คอลเลกชัน: ไดอัลเกจ

หน่วยการวัดและค่าความละเอียด

หน่วยการวัดและค่าความละเอียดของไดอัลเกจ (Dial Gauge) ไดอัลเกจเป็นเครื่องมือวัดความเที่ยงตรงสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม งานกลึง งานประกอบเครื่องจักร และงานตรวจสอบชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำระดับไมครอน จุดเด่นของไดอัลเกจคือสามารถแปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นขนาดเล็กของก้านวัด (Plunger/Spindle) ให้กลายเป็นการหมุนของเข็มบนหน้าปัด ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้อ่านค่าความคลาดเคลื่อนหรือความเคลื่อนที่ของชิ้นงานได้อย่างชัดเจน แม่นยำ และสะดวก

หน่วยการวัดของไดอัลเกจ

ไดอัลเกจทั่วไปใช้ “มิลลิเมตร (mm)” เป็นหน่วยหลัก เนื่องจากงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้ระบบเมตริก แต่ก็ยังมีบางรุ่นที่ใช้ “นิ้ว (inch)” สำหรับอุตสาหกรรมที่ยึดตามมาตรฐานอังกฤษหรืออเมริกา โดยลักษณะการแบ่งหน่วยจะขึ้นอยู่กับชนิดของไดอัลเกจ เช่น

1. ไดอัลเกจแบบระบบเมตริก

• หน่วยการอ่านเป็น “มิลลิเมตร”
• ค่าบนหน้าปัดจะถูกแบ่งเป็นช่วงเล็ก ๆ เช่น 0.01 mm ต่อ 1 ขีด
• การหมุนครบหนึ่งรอบของเข็มมักเท่ากับ 1 mm (ขึ้นกับรุ่น)

2. ไดอัลเกจแบบระบบนิ้ว (Imperial)

• หน่วยการอ่านเป็น “นิ้ว” เช่น 0.001 inch ต่อ 1 ขีด
• เหมาะสำหรับงานที่อิงแบบหรือตัวชิ้นงานมาตรฐาน Imperial

ค่าความละเอียด (Resolution) ของไดอัลเกจ

ค่าความละเอียดหมายถึง “ค่าการเปลี่ยนแปลงที่น้อยที่สุดที่เครื่องมือสามารถตรวจจับได้” หรือขนาดของระยะห่างระหว่างเส้นแบ่งแต่ละขีดบนหน้าปัด ยิ่งค่าความละเอียดมีขนาดเล็ก เครื่องมือยิ่งแม่นยำ

ค่าความละเอียดทั่วไปของไดอัลเกจ

• 0.01 mm (พบมากที่สุด เหมาะกับงานตรวจสอบทั่วไป)
• 0.001 mm หรือ 1 ไมครอน (สำหรับงานเที่ยงตรงสูง เช่น Jig, Checking fixture, งานประกอบชิ้นส่วนความละเอียดสูง)
• 0.001 inch (สำหรับระบบนิ้ว)

รุ่นความละเอียดสูงมักมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนกว่า เช่นใช้เฟืองละเอียดพิเศษ (Jeweled Bearing) และระบบสปริงที่มีความคงตัวสูง เพื่อให้การเคลื่อนที่ของก้านวัดถูกถ่ายทอดอย่างแม่นยำมากที่สุด

หลักการออกแบบที่มีผลต่อความละเอียด

ค่าความละเอียดไม่ได้ตัดสินด้วยเส้นแบ่งหน้าปัดเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างภายในของไดอัลเกจ เช่น

อัตราทดของเฟือง (Gear Ratio)
เฟืองที่มีอัตราทดสูงทำให้การเคลื่อนที่เล็ก ๆ ของก้านวัด ถูกขยายให้เข็มหมุนมากขึ้น และอ่านค่าได้ละเอียดขึ้น

สปริงแรงตึงคงที่
สปริงคุณภาพสูงช่วยให้การเคลื่อนที่ของแกนวัดมีความสม่ำเสมอ ไม่กระตุก ไม่สะดุด ทำให้การอ่านค่าแม่นยำกว่า

ระยะชักของก้านวัด (Range/Travel)

• ไดอัลเกจที่มีระยะชักมาก เช่น 10 mm หรือ 30 mm มักมีค่าความละเอียดค่อนข้างหยาบ
• ไดอัลเกจที่ออกแบบให้วัดระยะสั้น เช่น 1–5 mm มักให้ความละเอียดสูงกว่า

ความสำคัญของค่าสเกลและความละเอียดต่อการใช้งาน

1. งานกลึง/งานกัด
ใช้ตรวจสอบความเรียบหรือความคดของเพลา วิเคราะห์ค่าความเบี้ยวหรือ Runout ต้องการความละเอียดอย่างน้อย 0.01 mm

2. งานประกอบแม่พิมพ์ (Mold & Die)
ต้องการความละเอียดสูง เช่น 0.001 mm เพื่อควบคุมความคลาดเคลื่อนในระดับไมครอน

3. งานตรวจสอบสภาพเครื่องจักร
ใช้ไดอัลเกจดูระยะการเคลื่อนตัวของชิ้นส่วน เช่น Backlash หรือ Movement ของแกนในเครื่อง CNC

4. งานทำจิ๊กและฟิกซ์เจอร์
ต้องการค่าที่เสถียร ซ้ำได้ แม่นยำ เพื่อควบคุมตำแหน่งชิ้นงานในกระบวนการผลิต

ไดอัลเกจเป็นเครื่องมือวัดที่มีความจำเป็นอย่างมากในงานอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง หน่วยการวัดโดยทั่วไปเป็นมิลลิเมตรหรือบางครั้งเป็นนิ้ว และค่าความละเอียดอาจต่ำสุดถึงระดับไมครอน การเลือกไดอัลเกจจึงต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับงาน ไม่ว่าจะเป็นค่าความละเอียด ระยะชัก ความคงตัวของสปริง โครงสร้างเฟือง และสเกลหน้าปัด เพื่อให้เกิดความถูกต้องสูงสุดในการใช้งานจริง

การใช้งาน ไดอัลเกจ (Dial Gauge) ในงานตั้งศูนย์เพลาและมอเตอร์

ในงานบำรุงรักษาเครื่องจักรและระบบส่งกำลัง การตั้งศูนย์เพลา (Shaft Alignment) ระหว่างมอเตอร์กับเครื่องจักรที่ขับเคลื่อน เช่น ปั๊ม เกียร์บ็อกซ์ หรือคอมเพรสเซอร์ ถือเป็นงานสำคัญที่มีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และความปลอดภัยของระบบ หากการจัดแนวเพลาไม่ถูกต้องจะก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนสูง การสึกหรอของแบริ่งเร็วผิดปกติ การสูญเสียกำลัง และอาจเกิดความเสียหายรุนแรงได้ เครื่องมือหลักที่ใช้ในการตรวจสอบความตรงศูนย์ของเพลาแบบดั้งเดิมและยังคงนิยมอย่างแพร่หลายคือ ไดอัลเกจ (Dial Gauge) เพราะมีความเที่ยงตรง อ่านค่าได้ง่าย และสามารถตรวจจับความคลาดเคลื่อนได้ในระดับไมครอน

คุณสมบัติของไดอัลเกจเหมาะกับงานตั้งศูนย์เพลาอย่างมาก เนื่องจากเครื่องมือนี้สามารถวัด “การเยื้องศูนย์ (Misalignment)” ทั้งในแนวราบ แนวดิ่ง และในลักษณะเชิงมุมได้อย่างละเอียด งานตั้งศูนย์เพลานั้นแบ่งการคลาดเคลื่อนหลักเป็น 2 ประเภท ได้แก่

1. Parallel Misalignment (การเยื้องศูนย์เชิงขนาน) เพลาทั้งสองแกนอยู่ขนานกันแต่เลื่อนไปด้านใดด้านหนึ่ง ทำให้ผิวหน้าข้อต่อหรือคัปปลิ้งไม่อยู่ในระนาบเดียวกัน
2. Angular Misalignment (การเยื้องศูนย์เชิงมุม) แกนเพลาทำมุมไม่เท่ากัน ทำให้คัปปลิ้งเอียงหรือไม่มีความเรียบสม่ำเสมอรอบวง

ไดอัลเกจช่วยตรวจสอบความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ผ่านการติดตั้งบน “Bracket” หรือ “Fixture” ที่ยึดกับเพลามอเตอร์และเพลาของเครื่องจักร แล้วหมุนเพลาร่วมกันเพื่อตรวจวัดความต่างของระยะบนตำแหน่งรอบวง (0°, 90°, 180°, 270°)

ขั้นตอนการใช้งานไดอัลเกจในงานตั้งศูนย์เพลา

1. เตรียมความพร้อมก่อนการวัด

• ทำความสะอาดหน้าแปลนและคัปปลิ้งให้ปราศจากเศษโลหะหรือคราบน้ำมัน
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์และอุปกรณ์ถูกติดตั้งบนฐานรองที่มั่นคง
• ใช้ฟิลเลอร์เกจตรวจสอบแผ่นรอง (Shim) ไม่ให้มีการโก่งตัวหรือสึกหรอ
• ปลดโหลดและทำให้เพลาทั้งสองสามารถหมุนได้อย่างอิสระ

2. การติดตั้งไดอัลเกจ

• ใช้ชุด Bracket ยึดไดอัลเกจเข้ากับเพลาหรือข้อต่อของมอเตอร์
• ปรับตำแหน่งก้านวัดให้สัมผัสกับผิวคัปปลิ้งโดยมีแรงกดที่เหมาะสม
• ตั้งค่าไดอัลเกจให้อยู่ที่ศูนย์ (Zero Setting) ก่อนเริ่มวัด

3. การหมุนเพลาและอ่านค่า
หมุนเพลาช้า ๆ และหยุดที่ตำแหน่ง 4 จุดรอบวง ได้แก่

• Top (0°)
• Right (90°)
• Bottom (180°)
• Left (270°)

4. การวิเคราะห์ค่าการเยื้องศูนย์
จากค่าที่วัดได้ วิศวกรหรือช่างเทคนิคจะคำนวณว่าการเยื้องศูนย์เป็นแบบไหน ตัวอย่าง

• ถ้าค่าบนตำแหน่ง Top และ Bottom แตกต่างกัน → มีการคลาดเคลื่อนในแนวดิ่ง
• ถ้าค่าที่ Left และ Right แตกต่างกัน → มีการคลาดเคลื่อนในแนวราบ
• หากค่าทั้งสองฝั่งมีความต่างแบบเป็นสัดส่วน → เป็นการคลาดเคลื่อนแบบเชิงมุม

การปรับตั้งศูนย์ด้วย Shim และการเคลื่อนมอเตอร์
หลังจากวิเคราะห์แล้ว ขั้นตอนที่สำคัญคือการปรับตั้งเพลาให้กลับเข้าสู่ตำแหน่งที่ถูกต้อง โดยใช้สองวิธีหลักคือ

1. การเพิ่มแผ่น Shim ใต้ฐานมอเตอร์
ใช้ปรับความสูง (Vertical Alignment)

• ถ้าค่าด้านบนมากกว่าด้านล่าง → ต้องลดระดับหรือถอด Shim ออก
• ถ้าด้านล่างมากกว่า → ต้องเพิ่ม Shim เพื่อยกมอเตอร์ให้สมดุล

2. การเคลื่อนมอเตอร์ในแนวราบ
ใช้สำหรับปรับ Horizontal Alignment

• คลายน็อตยึดฐานมอเตอร์
• เลื่อนมอเตอร์ซ้าย–ขวา ตามค่าความคลาดเคลื่อนที่วัดได้
• ขันน็อตยึดกลับและทำการทดสอบซ้ำเพื่อยืนยันผล

ความสำคัญของการตั้งศูนย์เพลาด้วยไดอัลเกจ
การตั้งศูนย์เพลาอย่างถูกต้องโดยใช้ไดอัลเกจช่วยลดปัญหาหลายประการ ได้แก่

• ลดการเกิดการสั่นสะเทือนของระบบ
• ป้องกันแบริ่งและซีลไม่ให้สึกหรอเร็วเกินไป
• ลดภาระโหลดบนคัปปลิ้ง ทำให้อายุการใช้งานยาวขึ้น
• ลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบส่งกำลัง
• ป้องกันการเสียหายแบบฉับพลันของเครื่องจักร

แม้ปัจจุบันจะมีเครื่องมือเลเซอร์ตั้งศูนย์เพลาที่ใช้งานง่ายกว่า แต่ไดอัลเกจยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่างเทคนิคและวิศวกรใช้กันอย่างกว้างขวาง เพราะให้ผลที่เชื่อถือได้ ประหยัดค่าใช้จ่าย และสามารถใช้งานได้ในหลากหลายเงื่อนไขของเครื่องจักร

ไดอัลเกจเป็นเครื่องมือพื้นฐานที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตั้งศูนย์เพลาและมอเตอร์ในงานอุตสาหกรรม การใช้งานที่ถูกต้องจะช่วยให้การตรวจสอบความเยื้องศูนย์ทั้งเชิงขนานและเชิงมุมมีความแม่นยำสูง พร้อมทั้งช่วยป้องกันความเสียหายและยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรโดยรวม เครื่องมือชนิดนี้จึงถือว่าเป็นหัวใจสำคัญของงานบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance) และเชิงทำนาย (Predictive Maintenance) ในโรงงานอุตสาหกรรมทุกประเภท

ข้อจำกัดและความคลาดเคลื่อน ของ ไดอัลเกจ (Dial Gauge) ที่อาจเกิดขึ้น

ข้อจำกัดและความคลาดเคลื่อนของไดอัลเกจ (Dial Gauge) ที่อาจเกิดขึ้น ไดอัลเกจเป็นเครื่องมือวัดระยะเคลื่อนที่ขนาดเล็กที่ได้รับความนิยมในงานอุตสาหกรรมเนื่องจากให้ความละเอียดสูงและใช้งานได้หลากหลาย ทั้งงานตั้งศูนย์เพลา งานตรวจสอบความเรียบผิว งานวัดความคดงอของชิ้นงาน ไปจนถึงงานควบคุมคุณภาพในกระบวนการผลิต อย่างไรก็ตาม แม้ไดอัลเกจจะเป็นเครื่องมือที่แม่นยำ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดและปัจจัยหลายประการที่อาจก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนของค่าที่วัดได้ หากไม่เข้าใจและควบคุมปัจจัยเหล่านี้อย่างถูกต้อง ก็อาจส่งผลให้ผลการวัดผิดเพี้ยนและก่อให้เกิดปัญหาในการผลิตหรือการบำรุงรักษาเครื่องจักร

1. ข้อจำกัดที่เกิดจากตัวไดอัลเกจเอง

1.1 ขีดจำกัดของค่าความละเอียด (Resolution Limit)
แม้ไดอัลเกจจะมีความละเอียดสูง เช่น 0.01 mm หรือ 0.001 mm แต่ก็ยังมีจุดจำกัด เนื่องจากความละเอียดคือระดับต่ำสุดที่เครื่องมือสามารถวัดได้ ไม่ใช่ระดับของความถูกต้อง (Accuracy) เสมอไป การอ่านค่านอกเหนือกว่าความละเอียดจะทำให้ผลวัดคลาดเคลื่อนทันที

1.2 ฮิสเทรีซิส (Hysteresis Error)
เป็นความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากความแตกต่างของการวัดขณะก้านวัดเคลื่อนที่ขึ้นกับเมื่อก้านวัดเคลื่อนที่กลับลง เช่น

• ก้านวัดไปไม่สุดช่วง
• เฟืองภายในเกิดการเสียดสีกัน
• สปริงต้านแรงไม่คงที่

ผลคือค่าที่วัดระหว่างการขึ้นและลงไม่เท่ากัน ทำให้ผลวัดคลาดเคลื่อนได้หลายไมครอน

1.3 ความสึกหรอของเฟืองภายใน
ระบบเฟือง (Gear Train) เป็นหัวใจสำคัญของไดอัลเกจ หากเฟืองเกิดการสึกหรือหลวมแม้เพียงเล็กน้อย เข็มจะไม่หมุนสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของก้านวัด ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดโดยตรง

1.4 สปริงคืนกลับไม่สม่ำเสมอ
สปริงที่เสื่อม หรือตึงตัวไม่เท่ากันจะทำให้ก้านวัดเคลื่อนตัวไม่เป็นเชิงเส้น ผลคือค่าที่อ่านได้ผิดเพี้ยน โดยเฉพาะช่วงแรกและช่วงท้ายของระยะชัก

1.5 ระยะชักของก้านวัด (Range Limitation)
ไดอัลเกจที่มีระยะวัดสั้น เช่น 1–10 mm อาจไม่เหมาะกับงานที่มีการเคลื่อนตัวมาก หากก้านวัดไปถึงจุดสิ้นสุด (Overtravel) จะทำให้

• เฟืองเสียหาย
• เข็มตีจนเพี้ยน
• ผลวัดผิดทันที

2. ความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการติดตั้ง

2.1 การยึดไม่มั่นคง (Mounting Instability)
การติดตั้งไดอัลเกจแบบไม่แน่น เช่น

• แคลมป์หลวม
• แม่เหล็กฐานไม่ยึดแน่น
• ชุดบราเก็ตงอหรือสั่น

จะทำให้ค่าที่อ่านได้สั่นหรือเปลี่ยนแปลงแม้ไม่ใช่ความเคลื่อนที่จริงของชิ้นงาน

2.2 มุมการสัมผัสไม่ตั้งฉาก (Cosine Error)
หากก้านวัดไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวที่จะวัด จะเกิด Cosine Error ทำให้ค่าที่วัดได้สูงหรือต่ำกว่าความจริง ตัวอย่างเช่น

• วัดเอียง 10° อาจทำให้ค่าผิดหลายไมครอน ข้อผิดพลาดนี้พบบ่อยในงานตั้งศูนย์เพลาหรือวัดความเรียบของผิวโค้ง

2.3 แรงกดของก้านวัดมากเกินไป
แรงกดที่มากเกินไปทำให้

• ก้านวัดฝืด
• ผิวชิ้นงานยุบตัว (ในกรณีวัสดุอ่อน)
• เข็มตีกลับไม่เสถียร

ส่งผลให้ผลวัดไม่น่าเชื่อถือ

3. ความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากสภาพแวดล้อม

3.1 การสั่นสะเทือน (Vibration)
โรงงานอุตสาหกรรมเต็มไปด้วยการสั่นสะเทือนจากเครื่องจักรอื่น แม้การสั่นเล็กน้อยก็ทำให้เข็มไดอัลเกจสั่นต่อเนื่อง โดยเฉพาะงานตั้งศูนย์เพลา มอเตอร์อาจมีการสั่นอยู่แล้วทำให้ผลวัดผิดเพี้ยน

3.2 อุณหภูมิ (Thermal Expansion)
โลหะทุกชนิดขยายตัวหรือหดตัวตามอุณหภูมิ

• ก้านวัดที่ยาวขึ้นแม้เพียงเล็กน้อย
• ชิ้นงานขยายตัว 0.01–0.05 mm

ส่งผลให้เกิดความคลาดเคลื่อนโดยไม่รู้ตัว

3.3 ฝุ่นและคราบน้ำมัน
คราบบนผิวชิ้นงานสามารถเพิ่มความหนาเพียง 0.01–0.03 mm ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้ค่าที่วัดผิดทันที

4. ความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากผู้ใช้งาน

4.1 การอ่านค่าสเกลผิด (Reading Error)
การมองหน้าปัดไม่ตรงมุมหรือมองเฉียง ทำให้เกิด Parallax Error ซึ่งทำให้ค่าที่อ่านคลาดเคลื่อนโดยตรง

4.2 การเซตศูนย์ผิดพลาด (Zero Setting Error)
ถ้าตั้งค่าเริ่มต้นไม่ตรงศูนย์ ผลวัดทั้งหมดจะผิดทันทีแม้ทำทุกขั้นตอนถูกต้อง

4.3 หมุนเพลาไม่สม่ำเสมอในงานตั้งศูนย์
การหมุนเร็วเกินไปหรือกระตุก จะทำให้เข็มแกว่งและยากต่อการอ่านค่าอย่างแม่นยำ

4.4 ใช้เครื่องมือไม่เหมาะกับงาน

• ใช้ไดอัลเกจความละเอียด 0.01 mm ในงานที่ต้องการความแม่นยำระดับ 1 ไมครอน
• ใช้เกจระยะชักสั้นกับงานที่ต้องวัดการเคลื่อนที่ยาว

ทำให้ผลวัดไม่น่าเชื่อถือ

5. ข้อจำกัดเชิงโครงสร้างและการใช้งาน

5.1 ไม่เหมาะกับผิวที่หยาบหรือไม่สม่ำเสมอ
ผิวที่ขรุขระทำให้เข็มสั่นตลอดเวลาและอ่านค่าจริงได้ยาก

5.2 ไม่เหมาะกับการวัดความเร็วสูงหรือการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่อง
ไดอัลเกจออกแบบสำหรับวัดการเคลื่อนที่ช้า ไม่เหมาะกับงานวัดแรงสั่นสะเทือนแบบเรียลไทม์

5.3 มีข้อผิดพลาดสะสม (Cumulative Error)
เนื่องจากระบบเฟืองหลายชั้น ทุกจุดของเฟืองมีโอกาสเพิ่มความผิดพลาดเล็กน้อยจนสะสมเป็นค่าคลาดเคลื่อนที่มากขึ้นในภาพรวม

แม้ไดอัลเกจจะเป็นเครื่องมือวัดที่สำคัญและมีความเที่ยงตรงสูง แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการที่อาจทำให้การวัดค่าคลาดเคลื่อนได้ ตั้งแต่ความสมบูรณ์ของเครื่องมือ ความถูกต้องของการติดตั้ง สภาพแวดล้อม ไปจนถึงความชำนาญของผู้ใช้งาน การเข้าใจและควบคุมปัจจัยเหล่านี้จะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลการวัด ลดความเสี่ยงในงานคุณภาพและงานบำรุงรักษา และทำให้การใช้งานไดอัลเกจมีประสิทธิภาพสูงสุดทั้งในงานตั้งศูนย์เพลา งานตรวจสอบ และงานควบคุมกระบวนการผลิต

คำถามอื่นๆ เกี่ยวกับ ไดอัลเกจ (Dial Gauge)

ไดอัลเกจ (dial gauge) คือ ? และ วิธีใช้ไดอัลเกจ?

แม่นยำทุกองศา " ไดอัลเกจ " พิชิตทุกการวัด