Tolerance and Deviation of Position

ความคลาดเคลื่อนและความเบี่ยงเบนของตำแหน่ง

ในการทำงาน เราอาจจะเคยได้ยินกันมาบ้างใช่ไหมครับว่า การหาค่าความเบี่ยงเบนของตำแหน่ง (Deviation) จะต้องเอาค่าความคลาดเคลื่อน (Tolerance) ของ GD&T Tolerance of Position ที่กำหนดในแบบงานไปหาร 2 

หรือเอาค่าความเบี่ยงเบนของตำแหน่งที่ตรวจวัดได้ ไปคูณ 2 ก่อนเปรียบเทียบกับค่าความคลาดเคลื่อนของ GD&T

จริงๆ แล้วมันมีที่มาที่ไปเป็นอย่างไร วันนี้มารับชมกันครับ 

เรามาเริ่มต้นจากการพิจารณาชิ้นส่วนนี้กันครับ ซึ่งชิ้นงานที่เราสนใจคือชิ้นงานสีดำที่กำลังจะนำมาประกอบกับชิ้นส่วนที่เป็นฐานชิ้นนี้ครับ 

ผมขอกำหนดขนาดและตำแหน่งที่สำคัญ โดยที่หลังจากการประกอบชิ้นงานทั้งสอง 

กำหนดให้ขนาดของสลัก มีขนาด 15.6 มม. รูมีขนาด 16 มม. ศูนย์ของการประกอบอยู่ที่ตำแหน่งมุมล่างซ้าย โดยกำหนดให้ตำแหน่งแกนกลางของรูที่ต้องการ อยู่ที่ระยะห่าง 65 มม. ในแนวแกน X และอยู่ที่ระยะ 35 มม. ในแนวแกน Y 

ผมขอเขียนรูปเฉพาะสิ่งที่เราสนใจนะครับ 

เราจะพบว่าตำแหน่งรูที่เราต้องการ อยู่ที่พิกัด X 65 Y 35 

รูมีขนาด 16 มม. ประกอบกับสลัก 15.6 มม. 

ลักษณะการประกอบแบบนี้ จึงเป็นการประกอบแบบสวมคลอน (Clearance Fit) 

เราคิดว่าแกนกลางรูสามารถผิดตำแหน่งได้เท่าไหร่ครับ 

คำตอบคือ ตำแหน่งของรูสามารถผิดตำแหน่งได้ไม่เกินขอบเขตการประกอบกับสลักครับ 

และตอนนี้ ระยะช่องว่างของการประกอบแบบสวมคลอน คือ 0.2 มม. ทำให้รูสามารถผิดตำแหน่งได้เท่ากับ 0.2 มม. ครับ

โดยรูอาจจะผิดตำแหน่งได้ทุกทิศทาง ไม่ว่าจะเป็นด้านบน ด้านล่าง ด้านขวา ด้านซ้าย รวมถึงการผิดตำแหน่งในแนวทแยงมุม 

ส่งผลให้ขอบเขตความคลาดเคลื่อนของแกนกลางรูมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก (Cylinder shape) และเราจะพบว่า ขอบเขตทรงกระบอกนี้ มีขนาด 0.4 มม.

ตอนนี้ เรามาพิจารณาเฉพาะขอบเขตความคลาดเคลื่อนกันครับ 

เราสามารถที่จะกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง ให้มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกได้โดยใช้สัญลักษณ์ GD&

ซึ่งสัญลักษณ์ GD&T ที่ใช้ จะเป็นการควบคุม Tolerance of Position ที่มีขนาดของขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่ 0.4 มม. และอ้างอิงกับดาตั้ม A B และ C 

ขอเน้นตรงนี้เป็นส่วนแรกนะครับว่า เราจะเรียกค่า 0.4 มม. นี้ว่าค่าความคลาดเคลื่อน (Tolerance) ของตำแหน่ง

ตอนนี้ขอบเขตสีแดงยังคงมีค่าเท่ากับ 0.4 นะครับ แต่ผมขอปรับขนาดของภาพของขอบเขตความคลาดเคลื่อนให้ใหญ่ขึ้นนิดหนึ่ง จะได้เห็นภาพกันชัดเจนครับ 

สมมุติว่า ถ้าเราผลิตชิ้นงานแล้วได้ตำแหน่งของแกนกลางรูอยู่ที่จุดสีส้ม ซึ่งแน่นอนว่าไม่ได้อยู่ที่พิกัดตำแหน่งที่เราต้องการคือ X 65 Y 35 แน่ๆ 

จากรูป เราจะเห็นระยะห่างของแกนกลางของรูที่เกิดขึ้นจริง กับตำแหน่งที่เราต้องการในแบบงาน 

ระยะห่างจากตำแหน่งอ้างอิงที่เกิดขึ้นนี้ จะเรียกว่าค่าความเบี่ยงเบน (Deviation) ของตำแหน่ง ครับ 

และค่าความเบี่ยงเบนของแกนกลางรูมากที่สุด คือ ตำแหน่งที่เกิดขึ้นบนขอบของขอบเขตความคลาดเคลื่อนรูปทรงกระบอกนี้ 

ถ้าค่าความเบี่ยงเบน คือ ระยะห่างระหว่างตำแหน่งที่เกิดขึ้นจริงกับตำแหน่งอ้างอิง

ดังนั้นเราก็จะพบว่าค่าความเบี่ยงเบนมากที่สุด (Maximum Deviation) ของตำแหน่งที่เกิดขึ้นจริง จะมีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของค่าความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ในกรอบสัญลักษณ์ GD&T ครับ

หวังว่าบทความนี้คงเป็นประโยชน์นะครับ สำหรับคนที่ยังสับสนว่า ทำไมถึงต้องเอาค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งในแบบงานไปหาร 2 ก่อนวิเคราะห์ค่าวัด 

หรือเอาค่าความเบี่ยงเบนของตำแหน่งที่เราตรวจสอบได้ ไปคูณ 2 ก่อนนำไปเปรียบเทียบกับค่าความคลาดเคลื่อนของ GD&T