การพัฒนาระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพ์ ด้วยแสงอัลตราไวโอเลต

รายงานวิจยั ฉบบั สมบูรณ เร่ือง โครงการพัฒนาระบบควบคุมการเพมิ่ ความเงาของสิง่ พมิ พ ดว ยแสงอัลตราไวโอเลต โดย นายเจรญิ ยงเสมอ นายทวีวฒั น อาจหาญ ดร.นครนิ ทร ศรีสุวรรณ ฝา ยระบบการผลิตอตั โนมตั ิ สถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยไี ทย-ฝร่ังเศส มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา พระนครเหนอื

คาํ นาํ การพัฒนาระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดว ยแสงอัลตราไวโอเลต เปนการพัฒนา ระบบอบนํ้ายาเคลือบเงากระดาษพิมพชนิดแสง UV ท่ีตองแสงอัลตราไวโอเลตมาทําใหแหง การ เซตตัวของนํา้ ยาเคลอื บเงากระดาษใชเ วลานอยมาก ที่ความเร็วเคร่ืองมากกวา 8000 แผน/ชม. มีคา แสงตกกระทบหรือคาความเงาของผวิ กระดาษมากกวา 84 Gloss ซ่ึงเปนคามาตรฐานกําหนดของ บริษัท การพัฒนาระบบไดมีการศึกษาขอมูล ออกแบบระบบไฟฟาของชุดกําเนิดแสงอัลตราไวโอเลต ออกแบบระบบควบคุมชุดหลอดอัลตราไวโอเลตเช่ือมตอกับระบบเคร่ืองพิมพใหมีความสัมพันธกัน พรอมออกแบบระบบปองกัน ทําการติดตั้งอุปกรณแ ละเขียนโปรแกรมควบคุม ทําการทดสอบพรอม ปรับปรงุ แกไขโปรแกรมและพารามิเตอร จนไดผ ลตามเปาหมายที่กําหนด สามารถชวยลดเวลาการ ทํางานและลดขั้นตอนการขัดเงาเพ่ือเพ่ิมคาความเงาท่ีตองใชเวลารอใหหมึกพิมพเซตตัวจนแหง ประมาณ 5-7 ชั่วโมง และชวยใหชิ้นงานมีคณุ ภาพมากข้นึ ในกระบวนการผลติ เจริญ ยงเสมอ หัวหนา โครงการ

สารบญั หนา บทท่ี 1 บทนํา 1 1. ความเปนมา 1 2. วัตถปุ ระสงคข องโครงการ 3. เปาหมายของโครงการ หรือผลลพั ธทค่ี าดวาจะเกิดข้นึ 3 4. ผลงาน หรือสิง่ ทีส่ งมอบ 3 3 บทท่ี 2 แนวคดิ ทฤษฎแี ละงานวิจัยท่ีเกี่ยวขอ ง 1. ทฤษฎพี ืน้ ฐาน PLC (Programmable Logic Control) 4 2. การพมิ พท ่ีผูประกอบการโรงพมิ พนยิ มทํากันปจจุบนั 4 3. วิวฒั นาการของหมึกพิมพย วู ี 10 4. กระบวนการเตาอบยวู ี 12 5. ประเภทของกระดาษในงานพิมพ 5. รังสอี ัลตราไวโอเลต 14 15 บทที่ 3 วธิ ีดาํ เนินการวิจยั 1. ขอบเขตการดําเนินงาน 19 2. แผนการดาํ เนินงาน 22 3. ระยะเวลาดําเนินงาน 22 4. ขัน้ ตอนการดาํ เนนิ งาน 23 บทที่ 4 ผลการวิเคราะหข อ มูล 23 1. ผลการทดสอบคา ความเงาชิ้นงาน A 24 2. ผลการทดสอบคาความเงาช้นิ งาน B 3. ผลการทดสอบคาความเงาช้ินงาน C 35 4. กราฟเสน แสดงคา ทดสอบคา ความเงาชิ้นงาน A, B และ C 35 5. สรปุ 36 38 บทที่ 5 บทสรปุ และขอ เสนอแนะ เอกสารอา งองิ 38 40 41 42

สารบัญ (ตอ) หนา ภาคผนวก ก 43 เอกสารอนมุ ัติใหเริ่มตนโครงการสนบั สนนุ การพฒั นาเทคโนโลยแี ละนวัตกรรม 44 เอกสารหนังสือรบั รองการใชประโยชนจ ากผลงานวจิ ยั หรอื งานสรางสรรค เอกสารแบบแสดงหลักฐานการมสี ว นรว มในผลงาน 45 47

สารบญั ภาพ หนา ภาพ 1 1-1 ตวั อยางแบบสนิ คาและเคร่อื งจกั รที่ใชใ นการผลิตสื่อสง่ิ พมิ พของบรษิ ทั 2 4 โรงพิมพน ยิ มกิจ (1994) จํากดั 5 1-2 เครื่องจกั รและระบบการเพ่มิ ความเงาของสิง่ พิมพทเ่ี รมิ่ ชํารุดและเส่ือมสภาพ 6 2-1 ลักษณะโครงสรา งของ PLC 7 2-2 ตัวอยางอุปกรณท่ีใชเปน สัญญาณอินพตุ 7 2-3 สวนประกอบของ CPU 8 2.4 โครงสรา งของ PLC และหนวยความจาํ 9 2-5 แสดงพแี อลซชี นิดบล็อก 10 2-6 แสดงพแี อลซีโมดลู 13 2-7 แสดงวิธีการตอ PC กับ PLC 14 2-8 วงจรแลดเดอร (PLC Ladder Logic Diagram) 15 2-9 แสดงการแหง ตัวโดยหมกึ พมิ พจ ะทาํ ปฏกิ ริ ยิ ากับแสงยูวี 18 2-10 แสดงตารางเปรียบเทยี บองคประกอบในหมกึ พมิ พธรรมดาและหมึกพมิ พย วู ี 18 2-11 แสดงกระบวนการแหง ตัวของหมึกยูวี 19 2-12 มมุ ในกากรตกกระทบ ของการสะทอนแสง 21 2-13 มมุ ตกกระทบของกระจกเงา 23 2-14 การสะทอ นกระจายบนวัตถผุ ิวขรขุ ระ 24 2-15 ชนิดยอ ยแสงอัลตราไวโอเลต 25 3-1 แผนการดาํ เนนิ งาน 25 3-2 สาํ รวจและศึกษาขอมูลของปญ หา 26 3-3 ออกแบบระบบไฟฟา ควบคุมสตารทหลอดอลั ตราไวโอเลต ชดุ ท1่ี 26 3-4 ออกแบบระบบไฟฟาควบคุมสตารท หลอดอัลตราไวโอเลต ชดุ ที2่ 27 3-5 ออกแบบระบบไฟฟาควบคุมสตารท หลอดอัลตราไวโอเลต ชดุ ท่ี3 27 3-6 ออกแบบระบบควบคมุ การระบายความรอ นชุดโครมหลอดอัลตราไวโอเลต 28 3-7 ออกแบบอุปกรณอ นิ พตุ สสําหรับ PLC1 28 3-8 ออกแบบอปุ กรณอ ินพตุ สสําหรับ PLC2 3-9 ออกแบบอปุ กรณอนิ พุตสสาํ หรับ PLC3 3-10 ออกแบบอุปกรณเอาตพุตสสาํ หรับ PLC1

สารบัญภาพ (ตอ) หนา ภาพ 29 3-11 ออกแบบอุปกรณเอาตพตุ สาํ หรับ PLC2 29 3-12 ออกแบบอปุ กรณเอาตพตุ สาํ หรบั PLC3 30 3-13 ออกแบบการเช่ือมตอ สื่อสารกบั อปุ กรณค วบคุม 30 3-14 ออกแบบและเขยี นโปรแกรม PLC1 3-15 ออกแบบและเขียนโปรแกรม PLC2 31 3-16 ตดิ ตัง้ อุปกรณค วบคมุ 31 3-17 ออกแบบและตดิ ตง้ั โปรแกรมควบคมุ ผานหนา จอสัมผสั 3-18 ติดตัง้ หนาจอควบคมุ พรอมโปรแกรม 32 3-19 ทดสอบเดนิ เคร่ืองพิมพพรอมเคลือบนาํ้ ยา 32 3-20 ทดสอบวัดคา ความเงากระดาษ 33 3-21 ใหคําปรึกษาและแนะนําการควบคมุ ชดุ กาํ เนิดแสงอัลตราไวโอเลต 33 4-1 ตารางผลทดสอบคา ตกกระทบช้นิ งาน A 4-2 ตารางผลทดสอบคาตกกระทบชิ้นงาน B 34 4-3 ตารางผลทดสอบคาตกกระทบชนิ้ งาน C 36 4-4 กราฟเสน แสดงคา ตกกระทบชิน้ งาน A 4-5 กราฟเสน แสดงคาตกกระทบชิ้นงาน B 37 4-6 กราฟเสน แสดงคาตกกระทบชน้ิ งาน C 37 4-7 กราฟเสน แสดงคา ตกกระทบเปรยี บเทยี บชิน้ งาน A, B, C 38 38 39 39

1 บทที่ 1 บทนาํ 1. ความเปน มา บริษทั โรงพมิ พน ิยมกิจ (1994) จํากัด ไดจ ัดตงั้ ขึ้นเม่ือวันท่ี 3 กุมภาพันธ พ.ศ. 2537 ซ่ึงถือเปน ผูประกอบการ SME ทีม่ คี วามเช่ยี วชาญดานการออกแบบและผลติ กลองบรรจุภัณฑและสิ่งพิมพทัว่ ไป โดยตลอดเวลา 20 ป ท่ีผานมา ทางบริษัทฯ ไดมีการปรับปรุงและลงทุนติดต้ังอุปกรณเครื่องจักรอยู ตลอดเวลา รวมถึงมีการพัฒนาพนักงานใหมีความชํานาญในการออกแบบและผลิตกลองบรรจุภัณฑ รูปแบบตาง ๆ (ภาพท่ี 1-1) เพ่ือตอบสนองความตอ งการของลกู คา ของบริษัทฯ ใหไดม ากทส่ี ุด ภาพที่ 1-1 ตัวอยางแบบสินคา และเครื่องจักรทใ่ี ชใ นการผลติ สื่อส่งิ พิมพ ของบริษทั โรงพิมพน ยิ มกจิ (1994) จํากดั อน่ึง ในกระบวนการผลิตสิ่งพิมพของบริษัทฯ จะตองใชระบบเคร่ืองจักรในการดําเนินงาน 4 สวนงาน คือ ระบบการลําเลียงกระดาษ ระบบการพิมพหมึกสี ระบบการเคลือบน้ํายาวานิช และ ระบบการเพ่ิมความเงาของสิ่งพิมพดวยแสงอัลตราไวโอเลต ท้ังน้ีหากเครื่องจักรทั้งหมดสามารถ ทํางานรวมกันไดอยางตอเนื่องและมีประสิทธิภาพ จะสามารถผลิตสื่อสิงพิมพข นาด A0 ได 8,000 แผน/ชั่วโมง แตในปจจุบันเคร่ืองจักรและระบบการเพ่ิมความเงาของส่ิงพิมพท่ีนําเขามาจาก

2 ตางประเทศเริ่มมีการเสือ่ มสภาพ โดยมสี าเหตจุ ากการใชง านอยา งตอ เน่อื งเปน เวลานาน และขาดการ บํารงุ รักษาท่ถี กู วิธี สงผลใหเครื่องจกั รทาํ งานไดไ มต อเน่อื ง และกาํ ลงั การผลิตสือ่ สงิ พิมพล ดลง ทางบรษิ ทั ฯ จึงตอ งการแกไขปญหาดงั กลาว โดยชา งฝายซอมบาํ รุงไดพ บวาตองมีการปรับเปล่ียน อะไหลของเคร่อื งจักรและอุปกรณไฟฟาที่ใชค วบคมุ ระบบการเพ่ิมความเงาของส่ิงพิมพ โดยหากจะ เปล่ียนเครื่องจักรชุดใหมอาจใชงบประมาณมากกวา 4,000,000บาท และตองใชเวลาสั่งผลิตจาก ตางประเทศอีกหลายเดือน หรือหากจะดําเนินการซอมแซมเคร่ืองจักรท่ีชํารุด ทางบริษัทฯ ก็ไมมี ความรูความสามารถเพียงพอเก่ียวกับการจัดหาอะไหลและปรับปรุงระบบควบคุมไดดวยตัวเอง จงึ อาจตองใชเ วลาในการศกึ ษาและทดสอบระบบเปนเวลานาน และไมสามารถรับประกันไดว า ระบบ การเพม่ิ ความเงาของสง่ิ พมิ พจ ะทํางานไดอ ยางมีประสิทธภิ าพหรอื ไม ภาพที่ 1-2 เครือ่ งจักรและระบบการเพิม่ ความเงาของสิง่ พมิ พทเ่ี ริม่ ชาํ รุดและเสอ่ื มสภาพ ดังนั้น บริษัทฯ จึงมีความประสงคที่จะขอความอนเุ คราะหจากทาง สวทช. ผานโครงการ ITAP เพือ่ ขอรับการสนบั สนนุ ดานงบประมาณ และผเู ช่ียวชาญท่ีสามารถใหคาํ แนะนําในการทําวิจัยภายใต โครงการพัฒนาระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของส่ิงพิมพดวยแสงอัลตราไวโอเลตโดยทางบริษัท คาดหวังวาหากโครงการนี้ประสบความสําเร็จลุลวงไดดวยดี บริษัทฯ จะสามารถผลิตสื่อสิงพิมพได

3 อยางตอเน่ืองและมีประสิทธิภาพ รวมถึงชวยลดงบประมาณในการนําเขาเคร่ืองจักรชุดใหมจาก ตางประเทศไดอ ีกดว ย 2. วตั ถุประสงคข องโครงการ 2.1 เพื่อออกแบบและพฒั นาระบบควบคมุ การเพ่ิมความเงาของสิ่งพิมพด ว ยแสงอลั ตราไวโอเลต 2.2 เพือ่ ทดสอบประสิทธภิ าพการทํางานของระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อลั ตราไวโอเลต 2.3 เพื่อเ พ่ิม กาํ ลังการผลิตสินคา และลดการนาํ เขาเคร่อื งจักรสําเรจ็ รปู จากตา งประเทศ 3. เปา หมายของโครงการ หรือผลลัพธท ีค่ าดวา จะเกดิ ขึ้น 3.1 สามารถเขยี นแบบแปลนระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของส่งิ พิมพดวยแสงอัลตราไวโอเลต ได 3.2 สามารถเปลย่ี นอะไหลเ ครอื่ งจกั รและปรับปรงุ ระบบควบคุมการเพม่ิ ความเงาของสงิ่ พมิ พดวย แสงอัลตราไวโอเลตได 3.3 สามารถเพิ่มกาํ ลังการผลิตสื่อสง่ิ พมิ พไ ดอ ยางตอ เนอ่ื ง ทก่ี าํ ลังการผลิต 8,000 แผน /ชวั่ โมง 3.4 ลดการนําเขาเคร่อื งจกั รสําเรจ็ รปู จากตางประเทศได 4. ผลงาน หรือสิ่งท่สี ง มอบ 4.1 แบบแปลนระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของสิง่ พิมพด วยแสงอัลตราไวโอเลต 4.2 ระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสง่ิ พมิ พด วยแสงอัลตราไวโอเลต 4.3 คูมอื การใชงานระบบควบคมุ การเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพด วยแสงอลั ตราไวโอเลตได 4.4 รายงานสรปุ ผลการดําเนนิ งาน

4 บทที่ 2 แนวคิดทฤษฎแี ละงานวจิ ัยทเี่ ก่ยี วของ 1. ทฤษฎพี น้ื ฐาน PLC (Programmable Logic Control) PLC (Programmable Logic Control) คือ อุปกรณช นิดโซลิต-สเตท ที่ทํางานแบบลอจิก การ ออกแบบการทํางานของ PLC จะคลายกบั หลกั การทํางานของคอมพิวเตอร จากหลักการพนื้ ฐาน PLC จะประกอบดวย อุปกรณที่เรียกวา โซลิต-เสตท ลอจิก เอเลเมนท (Solid-State Digital Logic Element) เพื่อใหก ารทาํ งานและการตัดสินใจเปนแบบลอจกิ การใช PLC สาํ หรบั ควบคุมการทํางานของเคร่อื งจักรหรอื อุปกรณตางๆ ในโรงงานอุตสาหกรรม จะมีขอไดเปรียบกวาการใชระบบรีเลย (Relay) ซ่ึงจําเปนตองเดินสายไฟ ดังนั้นเม่ือจําเปนท่ีตอง เปลี่ยนระบบการผลิต หรอื ลําดับการทํางานใหม จะตองเดินสายไฟใหม ซ่ึงเสียเวลาและคา ใชจายสูง เม่ือเปรียบเทียบกับ PLC แลว การเปลี่ยนระบบหรือลําดับการทํางานใหม ทําไดโดยการเปลี่ยน โปรแกรมเทานัน้ นอกจากน้ี PLC ในปจจุบันไดหนั มาใชระบบโซลิต-สเตท ซงึ่ นาเช่ือถอื กวาระบบเดิม ลดการใชพลังงานไฟฟาและสะดวกกวา เมื่อตองการขยายข้ันตอนการทํางานของเคร่ืองจักร เพราะ สามารถตอ PLC หลายๆตัวเขาดวยกัน เพื่อควบคุมการทํางานของระบบใหม ีประสิทธิภาพมากขึ้นได ดังนั้นการใชงาน PLC จึงมีความยืดหยุนมากกวารีเลยแบบเกา ในงานอตุ สาหกรรมจึงนิยมหันมาใช งาน PLC เพ่ิมมากขึ้น 1.1 สวนประกอบของ PLC PLC เปนอุปกรณคอมพิวเตอรควบคุมสําหรับใชในงานอุตสาหกรรมซ่ึงประกอบดวย หนว ย ประมวลผลกลาง หนวยความจํา หนวยรับขอมูล หนวยสงขอมูล และหนวยปอ นโปรแกรม โดย PLC ขนาดเล็กจะมีสวนประกอบตางๆ รวมอยูเปนเคร่ืองเดียว แตถาเปน PLC ขนาดใหญสามารถแยก สว นประกอบได โดยทั่วไปโครงสรางของ PLC จะประกอบดว ย 5 สว นหลกั ดังภาพที่ 2-1 ภาพที่ 2-1 ลกั ษณะโครงสรางของ PLC

5 1.1.1 ภาคอินพตุ ภาคอินพุตทําหนาที่รับขอมูลเขามา จากนั้นจะทําการสงขอมูลตอไปเพ่ือทําการ ประมวลผล สัญญาณอินพุตตางๆ ท่ีเขามาจะถูกแปลงใหเปนสัญญาณที่เหมาะสมถูกตอง ไมเชนน้ัน หนว ยประมวลผลกลาง (CPU) จะเสยี หายได สัญญาณที่ดีจะตอ งมีคณุ สมบัตแิ ละหนา ทีด่ ังน้ี 1) สัญญาณเขาจะตองไดระดับทเ่ี หมาะสมกบั PLC 2) การสงสัญญาณระหวางอินพตุ กับ CPU กระทาํ ดวยแสง ซ่ึงอาศัยอุปกรณประเภท โฟโตทรานซิสเตอร เพื่อตองการแยกสัญญาณทางไฟฟาออกจากกัน เพื่อเปนการปองกันไมใหซี CPU เสียหาย เมอ่ื อนิ พตุ เกดิ การลัดวงจร 3) หนา สัมผสั ตองไมสัน่ สะเทอื น อุปกรณอนิ พตุ ท่สี ง สญั ญาณออกมาในลักษณะเปด-ปด หรือ 0-1 จะสามารถใชไ ดกับ PLC ท่ี รับสญั ญาณเปนแบบดิจิตอลเทาน้ัน สวนสัญญาณอินพตุ ท่ีเปนแบบอนาล็อกมาตรฐานตางๆ จะตอง ตอ เขากับภาคอนิ พตุ ของ PLC ทีส่ ามารถรบั สญั ญาณอนาล็อกเทา นัน้ ภาพที่ 2-2 ตัวอยา งอปุ กรณท ใ่ี ชเปน สญั ญาณอนิ พุต 1.1.2 หนว ยประมวลผลกลาง (CPU) CPU ทําหนาที่ประมวลผลและควบคุม ซึ่งเปรียบเหมือนสมองของระบบภายใน CPU จะประกอบไปดวยลอจิกเกทตางๆ และมีไมโครโปรเซสเซอรเบส เพื่อสําหรับออกแบบวงจรรีเลย แลดเดอรล อจิก CPU จะยอมรับขอมูลอินพุต จากอุปกรณใ หสัญญาณตางๆ ตอจะทําการเก็บขอมูล โดยใชโปรแกรมจากหนวยความจํา ขอมูลที่ถูกตองเหมาะสมจะถกู สงไปยังอุปกรณควบคุมแหลงจาย กระแสไฟฟาตรง เพือ่ ใชสําหรบั แรงดันตํา่

6 ภาพที่ 2-3 สว นประกอบของ CPU จากภาพที่ 2-3 เปน CPU ท่ีรวมแหลงจายไฟเขาดวยกัน ซึ่งจะแยกแหลงจายไฟออกมา ตางหาก นอกจากนี้ยังมสี วนสําคัญทีอ่ ยูใน CPU อีกชุดหน่ึง คือ โปรเซสเซอรเมโมรีโมดูล ซ่งึ ถือเปน สมองท่ีควบคุมโปรแกรมภายในประกอบดวย ไมโครเมโมรีชิพ ทําหนาท่ีเก็บและเรียกขอมูลจาก หนวยความจําและติดตอ กบั วงจรท่ีตองการ 1.1.3 หนวยความจาํ ของ PLC หนวยความจาํ ของ PLC ทําหนาทเ่ี ก็บรกั ษาโปรแกรมและขอมูลท่ใี ชในการทํางาน โดย ขนาดของหนวยความจําจะถูกออกแบบเปนบิตขอมูลภายในหนวยความจํา 1 บิต จะมสี ถานะทาง ลอจิกเปน 0 หรือ 1 แตกตางกัน แลวแตคําส่ัง PLC ประกอบดวยหนว ยความจําสองชนิด คือ แรม และรอม 1) แรม (RAM: Random Access Memory) หนวยความจํานม้ี ีแบตเตอร่ีเล็กๆ ตอไว เพื่อใชเลย้ี งขอมูลเมื่อไฟดับ การอานและเขียนโปรแกรมลงในแรมทําไดง ายมาก จึงเหมาะกับการใช งานในระยะทดลองเครอื่ งทมี่ ีการแกไ ขโปรแกรมบอ ย 2) อีพรอม (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory) หนวย ความชนิดอพี รอมน้ี จะตอ งใชเคร่อื งมอื พิเศษในการเขียนโปรแกรม การลบโปรแกรมทําไดโดยใชแสง อลั ตราไวโอเลต มขี อดตี รงไฟดบั แลวขอ มลู ไมหาย 3) อีอีพรอม (EEPROM: Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) หนวยความชนิดนี้ไมตองใชเครอื่ งมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม โดยใชวิธีทาง ไฟฟาเหมอื นแรม ไมต องมีแบตเตอรีส่ าํ รองไฟ รวมเอาขอ ดขี องแรมและอีพรอมไวดว ยกัน

7 ภาพท่ี 2-4 โครงสรา งของ PLC และหนวยความจาํ 1.1.4 ภาคเอาทพ ตุ ภาคเอาทพุตทําหนาท่ีรับขอมูลจากตัวประมวลผลแลวสงขอมูลไปควบคุมอุปกรณ ภายนอกเพื่อใหอุปกรณด านเอาทพ ุตทํางานตามทโี่ ปรแกรมเอาไว สวนของเอาทพุตจะทาํ หนา ที่รบั คาสภาวะท่ีไดจากการประมวลผลของซพี ียู แลวนําคา เหลาน้ีไปควบคุมอุปกรณทํางาน นอกจากนั้นยังทําหนาท่ีแยกสัญญาณของหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ออกจากอุปกรณ 1.2 ชนิดของพีแอลซี ตามโครงสรา งของ PLC สามารถจาํ แนก PLC ไดเ ปน 2 ชนิด คอื 1.2.1 พีแอลซีชนดิ บล็อก (Block Type PLCs) PLC ชนิดน้ีจะรวมสวนประกอบท้ังหมดของ PLC อยูใ นบลอ็ กเดยี วกันทั้งหมด ในภาพที่ 2-5 จะแสดงพแี อลชนดิ บล็อก ภาพที่ 2-5 แสดงพแี อลซีชนิดบลอ็ ก

8 1.2.2 พีแอลซีชนิดโมดูล (Modular Type PLCs) หรอื แร็ค (Rack Type PLCs) PLC ชนดิ น้ีมีสวนประกอบแตละสวนแยกออกจากกันเปนโมดูลได ซ่ึงสามารถเลือกใชงานไดหลายแบบ ขน้ึ อยูกับรนุ ของ PLCในสวนของหนวยประมวลผลกลางและหนวยความจาํ จะอยูกับซีพยี ูโมดูล ภาพที่ 2-6 แสดงพีแอลซีโมดูล 1.3 อุปกรณก ารเขียนโปรแกรม การสั่งการให PLC ทํางานจะตอ งเขียนและปอนขอมลู ให PLC กอน ซึ่งอุปกรณท่ีใชในการ ปอนโปรแกรมใหน ัน้ แบง ออกเปน 2 ชนดิ 1.3.1 ตวั ปอ นโปรแกรมแบบมือถือ (Hand Held Programmer) ซึ่งการเขยี นโปรแกรมใหกับ PLC โดยการใชตัวปอนโปรแกรมแบบมือถือ ภาษาท่ีใชเปน ภาษาสเตทเมนตล ิสต เชน คําสั่ง โหลด (LD) แอนด (AND) ออร (OR) ซึ่งเปนคําส่ังพื้นฐานสามารถ เรียกใชงานโดยการกดปุมท่ีอยูที่ตวั ปอนโปรแกรมแบบมือถือ แตเ มื่อตองการใชงานฟงกช่ันอื่นๆ ท่ีมี อยูใน PLC สามารถเรยี กใช โดยปุม เรยี กใชค าํ สั่งพิเศษ ซง่ึ วธิ ีการใชง านตวั ปอ นโปรแกรมแบบมือถอื ตอ งศึกษาจากคมู อื แตล ะรุน

9 1.3.2 คอมพวิ เตอรสวนตัว (PC: Personal Computer) PC สามารถใชเขียนโปรแกรมใหกับ PLCได โดยใชงานรวมกับซอฟตแ วรเฉพาะของ PLC ย่ีหอนั้นๆ ภาษาที่ใชเขียน คือ ภาษาแลดเดอร ซ่ึงทําใหเขาใจงายกวาสเตทเมนลิสต การใชงาน PLC จงึ งายกวา การใชตัวปอนโปรแกรมแบบมอื ถือ ภาพท่ี 2-7 แสดงวิธีการตอ PC กับ PLC 1.4 ความสามารถของ PLC สามารถควบคุมงานได 3 ลกั ษณะ คอื 1.4.1 งานทท่ี าํ ตามลําดบั กอนหลงั เชน การทํางานของระบบรีเลย การทาํ งานของไทเมอร- เคานเ ตอร การทํางานของพีซีบีการด การทํางานในระบบก่ึงอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติ หรือเครื่องจักร ตางๆ เปนตน 1.4.2 งานควบคุมสมัยใหม เชน การทาํ งานทางคณิตศาสตร การควบคุมแบบอนาล็อก การ ควบคมุ PID (Proportional – Integral – Derivative) การควบคมุ มอเตอร เปน ตน 1.4.3 การควบคุมเก่ียวกับงานอํานวยการ เชน งานสัญญาณเตือนและโปรเซสมอนิเตอรริง งานควบคุมอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรม งานตอรว มกับคอมพิวเตอร แลน (LAN: Local Area Network) และแวน (WAN: Wide Area Network) เปน ตน 1.5 การเขียนโปรแกรม ภาษาที่ใชในการเขียนโปรแกรม PLC มี 5 ชนิด (ตามมาตรฐาน IEC 61131-3) ไดแก แลดเดอรลอจิก (Ladder Logic; LAD) สเตตเมนตลิสต (Statement List; STL) ฟงช่ัน บลอ็ กไดอะแกรม (Function Block Diagram; FBD) อินสตักช่ัน ลิสต (Instruction List; IL) และ ซีเควนเชียลฟงช่ัน ชารด (Sequential Function Chart) การเขียนโปรแกรมดวยแลดเดอรจะเปนท่ี นยิ มมากท่ีสุด เมื่อ PLC อยูใ นสถานะพรอมทํางานแลว โปรแกรมจะถูกปอนเขาไปยังหนวยความจํา ของ CPU ทําให CPU ประมวลผลและไดผลลัพธเปนสัญญาณเอาตพุต หนาคอนแทคซึ่งเปนชนิด

10 ปกติเปด ดังน้ัน ถาหนาคอนแทค 001 และ 002 ตอกัน ก็จะทําใหเกิดเอาตพุต 009 หรือหนาคอน แทค 003 ตอ กัน ก็ทําใหเกิดเอาตพ ุต 009 ไดเชนกัน ลักษณะนี้เรยี กวา รัง (Rung) คือ มีสัญญาณ อนิ พตุ หนง่ึ หรอื มากกวา ท่ีทาํ ใหเ กิดเอาตพ ุตหนงึ่ หรือมากกวา ภาพที่ 2-8 วงจรแลดเดอร (PLC Ladder Logic Diagram) 2. การพมิ พท ี่ผปู ระกอบการโรงพมิ พนยิ มทากนั ในปจ จุบนั 2.1 การพมิ พอ อฟเซท็ (Offset Printing) เปนการพมิ พพ ื้นราบท่ใี ชห ลักการน้ํากบั นาํ้ มันไมร วมตัว กนั โดยสรา งเย่อื น้ําไปเกาะอยูบนบริเวณไรภาพของแผน แมพิมพ เมือ่ รบั หมกึ หมกึ จะไมเ กาะนาแตจะ ไปเกาะบรเิ วณทเ่ี ปนภาพแลวถูกถายลงบนผายางและกระดาษพิมพตอไป การพิมพออฟเซ็ทสามารถ ผลิต งานพิมพที่มีคุณภาพสูงจนถึงสูงมาก เคร่ืองพิมพมีหลายขนาด มีท้ังเครื่องพิมพ 1 สี 2 สี 4 สี 5 สี หรอื มากกวาน้ัน ตัวอยางงานพิมพออฟเซ็ท เชน พิมพแผนพบั พิมพใบปลิว พิมพหนังสือ พิมพ วารสาร พิมพนิตยสาร พิมพโบรชัวร พิมพแคตตาล็อก บรรจุภัณฑกระดาษ งานพมิ พใชในสานักงาน เปนตน 2.2 การพิมพเลตเตอรเพรสส (Letterpress Printing) เปนการพิมพพ ื้นนูนทีใ่ ชแมพิมพทาจาก โลหะผสมหรือพอลเิ มอรอ ยางหนากัดผิวจนเหลือสวนท่ีเปนภาพนูนสาํ หรับรับหมึกพิมพแลวถา ยทอด ลงบนวัสดุท่ีใชพิมพโดยใชวิธี กดทับ ในยุคกอนมีการใชตัวอักษรโลหะเปนตัวๆ มาจัดเรียงเปน ขอความที่ตองการแลวใชเปนแมพิมพ การพิมพ เลตเตอรเพรสสมีมาชานาน ในปจจุบันมีการพิมพ ประเภทนี้เหลืออยูนอย เน่ืองจากการทําแมพิมพลําบากและภาพพิมพท่ีไดไมค อยสวยงาม ตัวอยาง งานพมิ พประเภทน้ีคอื นามบตั ร ฉลาก กลอ ง ปาย ทไี่ มต อ งการความละเอียดมาก 2.3 การพิมพ(ซิลค)สกรีน (Silkscreen Printing) เปนการพมิ พพ ืน้ ฉลุที่ใชห ลกั การพมิ พโดยให หมึกซึมทะลุผานผาท่ีขึงตึงไว และใหทะลุผา นเฉพาะบริเวณที่เปนภาพ สามารถพิมพงานสอดสีได ความละเอียดของภาพพิมพข ้ึนอยกู บั ความถีข่ องเสน ใยผา สามารถพิมพลงบนวัสดไุ ดหลากหลากชนิด ท้ังกระดาษ ผา ไม พลาสติก และพิมพบนวัสดุที่มีผิวโคง ได ตัวอยางงานพิมพประเภทนค้ี อื นามบัตร บรรจุภณั ฑ ปายกระดาษ/พลาสติก/โลหะ ปายโฆษณา ผืนผา ถงุ พลาสตกิ ขวด ชนิ้ สว นอุปกรณตางๆ

11 2.4 การพิมพดิจิตอล (Digital Printing) เปนการพิมพทใี่ ชเคร่ืองพมิ พหรือพริน้ เตอรตอพวงกับ เครื่องคอมพิวเตอร สามารถส่ังพิมพไดโดยตรงจากเครือ่ งคอมพิวเตอร เคร่ืองพิมพห รือพริ้นเตอรทใ่ี ช คือ เคร่ืองพิมพ อิ้งคเจ็ทขนาดเล็กและใหญ เคร่ืองพิมพเลเซอรความเร็วปกติจนถึงความเร็วสูง เคร่ืองพิมพดิจิตอลใชหมึกประจุไฟฟา ตัวอยางงานพิมพประเภทนี้ คือ งานพิมพท่ีมีปริมาณไมมาก เชน นามบัตร แผนพับ ใบปลิว หนังสอื งานพิมพทมี่ ีการเปลี่ยนภาพหรือขอความบอยๆ เชน ไดเรค็ เมล งานพมิ พปายโฆษณาขนาดใหญ (ใชเ คร่ืองอิ้งคเ จท็ ขนาดใหญ) 2.5 การพิมพเฟลก็ โซกราฟ (Flexography) เปนการพิมพพ้ืนนูนที่ใชแผนพอลิเมอรที่มีความ ยืดหยุนท่ีดีเปนแมพิมพโดยกัดสวนท่ีไมร ับหมึกเวาลึกลงไป การพิมพในระบบน้ีใชหลักการคลายกับ การพิมพแ บบเลตเตอรเพรส คอื ใชการกดทบั แตห มกึ ท่ใี ชจะเหลวกวาและใชล ูกกล้งิ ที่ทําข้ึนเปนพิเศษ เพื่อทําหนาที่จายหมึกในปริมาณท่ีสมํ่าเสมอใหกับแมพิมพ การพิมพประเภทนี้ไดรบั การพัฒนาจน สามารถพิมพภาพสอดสีได แมคุณภาพงานพิมพจะยังเทียบเทาการพิมพแบบออฟเซ็ทไมได แตก็มใี ช ในส่ิงพิมพหลากหลายประเภท งานพิมพประเภทน้ี คือ กลองกระดาษแข็ง กลองลูกฟูก ฉลาก ปาย กลองกระดาษ กระดาษชาระ ถงุ และซองพลาสติก และงานพิมพส อดสี 2.6 การพิมพกราวัวร (Gravure) เปนการพิมพพื้นลึกท่ีใชแมพิมพที่เปนรอ งลึกสําหรับบริเวณที่ เปนภาพเพ่ือเก็บหมึกแลวไวปลอยลงบนผิวของช้ินงานพิมพ คุณภาพของงานพิมพประเภทนี้อยูใน เกณฑท่ีดี แมพิมพแบบนี้มักเปนลูกกลิ้งทรงกระบอก ทาดว ยโลหะใชวิธีกัดผิวทรงกระบอกเปน หลุม ตามบริเวณท่ีเปน ภาพ จึงทํายากและใชเ วลา อีกทง้ั มีคา ใชจ า ยสูง จึงเหมาะกับงานยาวๆ งานพิมพ ประเภทนี้ คอื งานพมิ พป ระเภทซองพลาสติกใสอ าหารและขนม และงานพิมพบนพลาสตกิ ตางๆ งาน พิมพในตางประเทศบางแหงมีการพิมพแมกกาซนี หนังสือพิมพ และ งานพิมพบนกระดาษท่ีมี ปริมาณพมิ พส งู 2.7 การพิมพสกรีนดวยระบบยูวี เปนมาตรฐานในการพิมพสกรีนท่ีใชกันอยางแพรหลายใน อุตสาหกรรมประเภทตา งๆ อาทิ การพมิ พขวดบรรจุภณั ฑ การพมิ พปา ยชื่อสินคา ฉลากสินคา เปน ตน โดยความไดเปรียบของระบบยูวีเปน ท่ีทราบท่ัวกันในดานความรวดเร็วในการแหงตวั (เคียวริ่ง) ดวย แสงยูวี ไดนาํ มาซึง่ ขอดมี ากมาย ไดแ ก 2.7.1 การใชง านที่งาย หมกึ พิมพยูวีอยูใ นสภาพพรอ มใชง าน ลดความยุงยาก ไมตองเตมิ ทิน เนอร กส็ ามารถใชงานไดเลย อีกทงั้ หมึกพิมพไมแหงตัวบนสกรนี การพิมพจึงทาํ ไดต อ เน่ือง 2.7.2 เพ่ิมคุณภาพของงานพิมพดว ยคณุ สมบตั ทิ ี่ไมแหงตัว ตราบใดที่ยังไมผานเตาอบยูวี ทํา ใหพ ิมพง านรายละเอยี ดสงู ไดดีและตอเนือ่ ง รวมทงั้ เฉดสีไมเ ปล่ียนแปลงไป แมวาจะพิมพตอเนอื่ งเปน ระยะยาวนานเทาใดกต็ าม 2.7.3 ลดพืน้ ทีส่ าํ หรับเตาอบเนอื่ งจากเตาอบยูวีมีขนาดเล็ก ใชพ นื้ ทนี่ อ ยมาก 2.7.4 ประหยัดพลงั งานในการแหงตวั ของหมกึ เมอื่ เทยี บกับเตาอบดวยความรอ น

12 2.7.5 ไมมีสารระเหยท่ีระเหยไปสบู รรยากาศ (NO VOC) ปจจัยน้ีมีความสําคัญดวยความ ตระหนกั ในดานการรักษาสง่ิ แวดลอม ในฐานะความรบั ผดิ ชอบตอ สังคม และผา นกฎเกณฑทางการคา และกฎหมายมากยิ่งข้ึนอยา งตอ เนอ่ื ง 2.7.6 เปนสารไมไวไฟ ลดความอนั ตรายจากอคั คีภัยในโรงงาน ความทา ทายในการพิมพสกรนี ดว ยหมึกยวู ีใหส าํ เรจ็ ข้ึนกับการควบคมุ ขบวนการพิมพดว ยระบบ ยวู ีไดอยางแมนยาํ และสมํ่าเสมอ ซ่งึ สรุปไดเปนหวั ขอควบคุมตา งๆ ดงั นี้ 1) เตาอบยูวี 2) หมึกพิมพย วู ีที่เหมาะสม 3) การควบคุมคุณภาพและขบวนการของวัสดพุ ิมพ (substrate) 4) การเลอื กใชเ บอรผาสกรีนและการทาํ แบบพิมพส กรนี (Stencil) ทเ่ี หมาะสม 5) การพมิ พใ หหมึกพิมพบางทีส่ ดุ 6) การควบคุมการยึดเกาะของหมกึ พมิ พอยางสม่ําเสมอ 7) ระบบทอระบายโอโซน 3. วิวัฒนาการของหมกึ พมิ พย วู ี หมกึ พมิ พมีตนกําเนิดมาต้ังแตสมัยกอนประวัติศาสตร ท่ีมนุษยในสมยั นั้นใชสจี ากธรรมชาตมิ าใช ขีดเขียน หรือพิมพภาพเพ่ือบอกเลาเรื่องราวตางๆ บนผนังถํ้า ตอมาในป ค.ศ. 400 ชาวจีนเริ่มนา เขมาไฟผสมกับกาวท่ีเค่ียวจากกระดูกสัตวทําเปนแทงหมึก จนถึงสมัยของ Johann Gutenberg ค.ศ. 1450 จึงทดลองผลิตหมึกพิมพใชเองและมีการพัฒนามาอยางตอเนื่อง เพ่ือใหเหมาะสมกับ ลักษณะของงานท่ีตองการและระบบและเครื่องพิมพท่ีเลือกใช ตอมาประมาณป ค.ศ.1946 Larry Hettinger จึงไดพฒั นาเปน หมึกพมิ พยูวีขน้ึ และจดสิทธิบตั รหมึกพิมพย วู คี ร้งั แรก โดยมจี ุดประสงคใน การพฒั นาหมึกพมิ พย ูวีขน้ึ เพื่อการลดการปลอยสารระเหยของสารอนิ ทรยี  (VOCs) ในชั้นบรรยากาศ โดยการนาความรูทางดานเคมีพอลิเมอรแ ละเทคโนโลยีในการผลิตหลอดยูวี นํามาผนวกเขาดวยกัน จึงเกิดหมึกพิมพยูวีข้ึนสําหรับการพิมพบรรจุภัณฑในปจจุบันจะมีการใชหมึกพิมพอยู 2 ประเภทที่ นิยมใชกันในอุตสาหกรรม ไดแก หมึกพิมพฐานนํ้ามัน (Solvent Based) และหมกึ พิมพยูวี ซ่ึงหมกึ พิมพท้ัง 2 ชนดิ นี้ มีความแตกตางกนั ทงั้ ในสวนประกอบหลกั ของหมกึ และกระบวนการในการแหงตัว 3.1 สว นประกอบของหมกึ พมิ พ 3.1.1 หมึกพมิ พฐ านนา้ํ มนั (Solvent Ink) แหงตวั โดยการระเหยของทนิ เนอร ประกอบดวย 1) ผงสี (Pigment) สารท่ีทาใหเกิดสี มี 2 แบบ คือ สีจากธรรมชาติและสีสังเคราะห 2) เรซนิ (Resin) กาํ หนดคุณสมบัติตางๆ ของหมึกพิมพ เชน การเกาะติด ความเงา เปนตน

13 3) สารละลาย (Solvent) ตวั ทําละลาย ซ่ึงมีผลตอการแหงของหมึกพิมพ ถาหมึก แหง เรว็ จะไปตนั บลอ็ ก 4) สารเตมิ แตง (Additives) สารทเ่ี ติมเพอ่ื เพ่ิมคุณสมบัตติ างๆ ของหมึก เชน ความ ทนทานตอสารเคมี, ยดื หยุน 3.1.2 หมึกพิมพยูวี สามารถแหงตัวไดเมื่อหมึกพิมพทําปฏิกิริยากับแสงยูวี หมึกยูวีอาจมีได หลายประเภท ซ่ึงผูผลิตหมึกยูวีตองพัฒนาขึ้นใหตรงกับความตองการของผูใชเปนหลัก เชน หมึก ยูวอี อฟเซน็ ท่ีสามารถยึดเกาะไดบนพลาสตกิ เปน ตน หมึกพิมพยวู ีประกอบดวย 1) ผงสี (Pigment) สารท่ีทาใหเ กิดสี แตต อ งยอมใหร งั สียูวีสอ งผา นไดใ นการแหง ตวั 2) โอลโิ กเมอร (Oligomer) กาหนดคุณสมบัติตางๆของหมึกพิมพ เชน การเกาะติด และการแหงตัว 3) มอนอเมอร (Monomer) ปรบั ความหนืดใหก ับหมึก ทาหนา ทีค่ ลา ยกับ solvent 4) Photo Initiator เปนสารที่ทาปฏิกิริยาตอแสงยูวี ซ่ึงไมมีในหมึกพิมพธรรมดา ทั่วไป 5) สารเติมแตง (Additives) สารท่ีเติมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของหมึก เชน กัน ฟองอากาศ ทาใหผ ิวหมึกเรียบ ฯลฯ ความแตกตางของหมึกพิมพ 2 ชนิดนี้ ในเร่ืองการแหงตัวของหมึกพิมพ หมึกพิมพฐาน น้ํามันจะใชค วามรอ นเพ่ืออบใหทินเนอรระเหยออกจากหมึก จึงเกิดการแหง ตัว สวนหมึกพิมพยูวี จะ ไมมีการระเหยใดๆ แตอาศยั การทําปฏิกิริยา Polymerization จากแสงยูวี ที่ไปกระตุนสารไวแสง Photo-initiator ที่มีอยูใ นหมึกพมิ พ ซ่งึ จะทาใหเรซินเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเปนของแข็ง และเกาะตดิ กบั วัสดทุ พี่ ิมพทนั ที ภาพที่ 2-9 แสดงการแหง ตัวโดยหมึกพิมพจ ะทาํ ปฏกิ ริ ิยากับแสงยูวี คําวา UV ยอมาจากรังสี Ultraviolet แปลวา รงั สีเหนือมวง รังสียูวี คือ พลังแสงในชว ง ความถ่ีประมาณ 10-400 นาโนเมตร (nm, 10-9 m) ซึ่งเปนรงั สีที่มนุษยไมสามารถมองเห็นไดใน แสงแดดจะมรี งั สียูวีและรงั สีอื่นๆ มากมาย เชน รงั สอี นิ ฟาเรด รงั สีแกมมา รังสีไมโครเวฟ เปนตน

14 ภาพที่ 2-10 แสดงตารางเปรียบเทยี บองคประกอบในหมกึ พิมพธ รรมดาและหมกึ พิมพยูวี 3.2 การแหงตัวของหมึกธรรมดาและหมกึ พิมพย วู ี หลงั จากผา นแสงยูวี สาร Photo initiator ท่ีมอี ยูในหมึกจะถกู กระตุนแลวสงผา นอิเลก็ ตรอน ไปยังวารน ชิ ยวู ีและตวั ทาํ ละลายยูวีท่ีมีจุดเชอื่ มตอทว่ี องไวตอ ปฏิกิรยิ า จนเกิดการเชอื่ มตอ แลว แข็งตวั เปนโพลเิ มอร (หมึกแหง) 3.2.1 กลไกการแหง ตวั ของหมกึ พมิ พยูวีมี 2 แบบ 1) Surface cure คือ การแหงตัวที่ผิวหนาของช้ันฟลมหมึกเปนหลัก เนือ่ งจากรังสียูวี คล่ืนส้ัน (พลังงานสูง) ไมสามารถทะลุผานลงสูดานลางของช้ันฟลมหมึกไดเน่ืองจากสาร Photo initiator แยงรังสยี ูวีไดคอนขางมากที่บริเวณผิวหนาช้ันฟลมหมึก แลวเกิดการตอตัวอยางรวดเร็วท่ี ผิวหนาจากการถูกกระตนุ ของสาร Photo initiator จากรงั สยี ูวี 2) Through cure คอื การแหงตัวที่ชั้นในฟลมหมึกเปน หลักเนือ่ งจากรังสียูวีคล่ืนยาว (พลังงานตํา่ ) สามารถทะลุผานลงสูดานลา งของชั้นฟล มหมึกไดเน่ืองจากสาร Photo initiator แยง รังสียูวีท่ีบริเวณผิวหนาของช้ันฟลมหมึกไดนอย ดังน้ันรังสียูวีจึงเคล่ือนผานลงสูดานลางของชั้นฟลม หมึกไดม าก 3.2.2 การแหงตวั (Curing) ทแ่ี ตกตา งกนั มีผลตอ โครงสรา งชัน้ ฟลมหมกึ การแหงของหมึกท่ยี งั ไมสมบูรณ (Under cure) หรือการแหงของหมึกท่มี ากจนเกินไป (Over cure) มีผลตอ โครงสรางของช้นั ฟลมหมึกและการยึดเกาะ (Adhesion) ของหมึกโดยตรง โดย ผลจากการแหงของชั้นฟลมหมึกท่ีไมเหมาะสมน้ี ทําใหการแหงตัวของชั้นฟลมหมึกท้ังบนและลาง

15 แตกตางกันมากจนอาจสงผล ใหการยึดเกาะ (Adhesion) ไมดีได โดยหมกึ พิมพยูวีสามารถแหงตัวได จากการเกิดปฏิกิริยา UV Polymerization คือ อาศัยรังสียูวีเปนตวั กระตุนใหเกิดปฏิกิริยาการเกิด พอลิเมอร ซงึ่ โดยสวนใหญแลวเปนแบบอนุมูลอิสระ (Free Radical) สวนหมึกพิมพธรรมดาจะอาศัย การแหงตวั แบบ Oxidation Polymerization คือ อาศยั อากาศ (ออกซิเจน, O2) เปนตัวกระตุนโดย การเกดิ ปฏกิ ิริยาพอลเิ มอร ดงั ภาพที่ 2-11 ภาพที่ 2-11 แสดงกระบวนการแหงตวั ของหมึกยวู ี 4. การอบแหง ดวยแสงยวู ี เตาอบยวู ี เปนเคร่ืองจักรสาํ คัญในการทําใหหมกึ พมิ พแ หง (เคยี วรง่ิ ) มอี งคประกอบทีต่ อง ควบคุม คือ 4.1 หลอดยูวี : ทาํ หนา ท่ีใหพ ลังงานยวู ี เพือ่ ใหห มกึ พิมพแ หง (เคยี ว) 4.2 โคมหลอดยูวี : ทาํ หนา ที่ เพมิ่ การใหพ ลงั งานแกหมกึ พิมพและลดอณุ หภูมขิ องหลอดยวู ี 4.3 สายพาน : ทําหนาท่คี วบคมุ ปริมาณของปรมิ าณพลงั งานทห่ี มึกพมิ พไดร บั (Dose of Energy) 4.4 ระบบระบายความรอ น : เพือ่ ลดความรอนของระบบยูวี โดยการใชงานหลอดยวู ี มีสงิ่ สําคญั ที่ตอ งควบคมุ 3 ประการ คอื ประการแรก ความสามารถการจายกําลงั งานของเครื่องมายังหลอดยูวี มีหนวยเปน กําลังวัตตตอ ความยาว เชน W/cm หรือ W/m ตอ งเลือกใหเหมาะสมและครอบคลุมกับขอกําหนดของหมึกพิมพท ี่ จะใช หากพลาดประเด็นน้ี โดยเฉพาะอยา งยง่ิ เม่อื หลอดทเ่ี ลอื กใชม กี าํ ลังวัตตตํ่าเกินไป และยากที่จะ แกไขเพราะทําใหเคร่ืองจายพลังงานไดมากขึน้ ตองเปลี่ยนแปลงสวนประกอบหลักของเครื่อง ไมคมุ คาท่จี ะทํา ซ่งึ การแกไ ขกรณนี ี้ มกั ตองซ้ือเคร่อื งใหม ประการท่ีสอง การเลอื กชนิดของหลอดใหถ กู ตอง โดยท่ัวไป หลอดยูวีแบงเปน 2 ชนิดใหญๆ ตาม คาสูงสุดของพลงั งาน ณ ระดบั ความยาวคลื่นตางๆ (PEAK) ไดแก Mercury Lamp เปนหลอดทใี่ ชไอ ปรอทในการจุดหลอด (มี PEAK ที่ 265nm และ 365 nm) และ Doping Lamp เปนหลอดที่เติม กาซโลหะอื่น เขาไปชวยในการจุดหลอดเพื่อเล่ือนPEAK ไป แตกตางจาก Mercury lamp โดยการ

16 เลือกระหวางการใชหลอดแบบ Mercury Lamp หรือ Doping Lamp (หรือบางคร้ังเรียก Metal Halide Lamp) ขน้ึ กับชนดิ ของหมกึ พิมพ ท้ังน้ี ข้นึ อยูกับสวนประกอบสําคญั ในหมึกพิมพยูวีน้ันๆ คอื โฟโตอินนิชิเอเตอร (Photo-initiator) วาเปน ชนิดที่รับแสงและทําปฏิกิริยาไดดใี นชวง PEAK ของ Mercury Lamp หรอื Metal Halide Lamp เนอ่ื งจาก โฟโตอินนิชิเอเตอร ในหมึกยูวี ทาํ หนาท่ีรับ พลงั งานยูวีทเ่ี หมาะสม แลว เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าลูกโซในหมกึ พิมพ นาํ ไปสกู ารแหง ตวั (เคียวร่งิ ) ประการสดุ ทาย การควบคุมการใชหลอดยวู ี ภายในอายุท่ีกําหนด หลอดยูวีโดยท่ัวไป มีอายุการ ใชงานประมาณ 1,000 ช่ัวโมง ยกเวนหลอดแบบอิเลคโตรดเลส (Electrodeless) หลังจากครบอายุ ใชงานแลว พลังงานที่หลอดจายออกมาจะลดลงดังแผนภูมิ แมวาโดยการสังเกต แสงจะยังดูสวาง เชนเดมิ แตพลังงานที่ลดลง หากถงึ ระดบั ทีต่ า่ํ เกนิ กวาท่จี ะทําใหหมกึ แหงตัว (เคียวริ่ง) ไดดี ก็จะทําให การพิมพประสบปญหา จากผลการวิจัยพบวา ผลที่จะเกิดข้ึนกับหลอดยูวี เม่ือใชงานนานข้ึน โดยเฉพาะอยางยิ่ง เม่อื เกนิ อายทุ ก่ี ําหนด ไดแ ก 1) การลดลงของปริมาณแสงยวู ี และระดับพลังงานของยูวี 2) การเล่ือนไปของคา สงู สดุ ของพลังงาน ณ ระดับความยาวคลืน่ (PEAK) 3) การเพ่ิมขนึ้ ของแสงอินฟราเรด (ซงึ่ ไมใชแสงท่ีเหมาะแกการแหงตัวของหมึกยูวี อีกทั้ง อินฟราเรดใหค วามรอ นสงู อาจสง ผลเสยี ตอวสั ดุพิมพท ่ีบาง เกิดการบิดงอไดจ ากความรอน) 4) หลังจาก 1,500 ช่ัวโมง ประสิทธภิ าพจะลดลงต่ํากวา ระดบั 65% 5) สง ผลตอ การผลิตมากขึ้นจนถงึ ขนั้ วิกฤต ในขณะท่ีหลอดยูวียังอยูในอายุใชงาน การดแู ลรกั ษาเปนส่ิงสาํ คัญ มีขอแนะนําในการดูแลรักษา ซึ่งจะมีผลใหการใชงานหลอดทําไดอยางมีประสิทธิภาพสูงอยางตอเน่ือง ควรบํารุงรักษาดวยการทํา ความสะอาดหลอดยูวีดวย Isopropyl Alcohol (IPA) และไมใชน้วิ มือสัมผัสโดยตรง ควรจับและเช็ค โดยใชผ านมุ ที่ไมม ีเสนใย 5. ประเภทของกระดาษในงานพมิ พ 5.1 กระดาษอารตมนั เนื้อกระดาษจะมันเรียบ พิมพงานไดใกลเคียงกับสีจริงคุณภาพ กระดาษก็แตกตางกันไป แลวแตมาตรฐานของผูผลิต สามารถเคลือบเงาไดดีกระดาษชนิดน้ีเหมาะสาหรับพิมพนิตยสาร แผน พบั โปสเตอรฯ นาํ้ หนกั ของกระดาษมี ตง้ั แต 85 - 160 แกรม 5.2 กระดาษอารตดาน เน้ือกระดาษเรียบ แตเนื้อไมมันพิมพงานสีจะซีดลงเล็กนอย กระดาษชนิดนี้เหมาะสาหรับ ใบปลวิ แผนพับหรอื นิตยสาร นาํ้ หนกั ของกระดาษมตี ้งั แต 85 - 160 แกรม 5.3 กระดาษอารต การด 2 หนา

17 เปน กระดาษอารต ท่ีหนาตั้งแต 190 แกรมขึ้นไป เหมาะสาหรับพิมพงานโปสเตอร โปสการด ปกหนงั สือ หรืองานตา ง ๆ ทต่ี องการความหนา 5.4 กระดาษอารตการด 1 หนา เปนกระดาษอารตที่มคี วามแกรง กวากระดาษอารตการด 2 หนา หนาต้ังแต 190 แกรม ขึ้น ไป เหมาะสําหรับพิมพงานท่ีตองการพิมพแคหนาเดียว เชน กลองบรรจุสินคาตาง ๆ โปสเตอร โปสการด และปกหนงั สอื 5.5 กระดาษปอนด เปน กระดาษเนือ้ เรยี บสีขาว นยิ มใชพิมพง านสเี ดยี วหรอื พมิ พส ่สี กี ็ได แตไมมันเงาเทา กระดาษ อารต สามารถเขียนไดงายกวาท้ังปากกาและดินสอ เหมาะสาหรับพิมพเน้ือใน หนังสือ กระดาษหัว จดหมาย หรืออนื่ ๆ นา้ํ หนักของกระดาษมนี ยิ มใชอยูใ นชว ง 55 - 120 แกรม 5.6 กระดาษแฟนซี เปนคําเรียกโดยรวมสาหรับกระดาษที่มีรูปรางลักษณะของเนื้อและผิวกระดาษท่ีตางจาก กระดาษใชงานทั่วไปมีผิวเปนลายตามแบบบนลูกกลิ้งมีสีสันใหเลือกหลากหลายประโยชนสาหรับ กระดาษชนดิ นี้ สามารถนาไปใชแทนกระดาษทใ่ี ชอ ยู 5.7 กระดาษปรฟู เปนกระดาษทีม่ ีสวนผสมของเย่ือบดท่ีมเี สนใยส้ัน มสี ีอมเหลืองราคาไมแพงแตความแข็งแรง นอย เหมาะสาํ หรบั งานพมิ พหนังสอื พมิ พแ ละเอกสารทีไ่ มต อ งการคณุ ภาพมาก 5.8 กระดาษกลอง เปนกระดาษท่ีทาจากเยื่อบด และมักนําเยื่อจากกระดาษใชแลวมาผสม มีสีคลํ้าไปทางเทา หรอื นํ้าตาล หากเปนกระดาษไมเคลือบ จะเรียกกระดาษกลองขาว หากเปนกระดาษเคลือบ ผิว มัน จะเรียก กระดาษกลอ งแปง ใชส าํ หรบั ทาสง่ิ พมิ พบรรจุภัณฑ เชน กลอ ง ปา ยแขง็ ฯลฯ 5.9 กระดาษแบงค กระดาษแบงคเปนกระดาษบางๆ มักจะมีสี เชน สีชมพู สีฟา สีเขียว และสีเหลือง นิยมใชพิมพ บิลตา งๆ หรอื ใบปลิว ความหนาประมาณ 55 แกรม, 70 แกรม, 80 แกรม กฎการสะทอนของแสง มี 2 ขอ ดงั น้ี 1) รงั สตี กกระทบ รังสีสะทอ น และเสน ปกตจิ ะอยูในระนาบเดยี วกัน

18 ภาพท่ี 2-12 มุมในกากรตกกระทบ ของการสะทอนแสง รังสีตกกระทบ (Incident Ray) คือ รังสีของแสงที่พุงเขาหาผิวของวัตถุ – รังสีสะทอน (Reflected Ray) คือ รังสีของแสงทีพ่ ุงออกจากพ้ืนผิวของวัตถุ – เสนปกติ (Normal) คือ เสนท่ีตง้ั ฉากกบั พ้นื ผวิ ของวัตถุตรงจดุ ทีแ่ สงตกกระทบ 2) มุมตกกระทบเทา กบั มุมสะทอน ณ ตาํ แหนงที่แสงตกกระทบ มมุ ตกกระทบ (Angle of Incident) คอื มุมทีร่ ังสีกระทบทํากับเสนปกติ มมุ สะทอ น (Angle of Reflection) คอื มุมทรี่ ังสีสะทอ นทํากับเสน ปกติ ภาพที่ 2-13 มมุ ตกกระทบของกระจกเงา

19 ลักษณะการสะทอนของแสง แบงไดเปน 2 ลกั ษณะ 1) การสะทอนปกติ คือรงั สตี กกระทบ รงั สีสะทอน และเสน ปกติ (เสน แนวฉาก) จะอยู ระนาบเดยี วกัน รวมทง้ั พบวา มมุ ตกกระทบและมมุ สะทอ นจะมคี า เทากนั เสมอ โดยจะเกดิ กบั วตั ถผุ ิว เรยี บ 2) การสะทอ นกระจาย เกิดกบั วตั ถทุ ี่มีผวิ ขรขุ ระ ซง่ึ แสงจะสะทอ นออกไปหลายทศิ ทาง เรยี กวา การสะทอนกระจาย ภาพที่ 2-14 การสะทอ นกระจายบนวัตถุผิวขรขุ ระ 6. รังสอี ัลตรไวโอเลต รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ รังสียูวี (อังกฤษ: ultraviolet) หรือในชื่อภาษาไทยวา รังสีเหนือ มวง เปน ชวงหนึง่ ของคล่ืนแมเ หล็กไฟฟาทม่ี ีความยาวคลื่นสัน้ กวาแสงที่มองเห็น แตยาวกวารังสีเอกซ อยางออน มีความยาวคลนื่ ในชวง 100-400 นาโนเมตร และมีพลังงานในชว ง 3-124 eV มันไดช่ือดังกลาวเนื่องจากสเปกตรัมของมันประกอบดวยคล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีมีความถ่ีสูงกวา คลื่นทีม่ นษุ ยมองเห็นเปน สมี ว ง 6.1 แหลง กําเนิดแสงอลั ตราไวโอเลต 6.1.1 การแผร งั สขี องดวงอาทิตย (solar radiation) เปนแหลงกําเนิดสําคัญของการแผรังสีท่ี สองมาถึงโลก โดยประกอบดวยรงั สีUVC UVB และUVA รวมถึงชวงคลื่นที่มนุษยมองเห็น และรังสี อินฟาเรด แตรังสีบางสวนจะถูกดูดซับไวในช้ันบรรยากาศ สวนท่ีเหลือสามารถสองมาถึงผิวโลกใน ระดบั ไมเปนอนั ตรายตอมนษุ ย

20 6.1.2 แหลงท่ีมนุษยสรางข้ึน (artificial sources) ไดแกวัตถุทุกชนดิ ที่ถูกทําใหรอน จนมี อุณหภูมิสูง มากกวา 2500 องศาเคลวิน สามารถปลอ ยรังสีอัลตราไวโอเลตได ซ่ึงเปนวัตถุ อุปกรณที่ มนุษยประดิษฐข ึน้ สาํ หรบั การใชป ระโยชนในดา นตางๆ เชนไ ทางการแพทย ทางการเกษตร เปน ตน พลังงานของชวงคล่ืนท่ีแผมาจากดวง อาทติ ย ตั้งแตชวงคล่ืนสั้นตา งๆจนถึง 175 นาโนเมตร จะถูกดดู ซับดว ยออกซเิ จนในชนั้ สตราโทสเฟยรทคี่ วามสูงประมาณ 100 กิโลเมตร และพลังงานความ ยาวคลืน่ ต้ังแต 175 ถึง 280 นาโนเมตร หรืออยูในชวงคล่ืนอัลตราไวโอเลตซี (UVC) จะถูกดูดช้ัน โอโซนทําลาย ซึ่งชวงคลื่นเหลาน้ีมรี ะดับพลังงานสูงหากผานมาถึงผิวโลกจะเปนอันตรายตอ มนุษย มาก แตปจจุบันชั้นโอโซนถูกทําลายลงมากทําใหอัตราการแผรงั สียูวีซี (UVC) ลงมาถึงผิวโลกมีเพิ่ม มากข้ึน สําหรับพลังงานในชวงคลื่นต้ังแต 280-3000 นาโนเมตร ประกอบดวยรังสีอัลตรา ไวโอเลตบี (UVB) 280-315 นาโนเมตร รังสีอัลตราไวโอเลตเอ (UVA) 315-400 นาโนเมตร ชวงคล่ืนที่ตามนุษย มองเหน็ 400-760 นาโนเมตร และรังสอี ินฟาเรด 760-3000 นาโนเมตร ชว งคล่ืนท่ตี ามองเห็น และชว งคล่ืนรงั สีอินฟาเรดจะสามารถเขาสูผิวหนังของมนษุ ยได แตจะ ไมถูกดดู ซับไวจึงไมเ ปนอันตรายตอรางกายมนุษย แตรังสีอัลตราไวโอเลตเอ และบี (UVA), (UVB) สามารถเขาสูผิวหนัง และถูกดูดซับไว โดยรังสี UVA จะเขาสูผิวหนังลึกสุด และดูดซับมากกวารังสี UVB รังสี UVB มีคาพลังงานมากกวารังสี UVA มีผลสามารรถทําลายดีเอ็นเอ (DNA) และเกิด มะเร็งสวนผิวหนังได รังสี UVA ถึงแมจะมรี ะดับพลังงานที่ต่ํากวา แตยังสามารถแทรกสูผิวไดลกึ กวา หากสัมผัสในระยะเวลานาน และตอ เน่ืองจะทําใหเซลลผวิ หนังออนลา เสื่อมเร็ว แลดูเห่ียวยน จนถึง ระดับรนุ แรงทีอ่ าจเกดิ เปนเซลลม ะเร็งขึ้นได รังสี UV หากไดรับในระดับตํ่าจะมีประโยชนตอการสรางวิตามินดี และชวยกระตุนการ เจริญเติบโตของรางกาย แตหากไดรับในปริมาณมากเกินความเปนประโยชนจะมีผลตอการทําลาย ระบบภูมิคมุ กัน การทาํ ลายเน้อื เยื่อเซลล ทาํ ใหผิวหนงั แลดูเหี่ยวหยุนจนถึงขั้นระดับรุนแรงกลายเปน เซลลม ะเร็ง 6.2 ชนดิ ยอ ยแสงอัลตราไวโอเลต สเปกตรัมแมเหล็กไฟฟาของแสงเหนือมว งสามารถแบงยอยไดหลายวิธี รางมาตรฐาน ISO ที่ กาํ หนดชนดิ แสงเปลง ของดวงอาทิตย (ISO-DIS-21348) อธิบายชวงเหลา น้ี:

21 ภาพที่ 2-15 ชนิดยอ ยแสงอัลตราไวโอเลต

22 บทที่ 3 วิธีดาํ เนินการวิจยั 1. ขอบเขตการดําเนนิ งาน 1.1 ประชมุ วางแผนและจดั ทําขอเสนอโครงการเพื่อขอรบั งบประมาณการสนับสนุนผานโครงการ ITAP 1.2 ตรวจสอบสภาพเคร่ืองจักรและระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อัลตราไวโอเลตสาํ หรับใชเปนขอ มูลในการดาํ เนินโครงการวิจัย 1.3 ออกแบบระบบควบคมุ การเพมิ่ ความเงาของส่งิ พมิ พดว ยแสงอลั ตราไวโอเลต 1.4 จัดเตรียมวัตถุดิบ (กระดาษ หมึกพิมพ นํ้ายาเคลือบเงาชนิดแสงอัลตราไวโอเลต) และส่ังซ้อื วัสดุ อุปกรณ และช้ินสวนอะไหลตาง ๆ สําหรับใชสรางระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของ ส่งิ พมิ พดว ยแสงอลั ตราไวโอเลต 1.5 ติดตั้งอุปกรณ และเปล่ียนชิ้นสวนอะไหลตางๆ ของระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของ สง่ิ พิมพด ว ยแสงอัลตราไวโอเลต 1.6 ทดสอบการทํางานของเคร่ืองควบคมุ การเพ่ิมความเงาของสง่ิ พมิ พด ว ยแสงอัลตราไวโอเลต 1.7 เชื่อมโยงระบบควบคมุ การเพ่มิ ความเงาของส่ิงพิมพดวยแสงอลั ตราไวโอเลตในระบบการผลิต สือ่ ส่ิงพิมพ พรอ มเก็บขอมูลการทาํ งาน 1.8 ใหคําปรึกษาและแนะนําการใชระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของสิ่งพิมพใหกับพนักงานท่ี เกย่ี วของ 1.9 จัดทําเอกสารและคูมือการใชงานระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อัลตราไวโอเลต 1.10จัดทาํ รายงานสรุปผลการดาํ เนินโครงการ

23 2. แผนการดาํ เนินงาน ข้ันตอนการดาํ เนินงาน เดือนท่ี 12 3 4 5 6 1. ประชุมวางแผนและเสนอโครงการ 2. ศึกษาการทํางานเคร่อื งจกั รและระบบควบคุม กา รเพ่ิม คว า มเงา ข อ ง ส่ิงพิ มพดวยแ ส ง อลั ตราไวโอเลต 3. ออกแบบระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของ สง่ิ พิมพดว ยแสงอัลตราไวโอเลต 4. จัดเตรียมวัตถุดิบ (กระดาษ หมึกพิมพ นํ้ายา เคลือบ ชนิดแสงอัลตราไวโอเลต) และสง่ั ซ้ือ วสั ดุ อุปกรณ และช้นิ สว นอะไหลตา ง ข้นั ตอนการดาํ เนินงาน 1 2 เดอื นที่ 56 34 5. ติดตั้งอุปกรณ และเปลี่ยนช้ินสวนอะไหลตาง ๆ ของระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของ สิง่ พิมพ 6. ทดสอบการทาํ งานของเครื่องควบคมุ การเพ่ิม ความเงาของส่งิ พมิ พด วยแสงอัลตราไวโอเลต 7. เชื่อมโยงระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของ สิ่งพิมพในระบบการผลิตส่ือสิ่งพิมพ พรอม เก็บขอ มลู 8. ใหค ําปรึกษาและแนะนําการใชระบบควบคุม การเพ่ิมความเงาขอ งส่ิงพิมพดวยแสง อลั ตราไวโอเลต 9. จัดทําเอกสารและคูมือการใชงานระบบ ควบคมุ การเพม่ิ ความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อลั ตราไวโอเลต 10. การจัดทาํ รายงานในโครงการฯ - ขอเสนอโครงการ - รายงานความกา วหนา - รายงานฉบบั สมบูรณ ภาพที่ 3-1 แผนการดําเนินงาน

24 3. ระยะเวลาในการดําเนนิ งาน 6 เดือน (10 ตลุ าคม 2560 - 9 เมษายน 2561) 4. ข้ันตอนการดําเนินงาน 4.1 ประชุมวางแผนและเสนอโครงการ รวมประชุมกับเจาหนาท่ีบริษัทโรงพิมพนิยมกิจ 1994 จํากัด เจาของแหลงทุนวิจัย ในการพัฒนาระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อัลตราไวโอเลต ท่ีสามารถควบคุมการทํางานของชุดหลอดกําเนิดแสงอัตราไวโอเลตใหสัมพันธกับ เคร่ืองพิมพ กําหนดวัตถุประสงค ขอบเขตของงาน วางแผนงานในการพัฒนาระบบควบคุมการเพิ่ม ความเงาของส่งิ พิมพดว ยแสงอัลตราไวโอเลต พรอมจัดทําขอเสนอโครงการวิจัยเพ่ือขอทุนสนับสนุน การวจิ ยั จากหนว ยงาน สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ(สวทช.) โดยศูนยบรหิ าร จัดการเทคโนโลยี โปรแกรมสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม (Innovation and Technology Assistance Program : ITAP) ในหัวขอโครงการพัฒนาระบบควบคุมการเพ่ิมความเงา ของส่ิงพิมพด ว ยแสงอลั ตราไวโอเลต ภาพที่ 3-2 สาํ รวจและศึกษาขอ มลู ของปญหา 4.2 ศึกษาการทํางานเคร่ืองจักรและระบบควบคุมการเพิ่มความเงาของสิ่งพิมพดวยแสง อัลตราไวโอเลต ปย จยั ท่มี ผี ลตอการเคลอื บผิวและคาความเงาสงิ่ พมิ พป ระกอบดว ย 4.2.1 ชนดิ และการเลอื กใชงานนํา้ ยาเคลือบเงาสาํ หรบั สงิ่ พมิ พ 4.2.2 การอบหรอื วธิ กี ารทาํ ใหนํา้ ยาเคลือบเงาแหง 4.2.3 การควบคมุ การอบแหงของน้าํ ยาเคลอื บเงาใหส ัมพนั ธก ับความเร็วของการพมิ พ

25 4.3 ออกแบบระบบควบคุมการเพมิ่ ความเงาของสง่ิ พิมพด ว ยแสงอัลตราไวโอเลต 4.3.1 การออกแบบและตรวจสอบชดุ ควบคมุ 4.3.1.1 ออกแบบและตรวจสอบระบบไฟฟาควบคุมสําหรับควบคุมชุดหลอด อัลตราไวโอเลต ภาพที่ 3-2 ออกแบบระบบไฟฟา ควบคุมสตารท หลอดอลั ตราไวโอเลต ชุดที่1 ภาพที่ 3-2 ออกแบบระบบไฟฟา ควบคุมสตารทหลอดอัลตราไวโอเลต ชุดที่2

26 ภาพที่ 3-2 ออกแบบระบบไฟฟา ควบคมุ สตารท หลอดอัลตราไวโอเลต ชดุ ท3่ี 4.3.2.2 ออกแบบระบบควบคุมการระบายความรอนชุดโครมหลอดอลั ตราไวโอเลต ควบคุม ปม น้ําและตรวจเชค็ แรงดนั ของน้ํา ภาพท่ี 3-2 ออกแบบระบบควบคมุ การระบายความรอนชดุ โครมหลอดอลั ตราไวโอเลต

27 4.3.2.3 ออกแบบอปุ กรณอ นิ พตุ สาํ หรับ PLC ในการตรวจเช็คสถานะของอปุ กรณเ พื่อชว ย ในการเขียนโปรแกรมในการควบคมุ การทาํ งาน ภาพที่ 3-2 ออกแบบอปุ กรณอ นิ พตุ สสาํ หรับ PLC1 ภาพที่ 3-2 ออกแบบอปุ กรณอ นิ พุตสสาํ หรับ PLC2

28 ภาพที่ 3-2 ออกแบบอุปกรณอ ินพตุ สสาํ หรับ PLC3 4.3.2.4 ออกแบบอปุ กรณเ อาทพ ตุ สสาํ หรบั PLC ในการสั่งการทํางานของอปุ กรณใหทาํ งาน ตามเงอ่ื นไขของโปรแกรมควบคุม ภาพที่ 3-2 ออกแบบอปุ กรณเอาตพ ตุ สสาํ หรับ PLC1

29 ภาพที่ 3-2 ออกแบบอปุ กรณเอาตพ ุตสสาํ หรับ PLC2 ภาพที่ 3-2 ออกแบบอปุ กรณเอาตพ ตุ สสาํ หรับ PLC3

30 4.3.2 ออกแบบและเขยี นโปรแกรมควบคุม 4.3.2.1 ออกแบบการเชื่อมตอสื่อสารกับอุปกรณควบคุม กําหนดคาอุปกรณและ รปู แบบของการส่อื สารขอ มูล โดยการสอื่ สารขอ มูลเลอื กการสื่อสารผา น Ethernet ภาพที่ 3-2 ออกแบบการเชื่อมตอ ส่ือสารกบั อุปกรณควบคุม 4.3.2.2 ออกแบบและเขียนโปรแกรมPLC ควบคุมการทํางานของชุดหลอดกําเนิด แสงอลั ตราไวโอเลตในกระบวนอบนาํ้ ยาเคลือบเงาสง่ิ พิมพ ภาพที่ 3-2 ออกแบบและเขยี นโปรแกรม PLC1

31 ภาพที่ 3-2 ออกแบบและเขยี นโปรแกรม PLC2 4.4 จัดเตรียมหาอุปกรณค วบคมุ และวัสดุในการทดสอบ 4.5 ติดต้ังอุปกรณและตรวจสอบความถกู ตอ งการทํางานของโปรแกรม ภาพที่ 3-2 ตดิ ต้งั อปุ กรณควบคมุ

32 ภาพที่ 3-2 ออกแบบและติดตง้ั โปรแกรมควบคุมผานหนาจอสมั ผสั ภาพที่ 3-2 ตดิ ต้งั หนาจอควบคมุ พรอ มโปรแกรม

33 4.6 ทดสอบการทํางานของระบบควบคมุ การกําเนดิ แสงอัลตราไวโอเลตสําหรบั อบนํ้ายาเคลือบ เงา โดยการเดนิ เครื่องพิมพงานใชน้ํายาเคลือบ UV ทดสอบวัดคา ความเงาของกระดาษหลังกระบวน พิมพ ภาพที่ 3-2 ทดสอบเดนิ เคร่ืองพิมพพ รอ มเคลือบนาํ้ ยา ภาพท่ี 3-2 ทดสอบวัดคาความเงากระดาษ

34 4.7 เชอ่ื มโยงระบบควบคมุ การเพม่ิ ความเงาของสิง่ พมิ พในระบบการผลติ สอื่ สิง่ พิมพ 4.8 ใหคําปรึกษาและแนะนําการใชเคร่ืองการควบคุมชุดกําเนิดแสงอัลตราไวโอเลตใหกับ พนักงานทีเ่ กย่ี วขอ ง ถา ยทอดความรกู ารใชงานเคร่ืองการปรบั ตง้ั คา และควบคมุ ตา งๆ ภาพที่ 3-20 ใหค าํ ปรึกษาและแนะนาํ การควบคุมชุดกําเนดิ แสงอัลตราไวโอเลต 4.9 จดั ทาํ เอกสารและคูมอื การใชง านระบบควบคุมการเพมิ่ ความเงาของสิ่งพิมพด วยแสง อลั ตราไวโอเลต 4.10 จดั ทาํ รายงานสรุปผลการดําเนนิ โครงการ

35 บทที่4 ผลการวิเคราะหขอมลู การทดสอบการควบคมุ การกาํ เนดิ แสงอลั ตราไวโอเลตในกระบวนอบน้ํายาเคลอื บเงาส่ิงพิมพใหมี คาความเงาตามขอกําหนดของลูกคา มีการเลือกใชกระดาษพิมพในการทดสอบ 3 ขนาดความหนา คือ ความหนา 200 , 300 และ 400 แกรม น้ํายาเคลอื บเงาชนิด UV ท่ีความเร็ว 1000 ถงึ 12,000 แผน ตอชัว่ โมง วัดคาความเงากระดาษดว ยเครอ่ื ง Gloss Meter เพื่อหาคา พิกดั ความเงาของกระดาษ จากการพัฒนาระบบควบคมุ การกําเนดิ แสงอัลตราไวโอเลต 1. ผลการทดสอบคา ความเงาช้นิ งาน A ทดสอบวัดคาความเงาตกกระทบหลงั กระบวนการพิมพ ชน้ิ งาน A กระดาษขนาด 200 แกรม 22.5x37.5 นว้ิ นํา้ ยาเคลอื บเงาชนดิ UV ความเรว็ ของเครอื่ งพมิ พ คา ตกกระทบ (แผน ตอชัว่ โมง) (Gloss) 1000 90 1500 90 2000 89 2500 89 3000 89 3500 88 4000 88 4500 88 5000 88 5500 87 6000 87 6500 87 7000 87 7500 86 8000 86 8500 86 9000 85 9500 85 10000 83

36 10500 82 11000 79 11500 79 12000 79 ภาพที่ 4-9 ตารางผลการทดสอบคาตกกระทบช้นิ งาน A 2. ผลการทดสอบคาความเงาช้นิ งาน B ทดสอบวดั คา ความเงาตกกระทบหลงั กระบวนการพิมพ ช้นิ งาน B กระดาษขนาด 300 แกรม 23x38.5 นิ้วน้ํายาเคลอื บเงาชนิด UV ความเร็วของเครอ่ื งพมิ พ คาตกกระทบ (แผน ตอชวั่ โมง) (Gloss) 1000 91 1500 90 2000 89 2500 88 3000 88 3500 88 4000 87 4500 86 5000 86 5500 86 6000 86 6500 85 7000 85 7500 85 8000 84 8500 84 9000 84 9500 83 10000 82 10500 82 11000 81 11500 80

37 12000 80 ภาพท่ี 4-10 ตารางผลการทดสอบคา ตกกระทบชิน้ งาน B 3. ผลการทดสอบคาความเงาชิ้นงาน C ทดสอบวัดคา ความเงาตกกระทบหลังกระบวนการพมิ พ ชน้ิ งาน C กระดาษขนาด 400 แกรม 22.5x37.5 นิ้ว นา้ํ ยาเคลือบเงาชนิด UV ความเร็วของเคร่ืองพมิ พ คาตกกระทบ (แผน ตอชัว่ โมง) (Gloss) 1000 90 1500 90 2000 89 2500 88 3000 88 3500 87 4000 87 4500 86 5000 86 5500 86 6000 86 6500 85 7000 85 7500 84 8000 84 8500 84 9000 84 9500 83 10000 83 10500 82 11000 82 11500 81 12000 80 ภาพที่ 4-11 ตารางผลการทดสอบคาตกกระทบชิน้ งาน C

38 6. กราฟเสน แสดงคาทดสอบคาความเงาชน้ิ งาน A, B และ C ภาพที่ 4-12 กราฟเสนแสดงคา ตกกระทบชน้ิ งาน A ภาพท่ี 4-13 กราฟเสน แสดงคา ตกกระทบช้นิ งาน B

39 ภาพที่ 4-14 กราฟเสน แสดงคาตกกระทบชิ้นงาน C ภาพที่ 4-15 กราฟเสน แสดงคา ตกกระทบชนิ้ งาน A, B, C

40 4. สรปุ จากการทดสอบพัฒนาระบบเพิ่มความเงาของสง่ิ พิมพ โดยใชแสงอัลตราไวโอเลต โดยการสราง ระบบความคมุ การทํางานของหลอดแสงอัลตราไวโอเลตขน้ึ มาใหม และทดสอบเปดระบบการทํางาน ของเคร่ืองจักรท่ีความเร็วใชงานของการพิมพ สามารถทําใหน้ํายาเคลือบเงาแหงดวยแสง อัลตราไวโอเลต สําหรับความเร็วใชงานปกตทิ ี่ความเร็ว 8,000 แผนตอชวั่ โมง มีคา ตกการกระทบ 84 Gloss ที่ความเร็วเครื่องสูงสุด 12,000 แผนตอช่ัวโมง มีคาตกการกระทบ 79-80 Gloss ตาม เงื่อนไข ตามตองการขอกําหนดของสินคา โดยจะตองมีคาการตกกระทบ ไมน อยกวา 75 Gloss สงผล ใหกําลงั การผลิตเพมิ่ ขนึ้ โดยทสี่ นิ คา ยังมีคุณภาพคา ความเงาของกระดาษ

41 บทที่ 5 บทสรุปและขอเสนอแนะ งานวิจัยน้ีไดศึกษาออกแบบและสรางชุดควบคุมการกําเนิดแสงอัลตราไวโอเลตในการพัฒนา ระบบควบคุมการเพ่ิมความเงาของส่ิงพิมพดว ยแสงอัลตราไวโอเลต เปนการควบคุมการกําเนิดแสง อัลตราไวโอเลตในกระบวนอบนํ้ายาเคลือบเงา พรอมระบบปองกันการลัดวงจร โดยวิธีน้กี ารควบคุม สามารถทําไดตามขอกําหนด แตพบปญหาบางประการในการออกแบบและสรางชดุ ควบคุมการเพ่ิม ความเงาของส่งิ พมิ พดว ยแสงอลั ตราไวโอเลต จึงไดนาํ เสนอแนวทางการปรับปรุงแกไ ขดงั ตอไปน้ี 1. ปญ หาและแนวทางการปรบั ปรงุ แกไข 1.1 ปญหาในการควบคุมการกําเนดิ แสงอลั ตราไวโอเลตในการพัฒนาระบบควบคุมการเพ่ิมความ เงาของสิ่งพิมพด วยแสงอลั ตราไวโอเลต มีดังนี้ 1.1.1 ปญหาการเลือกใชอุปกรณ Transducer ตรวจวัดกระแสไฟฟาท่ีเหมาะสมในการ ใชง าน 1.1.2 ปญหาการควบคุมคากระแสในชวงเร่ิมตนกระแสตํ่าท่ีเกิดจากการหนวงเวลาของ Transducer ตรวจวดั กระแสไฟฟา 1.2 แนวทางการปรบั ปรงุ แกไ ข 1.2.1 เลือกใชอุปกรณ Transducer ตรวจวัดกระแสไฟฟาสัญญาณ 4-20mA ท่ีมีคาความ แมนยํา Accuracy < 0.5 % 1.2.2 ใชวิธีการเขียนโปรแกรมชดเชยการหนวงคากระแสไฟฟาท่ีเกิดจาการหนวงเวลาของ Transducer ตรวจวัดกระแสไฟฟา ชวงเร่มิ ตน กระแสตํา่ 2. ขอเสนอแนะ 2.1 เพิ่มระบบการตรวจวัดอุณหภูมิของหมอแปลงไฟฟาเพื่อเปนการประมวลผลและวิเคราะห ขอ มลู เปนชดุ เดยี วกัน 2.2 พัฒนาระบบทดสอบควบคุมระยะไกลเปนชุดเคลื่อนที่ใหสามารถทดสอบนอกสถานท่ีซึ่ง สามารถควบคุมจากศนู ยท ดสอบกลางได

42 เอกสารอางอิง กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรกั ษพ ลงั งาน. (2557). การประยุกตใ ชระบบควบคุมอัตโนมัติโดย ใช PLC เพือ่ การประหยัดพลังงาน. เอกสารเผยแพร [ออนไลน]. แหลง ทมี่ า: http://e-lib.dede.go.th/mm-data/BibA11351.pdf. นิรุติ สวนศลิ ปพ งศ. (2560). การใชง าน PLC เบื้องตน . สาํ นกั พมิ พ Grillman. บรษิ ทั ชไนเดอร (ไทยแลนด) จํากัด. เอกสารการใชงานโปรแกรมPLC. สมาคมการพิมพไ ทย.(2560).การเคลอื บ (Coating Metthod). พรี วฒั น วรรณศริ กิ ลุ .(2557) บทความทางวิชาการพิมพระบบยูวี, กรงุ เทพ Design&Printing.(2560).วารสารหมึกพิมพUV. จรี ะพงศ ศรวี ิชัย และ คมกฤษณ ศรสี ุวรรณ.(2558). กรณีศึกษาการอบแหงลมรอนดวยวิธีความรอน เหน่ียวนาํ . วารสารวิทยาศาสตรลาดกระบัง ปที่ 24 ฉบับท่ี 1 เดือนมกราคม-มิถนุ ายน 2558. ภราดร หนูทอง, ไพรัชต ดิฐคณารักษกุล, รัชตวรรณ เอมโอช และ อนุชา พรมสทิธ์ิ. (2557). การ วเิ คราะหคณุ สมบัติทางความรอ นของเครอ่ื งอบแหงอนิ ฟราเรดรว มกับลมรอน. บทความวิจัย วารสารวิชาการ วิศวกรรมศาสตร ม.อบ. ปที่ 7 ฉบบั ท่ี 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2557. ธเนศ รตั นวิไล และ ชยุต นันทดุสิต. (2555). ผลกระทบของการลาํ ดับการใหพลังงานความรอนดวย คลื่นไมโครเวฟและลมรอนตออัตราแหงของยางพารา. ทุนสนับสนุนวิจัยรายได มหาวทิ ยาลยั สงขลานครนิ ทรป ระจาํ ป2555.

43 ภาคผนวก ก เอกสารอนุมตั ใิ หเริ่มตน โครงการสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยแี ละนวัตกรรม เอกสารหนงั สือรบั รองการใชประโยชนจากผลงานวิจยั หรืองานสรา งสรรค เอกสารแบบแสดงหลักฐานการมีสว นรว มในผลงาน

44