[เจาะลึก] ระบบนิวเมติกส์ (pneumatic system) คืออะไร
สารบัญ
นิวเมติกส์ (pneumatic) คืออะไร
ระบบนิวเมติกส์ (pneumatic system) คือระบบที่ใช้การอัดอากาศส่งไปตามท่อที่ประกอบเข้ากับชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องจักร เพื่อทำให้เกิดพลังงานกลในการทำงานสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ระบบนิวเมติกส์ในปัจจุบันนั้นมีการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ระบบกระบอกสูบลม มอเตอร์ลมอย่างง่าย ไปจนถึงการทำงานในเครื่องจักรขนาดใหญ่ ประกอบกับระบบ Automation เพื่อการทำงานแบบอัตโนมัติ
ระบบนิวเมติกได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีข้อดีที่โดดเด่นแตกต่างจากระบบไฟฟ้าและระบบไฮดรอลิกส์ ดังนี้
ข้อดีของระบบนิวเมติกส์
1.ความปลอดภัย
เมื่อเทียบกับระบบไฟฟ้าแล้ว ถ้าอุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดเคลื่อนไหวติดขัด จะทำให้เกิดความร้อนสะสม และอาจเป็นเหตุให้เกิดไฟไหม้ได้
นอกจากนี้หากสายไฟชำรุด อาจทำให้เกิดเหตุการณ์ไฟดูด หรือไฟลัดวงจรได้ แต่สำหรับระบบนิวเมติกส์นั้น ถ้าหากสายชำรุดก็แค่มีลมรั่วออกมา จึงไม่เป็นอันตรายเท่าระบบไฟฟ้า
2.ความสะอาด
เมื่อเทียบกับระบบไฮดรอลิกส์ซึ่งใช้น้ำมันแล้วนั้น มักจะเกิดไอน้ำมันออกมา และเมื่อเกิดการรั่วไหลแล้ว พื้นที่บริเวณนั้นก็จะสกปรกมาก ในทางกลับกันในระบบนิวเมติกส์ หากเกิดการรั่วไหลก็จะมีแค่ลมออกมา ซึ่งไม่ก่อให้เกิดความสกปรกบริเวณเครื่องจักร
โครงสร้างพื้นฐานของระบบนิวเมติกส์
ต่อไปนี้เป็นภาพตัวอย่างการใช้งานและส่วนประกอบต่าง ๆ ในโครงสร้างพื้นฐานของวงจรนิวเมติกส์ซึ่งใช้กระบอกลม【แผนภาพที่ 1】
| ส่วนประกอบของวงจรนิวเมติกส์ | หน้าที่หลัก | ชื่ออุปกรณ์ |
| a) นิวเมติกส์แอคชูเอเตอร์ | อุปกรณ์สำหรับขับเคลื่อนเครื่องจักร หรือเครื่องจักรอัตโนมัติ | กระบอกสูบ |
| b) อุปกรณ์ควบคุมปริมาณการไหลของลม | ควบคุมความเร็วของกระบอกสูบ | วาล์วควบคุมความเร็ว, วาล์วปีกผีเสื้อ, ฯลฯ |
| c) อุปกรณ์ควบคุมทิศทางการไหลของลม | ควบคุมทิศทางของลมในระบบ | โซลินอยด์วาล์ว, วาล์วเปลี่ยนทิศทาง, ฯลฯ |
| d) อุปกรณ์ควบคุมแรงดัน | ควบคุมแรงดันลมที่จะจ่ายให้นิวเมติกส์แอคชูเอเตอร์ | วาล์วลดแรงดัน, วาล์วระบาย, วาล์วเซฟตี้ |
| e) ชุดกรองทำความสะอาดลม | ทำความสะอาดลมในระบบ | ชุดกรองลม |
| f) แหล่งจ่ายลม | จ่ายลมให้ระบบ | ปั๊มลม |
| g) อุปกรณ์ระบบท่อ | ท่อสำหรับแบ่งจ่ายลมในระบบ | ท่อแป๊บ, สายลม, ข้อต่อ |
| h) อุปกรณ์เสริมการทำงานของวงจรนิวเมติกส์ ก) อุปกรณ์จ่ายน้ำมันหล่อลื่น ข) สวิทช์แรงดัน ค) ตัวเก็บเสียง | ก) จ่ายน้ำมันหล่อลื่นแบบฉีดเป็นฝอย ข) มาตรการด้านความปลอดภัย ค) ลดเสียงรบกวนจากท่อระบายอากาศ | ก) น้ำมันหล่อลื่น ข) สวิทช์แรงดัน ค) ตัวเก็บเสียง |
จากแผนภาพด้านบน จะเห็นได้ว่า โครงสร้างของระบบนิวเมติกส์ จะแบ่งเป็นสามส่วนหลัก ๆ คือ
ส่วนประกอบภายในระบบนิวเมติกส์
1. ส่วนเตรียมลม
ส่วนนี้เป็นส่วนต้นทางของระบบเลยนะครับ มีหน้าที่หลักๆคือการเตรียมลมที่ดีมีคุณภาพให้แก่ระบบ ประกอบไปด้วย ปั๊มลม(Air compressor) จะสร้างแรงดันลมให้ระบบ จากนั้นก็จะใช้ FRL unit เพื่อเตรียมคุณภาพของลมโดย F (Filter) หรือตัวกรองลม ทำหน้าที่กรองเศษฝุ่น สิ่งแปลกปลอมต่างๆ ออกจากระบบ ถัดมาคือ R (Regulator) หรือตัวปรับแรงดันลม ทำหน้าที่ปรับแรงดันให้เหมาะสมกับที่ระบบต้องการ ส่วนสุดท้ายคือ L (Lubricator) หรือหัวจ่ายละอองน้ำมัน เนื่องจากอุปกรณ์นิวเมติกส์ทั้งหมดเป็นแบบกลไก หากไม่มีน้ำมันหล่อเลี้ยงเลย ก็อาจจะทำให้อุปกรณ์เกิดความเสียหายจากการเสียดสีได้
2. ส่วนควบคุมการไหลของลม
ส่วนนี้จะทำหน้าที่ควบคุมทิศทาง และอัตราการไหลของลมในระบบ ไม่ว่าจะเป็นโซลินอยด์วาล์ว(Solenoid valve) ที่ใช้สัญญานไฟฟ้าควบคุมการเปิดปิด และทิศทางการไหลของลม, เช็ควาล์ว(Check valve) จะคอยกันไม่ให้ลมไหลย้อนกลับ รวมไปถึงสปีดคอนโทรลเลอร์(Speed controller) ที่ทำหน้าที่ปรับอัตราการไหลของลม มักจะใช้เพื่อปรับความเร็วในการเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์ เป็นต้น
3. ส่วนนิวเมติกแอคชูเอเตอร์
ส่วนนี้จะเป็นอุปกรณ์ที่เปรียบได้กับเอาท์พุตของระบบ โดยเปลี่ยนแรงดันลมเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล เช่น การยืด-หดของกระบอกสูบ (Air cylinder), การจับ-ปล่อยของมือจับ (Air gripper) และ การหมุนของสว่านลม (Pneumatic drills) เป็นต้น
ปัจจัยในการขับเคลื่อนของนิวเมติกส์แอคชูเอเตอร์
- 1. ทิศทางขับเคลื่อน → การเดินหน้าหรือถอยหลัง, การหมุนตามหรือทวนเข็มนาฬิกา, แบบแกว่ง
- 2. ความเร็วในการเคลื่อนที่
- 3. ขนาดของแรงขับเคลื่อน
ปัจจัยทั้ง 3 สิ่งนี้ถูกควบคุมโดยแรงอากาศซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานของหัวขับวาล์วลม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้งานร่วมกับวงจรนิวเมติกส์
- รูปตัวอย่างการใช้งานของระบบนิวเมติกส์
คำศัพท์ที่น่าสนใจ
| No. | คำศัพท์ | คันจิ | ฮิรางานะ | คำอ่าน |
|---|---|---|---|---|
| 1 | นิวเมติกส์ (pneumatic) | 空気圧 | くうきあつ | Kū ki a tsu |
| 2 | แรงดัน | 圧力 | あつりょく | A tsu ryo ku |
