นำเสนอผลงานสะเต็มศึกษา62

การสรา้ งเครื่องแบ่งเส้นเชอื กกึ่งอตั โนมตั ิ โดยใชก้ ระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม Construction of a semi-automatic rope cutting machine by using the engineering design process วิทยาลยั สารพัดช่างสงขลา สานักงานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา

คณะผจู้ ดั ทา 1. นายพเิ ชษฐ เส้งเช้อื 2. นายซัลมาน สบื ประดิษฐ์ 3. นายสุรนิ ทร์ ชายมะ 4. นายจีรวฒั น์ สายปัน 5. นายอดศิ ักดิ์ จะเรียมพันธ์ ระดับ ปวส.1 สาขางานติดต้งั ไฟฟ้า ทวิภาคี ครูทปี่ รกึ ษา นางสาวศริ ินนั ท์ เอียดเหลอื

วัตถุประสงค์ของการวจิ ยั 1. เพือ่ สรา้ งเครื่องแบ่งเสน้ เชือกก่ึงอตั โนมัตโิ ดยใช้ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 2. เพอื่ ศึกษาขนาดของสเตอรท์ ีเ่ หมาะสมต่อการใช้งาน 3. เพื่อศกึ ษาขนาดของม่เู ล่ย์ทเ่ี หมาะสมตอ่ การใชง้ าน

วัตถปุ ระสงคข์ องการวจิ ัย 4. เพื่อเปรยี บเทยี บประสทิ ธิผลการทางานระหว่างเครอ่ื ง แบ่งเส้นเชอื กกึง่ อัตโนมัติกบั การแบง่ เส้นเชอื กดว้ ยคน 5. เพอ่ื ศึกษาความพงึ พอใจของผทู้ ดลองใช้ที่มตี อ่ เครื่อง แบ่งเส้นเชอื กก่ึงอตั โนมัติ

ขน้ั ตอนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม (Engineering Design Process : EDP) • ระบุปญั หา (Problem Identification) 1 • รวบรวมขอ้ มลู และแนวคดิ ท่เี ก่ยี วขอ้ งกับปญั หา 2 (Related Information Search) • ออกแบบวธิ กี ารแก้ปัญหา (Solution Design) 3

ขน้ั ตอนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม (Engineering Design Process : EDP) • วางแผนและดาเนนิ การแกป้ ัญหา (Planning and 4 Development) • ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแกไ้ ขวิธกี ารแกป้ ญั หาหรือ 5 ชิน้ งาน (Testing Evaluation and Design Improvement) • นาเสนอวิธีการแกป้ ญั หา ผลการแก้ปญั หาหรือชิ้นงาน 6 (Presentation)

1. ระบุปัญหา (Problem Identification) เส้นเชือกที่ผลิตจากโรงงานมีขนาดความยาวต่อม้วน 100 เมตร 300 เมตร 500 เมตรหรือมากกว่า การใช้งานจริง ไม่ได้ใช้หมด ต้องแบ่งให้มีความยาวตามความต้องการ โดยใช้ แรงคน ด้วยข้ันตอนการคล่ีเส้นเชือกออก วัดระยะความยาว ด้วยอุปกรณ์ การตัดเส้นเชือก และม้วนเก็บเส้นเชือก ทาให้ เสียเวลา ได้ปริมาณน้อย ระยะความยาวไม่เที่ยงตรง ซ่ึงเป็น ปั ญ ห า ที่ ค ณ ะ ผู้ จั ด ท า ไ ด้ ป ร ะ ส บ จึ ง ไ ด้ คิ ด แ น ว ท า ง ใ น ก า ร แกป้ ญั หา

2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดท่ีเก่ียวข้องกับ ปัญหา (Related Information Search) ก า ร ส ร้ า ง เ ค รื่ อ ง แ บ่ ง เ ส้ น เ ชื อ ก ก่ึ ง อั ต โ น มั ติ โ ด ย ใ ช้ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยอาศัยแนวคิดทาง วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี แนวคิดทางวิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ในการแกป้ ญั หา

3. ออกแบบวธิ ีการแก้ปญั หา (Solution Design) 1. ออกแบบและสร้างเครือ่ ง 2. ศึกษาขนาดของสเตอรแ์ ละ แบง่ เส้นเชอื กก่ึงอัตโนมัติ โดย มู่เลย์ท่เี หมาะสมตอ่ การใช้งาน ใช้มอเตอรเ์ ป็นต้นกาลังขับโรล แบ่งเสน้ เชือก 3. คานวณอัตราเร็วและ 4. ศกึ ษาความพึงพอใจของ ความแมน่ ยาในการแบ่งเส้น ผทู้ ดลองใช้เคร่อื งแบง่ เสน้ เชือก เชอื กระหว่างเครือ่ งแบง่ เสน้ เชอื กกง่ึ อตั โนมัติกับแรงคน กง่ึ อตั โนมัติ

4. วางแผนและดาเนนิ การแก้ปญั หา(Planning and Development) 1 2 34 5 ศกึ ษาการ ศึกษาขนาด ศกึ ษาขนาด เ ป รี ย บ เ ที ย บ ศึกษาความ ออกแบบ ของสเตอร์ ของมู่เล่ย์ท่ี อั ต ร า เ ร็ ว แ ล ะ พึงพอใจของ และสรา้ ง ท่ีเหมาะสม เหมาะสม ความแม่นยาการ ผู้ ท ด ล อ ง ใ ช้ เคร่อื งมือ ต่ อ ก า ร ใ ช้ ต่ อ ก า ร ใ ช้ แ บ่ ง เ ส้ น เ ชื อ ก เ ค ร่ื อ ง แ บ่ ง เ ส้ น แบ่งเส้น งาน งาน ร ะ ห ว่ า ง เ ค ร่ื อ ง เชอื กกึ่งอัตโนมตั ิ เชอื ก แ บ่ ง เ ส้ น เ ชื อ ก ก่ึงอัตโนมตั ิ กึ่ ง อั ต โ น มั ติ กั บ แ บ่ ง เ ส้ น เ ชื อ ก ด้วยแรงคน

5. ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรงุ แกไ้ ขวิธีการแกป้ ญั หาหรอื ชนิ้ งาน (Testing Evaluation and Design Improvement) ผลการศึกษาขนาดของสเตอรท์ เี่ หมาะสมต่อการใช้งาน โดยใช้ ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สงั เกตลกั ษณะของเสน้ เชือก

5. ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ขวธิ ีการแกป้ ัญหาหรอื ชิ้นงาน (Testing Evaluation and Design Improvement) ผลการศกึ ษาขนาดของมเู่ ลย่ ท์ ีเ่ หมาะสมต่อการใชง้ าน โดยใช้ทักษะการวัด ความเร็วของโรลจากการวดั ด้วยเครือ่ งแทคโคมเิ ตอร์ (รอบตอ่ นาท)ี ขนาด ท่ีเหมาะสมคือ ขนาด 4 น้ิว มีความเร็ว 20 รอบตอ่ นาที

5. ทดสอบ ประเมินผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ขวธิ กี ารแก้ปญั หาหรอื ชนิ้ งาน (Testing Evaluation and Design Improvement) ผลการเปรียบเทยี บประสทิ ธิผลการทางานระหว่างเคร่ืองแบง่ เสน้ เชอื ก ก่ึงอตั โนมตั ิ สามารถทาเวลาได้ดีกว่าการแบง่ เสน้ เชือกด้วยคน

5. ทดสอบ ประเมินผล และปรบั ปรุงแก้ไขวธิ ีการแกป้ ัญหาหรอื ช้ินงาน (Testing Evaluation and Design Improvement) ผลการเปรียบเทียบประสทิ ธิผลการทางานระหวา่ งเคร่ืองแบง่ เส้นเชอื ก ก่ึงอัตโนมัติ มีอตั ราเรว็ เฉลย่ี ดีกวา่ การแบง่ เสน้ เชอื กดว้ ยคน

( 5. ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธกี ารแก้ปญั หาหรอื ช้ินงาน (Testing Evaluation and Design Improvement) รายการประเมิน ระดับความพงึ พอใจของผทู้ ดลองใช้ 1. ดา้ นโครงสรา้ งทัว่ ไป ทมี่ ตี อ่ เครอื่ งแบง่ เสน้ เชอื กกง่ึ อตั โนมัติ 2. ดา้ นการออกแบบ 3. ด้านการใช้งาน x S.D ผลการประเมนิ ค่าเฉลีย่ 4.10 0.39 มาก 4.43 0.32 มาก 4.48 0.25 มาก 4.33 0.32 มาก ผลการศึกษาความพงึ พอใจของผู้ทดลองใชท้ มี่ ีตอ่ เครอื่ งแบง่ เสน้ เชือกกง่ึ อตั โนมัติ มีความพึงพอใจ อยู่ในระดับมาก คา่ เฉล่ยี 4.33

( 5. ทดสอบ ประเมินผล และปรบั ปรงุ แก้ไขวิธกี ารแก้ปัญหาหรอื ช้นิ งาน (Testing Evaluation and Design Improvement) ข้อเสนอแนะในการนาผลการวิจัยไปใช้ 1. ควรเพม่ิ ขนาดของโรลแบ่งเส้นเชือกจะทาให้การแบง่ เสน้ เชอื กได้รวดเรว็ และปรมิ าณมาก 2. ควรลดน้าหนกั ของเคร่ืองใหน้ ้อยลง 3. ควรปรับปรงุ พฒั นารูปแบบใหเ้ คร่ืองแบง่ ตดั เสน้ เชอื กได้โดย อตั โนมตั ิ

6. นาเสนอวธิ กี ารแก้ปัญหา ผลการแก้ปญั หาหรอื ชน้ิ งาน (Presentation) 1. ออกแบบและสร้างเครอื่ งแบ่งเสน้ เชอื กกง่ึ อตั โนมัตโิ ดยมมี อเตอร์ ไฟฟ้าเปน็ ต้นกาลังในการหมนุ โรลแบง่ เสน้ เชอื ก 2. สรา้ งโรลแบ่งเสน้ เชอื ก 3. สรา้ งชดุ เฟอื งเกลยี วเรียงเสน้ เชอื กเพอ่ื เรียงเสน้ เชอื กให้เป็น ระเบียบไมพ่ นั กัน 4. นาชดุ ม่เู ล่ย์สายพานเป็นอปุ กรณท์ ดความเร็วรอบของโรลแบ่ง เส้นเชือก

6. นาเสนอวธิ ีการแกป้ ญั หา ผลการแกป้ ญั หาหรือ ชน้ิ งาน (Presentation) 5. นาชดุ โซ่ สเตอร์ เป็นอุปกรณ์ทดความเรว็ รอบของมอเตอรท์ ่ี ขบั เคลือ่ นชุดเฟอื งเกลยี วเรยี งเสน้ เชือก 6. นาลูกกล้งิ จานวน 2-3 ลกู วางให้มรี ะยะและระดบั ท่ีแตกตา่ ง กัน เพือ่ ช่วยเพ่ิมแรงกด และลาเลียงเสน้ เชือก 7. สรา้ งอุปกรณ์วัดระยะอัตโนมตั เพื่อควบคมุ การทางานของ มอเตอรต์ ้นกาลัง

การเช่อื มโยงบูรณาการสะเตม็ ศึกษา (STEM Education)

การเช่อื มโยงบูรณาการสะเต็มศึกษา (STEM Education) วิทยาศาสตร์ (Science) 1 ความเร็วของมอเตอร์ทเี่ หมาะสม 2 ความเรว็ ของมเู่ ลยท์ ่เี หมาะสมมีผลตอ่ มผี ลตอ่ การทางานของม่เู ลย่ ์ การทางานของโรลแบง่ เส้นเชือก 3 ความเรว็ ของมอเตอร์ทเี่ หมาะสม 4 ความเรว็ ของสเตอรท์ ีเ่ หมาะสมมีผลต่อ มผี ลตอ่ การทางานของสเตอร์ การทางานของชดุ เรยี งเสน้ เชือก 5 แรงท่ใี ช้ในการกดลกู กลิง้ มผี ลต่อค่าของแรง 6 การเคล่อื นท่ขี องลกู กลิ้งขณะลาเลียงเสน้ เสยี ดทานของเส้นเชอื ก เชอื กเกดิ สองลักษณะพรอ้ มกนั คือการ เคล่อื นทีแ่ บบหมนุ ของลกู กลิ้งและแบบ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุนของท่วี างมว้ นเชอื ก เลือ่ นตาแหนง่ ของเส้นเชอื ก ขณะดึงเชอื กมผี ลตอ่ แรงเสยี ดทานเส้นเชอื ก 8 ทกั ษะการสงั เกตจากการสงั เกต ความเร็วของมอเตอร์ ม่เู ลยท์ ่ีเหมาะสม 9 ทกั ษะการวัด จากการวัดวสั ดุ อปุ กรณ์ 10 โมเม้นของการเคล่อื น ของฝาครอบ เครื่องมือ ในการใชง้ าน เคร่อื ง

การเช่อื มโยงบูรณาการสะเตม็ ศกึ ษา (STEM Education) เทคโนโลยี (Technology) 1. สืบค้นข้อมลู เกยี่ วกบั กรรมวธิ ใี นการแบ่งเสน้ 2. การใช้เทคโนโลยเี กยี่ วกับการแบง่ เส้นเชอื กโดยมีการคานึงถงึ เชือกกึ่งอตั โนมัตดิ ้วยขน้ั ตอนและวธิ กี าร ผลกระทบตอ่ สุขภาพรา่ งกายในขณะออกแรงแบง่ เสน้ เชือก และปมุ่ หลากหลายจากแหล่งข้อมลู ตา่ งๆ EMERGENCY ควบคมุ ระบบการทางานท้งั หมด 3. การใชเ้ ทคโนโลยใี นทอ้ งถ่ิน จากการผลิต 4. เทคโนโลยใี หมๆ่ ทน่ี ามาใช้ในการ เคร่อื งแบ่งเส้นเชอื กกง่ึ อัตโนมัติ โดยการหา ออกแบบเคร่ืองแบ่งเสน้ เชอื ก วัสดุ อปุ กรณ์ทม่ี ีอย่ใู นทอ้ งถิน่ ตลาดในพืน้ ท่ี กึ่งอตั โนมัติ คอื การใช้โปรแกรม จงั หวดั สงขลา คอมพิวเตอร์ในการเขยี นแบบร่าง 3 มิติ 5. เทคโนโลยใี นการใช้โปรแกรม คอมพวิ เตอร์ ในการเขยี นโปรแกรมระบบ 6. เทคโนโลยีในการใช้โปรแกรม ควบคมุ การทางานของมอเตอร์ คานวณหาขนาดของวัสดุอปุ กรณ์ท่ี 7. การเชอื่ มโยงเทคโนโลยเี ข้ากับวทิ ยาศาสตรแ์ ละ ใชใ้ นการผลิต วิศวกรรมศาสตร์

การเช่อื มโยงบรู ณาการสะเตม็ ศกึ ษา (STEM Education) วศิ วกรรมศาสตร์ (Engineering) 1.เกิดจากการนามอเตอร์เป็นต้นกาลังขับเคลื่อนให้โรล แบ่ง 6. การใช้มู่เล่ย์ เส้นเชือกหมุน โดยผ่านการสง่ ถ่ายกาลงั จากมู่เลย่ แ์ ละสายพาน และสายพานสง่ และใช้โซ่สเตอร์ควบคุมการทางานของชุดเรียงเส้นเชือก และ กาลังทาให้เกิด ลกู กล้งิ จะเป็นตวั ชว่ ยประคอง เพ่ือเพมิ่ แรงตึงในเส้นเชอื ก ความเท่ยี งตรง 2.การออกแบบลักษณะวางตาแหน่งของลูกกลิ้งท่ีระดับ 5. การใชโ้ ซส่ เตอร์สง่ กาลงั ทา ต่างกันเพ่ือเพิ่มแรงเสียดทาน บนเส้นเชือก ทาให้เส้น ใหเ้ กดิ ความเที่ยงตรง เชือกเกดิ การเคล่ือนทท่ี ด่ี ี และมีลกั ษณะตงึ ตลอดเวลา 4. การทดรอบจากมอเตอร์ทา 3. การทดรอบจากมอเตอรท์ าให้โรล ใหช้ ดุ เรียงเส้นเชอื กเคลื่อนท่ี แบง่ เสน้ เชอื กหมุนชา้ ลง ช้าลง

การเชอ่ื มโยงบรู ณาการสะเตม็ ศกึ ษา (STEM Education) คณติ ศาสตร์ (Mathematics) คานวณเปรยี บเทยี บอตั ราเรว็ และ การคานวณหาขนาด ความแม่นยาในการแบง่ เสน้ เชือก ของสเตอร์ที่เหมาะสม มาใช้ในการควบคมุ ชุด คานวณหาขนาด ของมูเ่ ลยท์ ี่ เรยี งเสน้ เชือก เหมาะสมมาใชใ้ น คานวณหาจานวน การแบ่งเสน้ เชือก รอบของมอเตอรท์ ี่ เหมาะสมตอ่ การ ทางานของโรลแบ่ง เส้นเชือก การนาข้อมลู ที่ไดจ้ าก การนาข้อมูลท่ไี ดจ้ าก แบบสอบถามความ แบบสอบถามความ พึงพอใจ มาหาคา่ รอ้ ยละ พงึ พอใจ มาหาคา่ เฉลย่ี ค่าเบ่ียงมาตรฐาน

1. แบง่ เสน้ เชอื กไดร้ วดเรว็ 2. ได้ระยะความยาวที่แม่นยา 3. ลดแรงงานคน เพมิ่ ประมาณของเส้นเชอื กท่ไี ด้รับ 4. พัฒนาตอ่ ยอดสู่เชงิ พานิชย์ 5. ตอบสนองความตอ้ งการในการพัฒนาอุตสาหกรรม ยุคไทยแลนด์ 4.0

การต่อยอดเชิงวชิ าการ นาความร้ทู ไ่ี ดจ้ ากสาขาวชิ าตา่ งๆ เช่น วชิ าวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ ภาษาไทย ภาษาอังกฤษ เทคโนโลยี และความรู้ทางวิชาชีพมาใช้ประโยชน์ โดยนาความรูท้ างวชิ าการมาบรู ณาการ การต่อยอดเชงิ พาณชิ ย์ การสร้างเพ่ือจัดจาหน่ายผู้ประกอบการ ผู้ใชง้ าน ในการแบง่ เส้นเชือก และการตอ่ ยอดสูก่ ารจดอนุสิทธิบัตร

การต่อยอดเชิงอุตสาหกรรม พัฒนาปรับปรุงรูปแบบของเคร่ืองแบ่งเส้นเชือกกึ่งอัตโนมัติ ในการ ทางานให้มีประสิทธิภาพได้ดีในเชิงอุตสาหกรรม เม่ือป้อนเส้นเชือกเข้าสู่ ตวั เครือ่ ง ระบบจะทาการแบง่ เส้นเชือก และตัดเส้นเชือกได้โดยอตั โนมตั ิ การตอ่ ยอดเชิงสังคม/ส่งิ แวดล้อม สามารถลดการใช้แรงงานคน และลดเวลาในการแบ่งเสน้ เชือก ทางานได้รวดเรว็ และเกิดความแม่นยา ไม่มตี วั ที่จะไปทาลายส่งิ แวดลอ้ ม และ สงั คม อกี ท้ังยงั มรี ะบบการปอ้ งกนั ความปลอดภยั

เคร่อื งแบง่ เสน้ เชอื กก่งึ อัตโนมตั ิ





วิทยาลัยสารพัดชา่ งสงขลา สานกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา