การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุน (Runout Control)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุน (Runout Control) เป็นการควบคุมพื้นผิว (Feature) ที่มีลักษณะหมุนรอบ (Revolve) แกนดาตั้มอ้างอิง (Datum Axis) หรือพื้นผิวที่ราบ (Planar Surface) ที่ตั้งฉากกับแกนดาตั้มอ้างอิง โดยความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนจะแบ่งเป็น ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) และความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมด (Total Runout)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุน มีลักษณะเป็นการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมตำแหน่ง (Location Control) กับการควบคุมรูปทรง (Form Control) หรือเป็นการควบคุมระหว่างการควบคุมตำแหน่ง (Location Control) กับการควบคุมการจัดวางทิศทาง (Orientation Control)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี (Radial Circular Runout) มีลักษณะเป็นการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมความกลม (Circularity) กับการควบคุมความร่วมศูนย์ร่วมแกน (Concentricity)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน (Axial Circular Runout) มีลักษณะเป็นการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) กับการควบคุมความร่วมศูนย์ร่วมแกน (Concentricity)

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดในแนวรัศมี (Radial Total Runout) มีลักษณะเป็นการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมความราบ (Flatness) กับการควบคุมความตั้งฉาก (Perpendicularity) แต่ไม่สามารถควบคุมพื้นผิวที่มีลักษณะนูน (Convex) หรือเว้า (Concave) ได้

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดในแนวแกน (Axial Total Runout) มีลักษณะเป็นการควบคุมร่วม (Composite Control) ระหว่างการควบคุมความราบ (Flatness) กับการควบคุมความตั้งฉาก (Perpendicularity)

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout)

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) จะไม่พิจารณาขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) แต่จะพิจารณาค่าที่เกิดจากการตรวจสอบด้วยไดอัลเกจ (Dial Gauge) เมื่อชิ้นงานหมุนเต็มรอบ (Full Indicator Movement, FIM) ในขณะทำการตรวจสอบ ดังแสดงในภาพที่ 4-1 โดยจะตรวจสอบในแต่ละระนาบที่เกิดจากการหมุนของชิ้นงานรอบแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งผลต่างระหว่างค่ามากสุดและค่าน้อยสุดของไดอัลเกจที่ตรวจสอบได้ คือ ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของระนาบนั้นๆ และค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบที่มีค่ามากที่สุดที่ตรวจสอบได้จะเป็นค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบของชิ้นงาน

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบมี 2 ลักษณะ คือ การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวรัศมี (Radial Circular Runout) และการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน (Axial Circular Runout)

การควบคุมในแนวรัศมี (Radial Runout) เป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบที่เป็นการใช้ไดอัลเกจทำการตรวจสอบพื้นผิวในลักษณะลักษณะตั้งฉากกับแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งเป็นการควบคุมร่วมระหว่างความกลม (Circularity) กับความร่วมศูนย์ร่วมแกน (Concentricity) ดังแสดงในภาพที่ 4-2

ส่วนการควบคุมค่าเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบในแนวแกน (Axial Runout) เป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบที่เป็นการใช้ไดอัลเกจทำการตรวจสอบพื้นผิวในลักษณะลักษณะขนานกับแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งเป็นการควบคุมร่วมระหว่างความราบ (Flatness) กับความตั้งฉาก (Perpendicularity) ดังแสดงในภาพที่ 4-3

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมด (Total Runout)

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมด (Total Runout) จะไม่พิจารณาขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) แต่จะพิจารณาค่าที่เกิดจากการตรวจสอบด้วยไดอัลเกจ (Dial Gauge) เมื่อชิ้นงานหมุนเต็มรอบ (Full Indicator Movement, FIM) และเคลื่อนที่ไดอัลเกจในทิศทางตั้งฉากหรือขนานกับแนวแกนการหมุนในขณะทำการตรวจสอบ ดังแสดงในภาพที่ 4-4 โดยจะตรวจสอบพื้นผิวทั้งหมดที่เกิดจากการหมุนของชิ้นงานรอบแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งผลต่างระหว่างค่ามากสุดและค่าน้อยสุดของไดอัลเกจที่ตรวจสอบได้ คือ ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดของชิ้นงาน

การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดมี 2 ลักษณะ คือ การควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดในแนวรัศมี (Radial Total Runout) และการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดในแนวแกน (Axial Total Runout)

การควบคุมในแนวรัศมี (Radial Runout) เป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบที่เป็นการใช้ไดอัลเกจทำการตรวจสอบพื้นผิวในลักษณะลักษณะตั้งฉากกับแกนดาตั้มอ้างอิงและเคลื่อนที่ไดอัลเกจขนานกับแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งเป็นการควบคุมร่วมระหว่างความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) กับความร่วมศูนย์ร่วมแกน (Concentricity) ดังแสดงในภาพที่ 4-5

ส่วนการควบคุมค่าเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมดในแนวแกนเป็นการพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบที่เป็นการใช้ไดอัลเกจทำการตรวจสอบพื้นผิวในลักษณะลักษณะขนานกับแกนดาตั้มอ้างอิงและเคลื่อนที่ไดอัลเกจตั้งฉากกับแกนดาตั้มอ้างอิง ซึ่งเป็นการควบคุมร่วมระหว่างความราบ (Flatness) กับความตั้งฉาก (Perpendicularity) ดังแสดงในภาพที่ 4-6

การควบคุมค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนบางส่วน (Partial Control)

ผู้ออกแบบสามารถควบคุมค่าเบี่ยงเบนเนื่องจากหมุนเป็นบางส่วน (Partial Control) ได้โดยการกำหนดระยะที่ใช้ควบคุมค่าเบี่ยงเบนเนื่องจากหมุนด้วยขนาดในอุดมคติ (Basic Dimension) ดังแสดงในภาพที่ 4-7 ซึ่งจุดประสงค์ในการกำหนดการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนเป็นบางส่วนอาจเป็นไปได้ทั้งการเกิดข้อจำกัดในการตรวจสอบและเงื่อนไขการประกอบใช้งานของชิ้นส่วนนั้นๆ

การกำหนดมุมของไดอัลเกจเพื่อการตรวจสอบ

ไดอัลเกจ (Dial Gauge) ที่ใช้ตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) ต้องตรวจสอบในทิศทางตั้งฉากกับพื้นผิว ในกรณีที่พื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบมีลักษณะไม่เป็นทรงกระบอกผู้ออกแบบสามารถกำหนดมุมของไดอัลเกจกับพื้นผิวตามที่ต้องการ ด้วยการกำหนดมุมการตรวจสอบที่สัญลักษณ์ GD&T ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบด้วยขนาดมุมในอุดมคติ (Basic Dimension) ดังแสดงในภาพที่ 4-8 การกำหนดมุมที่แน่นอนในการตรวจสอบจะส่งผลให้ระยะเวลาในการตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบใช้เวลาน้อยลง

การกำหนดมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ ควรจะกำหนดมุมที่ใกล้เคียงกับมุมที่ไดอัลเกจตั้งฉากกับพื้นผิวเพื่อลดความผิดพลาดจากการวัด โดยค่าความเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้นเมื่อจัดวางมุมของไดอัลเกจไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวจะมีค่ามากขึ้นเมื่อมุมที่เปลี่ยนไปมีค่ามากขึ้น เมื่อมุมที่เปลี่ยนไปจากมุม 90° มีค่าเท่ากับ  ค่าความเบี่ยงเบนที่เพิ่มขึ้นสามารถคำนวณได้จาก

ถ้าไดอัลเกจทำมุมตั้งฉากกับพื้นผิวที่ต้องการทำการตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ หลังจากทำการตรวจสอบพบว่ามีค่าความเบี่ยงเบนเท่ากับ 0.1 มม. เมื่อเปลี่ยนมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบเป็น 85° ค่าความผิดพลาดที่เพิ่มขึ้นสามารถคำนวณได้ดังนี้

ดังนั้นเมื่อเปลี่ยนมุมของไดอัลเกจในการตรวจสอบเป็น 85° ค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ระนาบที่ตรวจสอบได้จะมีค่าเท่ากับ 0.10382 มม.

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนที่เกิดจากการผลิต (Runout Deviation from Manufacturing)

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของความเบี่ยงเบนเนื่องจากหมุน (Runout Tolerance) ที่ถูกกำหนดลงในแบบงานไม่ควรจะมีค่าไม่เกินครึ่งหนึ่งของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลาง (Size Tolerance) ของพื้นผิวนั้นๆ โดยค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนจะเกิดขึ้นได้จาก 3 ส่วน คือ ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการกำหนดค่าลงในแบบงาน (Defined Tolerance) ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไป (General Tolerance) และค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากค่าความเบี่ยงเบนแปรผัน (Variable Deviation) โดยความสามารถในการผลิตในขั้นตอนสุดท้ายจะต้องมีความสามารถในการผลิตที่ดีกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั้ง 3 ส่วนดังที่ได้กล่าวมา

ส่วนค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่ได้จากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปจะมีเฉพาะการควบคุมค่าความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนในแต่ละระนาบ (Circular Runout) เท่านั้น ดังแสดงในตารางที่ 4-1 ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนที่ได้จากกรรมวิธีการผลิตจริงๆ จะมีค่าน้อยกว่าค่าที่ได้จากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปเสมอ 

ความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมด (Total Runout) จะไม่มีการควบคุมจากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปทางด้านรูปร่างรูปทรง ดังนั้นถ้าต้องการควบคุมความเบี่ยงเบนเนื่องจากการหมุนทั้งหมด ผู้ออกแบบจึงจำเป็นต้องกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ลงในแบบงานเสมอ