การพัฒนาออกแบบและสร้างชุดตัดเหล็กเส้นแบนด้วยเครื่องกดไฮดรอลิก
คำสำคัญ:
เครื่องกดไฮดรอลิก, การตัดเหล็กเส้นแบน, ระบบรางลำเลียง, ความแม่นยำในการตัด, ความสามารถของกระบวนการ (Cp, Cpk)บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาความล่าช้าและความไม่สม่ำเสมอของคุณภาพในการตัดเหล็กเส้นแบนด้วยเครื่องกดไฮดรอลิก ซึ่งเกิดจากกระบวนการป้อนชิ้นงานแบบดั้งเดิมที่ขาดประสิทธิภาพจึงได้พัฒนาและออกแบบชุดรางลำเลียงสำหรับป้อนเหล็กเส้นแบนร่วมกับเครื่องกดไฮดรอลิกเพื่อเพิ่มความเร็วและความแม่นยำในการตัด วิธีการวิจัยประกอบด้วยการสร้างต้นแบบระบบรางลำเลียงและทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพการตัดระหว่างกรณีมีและไม่มีรางลำเลียง พร้อมประเมินด้านเวลาและความเที่ยงตรงของชิ้นงาน ผลการทดลองพบว่า ระบบที่พัฒนาขึ้นสามารถลดเวลาในการตัดเหล็กเส้นแบนหนา 9 mm จาก 8.6 s/piece (ก่อนพัฒนา) เหลือ 3.8 s/piece (หลังพัฒนา) คิดเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพร้อยละ 55.81 ในด้านความแม่นยำ ชิ้นงานที่มีความหนา 3, 6 และ 9 mm ความยาวเป้าหมาย 150 mm มีค่าความยาวเฉลี่ยเท่ากับ 150.2, 150.1 และ 150.2 mm ตามลำดับ มีความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 1 mm และค่าความฉากเฉลี่ยประมาณ 90° มีความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 1° นอกจากนี้การวิเคราะห์ความสามารถของกระบวนการ (process capability analysis) ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ พบว่าค่า Cp (process capability index) และ Cpk (process capability index ที่ปรับด้วยตำแหน่งจริง) สำหรับความหนา 3, 6 และ 9 mm เท่ากับ 1.85/1.39, 1.95/1.60 และ 3.30/2.26 ตามลำดับ ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 1.33 ผลการวิจัยยืนยันว่าชุดรางลำเลียงที่พัฒนาขึ้นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตควบคุมคุณภาพและมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรมจริง
เอกสารอ้างอิง
Benić, J., Brezak, D., Šitum, Ž., Kolar, D., & Lisjak, D. (2023). Detailed experimental comparison of energy efficiency between proportional and direct driven hydraulic system. Results in Engineering, 18, 101178. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101178
Sanchez-Marquez, R., & Jabaloyes Vivas, J. (2021). Building a C control chart: A novel and practical method for practitioners. Computers & Industrial Engineering, 158, 107428. https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107428
Huang, Z., Xu, Y., Ren, W., Fu, C., Cao, R., Kong, X., & Li, W. (2022). Design of position control method for pump-controlled hydraulic presses via adaptive integral robust control. Processes, 10(1), 14. https://doi.org/10.3390/pr10010014
Thummala, C., Sawatdee, R., & Phontip, S. (2019). Design and construction of a flat steel bar cutting machine applied by a hydraulic press machine. Rajamangala University of Technology Isan, Khon Kaen Campus. (in Thai)
Li, L., Chen, H., Jin, R., Xu, Y., Liu, Q., Li, G., & Huang, H. (2024). Independent metering-based leveling system with multi-actuator for energy saving: Modeling, control, and application on large-size forming equipment. Energy Conversion and Management, 302, 118119. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2024.118119
Zhang, S., & Xia, X. (2011). Modeling and energy efficiency optimization of belt conveyors. Applied Energy, 88(9), 3061–3071. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.03.015
Yu, B., Xie, N., Zheng, B., & Chen, D. (2019). Methodology and decentralised control of modularised changeable conveyor logistics system. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 32(8), 739–749.
Wang, C.-N., Hsu, H.-P., & Tran, V.-V. (2017). An improved dispatching method (a-HPDB) for automated material handling system with active rolling belt for 450 mm wafer fabrication. Applied Sciences, 7(8), 780. https://doi.org/10.3390/app7080780
Borucka, A., Kozłowski, E., Antosz, K., & Parczewski, R. (2023). A new approach to production process capability assessment for non-normal data. Applied Sciences, 13(11), 6721. https://doi.org/10.3390/app13116721
Sandin, O., Rodríguez, J. M., Larour, P., Parareda, S., Frómeta, D., Hammarberg, S., … Casellas, D. (2024). A particle finite element method approach to model shear cutting of high-strength steel sheets. Computational Particle Mechanics, 11(5), 1863–1886. https://doi.org/10.1007/s40571-023-00708-5
Liu, K.-F., Jin, T., Shang, Z.-T., & Wang, H. (2024). Neural adaptive dynamic surface control of an electro-hydraulic loading system for rail grinders. Nonlinear Dynamics, 112(16), 14191–14213. https://doi.org/10.1007/s11071-024-09808-0
Ruane, P., Walsh, P., & Cosgrove, J. (2022). Development of a digital model and metamodel to improve the performance of an automated manufacturing line. Journal of Manufacturing Systems, 65, 538–549. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.10.011
de-Felipe, D., & Benedito, E. (2017). A review of univariate and multivariate process capability indices. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92(5), 1687–1705. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0273-6
Montgomery, D. C. (2020). Introduction to statistical quality control. John Wiley & Sons.
Sanchez-Marquez, R., & Jabaloyes Vivas, J. (2021). Building a Cpk control chart: A novel and practical method for practitioners. Computers & Industrial Engineering, 158, 107428. https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107428
Dulina, L., Zuzik, J., Furmannova, B., & Kukla, S. (2024). Improving material flows in an industrial enterprise: A comprehensive case study analysis. Machines, 12(5), 308. https://doi.org/10.3390/machines12050308
Hou, T., Kou, Z., Wu, J., Xu, P., Zhang, B., & Peng, Y. (2023). Positioning control strategy of hydraulic support pushing system in fully mechanized coal face. Electronics, 12(17), 3628. https://doi.org/10.3390/electronics12173628
Kwilinski, A., & Kardas, M. (2023). Enhancing process stability and quality management: A comprehensive analysis of process capability indices. Virtual Economics, 6(4), 73–92. https://doi.org/10.34021/ve.2023.06.04(5)
