ที่มาของโจทย์วิจัย

ชิ้นส่วนวิศวกรรมในระบบผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้ามักเกิดความเสียหายจากการใช้งาน ชิ้นส่วนเหล่านี้จำเป็นต้องซ่อมแซมเพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยเฉพาะชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีราคาสูง นับเป็นทางเลือกหนึ่งที่ช่วยประหยัดทั้งเงินและเวลาในการสั่งซื้อ

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สวทช. ได้ร่วมกับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย พัฒนาระบบเชื่อมอัตโนมัติสำหรับการเชื่อมซ่อม เช่น การเชื่อมเติมเต็มเนื้อวัสดุที่หายไป โดยใช้โลหะชนิดเดียวกับชิ้นส่วนเดิม และการเชื่อมพอกโลหะในกลุ่มที่ทำให้มีผิวการใช้งานที่แข็งขึ้น โดยใช้โลหะอื่นๆ ที่มีสมบัติพิเศษ

เป้าหมาย

ทีมวิจัยเอ็มเทค นำโดย ดร.นิรุตต์ นาคสุข ร่วมกับฝ่ายโรงงานและอะไหล่ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย พัฒนาระบบเชื่อมพอกอัตโนมัติที่สามารถเชื่อมซ่อมชิ้นงานได้อย่างหลากหลาย โดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมตำแหน่งของชิ้นงานและการเคลื่อนที่ของหัวเชื่อม

ผู้ใช้สามารถตั้งโปรแกรมและควบคุมการทำงานผ่านหน้าจอสัมผัสหลัก หรือผ่าน Teach Pendent ได้โดยสะดวก และเลือกดูหรือบันทึกค่าต่างๆ ที่สำคัญในระหว่างการเชื่อม เช่น Heat Input, Arc Voltage และ Arc Current เพื่อนำข้อมูลไปใช้วิเคราะห์คุณภาพงานเชื่อมได้โดยง่าย ระบบเชื่อมยังสามารถทำงานในลักษณะ Edge Following โดยการควบคุมระยะการเชื่อมผ่านการควบคุม Arc Voltage ได้อีกด้วย

นอกจากนี้ หัวเชื่อมที่ได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นใหม่ภายในประเทศ ยังสามารถรถสอดเข้าไปเชื่อมภายในชิ้นงาน และสามารถงอที่ปลายหัว เพื่อให้ได้มุมการเอียงหัวที่เหมาะสมในระหว่างการเชื่อมอีกด้วย

ทีมวิจัยทำอย่างไร

  • สำรวจความต้องการของผู้ใช้งาน
  • ออกแบบระบบเชิงกลและสร้างแบบสำหรับการผลิต
  • ออกแบบระบบไฟฟ้า การติดตั้งเซ็นเซอร์ วางผังระบบควบคุม
  • พัฒนาซอฟต์แวร์ในการควบคุมและการติดต่อกับผู้ใช้
  • ทดสอบการใช้งานร่วมกับผู้ใช้งาน เพื่อแก้ไขและปรับปรุงการทำงาน
  • อบรมการใช้งานให้แก่ผู้ใช้งาน

ผลการทดสอบ

ฝ่ายโรงงานและอะไหล่ได้ใช้ต้นแบบระบบเชื่อมซ่อมอัตโนมัติดังกล่าวในการเชื่อมซ่อมชิ้นส่วนต่างๆ ของโรงไฟฟ้า ทั้งในประเทศและต่างประเทศ เช่น Bypass Control Valve, Valve Plug, Valve Seat, Valve Body, Gear Shaft และ Shaft เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเชื่อมพอกผิวแข็งในชิ้นส่วนดังกล่าว

ผลการใช้งานพบว่าระบบที่พัฒนาขึ้นมีประสิทธิภาพสูง สามารถตั้งปัจจัยในการเชื่อมได้อย่างแม่นยำ เช่น ความเร็ว ความต่างศักย์ ระยะอาร์กระหว่างหัวเชื่อมและชิ้นงานผ่านซอฟต์แวร์ หุ่นยนต์สามารถเชื่อมชิ้นงานโดยมีคุณภาพของแนวเชื่อมที่ดี ทำให้ไม่ต้องปรับแต่งผิวในระหว่างชั้นของผิวเชื่อม ช่วยลดขั้นตอนในการเชื่อมซ่อม ลดระยะเวลาในการซ่อมชิ้นส่วนจากเดิมประมาณ 1 สัปดาห์เหลือเพียง 2 วัน อีกทั้งยังลดต้นทุนในการเชื่อมซ่อมชิ้นงานได้ถึงประมาณร้อยละ 40

นอกจากนี้ ระบบเชื่อมอัตโนมัติยังมีส่วนช่วยให้วิศวกรฝ่ายโรงงานและอะไหล่ได้เรียนรู้ ศึกษาและทดลอง กระบวนการวิจัยและพัฒนาการเชื่อมด้วยวัสดุที่เชื่อมยาก เพื่อพัฒนากระบวนการเชื่อมซ่อมของฝ่ายอีกด้วย

สถานภาพงานวิจัย (ณ วันที่ 2 มกราคม 2562)

ต้นแบบระบบเชื่อมพอกอัตโนมัติเป็นโครงการรับจ้างวิจัยที่ได้รับทุนจาก กฟผ. และเริ่มใช้งานจริง ณ ศูนย์ซ่อมและผลิตอะไหล่โรงไฟฟ้า สำนักงานหนองจอก ตั้งแต่เดือนกันยายน 2560

แผนงานในอนาคต

พัฒนาระบบเชื่อมซ่อมแบบเคลื่อนย้ายได้สำหรับการปฏิบัติงานในภาคสนาม

ติดต่อ

โทรศัพท์: 025646500 ext. 4149

อีเมล: nirutn@mtec.or.th

  • รัชนี ม้าทอง นักวิเคราะห์อาวุโส หน่วยวิจัยการออกแบบและวิศวกรรม

โทรศัพท์: 025646500 ต่อ 4313

อีเมล: rutchanc@mtec.or.th

Scroll Up