Location dimension vs Tolerance of Position

ขนาดกำหนดตำแหน่งและ GD&T Tolerance of Position

วันนี้เราจะมาดูกันว่า การควบคุมตำแหน่งด้วยการกำหนดขนาดกำหนดตำแหน่ง (Location dimension) กับการควบคุมตำแหน่งด้วยสัญลักษณ์ GD&T Tolerance of Position มีความแตกต่างกันอย่างไร 

จากแบบงานที่เราเห็น ชิ้นงานด้านบนมีการควบคุมตำแหน่งด้วยขนาดแบบ Location dimension ในขณะที่ชิ้นงานด้านล่างใช้การควบคุมตำแหน่งด้วยการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T 

ก่อนอื่น เรามาพิจารณาดูกันก่อนครับว่า มีสิ่งไหนในแบบงานทั้ง 2 ที่เราสามารถแปลความหมายได้เหมือนกันหรือแปลความหมายได้ใกล้เคียงกัน 

สิ่งที่เหมือนกันประการแรก คือ การกำหนดขนาดทั้ง 2 แบบ จะเป็นการควบคุมตำแหน่งแกนกลางของรู

สิ่งถัดไปที่จะพิจารณา คือ ตำแหน่งศูนย์ของชิ้นงานครับ

เมื่อพิจารณาการกำหนดขนาดของชิ้นงานด้านบน 

ขนาดในแนวแกน X ได้แก่ ขนาด 20 80 และ 100 จะมีการอ้างอิงจากผิวทางด้านซ้ายของชิ้นงาน 

ส่วนขนาดในแนวแกน Y ได้แก่ ขนาด 25 และ 50 จะมีการอ้างอิงจากผิวด้านล่างของชิ้นงาน 

ดังนั้น ศูนย์ของชิ้นงานที่เกิดจากการกำหนดขนาด จะอยู่ที่ "มุมล่าง-ซ้าย" ครับ 

สำหรับชิ้นงานด้านล่าง ในกรอบสัญลักษณ์ GD&T

จะมีการกำหนดดาตั้มอ้างอิง A B C ซึ่งทั้ง A B และ C ที่เป็นระนาบดาตั้ม จะสร้างตำแหน่ง Origin ที่เกิดจากการตัดกันของระนาบอ้างอิงทั้ง 3 

ดังนั้น ศูนย์ของชิ้นงานที่เกิดจากการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T จะอยู่ที่ "มุมล่าง-ซ้าย" เช่นกัน 

แต่จะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในเรื่องของการจัดลำดับของดาตั้มอ้างอิง 

ต่อจากนี้ เรามาพิจารณาสิ่งที่แตกต่างกันครับ 

เริ่มจากชิ้นงานที่มีการกำหนดขนาดด้วย Location dimension และมีการอ้างอิงตำแหน่งอยู่ที่มุมล่างซ้าย 

เรามาพิจารณาการควบคุมแกนกลางของรูกันครับ 

ตำแหน่งที่เราต้องการจากแบบงาน จะอยู่ที่พิกัด X 20 Y 25 จากศูนย์งาน 

ผมขอเขียนตำแหน่งอ้างอิงที่เราต้องการขึ้นมาใหม่ให้ฬหญ่ขึ้น เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจนะครับ 

เมื่อพิจารณาการกำหนดขนาด Location dimension ในแนวแกน X ที่มีค่าเท่ากับ 20 ±0.1 

พบว่า ขนาดที่เรากำหนดมาในแบบ จะก่อให้เกิดขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่มีระยะจากศูนย์งานน้อยสุดเท่ากับ 19.9 และมีระยะมากสุดเท่ากับ 20.1 

ดังนั้นความกว้างของขอบเขตความคลาดเคลื่อนนี้ จึงมีค่าเท่ากับ 0.2 

การพิจารณาขนาดในแนวแกน Y ก็เช่นเดียวกันครับ โดยขนาด Location dimension มีค่าเท่ากับ 25 ±0.1 

ซึ่งทำให้เกิดขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่มีระยะจากศูนย์งานน้อยสุดเท่ากับ 24.9 และมีระยะมากสุดเท่ากับ 25.1 

โดยความกว้างของขอบเขตความคลาดเคลื่อนจะมีค่าเท่ากับ 0.2 เช่นกัน 

ดังนั้น แกนกลางรูจะมีการควบคุมโดยขอบเขตที่มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมมุมฉาก 

แล้วถ้าชิ้นงานที่มีการควบคุมตำแหน่งด้วย GD&T ล่ะครับ 

แบบงานมีการอ้างอิงตำแหน่งจากการกำหนดดาตั้มอยู่ที่มุมล่างซ้าย 

เมื่อพิจารณาการควบคุมแกนกลางของรู พบว่าตำแหน่งที่เราต้องการจากแบบงาน จะอยู่ที่พิกัด X 20 Y 25 จากศูนย์งาน 

โดยตำแหน่งอ้างอิงที่ถูกกำหนดขึ้นมา จะได้จากขนาดที่อยู่ในกรอบสี่เหลี่ยม หรือ Basic dimension หรือ Theoretical Exactly Dimension ที่เป็นขนาดในอุดมคติ 

สัญลักษณ์ GD&T นี้แปลความหมายได้ว่า เป็นการควบคุมแกนกลางของรู โดยกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 0.28 โดยมีขอบเขตความคลาดเคลื่อนอ้างอิงตำแหน่งกับดาตั้ม A B และ C 

ดังนั้น ขอบเขตความคลาดเคลื่อนของ Tolerance of Position จึงมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.28 ที่จัดวางอยู่ที่พิกัด X 20 Y 25 

ถ้าเราเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างการกำหนดขนาดทั้ง 2 แบบ 

เราจะพบว่า รูปร่างของขอบเขตความคลาดเคลื่อนจะไม่เหมือนกัน 

โดยการกำหนดขนาดด้วย Location Dimension จะก่อให้เกิดขอบเขตความคลาดเคลื่อนรูปสี่เหลี่ยมมุมฉาก 

ในขณะที่การกำหนดการควบคุมตำแหน่งด้วย GD&T จะมีขอบเขตความคลาดเคลื่อนเป็นรูปทรงกระบอก 

ดังนั้น ขอบเขตทั้งสองจึงมีความแตกต่างทั้งทางด้านขนาดและทั้งพื้นที่ของขอบเขตความคลาดเคลื่อนด้วย 

จากตัวอย่างในรูป เราจะพบว่า ขอบเขตความคลาดเคลื่อนรูปทรงกระบอกของ GD&T จะมีพื้นที่มากกว่าขอบเขตความคลาดเคลื่อนรูปสี่เหลี่ยมมุมฉากของ Location Dimension มากกว่า 50% เลยทีเดียวครับ

และนี่คือความแตกต่างระหว่างการกำหนดขนาดแบบ Location Dimension และการใช้สัญลักษณ์ GD&T Tolerance of Position ในการควบคุมตำแหน่ง 

นอกจากนี้ ข้อดีของ GD&T คือ การสร้างขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่สอดคล้องกับเงื่อนไขการประกอบและสามารถทำให้ค่าความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้น (Bonus tolerance) ได้อีกด้วยครับ