รายงานการวิจัย เรื่อง...

62
รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจาลองเพื่อใช้สอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี ในรายวิชาพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ -วิทยาศาสตร์ โดย พงศ์ระพี แก้วไทรฮะ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ได้รับทุนอุดหนุนจากมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา ปีงบประมาณ 2554

Upload: others

Post on 06-Sep-2019

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

รายงานการวจย เรอง

การพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองเพอใชสอนการเขยนโปรแกรมซเอนซ ในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร

โดย พงศระพ แกวไทรฮะ

คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม

ไดรบทนอดหนนจากมหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทา ปงบประมาณ 2554

Page 2: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 3: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทคดยอ ชอรายงานการวจย: การพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองเพอใชสอนการเขยนโปรแกรมซเอนซ ในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร ชอผวจย: พงศระพ แกวไทรฮะ ปทท าการวจย: 2554 …………………………………………………………………………………………………………………

การวจยครงนมวตถประสงคเพอพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง (Virtual Lab) มาใช

ประกอบการจดกจกรรมการเรยนรในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร -วทยาศาสตร เพอใหผเรยนไดเหนถงความเชอมโยงระหวาง เนอหาวชาทเรยนกบการน าไปประยกตใชในการควบคมเครองจกรซเอนซทางอตสาหกรรม โดยโปรแกรมทพฒนาขนสรางดวยภาษาจาวา (Java) มขนาดเลก ใชงานงาย มประสทธภาพในการแสดงผลลพธ เปนภาพกราฟกสองมตจากรหสควบคม (G-Code) ทปอนโดยผใช โปรแกรมทพฒนาขนนอกจากจะสามารถตรวจสอบความถกตองของรหสควบคมแลว ยงชวยสงเสรมการเรยนรในเชงสรางสรรค อกทงยงมคาใชจายไมมากเมอเทยบกบโปรแกรมจ าลองการท างาน (Simulator) หรอเครองจกรจรง

www.ssru.ac.th

Page 4: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

Abstract Research Title: The Development of Virtual Laboratory Software for CNC Programming Training in a General Math-Science Course Author: Pongrapee Kaewsaiha Year: 2011 …………………………………………………………………………………………………………………

The purpose of this research is to develop a virtual lab software to use as a part of

learning activities in a general math-science course. With the developed software and the designed

learning activity, students will realize that course materials they learnt can be applied to a CNC

programming which is world-wide used in manufacturing industries. The developed software (Java

application) can display the result of user-input code (G-Code) in 2D graphics. It is not only able to

verify the correctness of input codes, but also enhance students’ creative. The virtual lab software

has a very small size and much cheaper than a simulator software or a real machine.

www.ssru.ac.th

Page 5: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

www.ssru.ac.th

Page 6: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

i

กตตกรรมประกาศ การวจยในครงนส าเรจลลวงไดดวยความกรณาอยางยงจากอาจารย ดร.นารนาถ รกสนทร และนกศกษาสาขาเทคโนโลยอเลกทรอนกสทไดใหความรวมมอในการปฏบตงานซเอนซและเกบขอมลในการท าวจยครงน ขอบคณสถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทาทไดใหโอกาสผวจยในการท าวจยครงน พงศระพ แกวไทรฮะ

www.ssru.ac.th

Page 7: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ii

สารบญ หนา บทคดยอ i Abstract ii กตตกรรมประกาศ iii บทท 1 บทน า 1

- ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 - วตถประสงคของโครงการวจย 6 - ขอบเขตของโครงการวจย 6 - ทฤษฎ สมมตฐาน และกรอบแนวความคดของโครงการวจย 6 - ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 7 - นยามปฏบตการ 7

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 8 - แนวคด ทฤษฎ และงานวจยทเกยวกบหองปฏบตการจ าลอง 8

บทท 3 วธด าเนนการวจย 10 - แบบแผนการทดลอง 10 - กลมทดลอง 10 - เครองมอทใชในการวจย 10 - วธเกบรวบรวมขอมล 11 - การวเคราะหขอมล 16 - สถตทใช 16

บทท 4 ผลการวเคราะหขอมล 17 - ผลการใชงานโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง 17 - ผลการประเมนความพงพอใจ 18

บทท 5 สรป อภปรายผล และขอเสนอแนะ 19 - สรปผลการวจย 19 - อภปรายผลการวจย 19 - ขอเสนอแนะ 19

เอกสารอางอง 20 ภาคผนวก 21

- ตารางรหสควบคมเครองจกร (G-Code) 22 - ภาพชนงานทผเรยนออกแบบและลงมอปฏบต 24

www.ssru.ac.th

Page 8: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

iii

สารบญรปภาพ

รปท หนา 1 เครองจกรซเอนซทใชในโรงงานอตสาหกรรม (เครองกด) และชนงานทสราง 1 2 ปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน 2 3 ซอฟตแวรจ าลองการท างาน (Simulator) และอปกรณควบคมลขสทธ(Hardlock) 3 4 ผงแสดงขนตอนปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน กอนใช Virtual Lab 4 5 ผงแสดงขนตอนปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน หลงใช Virtual Lab 5 6 แนวคดของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง (Virtual Lab) 6 7 ตวอยางหนาตางแสดงผลของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง 11 8 ตวอยางสไลดประกอบการบรรยายเรองเครองจกรซเอนซ 11 9 ตวอยางสไลดประกอบการบรรยายเรองระบบพกดของเครองซเอนซ 12 10 โจทยปญหาเรองระบบพกดของเครองซเอนซ พรอมเฉลย 12 11 ตวอยางรหสควบคมเครองซเอนซ 13 12 ตวอยางโจทยปญหาเรองการเขยนรหสควบคมเครองซเอนซ 13 13 กระดาษกรดส าหรบการออกแบบชนงาน 14 14 ตวอยางชนงานทผาน (ซาย) และไมผานการตรวจสอบ (ขวา) 14 15 ตวอยางการสรางขนงานดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน (Simulator) 15 16 ชนงานทสรางจากเครองกดซเอนซชนด 3 แกน 15

www.ssru.ac.th

Page 9: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

iv

สารบญตาราง

ตารางท หนา 1 ผลการทดสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน 17

www.ssru.ac.th

Page 10: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

5

www.ssru.ac.th

Page 11: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทท 1 บทน า

ความเปนมาและความส าคญของปญหา ปจจบนเทคโนโลยซเอนซ ( Computerized Numerical Control: CNC) ไดเขามามบทบาทส าคญใน

กระบวนการผลตทางอตสาหกรรม ไมวาจะเปนงานกด ( Milling) งานกลง (Turning) ชนสวนรถยนต อะไหล อปกรณเครองมอตางๆ รวมถงการสรางตนแบบหรอแมพมพพลาสตกลวนแลวแตอาศยเครองจกรซเอนซในการสราง การเขยนโปรแกรมซเอนซ ( G-Code) นนอาศยหลกการพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร ไดแกเรองเรขาคณตวเคราะห ระบบพกด เสนตรง วงกลม เสนโคง แรง ความเรว การเคลอนท เปนตน นอกจากนนยงตองอาศยการคดเชงรเรมสรางสรรค การคดเชงเหตผล และจนตนาการอกดวย

รปท 1 เครองจกรซเอนซทใชในโรงงานอตสาหกรรม (เครองกด) และชนงานทสราง

การเรยนการสอนเรองการเขยนโปรแกรมและการควบคมเครองซเอนซนน มปรากฎในหลกสตรระดบอดมศกษาและประกาศนยบตรวชาชพในสาขาวชาดานเครองกล โรงงานอตสาหกรรม ระบบอตโนมต และระบบควบคมในอตสาหกรรม รวมถงการจดเปนโครงการฝกอบรมใหกบพนกงานผปฎบตงานในโรงงานอตสาหกรรม ผวจยเลงเหนวาเทคโนโลยซเอนซเปนสงทมความนาสนใจในดานทสามารถสรางชนงานตามทไดออกแบบเอาไวได อกทงยงสะทอนใหเหนถงความส าคญของเนอหาวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร ทมตอการปฏบตงานจรงในโรงงานอตสาหกรรม ในการปฏบตงานในฐานะอาจารยผสอนทผานมา ผวจยไดรวมเอาปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน (3- Axis CNC Milling) เขาเปนกจกรรมหนงในรายวชาระบบอตโนมตในงานอตสาหกรรม และวชาคอมพวเตอรในงานอตสาหกรรม ซงเปนรายวชาส าหรบนกศกษาชนปท 3 เพอเตรยมความพรอมในการฝกปฏบตงานในโรงงานอตสาหกรรม ซงผวจยไดก าหนดขนตอนการปฏบตงานของผเรยนดงน 1) ขนตอนการออกแบบ ผเรยนจะตองออกแบบชนงานของตนเอง เพอน าไปสรางดวยเครองกดซเอนซ โดยใชวสดทก าหนดให

www.ssru.ac.th

Page 12: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

2) ขนตอนการตรวจสอบแบบโดยอาจารยผสอน ในขนตอนนผสอนจะท าการตรวจแบบทผเรยนไดออกแบบไว โดยพจารณาความเปนไปไดในการน าไปสรางเปนชนงานจรง แบบงานทไมผานการตรวจสอบและตองออกแบบใหม เชน มความละเอยดมากเกนไป การวาดไมถกตองตามหลกเรขาคณต ไมสามารถหาพกดทางเรขาคณตได แบบมความงายเกนไปไมเหมาะทจะท า เปนตน 3) ขนตอนการเขยนโปรแกรมซเอนซ โดยหลงจากผานการตรวจแบบโดยอาจารยผสอนแลว ผเรยนจะตองเขยนโปรแกรมส าหรบควบคมเครองจกรใหสรางชนงานตามทออกแบบไว 4) ขนตอนการตรวจสอบดวยซอฟตแวรจ าลองการท างาน ( Simulator) ผเรยนน าไฟลโปรแกรมซเอนซทเขยนขนไปตรวจสอบดวยซอฟตแวรจ าลองการท างาน โดยซอฟตแวรจะท าหนาทเปรยบเสมอนเครองจกรจ าลองทผใชสามารถสงใหเคลอนท ตดตงอปกรณ ก าหนดคาตางๆ เขยนและโหลดโปรแกรมซเอนซ จากนนซอฟตแวรจะแสดงการสรางชนงานเปนภาพเคลอนไหวเสมอนวาเครองจกรก าลงท างานอย ทงนเพอใหผใชไดทดลองสรางชนงานในคอมพวเตอรกอนการลงมอปฏบตกบเครองจกรจรง ปองกนอนตรายและปญหาทอาจเกดขนจากการใชงานเครองจกรจรงหากการเขยนโปรแกรมซเอนซ หรอการก าหนดคาตางๆ ไมถกตอง ซงในขนตอนนหากพบปญหาผเรยนจะตองท าการแกไขโปรแกรมและน ามาตรวจสอบใหมจนกวาจะถกตอง 5) ขนตอนการใชงานเครองจกร ผเรยนน าเอาไฟลทผานการตรวจสอบดวยซอฟตแวรจ าลองการท างานแลว ไปปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซภายใตการควบคมดแลโดยอาจารยผสอน

รปท 2 ปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน

ในบางครงผวจยไดรบมอบหมายใหจดกจกรรมเดยวกนนในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร เชน วชาคณตศาสตร ฟสกส หรอจดเปนกจกรรมตอเนองจากโครงการฝกอบรมหรอศกษาดงานตางๆ และในบางครงเกดจากความสนใจของผเรยนเอง ซงผวจยกเลงเหนวากจกรรมดงกลาวเปนประโยชนกบผเรยน และเปนกจกรรมทสะทอนใหเหนถงความเชอมโยงและประโยชนของการเรยนวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร กบกระบวนการผลตในอตสาหกรรม แตการปฏบตงานผวจยพบปญหาในการอยางมากในขนตอนการตรวจสอบดวยซอฟตแวรจ าลองการท างาน เนองจากผเรยนทเปนนกศกษาชนปท 1 ยงไมคนเคยกบเครองจกรในอตสาหกรรม และยงไมมทกษะดานการเขยนโปรแกรม เมอน าโปรแกรมซเอนซทผเรยนเขยนมาตรวจสอบดวยซอฟตแวรจ าลองการท างานแลว พบวาการเขยนโปรแกรมซเอนซมความผดพลาดมากในชวงแรก โดยพบวาผเรยนมากกวารอยละ 90 เขยนโปรแกรม

www.ssru.ac.th

Page 13: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ผดพลาดในครงแรก ซงผเรยนจะตองท าการแกไขตรวจสอบใหมจนกวาจะถกตอง ซงใชเวลามากและตองท าการแกไขหลายครง นอกจากนนการใชงานซอฟตแวรจ าลองการท างานยงมความยากเทยบเทากบการใชงานเครองจกรเนองจากเปนการจ าลองการท างานทเหมอนจรง ซงผใชงานตองปฏบตตงแตขนตอนการตงชนงาน ตดตงอปกรณ ก าหนดคาตางๆ เขยนโปรแกรม โหลดโปรแกรม ทดลองรนโปรแกรม ตรวจสอบและแกไขซงใชเวลามากส าหรบผทยงไมช านาญ สงผลใหการจดกจกรรมใชเวลานาน

ปญหาทส าคญนอกเหนอจากนนคอซอฟแวรจ าลองการท างานมราคาสง บางรนอาจมราคาเทยบเทากบเครองจกรจรง และเปนซอฟตแวรทมการควบคมลขสทธ จ ากดจ านวนการใชงาน ท าใหผเรยนไมสามารถใชงานพรอมกนไดครงละหลายๆ คน ในทนซอฟตแวรทใชอยมการจ ากดใหสามารถใชไดภายในหองปฏบตการเทานน แมวาจะอาศยการบรหารเวลาใหผเรยนมาปฏบตงานในเวลาตางๆกนแลวกตาม ผวจยพบวาการปฏบตงานในแตละครงนนใชเวลาอยางนอย 3 สปดาหผเรยนจงสามารถปฏบตงานไดครบตามขนตอนทกคน ซงใชเวลาจดกจกรรมมากเกนไปส าหรบวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร กระทบตอการเรยนการสอนในหวขออนๆ และเมอผเรยนตองแกไขโปรแกรมซเอนซบอยครงและตองน ามาตรวจสอบบอยครงสงผลใหผเรยนเสยขวญและก าลงใจ ท าใหในชวงหลงผเรยนปฏบตงานโดยไมละเอยดรอบคอบเทาทควรเพอใหงานเสรจ เปนการเสรมสรางทศนคตทไมดตอการปฏบตงานกบเครองจกร และยงสงผลใหโอกาสเกดความผดพลาดเพมขนมากกวาเดมอก

รปท 3 ซอฟตแวรจ าลองการท างาน (Simulator) และอปกรณควบคมลขสทธ(Hardlock)

ดวยเหตนผวจยจงมแนวคดในการพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง ( Virtual Lab) เพอใหผเรยนไดทดลองออกแบบชนงานและเขยนโปรแกรมซเอนซ โดยเปนโปรแกรมคอมพวเตอรกราฟฟกซงพฒนาดวยภาษาซ (C++) การท างานของโปรแกรมจะรบคาอนพททเปนโปรแกรมซเอนซจากผใช จากนนโปรแกรมจะท าการวเคราะหและแสดงผลเปนเสนทางการเคลอนทของอปกรณ ( Tool Path) โดยแสดงเปนลกษณะของเสนกราฟบนระนาบซงผเรยนสามารถใชตรวจสอบความถกตองของโปรแกรมซเอนซทเขยนได โปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทจะพฒนาขนมจดเดนคอใชงานงายเนองจากมงเนนแกปญหาเฉพาะโจทยภายใตเงอนไขทผวจยก าหนดและผเรยนจะตองลงมอปฏบตเทานน ผเรยนทไมมพนฐานดานการเขยนโปรแกรม การใชงานเครองจกรในโรงงานอตสาหกรรม หรอการใชโปรแกรมจ าลองการท างานมากอนกสามารถใชงานได นอกจากนนยงสามารถใชงานไดจากทกท ทกเวลา ลดปญหาและขอจ ากดของการใชงานซอฟตแวรจ าลองการท างานได

www.ssru.ac.th

Page 14: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

อยางไรกตามในการปฏบตส าหรบผทเรยนในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตรนน ขนตอนการตรวจสอบโปรแกรมซเอนซดวยซอฟตแวรจ าลองการท างานและการปฏบตงานโดยใชเครองจกรจรงนนยงคงมความส าคญอย ซงผวจยจะจดหานกศกษาชวยงานทมประสบการณในการใชซอฟตแวรจ าลองการท างานและการใชงานเครองจกรเปนผสาธตและลงมอปฏบต โดยใหผเรยนเปนผสงเกต อธบาย และซกถาม เพอใหการปฏบตสามารถท าไดงาย ประหยดเวลา และบรรลจดประสงคการเรยนรทก าหนดไวได โดยผวจยไดวางแผนการจดกจกรรมการเรยนรดวยปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกนดงแผนภาพตอไปน

(G-Code)

Simulator

90%

10%

Virtual Lab

รปท 4 ผงแสดงขนตอนปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน กอนใช Virtual Lab

www.ssru.ac.th

Page 15: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

Simulator

(G-Code)

Virtual Lab

90%

10%

Virtual Lab

รปท 5 ผงแสดงขนตอนปฏบตการสรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกน หลงใช Virtual Lab

www.ssru.ac.th

Page 16: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

วตถประสงคของโครงการวจย เพอพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองเพอใชสอนการเขยนโปรแกรมซเอนซในรายวชาพนฐาน

ทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร

ขอบเขตของโครงการวจย 1. ประชากรทใชในการศกษาเปนนกศกษาหลกสตรปรญญาตร คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม

มหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทา ทลงทะเบยนในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตร ในภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2554 จ านวน 25 คน

2. เครองซเอนซทใชในการปฏบตการ และเปนตนแบบของงานวจย เปนเครองกดซเอนซ 3 แกนชนดแยกชดอปกรณควบคมความเรวสปนเดลและใชการเปลยนอปกรณดวยมอ

3. การเขยนโปรแกรมซเอนซ ใชรหสจ (G-Code) ของชดควบคม FANUC 4. หองปฏบตการจ าลอง (Virtual Lab) เปนโปรแกรมคอมพวเตอรกราฟฟกสรางดวยภาษาซ (C++)

ท างานบนระบบปฏบตการวนโดวส (Windows) 5. ตวแปรในการวจย ประกอบดวย

5.1 ตวแปรตน คอ โปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง ( Virtual Lab) 5.2 ตวแปรตาม ไดแก รอยละของผเรยนททดสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างานผานในครงแรก

ทฤษฎ สมมตฐาน และกรอบแนวความคดของโครงการวจย โปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทจะพฒนาขน มหลกการท างานคอการวเคราะหโปรแกรมควบคม

เครองซเอนซ ( G-Code) ทผใชปอนเขามา โปรแกรมจะท าการประมวลผลและแสดงผลเปนเสนทางการเคลอนทของอปกรณ ( Tool Path) โดยแสดงในลกษณะของเสนกราฟบนระนาบ เพอใหผใชงานไดตรวจสอบความถกตองของโปรแกรมซเอนซทเขยน และใหผเรยนไดเหนถงความเชอมโยงระหวางเนอหาวชาพนฐานทางคณตศาสตร-วทยาศาสตรทเรยนกบระบบการผลตในโรงงานอตสาหกรรม

(G-Code)

input

(Virtual Lab)

(Tool Path)

output

รปท 6 แนวคดของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง (Virtual Lab)

เมอน าโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขนไปใชในการจดกจกรรมการเรยนรดวยปฏบตการ

สรางชนงานดวยเครองกดซเอนซชนด 3 แกนแลว ผวจยคาดหวงวาผเรยนจะใชโปรแกรมดงกลาวในการ

ตรวจสอบและแกไขโปรแกรมซเอนซทตนเองเขยนซงสามารถปฏบตโดยใชเครองคอมพวเตอรเครองใดกได

และเมอน าโปรแกรมซเอนซมาทดสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างานแลว จะทดสอบผานไดในครงแรก

มากกวารอยละ 90 ของจ านวนผเรยนกลมทดลองทงหมด

www.ssru.ac.th

Page 17: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1. ผเรยนสามารถใชโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขน เพอตรวจสอบความถกตองของ

โปรแกรมซเอนซไดดวยตนเอง 2. การจดกจกรรมการเรยนการสอนเรองการเขยนโปรแกรมซเอนซมความสะดวกและกระชบขน

ผเรยนทไมมพนฐานมากอนสามารถเรยน เขาใจ และลงมอปฏบตได 3. ผเรยนไดเหนถงประโยชนและความส าคญของการเรยนวชาพนฐานทางคณตศาสตร-

วทยาศาสตร ทมตอกระบวนการผลตในโรงงานอตสาหกรรม 4. ไดผลงานวจยเพอน าไปเผยแพรในการประชมวชาการหรอวารสารวชาการ

นยามปฏบตการ หองปฏบตการจ าลอง ( Virtual Lab) หมายถง โปรแกรมคอมพวเตอรทสรางขนเพอใหผเรยนไดฝกปฏบตการเสมอนกบไดลงมอปฏบตกบเครองมอทใชทดลองจรง โดยอาจเปนลกษณะของการแสดงผลลพธแบบภาพนง ภาพเคลอนไหว หรอขอความตวอกษร ซงเปลยนแปลงตามขอมลทผใชปอนเขา ประกอบกบเงอนไขตางๆทไดวางไว

www.ssru.ac.th

Page 18: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

www.ssru.ac.th

Page 19: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

แนวคด ทฤษฎ และงานวจยทเกยวกบหองปฏบตการจ าลอง

นฤดล ดามพสกร , รงสรรค วงศสรรค , และ ทพยวรรณ ฟงสวรรณรกษ (2542) ไดกลาววา การปฏบตการทดลองในหองปฏบตการถอเปนสวนหนงของการเรยนการสอนทางดานวทยาศาสตรและเทคโนโลย ทผเรยนตองมความรทางทฤษฏและทกษะในการทดลองจรง แตบางรายวชานนมผเรยนจ านวนมาก สถานศกษาจะตองลงทนในการจดการเรยนการสอนสงท าใหอปกรณในหองปฏบตการไมเพยงพอ จงจ าเปนตองมการพฒนารปแบบของการปฏบตการทดลองทนอกเหนอจากการปฏบตในหองทดลอง ซง Tuttas J.และ Wagner B. (2001) ไดแบงลกษณะของการปฏบตการทดลองไว 3 รปแบบ ไดแก

1) การทดลองในหองทดลอง ( Local Labs) ผเรยนจะตองปฏบตการทดลองในหองทดลองของสถานศกษา ใชอปกรณทมอยในหองทดลองรวมกบเพอนในกลมโดยมพนกงานหองทดลองและอาจารยประจ าวชาเปนผดแล

2) การปฏบตการทดลองเสมอนจรง ( Virtual Labs) เปนการใชซอฟตแวรจ าลองเลยนแบบอปกรณการทดลองจรง เชน เครองมอวดตาง ๆ หรอจ าลองสถานการณการทดลอง สรางการเคลอนไหวดวยคอมพวเตอร (Computer Animation) จะสามารถสรางปฏสมพนธระหวางบทเรยนและผเรยนไดดในการเรยนดวยตนเองทบาน หรอสถานททผเรยนตองการ

3) การปฏบตการทดลองออนไลน ( Online Labs) เปนการน าเทคโนโลยการสอสารขอมลผานเครอขาย เชน อนเทอรเนต อนทราเนต มาใชรวมกบเครองมอปฏบตการทดลองจรง ผเรยนจะควบคมเครองมอทดลองทางคอมพวเตอรผานเครอ ขาย การปฏบตการทดลองแบบนเปนการผสมผสานระหวางความรสกในการปฏบตการทดลองจรงและความยดหยนเรองสถานทเรยนของการปฏบตการทดลอง

อาจารยประจ าภาควชาฟสกส คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล ไดแก อ.สจนต วงสยะ , อ.ดร.วศษฐ สงหสมโรจน และ อ.ดร.วทร ชนวชรศร ไดรวมกนจดท าสอการสอนฟสกส เรอง หองทดลองวทยาศาสตรเสมอน: การทดลองฟสกส (Virtual Lab: Physics Laboratory) (ธญญณช บษบงค , 2552) เพอเปนทางเลอกหนงในการเรยนรของนกเรยน ชวยแกปญหาเรองการขาดแคลนเครองมอส าหรบท าการทดลอง โดยใหนกเรยนไดเรยนรลวงหนาถงวธการทดลองทถกตอง ท าใหลดเวลาในการใชหองทดลองจรงเพอใหหองทดลองจรงถกใชงานไดอยางทวถง ลดความเสยงทจะท าใหเกดความเสยหาย ใหเกดแกอปกรณการทดลอง ลดภาระของครในการอธบายใหนกเรยนและเปดโอกาสให นกเรยนไดมการเรยนรดวยตนเอง ซงเปนปจจยส าคญในการพฒนาศกยภาพของนกเรยน

สมนก บญพาไสว (2552) ไดกลาวถงความส าคญของเทคโนโลยซเอนซทมตออตสาหกรรมการผลต โดยเฉพาะการผลตแบบอตโนมตทตองการความละเอยด ความถกตอง ความเทยงตรงของชนงาน ความนาเชอถอ และความยดหยนในกระบวนการสง ความผดพลาดทเกดขนจากคนมนอย สามารถผลตชนงานไดสม าเสมอทงดานเวลา ปรมาณ และคณภาพ โรงงานหรอบรษทมระบบการผลตแบบซเอนซและม

www.ssru.ac.th

Page 20: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บคลากรทมความรความช านาญในระบบจะไดเปรยบในแขงขนกบผผลตรายอน แตปญหาทส าคญอยางหนงของอตสาหกรรมการผลตในประเทศไทยกคอการขาดแคลนบคลากรทมทกษะทางดานน ซงสวนหนงเกดจากการจดการเรยนการสอนเรองเทคโนโลยซเอนซท าไดยาก เนองจากเครองจกรมราคาแพง แมวาจะมซอฟตแวรทใชฝกปฏบตแทนการใชเครองจกรจรง แตซอฟตแวรกยงคงมราคาแพงอยสถานศกษาไมสามารถจดหามาเพอใชในการเรยนการสอนได ปญหาเหลานจะสามารถแกไขไดหากสถานศกษามซอฟตแวรฟรหรอราคาถก ซงจะเปนสงส าคญในการเสรมสรางศกยภาพใหกบผทจะออกไปเปนก าลงส าคญตออตสาหกรรมของไทยตอไป การเขยนโปรแกรมภาษาซ ( C++) มคณสมบตในการสรางโปรแกรมทสามารถรบคาอนพททเปนตวอกษร คาตวเลข หรอขอความจากผใช (ยทธนา ลลาศวฒนกล , 2551) และน ามาประมวลผลเพอแสดงเปนภาพกราฟฟกโดยใชโปรแกรม Visual C++ หรอโปรแกรมอนในลกษณะเดยวกนนโดยอาศยซอฟตแวรไลบรารชนด OpenGL หรอ DirectX ซงเปนซอฟตแวรเพอการแสดงผลกราฟฟก (ไพศาล โมลสกลมงคล , 2550) โดยการเชอมตอกบหนวยแสดงภาพของคอมพวเตอร มคณสมบตในการแสดงรปภาพหรอรปทรงเรขาคณตใน 2 มตและ 3 มต ซงเปนซอฟตแวรเดยวกนกบทใชสรางเกมคอมพวเตอรมากมายในปจจบน โปรแกรมทสรางขนดวย Visual C++ จะท างานบนระบบปฏบตการวนโดวส ซงผใชงานในประเทศไทยสวนใหญคนเคยอยแลว ดงนนผวจยจงเหนวาการเขยนโปรแกรมดวยภาษาซ สามารถสรางโปรแกรมทรบขอความรหสจจากผใช และน าไปประมวลผลเพอแสดงเปนเสนทางหรอรป 2 มตตามขอความรหสจทผใชปอนเขาไปได

www.ssru.ac.th

Page 21: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทท 3 วธด าเนนการวจย

แบบแผนการทดลอง การวจยในครงนเปนการวจยเชงปฏบตการ กลมทดลอง การวจยในครงนมกลมทดลองคอนกศกษาหลกสตรปรญญาตร สาขาเทคโนโลยไฟฟาอตสาหกรรม มหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทา จ านวน 24 คน เครองมอทใชในการวจย การวจยในครงนมเครองมอทใชในการวจยคอ โปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง ซงมขนตอนในการสรางและพฒนาดงน 1. ศกษารปแบบการเขยนโปรแกรมควบคมเครองจกรซเอนซ (G-Code) โดยเนนเฉพาะค าสง พนฐานเบองตนทสามารถเขาใจไดงาย และเหมาะส าหรบผเรมตนทเรยนในรายวชาพนฐาน 2. ออกแบบกจกรรมการเรยนรโดยใชเทคโนโลยซเอนซเปนเครองมอใหผเรยนเขาใจถงหลกการของระบบพกดทางเรขาคณต และการน าไปประยกตใชในการสรางชนงานจรง 3. ศกษาการเขยนโปรแกรมดวยภาษาจาวา 4. สรางโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองใหสอดคลองกบกจกรรมการเรยนรทจดขน ในทน โปรแกรมทสรางขนได ถกออกแบบ ใหรองรบกบชนงานทก าหนดใหผเรยนท า และมรปแบบการใชงานทเขาใจงาย 5. ทดสอบการท างานของโปรแกรมโดยใชโคดและแบบชนงานทเคยมนกศกษาออกแบบและสราง ไว เพอตรวจสอบความถกตองของโปรแกรม แกไขและปรบปรงขอบกพรองตางๆ

โปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทไดพฒนาขนเปนโปรแกรมภาษาจาวาซงสามารถเรยกใชงานไดทนทจากเครองคอมพวเตอรใดๆกตามทมตวอานภาษาจาวาอย (หากไมมสามารถดาวนโหลดมาตดตงไดฟร) โดยผใชจะตองท าการเขยนรหสค าสง G-Code ตามแบบชนงานทไดออกแบบไว ดวยโปรแกรม NotePad และบนทกไวในโฟลเดอรเดยวกบตวโปรแกรม เปนไฟลขอความชอ gcode.txt เมอเรยกใชงานโปรแกรม ตวโปรแกรมจะอานรหสค าสงจากไฟลขอความดงกลาวแลวแสดงผลเปนภาพเสนทางการเคลอนทของเครองจกรบนหนาจอในรปแบบ 2 มต เพอใหผใชตรวจสอบความถกตองของรหสค าสงทเขยนขน

www.ssru.ac.th

Page 22: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

รปท 7 ตวอยางหนาตางแสดงผลของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง

วธเกบรวบรวมขอมล ในการรวบรวมขอมล ผวจยไดจดกจกรรมการเรยนรเสรมโดยใชเครองจกรซเอนซเปนเครองมอใหผเรยนไดเลงเหนถงความส าคญขององคความรทไดรบจากการเรยนในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร -วทยาศาสตร กบการปฏบตงานในโรงงานอตสาหกรรม โดยเปาหมายหลกของกจกรรมทจดขนคอผเรยนจะตองสามารถออกแบบและลงมอปฏบตการสรางชนงานดวยเครองจกรซเอนซดวยตนเองได ซงกจกรรมการเรยนรทจดขนมขนตอนดงน 1. บรรยายเรองเครองจกรซเอนซในงานอตสาหกรรม แบบตางๆ เชน เครองกด เครองกลง แขนกลอตสาหกรรม โดยใชสอผสมพรอม คลปวดโอตวอยางการท างานของเครองจกร เพอโนมนาวใหผเรยนเกดความสนใจ โดยเนนทเครองกดซเอนซชนด 3 แกน ซงผเรยนกลมดงกลาวจะตองลงมอปฏบต

รปท 8 ตวอยางสไลดประกอบการบรรยายเรองเครองจกรซเอนซ

www.ssru.ac.th

Page 23: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

2. อธบายเรองระบบพกดทใชในการออกแบบชนงาน การเขยน G-Code เบองตน โดยแสดงใหเหนการเชอมโยงความรพนฐานดานเรขาคณตวเคราะหกบการน าไปประยกตใชในการออกแบบชนงาน พรอมทงยกตวอยางประกอบ

รปท 9 ตวอยางสไลดประกอบการบรรยายเรองระบบพกดของเครองซเอนซ

3. ใหผเรยนกลมทดลองฝกหาพกดของรปทก าหนดใหถกตอง ดงรปท 10

10 20 30-10-20-30

-10

-20

-30

10

20

30

x

y

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

รปท 10 โจทยปญหาเรองระบบพกดของเครองซเอนซ พรอมเฉลย

4. อธบายเรองการเขยนรหสควบคมเครองจกร (G-Code) โดยยกตวอยางรหสควบคมเครองจกร

ของชนงานทก าหนด (รปท 11)

Absolute Incremental

P1 X0 Y25 X0 Y25

P2 X10 Y10 X10 Y-15

P3 X30 Y5 X20 Y-5

P4 X15 Y-5 X-15 Y-10

P5 X20 Y-25 X5 Y-20

P6 X0 Y-15 X-20 Y10

P7 X-20 Y-25 X-20 Y-10

P8 X-15 Y-5 X5 Y20

P9 X-30 Y5 X-15 Y10

P10 X-10 Y10 X20 Y5

www.ssru.ac.th

Page 24: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

10 20 30 40 50 60 70

10

20

30

40

50

60

70

x

y

P1

P2

P3 P4

P5

P6

P7P8

รปท 11 ตวอยางรหสควบคมเครองซเอนซ

5. ใหผเรยนท าแบบฝกหดเขยนรหสควบคมเครองจกรตามแบบชนงานทก าหนด (รปท 12) โดยใหผเรยนใชโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทไดพฒนาขนในการตรวจสอบรหสของตนเองวาไดชนงานตรงตามแบบหรอไม

ในทางปฏบต การสรางชนงานหนงชนสามารถเขยนรหสควบคมไดหลายแบบ ขนอยกบแนวคดของผเรยนแตละคน หลงจากผเรยนกลมทดลองทกคนเขยนรหสของตนเองเสรจ ใหผเรยนปรกษากนเพอคนหาวาการเขยนรหสควบคมแบบใดมประสทธภาพมากทสด โดยพจารณาจากจ านวนบรรทด, ระยะการเคลอนททงหมด และจ านวนการเคลอนทเขา-ออก

10 20 30 40 50 60 70

10

20

30

40

50

60

70

x

y

รปท 12 ตวอยางโจทยปญหาเรองการเขยนรหสควบคมเครองซเอนซ

G00 X10 Y10 Z2

G01 Z-1 F100

G01 X10 Y50 F100

G02 X30 Y70 R20 F100

G01 X70 Y70 F100

G01 Z2 F100

G00 X70 Y50

G01 Z-1 F100

G01 X70 Y20 F100

G03 X60 Y10 R10 F100

G01 X30 Y10 F100

G01 Z2 F100

G00 Z50

G00 X10 Y10 Z2

G01 Z-1 F100

Y50

G02 X30 Y70 R20

G01 X70

Z2

G00 Y50

G01 Z-1

Y20

G03 X60 Y10 R10

G01 X30

Z2

G00 Z50

www.ssru.ac.th

Page 25: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

6. ใหผเรยนกลมทดลองออกแบบชนงานของตนเองลงบนกระดาษกรดทไดรบแจก ซงกระดาษดงกลาวจะมขนาดเทากบขนาดของชนงานจรงคอ 150x75mm และเปนขนาดอางองทตรงกบในโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทสรางขน ชองตาราง (Major Grid) มขนาดชองละ 10mm และแบงชองเลก (Minor Grid) ขนาดชองละ 5 mm เพอใหสะดวกตอการออกแบบ ดงรปท 13

รปท 13 กระดาษกรดส าหรบการออกแบบชนงาน

7. ผสอนท าการตรวจสอบแบบรางทงหมด เพอพจารณาวาแตละแบบสามารถน าไปเขยน

รหสควบคม และสามารถน าไปสรางชนงานไดจรงหรอไม ชนงานทไมผานอาจเปนเพราะวามความซบซอนมากเกนไป หรอมการก าหนดองคประกอบทางเรขาคณตทไมถกตอง โดยเฉพาะเรองรศมความโคง

รปท 14 ตวอยางชนงานทผาน (ซาย) และไมผานการตรวจสอบ (ขวา)

www.ssru.ac.th

Page 26: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

8. หากชนงานผานการตรวจสอบแลว ใหผเรยนเขยนรหสควบคมเครองจกรของตนเอง และตรวจสอบดวยโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง

9. รหสควบคมทผานการตรวจสอบดวยโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองแลว ใหนกศกษาชวยงานซงเคยผานการอบรมเรองการใชงานเครองซเอนซน ารหสไปตรวจสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน (Simulator) โดยใหผเรยนสงเกตการปฏบตงาน และสงเกตการท างานของเครองจกรจ าลองขณะสรางชนงาน นบจ านวนชนงานทออกมาถกตองตามแบบและบนทกผล

รปท 15 ตวอยางการสรางขนงานดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน (Simulator)

10. หากโปรแกรมจ าลองการท างานตรวจไมพบความผดพลาดใดๆ ใหนกศกษาชวยงานอกกลมหนงท าการผลตชนงานโดยใชเครองจกรจรง โดยใชแผนพลาสตกอะครลคใสขนาด 751505mm ซงมขนาดเทากบทออกแบบเปนวตถดบ ใหผเรยนสงเกตการปฏบตงาน และสงเกตการท างานของเครองจกรซเอนซขณะสรางชนงาน

รปท 16 ชนงานทสรางจากเครองกดซเอนซชนด 3 แกน

www.ssru.ac.th

Page 27: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

การวเคราะหขอมล ผวจยไดท าการวเคราะหขอมลเพอหาประสทธผลของเครองมอทใชในการวจยซงไดแกโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง และประเมนความพงพอใจของผเรยนทมตอกจกรรมการเรยนรโดยใชการเขยนโปรแกรมควบคมเครองซเอนซ

ในการหาประสทธผลของเครองมอ ผวจยไดท าการเปรยบเทยบผลลพธทไดจากโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองกบโปรแกรมจ าลองการท างานทมอยตามทองตลาด วาการแสดงผลของโปรแกรมทพฒนาขนมความถกตองมากนอยเพยงใด โดยบนทกผล “ถกตอง” หากรหสควบคมชดเดยวกนใหผลลพธทตรงกนทงสองโปรแกรม และบนทกผล “ไมถกตอง” หากรหสควบคมชดเดยวกนแสดงผลลพธทไมตรงกนในสองโปรแกรม และค านวณหาคารอยละของความถกตองของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขน

ในการประเมนความพงพอใจ ใหผเรยนกลมทดลองประเมนผลการจดกจกรรมการเรยนรโดยใชการเขยนโปรแกรมควบคมเครองซเอนซและโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง โดยแบบประเมนความพงพอใจจดท าเปนแบบมาตราสวนประมาณคา (Rating Scale) ซงม 5 ระดบคะแนน ไดแก

ระดบคะแนน 5 หมายถง “พงพอใจมากทสด” ระดบคะแนน 4 หมายถง “พงพอใจมาก” ระดบคะแนน 3 หมายถง “พงพอใจ” ระดบคะแนน 2 หมายถง “พงพอใจนอย” ระดบคะแนน 1 หมายถง “พงพอใจนอยทสด”

โดยผวจยไดแบงการประเมนออกเปน 2 ดาน ไดแก 1) ดานความเหมาะสมของกจกรรม และ 2) ดานการ ใชงานโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง และหาคาเฉลยของความพงพอใจของผเรยนในแตละดาน

สถตทใช การวจยครงนใชการค านวณคารอยละและคาเฉลยในการวเคราะหขอมล

www.ssru.ac.th

Page 28: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทท 4 ผลการวเคราะหขอมล

ผลการใชงานโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง

การทดสอบการท างานของโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง ท าโดยการน ารหสควบคมทเขยนโดยผเรยนกลมทดลองทง 25 คนมาทดสอบดวยโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขน หากโปรแกรมแสดงผลลพธตรงกบทผเรยนไดออกแบบไว ใหน าไปทดสอบอกครงดวยโปรแกรมจ าลองการท างานโดยใชรหสควบคมชดเดยวกน หากโปรแกรมจ าลองการท างานแสดงผลลพธไดถกตองและตรงกบผลทไดจากโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองจะบนทกผลเปน “ถกตอง” แตหากโปรแกรมจ าลองการท างานแสดงผลการท างานทผดพลาดหรอไมตรงกบทออกแบบไวจะบนทกผลเปน “ไมถกตอง” ผลการทดลองแสดงในตารางท 1

ตารางท 1 ผลการทดสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน

รหสควบคมชดท ผลการตรวจสอบ รหสควบคมชดท ผลการตรวจสอบ 1 ถกตอง 16 ถกตอง 2 ถกตอง 17 ถกตอง 3 ถกตอง 18 ถกตอง 4 ถกตอง 19 ถกตอง 5 ถกตอง 20 ถกตอง 6 ถกตอง 21 ถกตอง 7 ไมถกตอง 22 ถกตอง 8 ถกตอง 23 ถกตอง 9 ถกตอง 24 ไมถกตอง 10 ถกตอง 25 ถกตอง 11 ถกตอง 12 ถกตอง 13 ถกตอง 14 ถกตอง 15 ถกตอง

จากรหสควบคมของผเรยนกลมทดลองทง 25 คนทน ามาทดสอบ พบวามรหสควบคมเพยง 2 ชด

เทานนทมการแสดงผลในโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง ถกตอง แตเมอน ามาทดสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างานแลวใหผลลพธทไมถกตอง

www.ssru.ac.th

Page 29: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ผลการประเมนความพงพอใจ จากการประเมนความพงพอใจของผเรยนกลมทดลองโดยใหผเรยนตอบแบบสอบถามหลงจาก

สนสดกจกรรมแลว ผลการประเมนความพงพอใจในแตละดานค านวณเปนคาเฉลยไดดงน

ดานความเหมาะสมของกจกรรม 1) รปแบบของการจดกจกรรม 3.92 2) ความเหมาะสมของระยะเวลา 3.96 3) ความเหมาะสมของสถานท 4.00 4) ความเหมาะสมของเครองมอและอปกรณการทดลอง 3.84 5) สอการสอนทใช 4.16 6) ความรความสามารถของวทยากร 4.36 7) ความรทไดรบ 3.84

ดานการใชงานโปรแกรมหองปฏบตการจ าลอง 1) ความงายตอการใชงาน 4.12 2) รปแบบการแสดงผล 4.08 3) ความถกตอง 4.2 4) ประโยชนของโปรแกรม 3.92

ขอเสนอแนะทวไป - โปรแกรมมลกเลนนอย - ขนาดของชนงานในตวโปรแกรมกบของจรงแตกตางกนเลกนอย - เครองจกรมปญหาบอยท าใหลาชา

www.ssru.ac.th

Page 30: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

www.ssru.ac.th

Page 31: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

บทท 5 สรป อภปรายผล และขอเสนอแนะ

สรปผลการวจย

โปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขนสามารถน ามาใชเปนสวนหนงของกจกรรมการเรยนรในรายวชาพนฐานทางคณตศาสตร -วทยาศาสตรได โดยผลการทดสอบพบวาโปรแกรมสามารถแสดงผลได ถกตอง คดเปนรอยละ 92 และมความพงพอใจตอการจดกจกรรมการเรยนรโดยใชการเขยนโปรแกรมควบคมเครองซเอนซ รวมถงตวโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองในระดบ “พงพอใจมาก”

อภปรายผลการวจย

โปรแกรมหองปฏบตการจ าลองทพฒนาขนมขอจ ากดในการแสดงความลกของการกดทแตกตางกนเนองจากการแสดงผลเปนเพยงภาพ 2 มต ซงขนาดความกวาง -ยาวของชนงานทแสดงบนหนาจอจะขนอยกบความละเอยดของหนาจอทใชดวย นอกจากนนบรเวณทหนาตางแสดงผลของโปรแกรมแสดงเสนทางการเคลอนทนน เปนบรเวณทสวนปลายของดอกกดอยภายในชนงานและมการกดเซาะชนงานใหเปนรองตามรหสควบคมทก าหนด ซงมการแสดงผลโดยใชสเดยวกนทกระดบความลก จงท าใหมรหสควบคมบางชดทตรวจพบเสนทางการเคลอนทๆ ผดพลาดในขนตอนการตรวจสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างาน โดยตรวจพบวามการเปลยนแปลงระดบความลกของการกดซงไมตรงกบภาพทออกแบบไว ซงโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองตรวจไมพบ

นอกจากนน ผวจยยงมความเหนวาอาจเกดกรณทโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองแสดงผลวารหสควบคมผดพลาด แตตรวจสอบดวยโปรแกรมจ าลองการท างานแลวสามารถแสดงผลการท างานได เชนกรณทรหสควบคมมการก าหนดคารศมความโคงทไมถกตอง ในทางปฏบตบางครงสามารถสรางสวนโคงทมรศมตามทก าหนดได แตอยางไรกตามสวนโคงทไดจะไมตรงกบแบบทวางไว ขอเสนอแนะ

จากผลการวจยพบวาควรมการพฒนาโปรแกรมหองปฏบตการจ าลองใหสามารถแสดงผลความแตกตางของระดบความลกโดยอาจใชสหรอสญลกษณบงบอกการเปลยนแปลงระดบความลก รวมถงการก าหนดเงอนไขใหครอบคลมถงรศมความโคงอนๆทนอกเหนอจากงานทก าหนดใหผเรยนออกแบบดวย เพอพฒนาไปสการใชงานในดานอนๆตอไป

www.ssru.ac.th

Page 32: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

www.ssru.ac.th

Page 33: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

เอกสารอางอง ชยวฒน เชอมง และ วลลภ คงนะ . (2552). การพฒนาสอการสอนหองปฏบตการเคมเสมอนใชในระบบ E-

Learning. กรงเทพฯ : ศนยเทคโนโลยอเลกทรอนกสและคอมพวเตอรแหงชาต ส านกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาตกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ธญญณช บษบงค . (2552). การประเมนผลการใชสอการสอนฟสกส เรองหองทดลองวทยาศาสตรเสมอน: การทดลองฟสกส. สบคนเมอ 15 พฤศจกายน 2553, จาก http://www.nectec.or.th

นฤดล ดามพสกร , รงสรรค วงศสรรค , และ ทพยวรรณ ฟงสวรรณรกษ . (2552). ระบบปฏบตการจรงส าหรบรายวชาปฏบตการวศวกรรมไฟฟา 1 โดยผานเครอขายระบบจดการการเรยนร . ECTI-CARD 2009, May'09, pp. 97-102.

สมนก บญพาไสว. (2552). CAD/CAM/CAE/CNC กบอตสาหกรรมการผลต . สบคนเมอ 15 พฤศจกายน 2553, จาก http://www.rmutphysics.com

อนรรฆนงค คณมณ. (2551). คมอเขยนโปรแกรมภาษา Java ฉบบผเรมตน. กรงเทพฯ: ไอดซฯ, บจก.

Dave Shreiner และคณะ. (2008). OpenGL Programming Guide. สบคนเมอ 15 พฤศจกายน 2553, จาก http://www.opengl.org

Tuttas J., Wagner B. (2001). Distributed Online Laboratories. International Conference on Engineering Education. August 6 – 10, 2001 Oslo, Norway.

www.ssru.ac.th

Page 34: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

www.ssru.ac.th

Page 35: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ภาคผนวก

Page 36: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

G-Code for FANUC Controller

Code Description Code Description

G00 Rapid positioning G44 Tool offset compensation positive

G01 Linear interpolation G45 Axis offset single increase

G02 CW circular interpolation G46 Axis offset single decrease

G03 CCW circular interpolation G47 Axis offset double increase

G04 Dwell G48 Axis offset double decrease

G05.1 Q1. Ai Nano contour control G49 Tool offset compensation cancel

G05 P10000 HPCC G50 Define the maximum spindle speed

G07 Imaginary axis designation G53 Machine coordinate system

G09 Exact stop check G54 to G59 Work coordinate systems

G10/G11 Programmable Data

input/Data write cancel

G54.1 P1 to

P48 Extended work coordinate systems

G12 CW Circle Cutting G73 High speed drilling canned cycle

G13 CCW Circle Cutting G74 Left hand tapping canned cycle

G17 X-Y plane selection G76 Fine boring canned cycle

G18 X-Z plane selection G80 Cancel canned cycle

G19 Y-Z plane selection G81 Simple drilling cycle

G20 Programming in inches G82 Drilling cycle with dwell

G21 Programming in mm G83 Peck drilling cycle

G28 Return to home position G84 Tapping cycle

G30 2nd reference point return G84.2

Direct right hand tapping canned

cycle

G31

Skip function (used for

probes and tool length

measurement systems)

G90 Absolute programming (type B and C

systems)

G33 Constant pitch threading G91

Incremental programming (type B and

C systems)

G34 Variable pitch threading G92 Programming of absolute zero point

G40 Tool radius compensation off

G94/G95

Inch per minute/Inch per revolution

feed (type A system) Note: Some

CNCs use the SI unit system

G41 Tool radius compensation

left

G96 Constant surface speed

G42 Tool radius compensation

right

G97 Constant Spindle speed

G43 Tool offset compensation

negative

G98/G99

Return to Initial Z plane/R plane in

canned cycle

Page 37: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

M00 Program Stop (non-optional)

M01 Optional Stop, machine will only stop if

operator selects this option

M02 End of Program

M03 Spindle on (CW rotation)

M04 Spindle on (CCW rotation)

M05 Spindle Stop

M06 Tool Change

M07 Coolant on (flood)

M08 Coolant on (mist)

M09 Coolant off

M10 Pallet clamp on

M11 Pallet clamp off

M30 End of program/rewind tape (may still be

required for older CNC machines)

Page 38: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·

ภาพชนงานทผเรยนออกแบบและลงมอปฏบต

Page 39: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 40: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 41: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 42: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 43: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 44: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 45: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 46: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 47: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 48: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 49: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 50: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 51: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 52: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 53: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 54: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 55: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 56: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 57: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 58: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 59: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 60: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 61: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·
Page 62: รายงานการวิจัย เรื่อง การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจ …ssruir.ssru.ac.th/bitstream/ssruir/715/1/141-55.pdf ·