อุปกรณ์ตรวจรู้แรงสามแกนชนิดสเตรนเกจสำหรับเครื่องกัด

A three-component strain gage typed force sensor for milling machines

Name: พรพรม บุญพรม

ThaSH: เครื่องกัด

ThaSH: สเตรนเกจ

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอการออกแบบและสร้างอุปกรณ์ตรวจรู้แรงสามแกนชนิดสเตรนเกจ สำหรับวัดแรงกัด 3 ทิศทาง ซึ่งการออกแบบอุปกรณ์ตรวจรู้แรงนี้ได้พิจารณาแยกออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนโครงสร้างและหาตำแหน่งที่เหมาะสมในการติดตั้งอุปกรณ์วัดสัญญาณสเตนเกจ ส่วนปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณ และส่วนรูปแบบของการแสดงผล ในส่วนของการออกแบบโครงสร้างนั้นได้ทำการออกแบบโครงสร้างที่รับแรง โดยมีลักษณะพิเศษเพื่อให้แรงหลักที่มากระทำกับตัวสเตรนเกจเป็นเฉพาะแรงดัดของคาน การออกแบบโครงสร้างได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เป็นเครื่องมือช่วยในการออกแบบและวิเคราะห์เพื่อให้ได้โครงสร้างที่เหมาะสม โดยคำนึงค่าความถี่ธรรมชาติ การเสียรูป และความแข็งแรงของโครงสร้างของอุปกรณ์ตรวจรู้แรง พร้อมทั้งหาตำแหน่งที่เหมาะสมในการติดตั้งตัวสเตรนเกจ สำหรับส่วนปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณในส่วนที่สองนั้นได้ใช้เครื่องเอชพี 3852A ในการเก็บข้อมูลความเครียดในรูปแบบของความต่างศักย์ไฟฟ้าจากวงจรฮาล์ฟบริดจ์ ผ่านทางโวลต์มิเตอร์ความเร็วสูงและไดนามิกสเตรนเกจเฟตมัลติเพล็กเซอร์ ค่าที่อ่านได้จะส่งไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณ โดยใช้โปรแกรมเอชพีวี ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ช่วยในการปรับปรุงสัญญาณ การแสดงผล และการเก็บข้อมูลในรูปแบบที่สามารถนำไปวิเคราะห์ทางด้านอื่นต่อไป งานวิจัยยังไม่ได้สร้างอุปกรณ์ทดสอบมาตรฐานที่ใช้สำหรับการสอบเทียบซึ่งจะเป็นระยะถัดไป ดังนั้นในขั้นตอนแรกหรือระยะแรกนี้จะใช้การเปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับอุปกรณ์ตรวจรู้แรงของคิสท์เลอร์ รุ่น 9255B เพื่อดูแนวโน้มของแรงตัดที่เกิดขึ้น และแสดงวิธีการหาเมตริกซ์สอบเทียบ โดยพยายามวัดแรงจากการกัดที่อยู่ในสถานะอยู่ตัวหรือความเร็วในการกัดคงที่ วัตถุประสงค์ของการเปรียบเทียบเพื่อดูแนวโน้มของสัญญาณการกัดของอุปกรณ์ตรวจรู้แรงคิสท์เลอร์และอุปกรณ์ตรวจรู้แรงที่พัฒนาขึ้น ซึ่งสัญญาณที่ได้จากอุปกรณ์ตรวจรู้แรงทั้งสองนั้นมีลักษณะคล้ายคลึงกัน ในขั้นตอนต่อไปจะได้ทำการสร้างอุปกรณ์ทดสอบมาตรฐานที่ใช้สำหรับการสอบเทียบเพื่อให้ค่าที่อ่านได้ที่ถูกต้องยิ่งขึ้น

Abstract: The design procedure and construction of a 3-axis strain gage typed force sensor for milling application is presented in this thesis. There are 3 stages of sensor process that must be taken into account: detecting stage, signal conditioning stage and terminating readout stage. The deflective structure of this sensor, which subjected to bending moment, is the main consideration in the first stage, by using the finite element method for analyzing. The objective of the finite element analysis is to evaluate the structure deformation, and natural frequencies which will be used as the criteria for optimizing the structure of the sensor. The second stage is implemented by applying HP 3852A data acquisition and control unit to collect strain data in form of voltage from half bridge circuit via the high speed voltmeter and dynamic strain gage FET multiplexer. The reading data is sent to the computer for signal processing. The HP VEE (Hewlett Packard's Visual Engineering Environment) is used as the processing tool, this include signal processing, display and data store and retrieval. Due to the lack of a suitable sensor test base, at this phase, the commercial force sensor, the Kistler dynamometer 9255B, is used as the comparison unit. The steady-state cutting condition by maintaining the constant feed-rate is used for the measurement. The objective of comparison is to observe the trend of the real cutting data recorded from both Kistler and the sensor developed in this research. From the experiment, both instruments behave similarly. Next phase, the sensor test based will be constructed for calibration to obtain more accurate reading data.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ

Role: ที่ปรึกษา

Name: รัชทิน จันทร์เจริญ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2545

Issued: 2005-04-12

Modified: 2006-05-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/november2004/Thesis/PornPorm.pdf

ISBN: 9741722192

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	PornPorm.pdf	5.71 MB	176	2024-03-12 15:52:22

ใช้เวลา

0.031875 วินาที