Limit switch อุปกรณ์คุมตำแหน่งในงานอุตสาหกรรม
สารบัญ
สวิตช์จำกัดตำแหน่ง หรือ Limit Switch เป็นอุปกรณ์ตรวจจับเชิงกลที่ใช้ในการตรวจสอบตำแหน่งหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุในระบบอัตโนมัติและเครื่องจักรต่าง ๆ โดยอาศัยการสัมผัสทางกายภาพกับวัตถุเป้าหมายเพื่อทำงานในการเปิดหรือปิดวงจรไฟฟ้า เมื่อชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์นั้นๆอยู่ในตำแหน่งที่ต้องการ หรือหยุดการทำงานก่อนที่จะเลยขอบเขตที่กำหนดไว้ สวิตช์ชนิดนี้ได้รับความนิยมอย่างมากในงานอุตสาหกรรมเนื่องจากความทนทานและความแม่นยำในการตรวจจับ นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเคลื่อนที่และตรวจสอบความปลอดภัยในระบบอัตโนมัติ ซึ่งช่วยให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพและลดความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น
ส่วนประกอบและหลักการทำงานของ Limit switch
Limit switch จะประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญ 3 ส่วนดังต่อไปนี้
Actuator (หัวสัมผัส) – ส่วนที่ใช้สัมผัสหรือรับแรงกระทำจากวัตถุหรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้เพื่อไปกดปุ่มเพื่อควบคุมวงจรภายในสวิตซ์ โดย Actuator นั้นมีหลายรูปแบบให้เลือก เพื่อให้เหมาะกับทิศทางและรูปแบบการเคลื่อนที่ต้องการตรวจจับ เช่น แบบลูกกลิ้ง (Roller Lever) หรือแบบปุ่มกด (Plunger)
Contact (หน้าสัมผัส) – ทำหน้าที่เปิดหรือปิดวงจรไฟฟ้าเมื่อมีการเคลื่อนที่ของ Actuator หน้าสัมผัสอาจเป็นแบบ NO (Normally Open) หรือ NC (Normally Closed) ซึ่งสามารถเลือกใช้ได้ตามความต้องการของระบบ
Housing (ตัวเรือน) – เป็นส่วนที่ใช้ป้องกันอุปกรณ์ภายในจากฝุ่น น้ำ หรือสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตราย โดยมักจะมีมาตรฐาน IP เพื่อรองรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม
หลักการทำงานของ Limit switch
เมื่อวัตถุสัมผัสกับ Actuator มันจะผลักหรือดึงให้หน้าสัมผัสเคลื่อนที่ ทำให้เกิดการเชื่อมต่อหรือแยกวงจรไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้ ระบบนี้ใช้หลักการทางกลล้วน ๆ จึงไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติมเพื่อทำงาน
ประเภทของ Limit Switch
ประเภทของ Limit Switch มักจะถูกแยกโดยรูปแบบของ Actuator ดังนี้
ประเภท Lever (ก้านโยก)
เป็น Actuator ที่จะมีก้านโยกเพื่อตรวจจับเมื่อวัตถุเข้ามาอยู่ในตำแหน่งที่กำหนด โดยเมื่อก้านโยกได้รับแรงกระทำจากภายนอกแกนจะบิดและผลักปุ่มภายใน Limit switch อีกทั้งอาจจะมีการเพิ่มลูกกลิ้งเพื่อเพิ่มความราบรื่นในการตรวจจับได้อีกด้วย เหมาะสำหรับตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เช่น สายพานลำเลียง
ประเภท Plunger (กดปุ่ม)
ใช้ปุ่มกดเป็นตัวกระตุ้นการทำงาน เหมาะสำหรับการตรวจจับตำแหน่งที่แน่นอนในระยะสั้น เช่น ชิ้นงานที่เคลื่อนผ่านสายการผลิต ในกรณีที่มีการทำงานอย่างต่อเนื่องและต้องการลดการสึกหรอของสวิตซ์ ก็อาจจะมีการเสริมลูกกลิ้งบนปุ่มกด Roller Plunger Switch เพื่อรองรับการเคลื่อนที่ด้านข้างและการสัมผัสที่ราบรื่นยิ่งขึ้น
โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่ Type A และ Type B ซึ่งแตกต่างกันที่วิธีการซีลและการป้องกันฝุ่น Type A ใช้ O-ring หรือยางไดอะแฟรม เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีเศษวัสดุขนาดใหญ่ แต่ฝุ่นละเอียดอาจติดที่ผิวเลื่อนได้ง่าย ส่วน Type B ใช้ยางครอบที่ป้องกันฝุ่นและทรายได้ดีกว่า แต่ยางครอบอาจเสียหายจากเศษวัสดุร้อนได้ ทั้งสองประเภทจะมีสปริงดูดซับแรง (OT absorption spring) เพื่อลดแรงกระแทกและเพิ่มความทนทานต่อกลไกภายใน ทั้งนี้การเลือกใช้งานควรพิจารณาสภาพแวดล้อม เช่น Type A เหมาะกับเศษวัสดุขนาดใหญ่ ส่วน Type B เหมาะกับฝุ่นละเอียดแต่ต้องหลีกเลี่ยงความร้อน เพื่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
ประเภท Hinge Lever (ก้านโยกพร้อมบานพับ)
จะมีก้านโยกเพื่อตรวจจับตำแหน่งของวัตถุ โดยเมื่อมีวัตถุมาอยู่ในตำแหน่งที่กำหนด ก้านโยกจะถูกโน้มมากดปุ่มของสวิตซ์ เหมาะสำหรับการตรวจจับการหมุนหรือการเคลื่อนที่ต่อเนื่องที่มีแรงกระแทกต่ำ
ประเภท Flexible Rod Actuator (ก้านยืดหยุ่น)
ใช้ก้านที่มีความยืดหยุ่น เช่นสปริง เพื่อตรวจจับตำแหน่งของวัตถุที่เคลื่อนที่แบบอิสระ หรือมีทิศทางการเคลื่อนที่ที่หลากหลาย
ประเภท Micro Limit Switch (ขนาดเล็ก)
เป็นสวิตช์ขนาดเล็กที่เหมาะสำหรับงานที่มีพื้นที่จำกัด และต้องการการติดตั้งแบบกะทัดรัด เช่น งานอิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องจักรขนาดเล็ก
จุดเด่นของ Limit Switch
ความแม่นยำในการตรวจจับ – Limit Switch มีความสามารถในการตรวจจับการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อย่างแม่นยำและตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น สายการผลิตอัตโนมัติ
ความทนทานสูง – Limit Switch ถูกออกแบบให้ทนต่อแรงกระแทก ฝุ่นละออง ความชื้น และน้ำ ทำให้สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดี
การติดตั้งและบำรุงรักษาง่าย – ด้วยโครงสร้างที่เรียบง่าย การติดตั้งและเปลี่ยนอะไหล่จึงทำได้สะดวก และลดเวลาหยุดเครื่องจักรในการบำรุงรักษา
ต้นทุนต่ำ – เมื่อเปรียบเทียบกับเซนเซอร์ประเภทอื่น เช่น Optical Sensor หรือ Ultrasonic Sensor จะพบว่า Limit Switch มีราคาประหยัดและคุ้มค่ากว่า
หลากหลายการใช้งาน – สามารถใช้กับระบบควบคุมเครื่องจักร ระบบสายพานลำเลียง และระบบความปลอดภัยได้หลากหลายรูปแบบ
ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ – Limit Switch ทำงานโดยอาศัยแรงกลล้วน ๆ ไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานเพิ่มเติมเหมือน Photoelectric Sensor หรือ Inductive Sensor
ทนต่อสภาวะแวดล้อมรุนแรง – ด้วยโครงสร้างที่แข็งแรงและกันน้ำกันฝุ่น จึงสามารถใช้งานในพื้นที่ที่มีฝุ่นละอองหรือของเหลวได้ดีกว่าเซนเซอร์ประเภทอื่น
บทสรุป
Limit Switch เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในระบบอัตโนมัติ ด้วยความแม่นยำ ใช้งานง่าย และมีความทนทานสูง จึงเหมาะสำหรับงานหลากหลายประเภท การเลือกใช้ Limit Switch อย่างถูกต้องจะช่วยลดต้นทุน เพิ่มความปลอดภัย และทำให้กระบวนการทำงานมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น หากเพื่อนๆสนใจ สามารถเลือกชมสินค้าได้ที่ OMRON Limit Switch ในสัปดาห์หน้าเราจะมีบทความอะไรมานำเสนอ เชิญมาติดตามไปพร้อมๆกันนะครับ รู้ครบจบที่นี่ MiSUMi Technical
