การหาเส้นทางการพันเส้นใยบนท่อโค้งคอมโพสิตสำหรับเครื่องพันเส้นใยอัตโนมัติDetermination of Filament Winding Path on a Composite Elbow Pipe for the Automatic Winding Machine

Abstract

ท่อคอมโพสิตมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เพราะท่อคอมโพสิตมีข้อดีในเรื่องความแข็งแรง ทนต่อการกัดกร่อน น้ำหนักเบา และไม่เป็นสนิมการผลิตท่อคอมโพสติ ใช้เส้นใยแก้วจุ่มเรซินแล้วนำมาพันตามรูปทรงของท่องานวิจัยนี้เป็นการหาเส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรเพื่อให้ได้เส้นทางการพันเส้นใยตามการออกแบบบนท่อโค้งต้นแบบด้วยสมการ Helix การพันเส้นใยต้องพันให้เต็มพื้นที่ของท่อต้นแบบ ซึ่งการกำหนดจำนวนรอบของการพันและไขว้ของเส้นใยต้องเป็นไปตามลักษณะที่ออกแบบไว้ เส้นทางการพันสามารถจำลองด้วยโปรแกรม CAD/CAM จากนั้นทำการแปลงทางเดินของเส้นใยบนท่อโค้งให้เป็นเส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรสำหรับการทำงานอัตโนมัติ จากการทดลองพบว่าเครื่องพันเส้นใยสามารถเคลื่อนที่ได้ใกล้เคียงกับการจำลองในโปรแกรม การตรวจความถูกต้องทำโดยการเปรียบเทียบลักษณะการพันที่ออกแบบไว้กับผลของการพันเส้นใยด้วยเครื่องจักร พบว่าได้ลักษณะเส้นใยที่พันตามการออกแบบ ผลจากการศึกษานี้สามารถนำไปใช้ในการออกแบบเครื่องพันเส้นใยแก้วสำหรับท่อโค้งที่มีขนาดต่างกันได้ต่อไป

Composite pipes have an important role in construction industry in terms of strength, corrosion resistance, lightweight and non-rust. To manufacture composite pipes, glass fiber is dipped into resin solution and wound around a mandrel pipe. This research determines the elbow pipe filament winding path on an elbow mandrel by using helix curve equations. A CAD/CAM software determines the number of winding rounds to obtain the desired filament angle, and simulates the filament winding pattern. After that, the filament path is transformed to the winding machine path. The experiments show that the filament winding machine is able to automatically wind the filament similar to the design pattern. The validation is done by comparing the machine winding path with the simulation winding path on an elbow pipe. The result shows that the machine works according to the design. This study provides the knowledge on determination of the filament winding path on elbow pipes for the automatic winding machine. The results can be applied to various sizes of elbow pipes.