ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout)

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) คือ สภาวะที่แต่ละจุดบนพื้นผิวของแต่ละแนวหน้าตัด มีระยะห่างเมื่อเทียบกับดาตั้มอ้างอิงเป็นระยะเท่าๆ กันในแต่ละแนวหน้าตัด ซึ่งดาตั้มอ้างอิงของความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ เป็นได้เฉพาะแกนดาตั้ม (Datum Axis) เท่านั้น ตัวอย่างการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ แสดงในภาพที่ 14-1

การตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบจะต้องทำการหมุนชิ้นงานรอบแกนดาตั้มอ้างอิง โดยตรวจสอบความเบี่ยงเบนของพื้นผิวขณะทำการหมุนโดยใช้ไดอัลเกจ (Dial Gauge) และจะทำการตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนในแต่ละแนว โดยค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนที่เกิดขึ้นมากที่สุดจะใช้เป็นค่าที่ใช้ในการวิเคราะห์พื้นผิวของชิ้นงานที่ต้องการตรวจสอบ

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout of Feature)

สำหรับการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ จะไม่พิจารณาขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) แต่จะพิจารณาค่าที่เกิดจากการตรวจสอบ โดยค่าที่ได้จะต้องมีค่าน้อยกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ที่กำหนดในแบบงาน ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout Value) คือ ผลต่างระหว่างค่ามากสุดและค่าน้อยสุดของไดอัลเกจที่ใช้ตรวจสอบ เมื่อชิ้นงานหมุนเต็มรอบ (Full Indicator Movement, FIM) ในขณะทำการตรวจสอบ ดังแสดงในภาพที่ 14-2

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) เป็นลักษณะการควบคุมแบบการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมรูปร่างรูปทรงด้วย GD&T พื้นฐาน 2 กลุ่ม ดังนั้นการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ จึงมีสามารถควบคุมรูปร่างรูปทรง 2 ประเภทด้วยสัญลักษณ์ GD&T การเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบเพียงสัญลักษณ์เดียว

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมีและในแนวแกน (Radial Circular Runout & Axial Circular Runout)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี (Radial Circular Runout) เป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของผลต่างระหว่างค่ามากสุดและค่าน้อยสุดเมื่อชิ้นงานหมุนเต็มรอบ (Full Indicator Movement, FIM) ของไดอัลเกจ (Dial Gauge) ที่ตรวจสอบพื้นผิวในทิศทางใดๆ ที่ตั้งฉากกับแกนดาตั้มอ้างอิง ดังแสดงในภาพที่ 14-3

ส่วนการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน (Axial Circular Runout) เป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของผลต่างระหว่างค่ามากสุดและค่าน้อยสุดเมื่อชิ้นงานหมุนเต็มรอบ (FIM) ของไดอัลเกจที่ตรวจสอบพื้นผิวในทิศทางที่ขนานกับแกนดาตั้มอ้างอิง ดังแสดงในภาพที่ 14-4 

การควบคุมร่วมของความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Composite Control)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) เป็นการควบคุมร่วมกัน (Composite Control) ระหว่าง GD&T พื้นฐาน 2 กลุ่ม โดยความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี (Radial Circular Runout Deviation) จะเกิดขึ้นเมื่อเกิดความเบี่ยงเบนของความกลม (Circular Deviation) หรือเกิดความเบี่ยงเบนของความร่วมศูนย์ร่วมแกน (Concentricity Deviation) ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนของความกลมและค่าความเบี่ยงเบนของความร่วมศูนย์ร่วมแกนที่เกิดขึ้นจริงจะมีค่าไม่มากไปกว่าค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี

ภาพที่ 14-5 เป็นภาพอธิบายการควบคุมร่วมของความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี 

• • ชิ้นงาน (A) เป็นชิ้นงานที่กลมและร่วมศูนย์ร่วมแกนกับดาตั้ม ซึ่งส่งผลให้ไม่เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี 

  • ชิ้นงาน (B) เป็นชิ้นงานที่ไม่กลมแต่ร่วมศูนย์ร่วมแกนกับดาตั้ม จะส่งผลให้เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมีซึ่งมีค่าเท่ากับค่าความเบี่ยงเบนของกลมเกิดขึ้น 

  • ชิ้นงาน (C) เป็นชิ้นงานที่กลมแต่ไม่ร่วมศูนย์ร่วมแกนกับดาตั้ม จะส่งผลให้เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมีซึ่งมีค่าเท่ากับค่าความเบี่ยงเบนของความร่วมศูนย์ร่วมแกนที่เกิดขึ้น

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน (Axial Circular Runout Deviation) เป็นการควบคุมร่วมระหว่าง GD&T พื้นฐาน 2 กลุ่มเช่นเดียวกันกับการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี โดยเป็นการควบคุมความราบ (Flatness Control) และการควบคุมความตั้งฉาก (Perpendicularity Control) ของแต่ละแนวบนพื้นผิว ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนของความราบและค่าความเบี่ยงเบนของความตั้งฉากที่เกิดขึ้นจริงจะมีค่าไม่มากไปกว่าค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน

ภาพที่ 14-6 เป็นภาพอธิบายการควบคุมร่วมของความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน 

• • ชิ้นงาน (A) เป็นชิ้นงานที่มีพื้นผิวไม่ราบ ซึ่งส่งผลให้เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน 

  • ชิ้นงาน (B) เป็นชิ้นงานที่มีพื้นผิวไม่ตั้งฉากกับดาตั้ม จะส่งผลให้เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกนเช่นกัน 

  • ชิ้นงาน (C) เป็นชิ้นงานที่มีพื้นผิวไม่ราบและไม่ตั้งฉากกับดาตั้ม แต่ลักษณะของพื้นผิวมีลักษณะเป็นรูปกรวย (Conical Shape) ซึ่งพื้นผิวในลักษณะนี้จะส่งผลให้ไม่เกิดค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกนเมื่อทำการตรวจสอบด้วยไดอัลเกจ

การกำหนดมุมของไดอัลเกจในขณะทำการตรวจสอบ (Circular Runout Inspection)

ไดอัลเกจ (Dial Gauge) ที่ใช้ตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) ต้องตรวจสอบในทิศทางตั้งฉากกับพื้นผิว ในกรณีที่พื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบมีลักษณะไม่เป็นทรงกระบอกผู้ออกแบบสามารถกำหนดมุมของไดอัลเกจกับพื้นผิวตามที่ต้องการ ด้วยการกำหนดมุมการตรวจสอบที่สัญลักษณ์ GD&T ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบด้วยขนาดมุมในอุดมคติ (Basic Dimension) ดังแสดงในภาพที่ 14-7 การกำหนดมุมที่แน่นอนในการตรวจสอบจะส่งผลให้ระยะเวลาในการตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบใช้เวลาน้อยลง

การกำหนดมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ ควรจะกำหนดมุมที่ใกล้เคียงกับมุมที่ไดอัลเกจตั้งฉากกับพื้นผิวเพื่อลดความผิดพลาดจากการวัด โดยค่าความเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้นเมื่อจัดวางมุมของไดอัลเกจไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวจะมีค่ามากขึ้นเมื่อมุมที่เปลี่ยนไปมีค่ามากขึ้น เมื่อมุมที่เปลี่ยนไปจากมุม 90° มีค่าเท่ากับ θ ค่าความเบี่ยงเบนที่เพิ่มขึ้นสามารถคำนวณได้จาก

Deviation Error = Deviation at 90° × ( (1 / sinθ ) - 1 )

ถ้าไดอัลเกจทำมุมตั้งฉากกับพื้นผิวที่ต้องการทำการตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ หลังจากทำการตรวจสอบพบว่ามีค่าความเบี่ยงเบนเท่ากับ 0.1 มม. เมื่อเปลี่ยนมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบเป็น 60° ค่าความผิดพลาดที่เพิ่มขึ้นสามารถคำนวณได้ดังนี้

Deviation Error = 0.1 × ( (1 / sin 60° ) - 1 ) = 0.01547

ดังนั้นเมื่อเปลี่ยนมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบเป็น 60° ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ระนาบที่ตรวจสอบได้จะมีค่าเท่ากับ 0.11547 มม.

การตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout Inspection)

ภาพที่ 14-8 เป็นตัวอย่างของการตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบด้วยเครื่องมือวัดพื้นฐาน ได้แก่ ชุดจับยึดงานทรงกระบอก (Chuck) และไดอัลเกจ (Dial Gauge)

ปรับตั้งค่าชิ้นงาน โดยจับยึดชิ้นงานด้วยชุดจับยึดงานทรงกระบอก ให้ชิ้นงานถูกจับยึดอย่างมั่นคง โดยพื้นผิวที่ถูกกำหนดเป็นดาตั้มอ้างอิงอันดับที่ 1 จะต้องประกบแนบสนิทกับพื้นผิวของอุปกรณ์จับยึด ก่อนที่จะจับยึดที่พื้นผิวทรงกระบอกที่ถูกกำหนดเป็นดาตั้มอ้างอิงอันดับที่ 2 แล้วนำชุดไดอัลเกจแตะไปยังตำแหน่งบนสุดบนพื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบ

ตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ โดยค่อยๆ หมุนชิ้นงานอย่างช้าๆ จนครบรอบ เก็บค่ามากที่สุดและน้อยที่สุดที่สามารถอ่านค่าได้จากไดอัลเกจในขณะทำการตรวจสอบ เช่น อ่านค่าวัดมากที่สุดจากไดอัลเกจได้เท่ากับ 0.17 และอ่านค่าวัดน้อยสุดได้เท่ากับ 0.09

วิเคราะห์ผลการตรวจสอบ โดยค่าความเบี่ยงเบนของความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของตำแหน่งที่ทำการตรวจสอบ คือ ผลต่างระหว่างค่าที่มากที่สุดและค่าที่น้อยที่สุดที่อ่านได้จากไดอัลเกจ เช่น ค่าของไดอัลเกจในขณะทำการวัดอ่านค่าได้มากที่สุดเท่ากับ 0.17 อ่านค่าได้น้อยที่สุดเท่ากับ 0.09 ดังนั้น ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของตำแหน่งที่ทำการตรวจสอบตำแหน่งนี้จะมีค่าเท่ากับ 0.08

สรุปผลการตรวจสอบ โดจะต้องทำการตรวจสอบตำแหน่งของพื้นผิวตำแหน่งถัดไป โดยเริ่มทำซ้ำตั้งแต่ ขั้นตอนการปรับตั้งค่า ขั้นตอนการวัดและขั้นตอนการวิเคราะห์ผล แล้วจึงสรุปผลการตรวจสอบ โดยค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของพื้นผิวมีค่าเท่ากับค่าที่มากที่สุดของค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของตำแหน่งต่างๆ ที่ทำการตรวจสอบ เช่น ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของตำแหน่งที่ทำการตรวจสอบในแต่ละตำแหน่งมีค่าเท่ากับ 0.08, 0.04, 0.05, 0.09 และ 0.07 ดังนั้น ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบพื้นผิวนี้จะมีค่าเท่ากับ 0.09