การศึกษาความผิดปกติของการขันสกรูและเทคนิคการวัดค่าแรงบิดของหุ่นยนต์ขันสกรูอัตโนมัติด้วยการวิเคราะห์สัญญาณทางไฟฟ้า (The Study of Abnormal Screwing and Torque Measurement Technique of Automatic Screw Tightening Robot using Electrical Signal Analysis)
DOI: 10.14416/j.ind.tech.2020.03.005
คำสำคัญ:
การขันสกรู, การวัดแรงบิด, การวิเคราะห์สัญญาณทางไฟฟ้า, หุ่นยนต์ขันสกรูอัตโนมัติบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้เสนอการศึกษาความผิดปกติของการขันสกรูด้วยการวิเคราะห์สัญญาณทางไฟฟ้า โดยการวัดสัญญาณไฟฟ้าของไขควงไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ในหุ่นยนต์ขันสกรูอัตโนมัติ มาทำการวิเคราะห์เพื่อบอกลักษณะความผิดปกติในการขันสกรู และหาสมการความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับสัญญาณทางไฟฟ้า เพื่อใช้ในการวัดและแสดงค่าแรงบิด ผลการทดลองพบว่า สัญญาณทางไฟฟ้าสามารถบอกได้ว่าการขันสกรูผิดปกติหรือไม่ และสามารถบอกรูปแบบของการขันสกรูผิดปกติได้ การทดลองหาสมการความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับสัญญาณทางไฟฟ้า พบว่า ค่ากระแสไฟฟ้าเหมาะสมที่จะนำไปใช้ในการหาค่าแรงบิดในการขันสกรู และจากการเปรียบเทียบค่าความถูกต้อง (Accuracy) และค่าความเที่ยงตรง (Precision) ระหว่างอุปกรณ์วัดแรงบิดดิจิทัล (Digital Torque Meter) กับ อุปกรณ์วัดแรงบิดโดยใช้อาดุยโน่ (Arduino) พบว่า อุปกรณ์วัดแรงบิดโดยใช้อาดุยโน่มีค่าแม่นยำและค่าความเที่ยงตรงน้อยกว่าอุปกรณ์วัดแรงบิดดิจิทัล แต่มีข้อดีคือ ราคาถูก และสามารถวัดและแสดงผลค่าแรงบิดในขณะที่หุ่นยนต์ขันสกรูอัตโนมัติทำการขันสกรูได้
เอกสารอ้างอิง
[1] M. Klingajay, L.D. Seneviratne and K. Althoefer, Parameter Estimation During Automated Screw Insertions, 2002 IEEE International Conference on Industrial Technology (IEEE ICIT '02), Proceedings, 2002, 1019 – 1024.
[2] L. Seneviratne, On The Use of Mechatronics for Intelligent Screw Insertions, 1996 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA '96), Proceedings, 1996, 193 – 198.
[3] J. Hwang, D. Jung, Y. Roh, K. Nam, and D. Hwang, Low-Cost Automatic Screw Machine Using a Commercial Electric Screwdriver, The 12th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2012), Proceedings, 2012, 1055 – 1060.
[4] C. H. Chen and W. Der Chong, Fastening Torque Control for Robotic Screw Driver under Uncertain Environment, The 14th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2014), Proceedings, 814 – 818.
[5] K. Phaim, Torque Control of Auto-Screwdriver Machine by Neural Network, Master Thesis, Mechanical Engineering, Kasetsart University, Thailand. 2013.
[6] C. Piwmaikum, Torque Controller of Automatic Screw Machine in Screw Fastening Process Using Model Reference Adaptive System, Master Thesis, Mechanical Engineering, Suranaree University of Technology, Thailand. 2015.
[7] C. Nadee, Fuzzy Control System for Controlling Position and Angle of Moving Screw, Rajamangala University of Technology Lanna, Thailand. 2010.
[8] S. Ogawa, T. Shimono, A. Kawamura, and T. Nozaki, Position Control in Normal Direction for The Fast Screw-Tightening, The 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2015), Proceedings, 2015, 3429 – 3433.
[9] K. Waiyasusri and S. Sangwongwanich, A Sensorless Torque and Speed Monitoring System for Electrical Machines, 2002 IEEE International Conference on Industrial Technology, (IEEE ICIT '02), Proceedings, 113 – 118.
[10] www.indiamart.com/7mproddetail/automatic-screw-tightening-machine-18202077848 (Accessed on 9 January 2020)
[11] A.F. Noor Azam, A. Jidin, M.A. Said, H. Jopri, and M. Manap, High Performance Torque Control of BLDC Motor, 2013 International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS 2013), Proceedings, 2013, 1093 – 1098.
[12] T. Boonsai, Torque and Force Control for Small D.C. Motor Drives, Master Thesis, Electrical Engineering Education, King Mongkut's University of Technology North Bangkok, Thailand. 2016.
[13] C. Kunchok and N. Longon, PWM Technique Control Induction Motor Drive”, Electrical Engineering, Srinakharinwirot University, Thailand. 2013.
[14] P. Hayamin, Design and Development of Electrical Machines Identification Program for Practical Teaching, Ph.D. Dissertation, Department of Electrical Engineering Education, King Mongkut's University of Technology North Bangkok, Thailand. 2019.
[15] P. Pornchalermpong and N. Noonaak, Measurement and Measuring Equipment Applied in the food industry, Faculty of Engineering, King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang, Thailand. 2012.
[16] M. Weik, Communications Standard Dictionary. Springer US, 1995.
[17] C.E. Shannon, Communication in The Presence of Noise, Proceedings of the IRE, 1949, 37(1), 10 – 21.
[2] L. Seneviratne, On The Use of Mechatronics for Intelligent Screw Insertions, 1996 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA '96), Proceedings, 1996, 193 – 198.
[3] J. Hwang, D. Jung, Y. Roh, K. Nam, and D. Hwang, Low-Cost Automatic Screw Machine Using a Commercial Electric Screwdriver, The 12th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2012), Proceedings, 2012, 1055 – 1060.
[4] C. H. Chen and W. Der Chong, Fastening Torque Control for Robotic Screw Driver under Uncertain Environment, The 14th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2014), Proceedings, 814 – 818.
[5] K. Phaim, Torque Control of Auto-Screwdriver Machine by Neural Network, Master Thesis, Mechanical Engineering, Kasetsart University, Thailand. 2013.
[6] C. Piwmaikum, Torque Controller of Automatic Screw Machine in Screw Fastening Process Using Model Reference Adaptive System, Master Thesis, Mechanical Engineering, Suranaree University of Technology, Thailand. 2015.
[7] C. Nadee, Fuzzy Control System for Controlling Position and Angle of Moving Screw, Rajamangala University of Technology Lanna, Thailand. 2010.
[8] S. Ogawa, T. Shimono, A. Kawamura, and T. Nozaki, Position Control in Normal Direction for The Fast Screw-Tightening, The 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2015), Proceedings, 2015, 3429 – 3433.
[9] K. Waiyasusri and S. Sangwongwanich, A Sensorless Torque and Speed Monitoring System for Electrical Machines, 2002 IEEE International Conference on Industrial Technology, (IEEE ICIT '02), Proceedings, 113 – 118.
[10] www.indiamart.com/7mproddetail/automatic-screw-tightening-machine-18202077848 (Accessed on 9 January 2020)
[11] A.F. Noor Azam, A. Jidin, M.A. Said, H. Jopri, and M. Manap, High Performance Torque Control of BLDC Motor, 2013 International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS 2013), Proceedings, 2013, 1093 – 1098.
[12] T. Boonsai, Torque and Force Control for Small D.C. Motor Drives, Master Thesis, Electrical Engineering Education, King Mongkut's University of Technology North Bangkok, Thailand. 2016.
[13] C. Kunchok and N. Longon, PWM Technique Control Induction Motor Drive”, Electrical Engineering, Srinakharinwirot University, Thailand. 2013.
[14] P. Hayamin, Design and Development of Electrical Machines Identification Program for Practical Teaching, Ph.D. Dissertation, Department of Electrical Engineering Education, King Mongkut's University of Technology North Bangkok, Thailand. 2019.
[15] P. Pornchalermpong and N. Noonaak, Measurement and Measuring Equipment Applied in the food industry, Faculty of Engineering, King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang, Thailand. 2012.
[16] M. Weik, Communications Standard Dictionary. Springer US, 1995.
[17] C.E. Shannon, Communication in The Presence of Noise, Proceedings of the IRE, 1949, 37(1), 10 – 21.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
2020-03-21
ฉบับ
ประเภทบทความ
บทความวิจัย (Research article)
