัติก อ นการปรับ ปรุง แล ะหลั ง การปรับ ปรุง ในเวล า 1 ชั่วโมงเทากัน จํานวนของชิน้ งานทีส่ ามารถเชือ่ ม

หลังการปรับปรุง

t e ci

40 35 30

28 ชิ้น/ชั่วโมง

25 20 15 10 5 0 1 กอนการปรั บปรุง

หลังการ2

ความสามารถในการทํางานของเครื่อ งเชื่อ มทอ เบบอัตโนมัติ

รูปที่ 5 แผนภูมิเปรียบเทียบเวลาเฉลี่ยที่ใชในการเชื่อมประกอบ รูปที่ 6 แสดงแผนภูมิแทงเปรียบเทียบจํานวนของชิ้นงานที่สามารถ ชิ้นงานโดยใชชุดจับหัวเชื่อมทอกอนการปรับปรุงและ เชื่อมประกอบไดในเวลา 1 ชั่วโมงเทากัน หลังการปรับปรุง

90

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

จํานวนของชิ้นงานที่ ตอ งเชื่อ มประกอบ (ชิ้น/ป)

ผลการคํานวณหาความคุมคาทางเศรษฐศาสตร ราคาตนทุนของเครื่อง 16,000 บาท อายุการใชงาน 5 ป อัตราดอกเบี้ย 6% บาท/ป คาใชจายคงที่ 3,408 บาท/ป คาความสามารถในการทํางานกอนการปรับปรุงและหลังการปรับปรุง 28 และ 43 ชิ้น/ชั่วโมง คาแรงงานคนปฏิบัติงาน 200 บาท/วัน (วันละ 8 ชั่วโมง ) 25 บาท/ชั่วโมง คาจางแรงงานคนชิ้นละประมาณ 2 บาท/ชิ้น คาไฟ 2.18 บาท/ชั่วโมง

10000 9260

9000 8000 7000 6000

จุดคุมทุน

5000

g n ri

4000 3000

2491

2000

1469

1000

1011 780

634

535

0 1

2

3

4

5

6

7

l a r

472

e e in

407

g n E 8

9

363

10

คาใชจายในการจางแรงงานคน (บาท/ชิ้น)

u t l ir cu

รูปที่ 7 ผลการวิเคราะหความคุมคาทางเศรษฐศาสตร

g A สรุ f ปผลและขอเสนอแนะ o ผลการการศึกษาหลักการทําy งานของเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ พบวาเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติใชเวลาใน t การเชื่อมประกอบชิ้นงานนานเพราะชุ ดจับหัวเชื่อมทอแบบชุดเดิมใชไมสะดวกตองใชมือจับชุดหัวเชื่อมในการเลื่อนเขา e i และเลื่อนออกทําใหการเชื ่อc มประกอบชิ้นงานไดจํานวนนอย การออกแบบและพัฒนาชุดจับหัวเชื่อมทอพัฒนาโดยใชระบบ o S บชิ้นงานที่สามารถเลื่อนเขาและเลื่อนออกไดโดยอัตโนมัตินอกจากนี้ยังสามารถปองกัน นิว แมติกเปนกลไกในการจั i อุบัติเหตุทa ี่เกิดจากการเชื่อมประกอบชิ้นงานไดดวย การทดสอบและประเมินผลชุดจับหัวเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ เมื่อ h เปรีT ยบเทียบผลการทดสอบเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติโดยเปลี่ยนมาใชชุดจับหัวเชื่อมทอแบบชุดใหมแทนแบบชุดเดิมผล ปรากฏวาสามารถลดระยะเวลาในการเชื่อมประกอบชิ้นงานลงได 34.73±0.14 % จากเดิมใชเวลาในการเชื่อมประกอบตอ ชิ้นที่ 125.57±2.03 วินาที/ชิ้น เหลือเพียง 81.96±0.30 วินาที/ชิ้น ผลการคํานวณจุดคุมทุนที่ราคาเครื่อง 16,000 บาท คาจาง แรงงานในการเชื่อมประชิ้นงาน 2 บาท/ชิ้น จุดคุมทุนการใชเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติมีคาเทากับ 2,491 ชิ้น/ป เมื่อ เปรียบเทียบกับคาจางแรงงานคน และจากการทดสอบและประเมินผลเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ ทําใหทราบถึงปญหา เกี่ยวกับการเชื่อมประกอบชิ้นงานคือ ควรทําชุดฝาครอบอุปกาณนิวแมติกเพราะเวลาเชื่อมประกอบชิ้นงานสะเก็ดไฟจาก การเชื่อมกระเด็นถูกชุดอุปกรณนิวแมติก ซึ่งอาจทําใหชุดอุปกรณนิวแมติกเกิดความเสียหายได

91

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

กิตติกรรมประกาศ ขอขอบคุณ บริษัท ขาวหวานมัน แมชชีนเนอรี่ จํากัด ที่ใหการสนับสนุนโครงการวิจัย โดยใหคําปรึกษาในการ สรางเครื่องเชื่อมทอและการพัฒนาเครื่องเชื่อมทอแบบอัตโนมัติ ตลอดจนอํานวยความสะดวกในการทดสอบอยางยิ่ง ขอขอบคุณเจาหนาที่จากหลายฝายที่ใหขอมูลคําแนะนํา ชวยเหลือ และใหคําปรึกษาในการทําโครงงานฉบับนี้จน เสร็จสมบูรณ ตลอดจนใหการดูแลและใหความชวยเหลือและแนะนําเกี่ยวกับชีวิตการทํางานจริง ขาพเจาขอขอบพระคุณ ไว ณ โอกาสนี้ดวย

เอกสารอางอิง จํานงค อมตาริยกุล, 2539. การเชือ่ มแกสและการเชื่อมไฟฟา, ภาควิชาเทคนิคการผลิตสถาบันเทคโนโลยีราชมงคล วิทยาเขตขอนแกน ชาญ ถนัดงาน และ วริทธิ์ อึ้งภาภรณ, 2544. ออกแบบเครื่องจักรกล เลม 2. กรุงเทพฯ : บริษัทซีเอ็ดยูเคชั่น จํากัด. ปานเพชร ชินินทร, 2529. นิวแมติกอุตสาหกรรม, กรุงเทพฯ : บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น วศิษฐ ธีระเจตกูล, 2547. กลศาสตรของแข็ง1. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแกน.

t e ci

g A f

u t l ir cu

o y

o S i a h

T

92

l a r

g n E

e e in

g n ri