ทำไมโรงงานนิยมใช้ระบบลม
ลมอัดผลิตได้จากปั๊มลมชุดเดียวแล้วเดินท่อไปใช้ได้ทั้งโรงงาน อุปกรณ์ราคาไม่สูง ติดตั้งง่าย ทำงานเร็ว และตัวทำงานอย่างกระบอกลมไม่มีไฟฟ้า จึงใช้ในจุดที่เปียกหรือมีฝุ่นได้ดี
ข้อจำกัดคือแรงที่ได้น้อยกว่าระบบไฮดรอลิก และหยุดกลางทางได้ไม่แม่นเท่ามอเตอร์ไฟฟ้า งานกดหรือยกของหนักมากจึงมักใช้ไฮดรอลิก ส่วนงานที่ต้องหยุดหลายตำแหน่งแม่นๆ มักใช้กระบอกไฟฟ้า
ลมเดินทางผ่านอุปกรณ์อะไรบ้าง
- ปั๊มลม (Air compressor) อัดอากาศ แล้วเก็บไว้ในถังพักลม
- เครื่องทำลมแห้ง (Air dryer) และไส้กรองหลัก ดักน้ำและฝุ่นออกจากลม
- ชุดกรองลม ปรับแรงดัน (FRL) หน้าเครื่องจักร กรองซ้ำและตั้งแรงดันให้คงที่
- วาล์วควบคุมทิศทาง เช่น โซลินอยด์วาล์ว สั่งให้ลมเข้าและออกจากกระบอกลม
- สปีดคอนโทรล ปรับความเร็วการเคลื่อนที่
- กระบอกลม หรือตัวทำงานอื่น เช่น หัวจับลม เปลี่ยนแรงลมเป็นงาน
ทุกจุดเชื่อมกันด้วยสายลมและข้อต่อลม
1. ปั๊มลมและปั๊มสุญญากาศ
ต้นกำลังของระบบลม เลือกตามปริมาณลมที่ทุกเครื่องในโรงงานใช้รวมกัน (ลิตรต่อนาที) และแรงดันใช้งาน งานที่ต้องการลมสะอาดไม่มีน้ำมันปน เช่น อาหาร ยา และอิเล็กทรอนิกส์ มักใช้ปั๊มแบบไร้น้ำมัน (Oil-free) ส่วนงานดูดจับชิ้นงานใช้ปั๊มสุญญากาศ
2. ชุดกรองลม ปรับแรงดัน (FRL)
FRL ย่อมาจาก Filter (กรอง) Regulator (ปรับแรงดัน) และ Lubricator (เติมน้ำมันหล่อลื่น) ติดหน้าเครื่องจักรทุกเครื่อง เพื่อกรองน้ำและฝุ่นที่หลุดมาตามท่อ และตั้งแรงดันให้คงที่ เพราะแรงดันในท่อหลักแกว่งขึ้นลงตามการใช้ลมของทั้งโรงงาน
อุปกรณ์ลมรุ่นใหม่ส่วนใหญ่ไม่ต้องเติมน้ำมัน จึงนิยมใช้แค่ชุดกรองลมปรับแรงดัน (Filter regulator) ตัวเดียว ถ้าเริ่มเติมน้ำมันให้ระบบไปแล้ว ต้องเติมต่อตลอด
3. วาล์วควบคุมทิศทาง (โซลินอยด์วาล์ว วาล์วลม วาล์วมือ)
ทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ของลม เปิดให้ลมเข้าด้านหนึ่งของกระบอกลมและระบายอีกด้านทิ้ง ตัวเลขอย่าง 5/2 หมายถึงมี 5 ช่องต่อลม (port) และ 2 ตำแหน่งการทำงาน
- 5/2 ทาง: ใช้กับกระบอกลมสองทาง (Double acting) พบบ่อยที่สุด
- 5/3 ทาง: มีตำแหน่งกลางเพิ่ม 3 แบบ คือ ปิดกลาง (ค้างตำแหน่งไว้) ระบายกลาง และอัดลมกลาง
- 3/2 ทาง: ใช้กับกระบอกลมทางเดียว (Single acting) หรือใช้เปิดปิดลมทั่วไป
แยกตามวิธีสั่งงานได้ 3 แบบ คือ โซลินอยด์วาล์ว (สั่งด้วยไฟฟ้า เช่น 24VDC จาก PLC) วาล์วสั่งงานด้วยลม (Air pilot ใช้ในจุดที่ไม่มีไฟ) และวาล์วกลไกหรือวาล์วมือ (ใช้ลูกกลิ้ง ก้านกด หรือปุ่มกด) โซลินอยด์แบบซิงเกิ้ลมีคอยล์เดียว ตัดไฟแล้วสปริงดันกลับ ส่วนแบบดับเบิ้ลมีสองคอยล์ จะค้างตำแหน่งสุดท้ายไว้แม้ไฟดับ
4. กระบอกลม (Air cylinder)
ตัวทำงานหลักของระบบ เปลี่ยนแรงลมเป็นการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ขนาดที่ต้องรู้มี 2 ค่า คือ ขนาดกระบอก (Bore) ซึ่งกำหนดแรง และระยะชัก (Stroke) ซึ่งกำหนดระยะที่ก้านสูบเคลื่อนที่
- กระบอกลมมาตรฐาน ISO 15552: ขนาดยึดเป็นมาตรฐานสากล หลายยี่ห้อใช้แทนกันได้
- กระบอกลมคอมแพค (ตัวบาง): สั้น ประหยัดพื้นที่ ใช้กับงานจิ๊กและงานหนีบ
- กระบอกลมกลมขนาดเล็ก: งานเบา งานกด งานดัน
- กระบอกลมแกนคู่ (Twin rod): ก้านสูบสองแกน ไม่หมุน รับแรงด้านข้างได้ดีกว่า
- สไลด์เทเบิลและกระบอกลมไร้ก้าน (Rodless): งานเคลื่อนที่ระยะยาวในพื้นที่จำกัด
รุ่นที่มีแม่เหล็กในลูกสูบใช้คู่กับเซนเซอร์ (Auto switch) ที่ติดข้างกระบอก เพื่อบอก PLC ว่ากระบอกลมไปถึงตำแหน่งแล้ว ดูได้จากรหัสรุ่น เช่น SMC ใส่ตัว D หลัง C (CDQ2) ส่วน Airtac ใส่ตัว S ต่อท้าย (ACQ20X20S)
5. สปีดคอนโทรล (Speed controller)
วาล์วปรับปริมาณลมไหล ใช้ปรับความเร็วกระบอกลม นิยมแบบมีข้อต่อในตัวที่ขันติดรูลมของกระบอกลมโดยตรง และตั้งแบบควบคุมลมออก (Meter-out) ซึ่งทำให้กระบอกลมเคลื่อนที่นิ่งกว่า
6. ข้อต่อลม สายลม และอุปกรณ์เสริม
ข้อต่อลมแบบเสียบสาย (Push-in หรือที่ช่างเรียกว่าข้อต่อวันทัช) เสียบสายแล้วล็อกทันที ถอดโดยกดแหวนปลดล็อก หลายยี่ห้อ เช่น Airtac ใช้ตัวอักษรนำหน้าบอกรูปทรง
| รหัสนำหน้า | รูปทรง |
|---|---|
| PC | ข้อต่อตรง เกลียวนอก |
| PL | ข้อต่องอ เกลียวนอก |
| PU | ข้อต่อตรง สายต่อสาย |
| PE | ข้อต่อสามทาง (ตัว T) |
| PY | ข้อต่อสามทาง (ตัว Y) |
สายลมนิยมสายโพลียูรีเทน (PU) ที่อ่อนตัว และสายไนลอนที่ทนแรงดันและความร้อนได้มากกว่า วัดขนาดจากเส้นผ่านศูนย์กลางนอก เช่น 4, 6, 8, 10 และ 12 มม. อุปกรณ์เสริมที่เจอบ่อยคือเพรสเชอร์สวิตช์ (เตือนเมื่อแรงดันลมตก) เกจวัดแรงดัน และไซเลนเซอร์ (ลดเสียงลมระบาย)
วิธีอ่านรหัสรุ่น (ตัวอย่างรหัสจริง)
| รหัส | ส่วนของรหัส | ความหมาย |
|---|---|---|
| TN32X80S | TN | กระบอกลมแกนคู่ ซีรีส์ TN ของ Airtac |
| 32 | ขนาดกระบอก 32 มม. | |
| 80 | ระยะชัก 80 มม. | |
| S | มีแม่เหล็กสำหรับเซนเซอร์ | |
| 4V210-08 | 4V | โซลินอยด์วาล์ว 5 ช่องลม ของ Airtac |
| 210 | ซีรีส์ 200 แบบ 5/2 ซิงเกิ้ลโซลินอยด์ (220 คือดับเบิ้ลโซลินอยด์) | |
| 08 | เกลียว 1/4 นิ้ว | |
| PC603 | PC | ข้อต่อตรง เกลียวนอก |
| 6 | เสียบสายลม 6 มม. | |
| 03 | เกลียว 3/8 นิ้ว |
รหัสเดียวกันเขียนได้หลายแบบ เช่น 4V210-08 กับ 4V21008 หรือ PC603 กับ PC6-03 เวลาส่งรหัสมา เขียนแบบไหนเราก็หาให้ได้
คำนวณแรงกระบอกลมแบบง่าย
แรงทางทฤษฎี = แรงดันลม × พื้นที่หน้าลูกสูบ (F = P × A)
ตัวอย่าง กระบอกลม Bore 32 มม. ใช้ลม 0.5 MPa (5 บาร์) พื้นที่ลูกสูบ = 3.14 × 16 × 16 ≈ 804 ตร.มม. แรงดันออก ≈ 0.5 × 804 ≈ 402 นิวตัน หรือประมาณ 41 กิโลกรัมแรง
จังหวะดึงกลับได้แรงน้อยกว่า เพราะก้านสูบกินพื้นที่ไปส่วนหนึ่ง และควรเลือกขนาดให้แรงทางทฤษฎีมากกว่าน้ำหนักงานประมาณ 1.5–2 เท่า เผื่อแรงเสียดทานและแรงดันลมที่ตกระหว่างใช้งาน
ปัญหาที่เจอบ่อยและวิธีเช็กเบื้องต้น
- กระบอกลมดันไม่สุดหรือแรงตก: เช็กแรงดันที่เรกูเลเตอร์ก่อน ถ้าแรงดันปกติแต่มีลมรั่วที่ก้านสูบ มักเป็นที่ซีลสึก เปลี่ยนชุดซีลหรือเปลี่ยนกระบอกใหม่
- โซลินอยด์วาล์วไม่ทำงาน: เช็กว่ามีไฟเข้าคอยล์และแรงดันลมตรงสเปค ถ้ามีไฟแต่วาล์วไม่สลับ อาจเป็นที่คอยล์ หรือมีน้ำและฝุ่นติดอยู่ในตัววาล์ว
- มีน้ำในสายลม: ระบายน้ำที่ถ้วยกรองและถังพักลมเป็นประจำ หรือเปลี่ยนเป็นแบบระบายน้ำอัตโนมัติ ถ้ายังมีน้ำมาก ควรติดเครื่องทำลมแห้ง
- กระบอกลมกระแทกปลายทาง: ลดความเร็วด้วยสปีดคอนโทรล หรือปรับคุชชั่นที่ฝาท้ายกระบอก ถ้ารุ่นนั้นมี
คำถามที่พบบ่อย
- นิวเมติกส์กับไฮดรอลิกต่างกันอย่างไร?
- นิวเมติกส์ใช้ลมอัด แรงดันใช้งานทั่วไปไม่เกินราว 1 MPa (10 บาร์) ทำงานเร็ว สะอาด และราคาถูกกว่า ส่วนไฮดรอลิกใช้น้ำมัน แรงดันสูงกว่าหลายสิบเท่า จึงให้แรงมากกว่ามาก เหมาะกับงานกดและงานยกหนัก
- แรงดันลมที่ใช้ในโรงงานทั่วไปเท่าไร?
- ส่วนใหญ่ตั้งไว้ราว 0.4–0.7 MPa (4–7 บาร์) ที่หน้าเครื่องจักร อุปกรณ์ลมส่วนใหญ่รับแรงดันสูงสุดได้ราว 0.7–1.0 MPa ควรดูค่าที่พิมพ์บนตัวอุปกรณ์หรือในแคตตาล็อกก่อนตั้งค่า
- ใช้ยี่ห้ออื่นแทนกันได้ไหม?
- ได้ในหลายกรณี เช่น กระบอกลมมาตรฐาน ISO 15552 ขนาดเดียวกันใช้แทนกันได้เกือบทุกยี่ห้อ แต่วาล์วและกระบอกลมคอมแพคแต่ละยี่ห้อมีขนาดยึดและเกลียวต่างกัน ต้องเช็กก่อน ส่งรุ่นเดิมมา เราเช็กรุ่นที่ใช้แทนได้ให้
- ไม่รู้รหัสรุ่น ทำอย่างไร?
- ถ่ายรูปตัวอุปกรณ์ให้เห็นตัวหนังสือหรือป้ายรุ่น แล้วส่งมาทาง LINE ถ้าตัวหนังสือลบไปแล้ว ให้วัดขนาดกระบอก ระยะชัก และขนาดเกลียว แล้วส่งรูปการติดตั้งมาด้วย
ขอราคาอุปกรณ์นิวเมติกส์
เราจัดหาอุปกรณ์นิวเมติกส์ยี่ห้อ SMC, Airtac, CKD, Festo, Koganei, Parker, ASCO, Burkert และ Anest Iwata ทั้งรุ่นตรงและรุ่นเทียบ ส่งข้อมูลเหล่านี้มาทาง LINE จะได้ราคาเร็วที่สุด
- รหัสรุ่นเต็มที่พิมพ์บนตัวอุปกรณ์หรือป้ายรุ่น (nameplate) ถ่ายรูปส่งมาได้เลย
- กระบอกลม: ขนาดกระบอก (Bore) ระยะชัก (Stroke) และแบบการยึด
- วาล์ว: ไฟที่ใช้ (เช่น 24VDC หรือ 220VAC) ขนาดเกลียว และแบบ 5/2 หรือ 5/3
- ข้อต่อ: ขนาดสายลม (มม.) และขนาดเกลียว
- จำนวน และวันที่ต้องการของ
กระบอกลม วาล์วลม และชุดกรองลม · Pneumatic Cylinder, Valve and Air Unit