วันพุธที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2555

CNC คืออะไร


Computer Numerical Control


CNC คืออะไร
       CNC เป็นคำย่อของ Computer Numerical Control แปลว่าการควบคุมเชิงตัวเลขด้วย
คอมพิวเตอร์ เป็นการใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานของเครื่องจักรกลต่าง ๆ เช่น เครื่องกัดซีเอ็นซี
เครื่องกลึงซีเอ็นซี เครื่องเจียระไน เครื่องEDM ฯลฯ ซึ่งสามารถทำให้ผลิตชิ้นส่วนได้รวดเร็วถูกต้อง และ
เที่ยงตรง
        เครื่องจักรซีเอ็นซีแต่ละแบบแต่ละรุ่นจะมีลักษณะเฉพาะ และการประยุกต์ใช้งานที่ต่างกันออกไป
แต่เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทั้งหมดมีข้อดีเหมือน ๆ กันคือ ข้อแรกเครื่องจักรกลซีเอ็นซีทุกเครื่องได้รับการ
ปรับปรุงให้มีการทำงานอัตโนมัติทำให้ลดความวุ่นวายของผู้ควบคุมเครื่องจักรในการผลิตชิ้นงาน เครื่อง
จักรซีเอ็นซีหลายเครื่องสามารถทำงานโดยที่ผู้ควบคุมไม่ต้องคอยนั่งเฝ้าในระหว่างวัฏจักรการทำงานของ
เครื่อง (Machining cycle) และผู้ควบคุมสามารถไปทำงานอย่างอื่นได้ สิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้เครื่องจักรซีเอ็นซี
ได้ประโยชน์หลายอย่างรวมทั้งลดความเหนื่อยล้าของผู้ปฏิบัติงาน ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากคนมีน้อย
มากมีความคงเส้นคงวาในการผลิตและสามารถทำนายเวลาในการผลิตแต่ละชิ้นได้
        ข้อดีข้อที่สองของเทคโนโลยีซีเอ็นซีคือความคงเส้นคงวาและความถูกต้องแม่นยำของชิ้นงาน ซึ่ง
หมายความว่าเมื่อโปรแกรมที่เขียนทำงานอย่างถูกต้องแล้ว การผลิตชิ้นส่วน 2 ชิ้น 10 ชิ้น หรือ 1000 ชิ้น
ให้เหมือนกันทุกประการสามารถทำได้อย่างง่ายดายด้วยความสม่ำเสมอ
        ข้อดีข้อที่สามคือความยืดหยุ่นในการทำงาน เนื่องจากเครื่องจักรกลเหล่านี้ทำงานตามโปรแกรม
การทำงานที่ต่างกันก็ง่ายเหมือนกับการโหลดโปรแกรมที่ต่างกัน เมื่อโปรแกรมประมวลผลและทำการผลิต
ชิ้นงานแล้ว เราสามารถเรียกโปรแกรมนั้นกลับมาใช้ใหม่ในครั้งต่อไปเมื่อต้องทำงานชิ้นนั้นอีก
        ในตอนเริ่มแรกการควบคุมเครื่องจักรกลซีเอ็นซีใช้โปรแกรมรหัสจีเป็นชุดคำสั่งควบคุมขับ
เครื่องมือตัดเฉือน (Tool) จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หรือเปิด-ปิดสารหล่อเย็นหรือเปลี่ยน
เครื่องมือตัดเฉือน เราไม่สามารถแยกเครื่องจักรซีเอ็นซีและรหัสจีออกจากกันได้ ถ้าเราต้องการให้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงานเราต้องเรียนรู้รหัสจีเพื่อที่เราจะได้พูดภาษาเดียวกับตัวควบคุมซีเอ็นซีได้
ภายหลังโปรแกรม CAD/CAM ได้รับการพัฒนาขึ้นมา การนำ CAD/CAM มาใช้งานร่วมกับ CNC ก็
เริ่มขึ้น ความเข้าใจเรื่องการรวม CNC กับ CAD/CAM จะช่วยให้เข้าใจวิธีการโปรแกรมรหัสจีเพื่อให้
เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงาน หลักการของรหัสจีในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาทุกอย่างยังเหมือนเดิม

คนส่วนใหญ่ใช้ระบบ CAM สำหรับสร้างรหัสจี แต่ก็ยังคงมีคนอีกจำนวนไม่น้อยยังคงส่งรหัสจีไป
ยังตัวควบคุม CNC เพื่อให้คนควบคุมเครื่องแก้ไข รหัสจีไม่เพียงแต่มีความยุงยากในการใช้งานเท่านั้นมัน
ยังไม่สามารถรวมกับระบบ CAD/CAM ได้ หมายความว่าการเปลี่ยนแปลงรหัสจีโดยตัวควบคุมที่
เครื่องจักรซีเอ็นซีไม่สามารถส่งกลับไปที่ระบบ CAM ได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาขึ้น ยกตัวอย่างเช่น เมื่อ
ผู้ควบคุมเครื่องจักรซีเอ็นซีต้องเปลี่ยนแปลงรหัสจีที่ได้รับจากระบบ CAM เพื่อปรับเงื่อนไขการกัดขึ้นรูป
ให้ถูกต้อง หลังจากนั้นก็ไปใช้โปรแกรมอื่นแล้วกลับมาใช้โปรแกรมเดิม ผู้ควบคุมเครื่องก็ต้องแก้ไข
โปรแกรมรหัสจีอีก จะเกิดอะไรขึ้นถ้าผู้ควบคุมเครื่องลืมแก้ไขเงื่อนไขการกัด สิ่งนี้ทำให้เสียเวลาและเงิน
ทองเป็นจำนวนมาก

หลักการและเทคโนโลยี CNC

หลักการและเทคโนโลยี CNC
ในปัจจุบันวงการอุตสาหกรรมต่างๆ ได้มีการพัฒนาและขยายตัวอย่างรวดเร็วมีการนำเข้าเครื่องจักรกล และอุปการณ์ที่ทันสมัยจากต่างประเทศ เพื่อช่วยเพิ่มการผลิตให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งก็เป็นไปตามการขยายตัวทางเศรษฐกิจของประเทศ ที่มีอัตราการขยายตัวที่สูงมาก ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นมามีทั้งจำหน่ายภายในประเทศ และส่งออกไปต่างประเทศทำให้ผลิตภัณฑ์ต้องได้ตามมาตรฐานที่ที่กำหนดไว้ เช่น มาตรฐานสากล ISO (International Standardization Organization) หรือ ตามมาตรฐานของเยอรมันDIN (Deutsche Industries Norm) แต่ในความเป็นจริงเรายังขาดบุคลากรที่มีความรู้ความสามารถ ที่จะรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่นำมาใช้ในระบบการผลิต การพัฒนาทางด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้พัฒนาไปอย่างมาก การผลิตไมโครชิพสามารถผลิตให้มีขนาดเล็กลง แต่ประสิทธิภาพในการทำงานสูงขึ้น การนำไมโครชิพไปใช้งานที่สำคัญอย่างหนึ่งได้แก่ การใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ใช้เป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เป็นหน่วยความจำ (RAM & ROM) ยุคแรกที่มีการนำคอมพิวเตอร์จะเน้นหนักไปทางด้านการจัดเก็บและบันทึกข้อมูล และการคำนวณขั้นพื้นฐาน ในระยะหลังได้มีการพัฒนาขีดความสามารถในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้ดีขึ้น มีความเร็วในการประมวลผลสูงขึ้น เช่น การออกแบบชิ้นส่วนและสร้างโปรแกรมสำหรับผลิตชิ้นงาน ในภายหลังได้มีการเขียนโปรแกรมสำหรับช่วยในการผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยระบบเชิงตัวเลขขึ้นมา

เครื่องจักรที่ใช้ระบบการควบคุมแบบเชิงตัวเลขนี้เรียกกันทั่วๆ ไปว่า "เครื่องจักรซีเอ็นซี" (CNC Machine)
เครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่ทำงานอย่างอัตโนมัติ สามารถผลิตชิ้นงานที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาด หรือรูปทรงบ่อยๆ ได้ดี เพราะสามารถแก้ไขข้อมูลต่างๆ โดยตรงที่โปรแกรม ดังนั้นจึงเหมาะกับการผลิตชิ้นงานต้นแบบ (Prototype) หรือผลิตชิ้นงานในระบบสายงานการผลิตที่มีกำลังการผลิตปานกลาง ซึ่งเหมาะสมกับอุตสาหกรรมขนาดกลาง

การรับส่งข้อมูลสำหรับการทำงานของเครื่องจักร สามารถผ่านตัวกลางส่งสัญญาณต่างๆ เช่น แถบกระดาษเจาะรู (Paper Punched Tape) เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) และแผ่น Micro Floppy Disk หรือจะป้อนข้อมูลโดยตรงที่แป้นพิมพ์ของแผงควบคุม (Key Board) ก็ได้ แต่ก่อนที่จะส่งข้อมูลเพื่อให้เครื่องจักรทำงาน จำเป็นต้องมีการสร้างโปรแกรมการทำงานตามลำดับมาก่อน แล้วทำการตรวจสอบข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นพร้อมกับแก้ไขให้ถูกต้อง ทำให้ลดความผิดพลาดที่เกิดขึ้นกับเครื่องจักรลง
เครื่องจักร CNC แต่ละเครื่องนั้นผลิตมาจากหลายบริษัท ซึ่งก็ใช้เทคโนโลยีที่บริษัทตนเป็นคนค้นคิดขึ้นมา ทำให้มีลักษณะการสั่งงานเป็นแบบเฉพาะนอกเหนือไปจากคำสั่งมาตราฐานทั่วไป
ความแตกต่างระหว่างเครื่องจักรกลทั่วไปกับเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

เครื่องจักรทั่วไป แท่นเลื่อน ที่ทำหน้าที่นำชิ้นงานหรือเครื่องมือตัดให้เคลื่อนที่ไปตามรางเลื่อน โดยการหมุนมือหมุน (Hand Wheel) หรือโดยการใช้กลไกป้อนอัตโนมัติ เช่น ลูกเบี้ยวในเครื่องกลึงอัตโนมัติ ซึ่งในขณะเดียวกันนั้นช่างควบคุมเครื่องจะต้องทำหน้าที่อื่นๆ ที่จำเป็นต้องใช้ในการตัดเฉือนชิ้นงานด้วย เช่นเปิดและปิดสวิทย์ควบคุมการหมุนของเพลาหัวเครื่อง, เปิดและปิดสวิทย์สารหล่อเย็น เป็นต้น ช่างควบคุมต้องใช้วิจารณญานและการตัดสินใจร่วมกัน การทำงานจะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นได้ทุกเวลา ไม่ว่าจะเป็นสาเหตุที่มาจากตัวบุคคล หรือสาเหตุที่เกิดจากเครื่องจักรการผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างเดียวกันจำนวนมากๆ จะเกิดค่าพิกัดของชิ้นงานที่แตกต่างกันออกไปแต่ถ้าหากใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีการผลิตชิ้นงานจำนวนมาก จะลดเวลาของการผลิตชิ้นงานและรูปทรงที่ได้จะเหมือนกันโดยตลอด การทำงานต่างๆ จะถูกกำหนดไว้ และยังสามารถนำโปรแกรมนั้นมาใช้ใหม่ได้อีกเมื่อมีการผลิตชิ้นต่อๆ ไปได้อีก
เครื่องจักรซีเอ็นซี การเคลื่อนที่ต่างๆ ที่จำเป็นในการผลิตชิ้นงานจะทำงานโดยอัตโนมัติด้วยตัวของเครื่องจักรเองโดยอาศัยข้อมูลจากชุดควบคุม เครื่องจักรจะทำงานตามข้อมูลตัวเลข (Numerical Information) ที่ป้อนให้กับชุดควบคุมของเครื่องจักร CNC ในรูปแบบของรหัส (Code) ที่ชุดควบคุมสามารถเข้าใจได้


ในระบบการขับเคลื่อน จะต้องมีการออกแบบให้รับกับการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่ควบคุมระบบเชิงตัวเลข เช่น ระบบเฟืองทด เพลาหมุน พร้อมแบริ่งที่มีความเที่ยงตรงสูง ระบบการหล่อลื่น พร้อมกับการระบายความร้อน เป็นต้น นอกจากนั้นยังมีระบบการจับยึดเครื่องมือที่กำหนดไว้เป็นมาตรฐาน ซึ่งจะแตกต่างจากการจับยึดเครื่องมือของเครื่องจักรทั่วไป
ความแตกต่างในการใช้เครื่องจักรซีเอ็นซี เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรที่ใช้ทั่วไปก็คือ การตัดสินใจในการกำหนดขั้นตอนการทำงานต่างๆ จะกระทำเพียงครั้งเดียวกล่าวคือจะกระทำในขั้นตอนของการวางแผน และสร้างโปรแกรมสำหรับควบคุมเครื่องจักรเท่านั้น หลังจากนั้นโปรแกรมจะถูกนำไปใช้ในการทำงานของเครื่องจักร สำหรับผลิตชิ้นงานที่ต้องการ โดยสามารถทำการผลิตซ้ำๆ กันกี่ครั้งก็ได้ตามต้องการนอกเหนือจากโปรแกรมการทำงาน ซึ่งเปรียบเสมือนการวางแผนการทำงานที่ได้จัดเตรียมขั้นตอนการทำงานทุกขั้นตอน เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ การผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องจักรซีเอ็นซียังช่วยลดเวลาในการทำงานอื่นๆ ที่จำเป็นด้วย เช่น ลดเวลาการตรวจสอบขนาดของชิ้นงาน ลดเวลาในการปรับความเร็วรอบของ Spindle เป็นต้น
บริษัท สปาร์ ได้ทำการพัฒนาเครื่องจักร CNC อย่างต่อเนื่องยาวนาน ตั้งแต่ปีพศ. 2540 มีผลิตภัณฑ์ออกมาจำนวนมาก เพื่อรองรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
    - อุตสาหกรรมยานยนต์ เช่น ทำแม่พิมพ์ , ทำชิ้นส่วนต่างๆ
    - อุตาหกรรมรองเท้า
    - อุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์
    - อุตสาหกรรมอัญมณี
    - งานประติมากรรม สากล ไทย​, งานหล่อพระ
    - งาน Display ทำป้าย
    - งานสถาปนิก , งานออกแบบทำโมเด็ล 
ซึ่งแตละอุตสาหกรรมก็จะใช้เครื่องจักรที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นกับการใช้งาน วัสดุ เป็นต้น ดังนั้นทางบริษัทจึงได้สรุปเครื่องจักรที่บริษัท ที่ผลิตอยู่ในช่วงปี 2010-2012 ดังนี้

1. เครื่องจักร เร้าเตอร์ (CNC Router)
เครื่อง CNC Router เป็นเครื่องสำหรับตัด เจาะ ฉลุ เซาะร่อง ไม้ พลาสติก อะคลีลิค เป็นต้น มีขนาดพื้นที่ทำงานตั้งแต่ 1200x1200x120 mm. , 1200x2400x120mm, 2000x3000x120 mm.

CNC Router with AC Servo motor, Dual motor on Y axis.

CNC Router with stepping motor.
 เครื่อง CNC router ST1224 เป็นรุ่นมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย เนื่องจากเราสามารถทำงานบนไม้แผ่นขนาด 4'x8' หรือ 1200x2400 มม. ซึ่งเป็นแผ่นไม้อัดมาตรฐาน วัสดุที่ทำได้ เช่น ไม้ MDF, Plaswood, ไม้อัด, ไม้จริงทุกชนิด, พลาสติก, อะคลีลิค, แผ่นอลู คร์บอน (Aluminum composite) เป็นต้น มีหลายๆบริษัท ที่นำมาใช้งานต่างๆ เช่น
1.1 งานตกแต่งรถตู้ ตัดไม้อัดสำหรับวางลำโพง เช่น
ยนต์เจริญ, ส.สหพัฒน์, พัฒนกลการช่าง, แสงสุวรรณ, tigger sound เป็นต้น
1.2 งานเฟอร์นิเจอร์
เช่น ช.วัฒนาวูด , Modern Form, สินชล เฟอร์นิเจอร์, Modern door, MT Wood, เอ็ม.วี.พี. โฟร์สตาร์ส 
1.3 ทำชิ้นส่วนเครื่องจักร
เช่น ไทยน้ำทิพย์ , เอนก แมชินเนอรี่
1.4 งานตกแต่งภายใน (Decorate)
เช่น สยาม ยิบซั่ม, คิว คอน ,ธัญริทร์
1.5 ทำป้าย โฆษณา
เช่น CPP Sign, เอ็น ไซด์

2. เครื่องแกะสลัก (CNC Engraving)


เครื่อง CNC engraving  เป็นรุ่นมีการใช้งานอย่างแพร่หลายอีกโมเด็ลหนึ่ง มีพื้นที่ทำงานตั้งแต่ 300x300x120 mm. 600x600x120 mm. 600x900x120 mm.
 วัสดุที่ทำได้ เช่น ไม้ MDF, Plaswood, ไม้อัด, ไม้จริงทุกชนิด, พลาสติก, อะคลีลิค, แผ่นอลู คร์บอน (Aluminum composite) , อลูมีเนียม, ทองเหลือง  เป็นต้น มีหลายๆบริษัท ที่นำมาใช้งานต่างๆ เช่น
2.1 ทำพิมพ์ำหรับงานหยอดเรซิ่น
เช่น พยนต์​โลโก้, ไดม่อน, กีโต้
2.2 งานอัญมณี (Jewelry)
เช่น บิวตี้ เจมส์, พราด้า, ไทย จิวเวลลี่, อินธร, อินเคลีย เป็นต้น

2.3 ทำชิ้นงานต่างๆ
เช่น Solarlens, Pandora (กัดเปลือกหอย) , Almond (Thailand)

2.4 ทำพิมพ์พระ

3. เครื่องจักรเอ็นมิลลิ่ง (CNC EnMilling)


เครื่อง CNC EnMilling  เป็นรุ่นมีการใช้งานอย่างแพร่หลายอีกโมเด็ลหนึ่ง มีพื้นที่ทำงานตั้งแต่ 300x300x200 mm. 600x600x300 mm. 600x900x300 mm. แตกต่างกับ CNC Engraving ตรงที่แกน Z จะสูงกว่า เหมาะสำหรับงานที่ต้องการ ความสูงของชิ้นงานมากๆ 
 วัสดุที่ทำได้ เช่น ไม้ MDF, Plaswood, ไม้อัด, ไม้จริงทุกชนิด, พลาสติก, อะคลีลิค, แผ่นอลู คร์บอน (Aluminum composite) , อลูมีเนียม, ทองเหลือง โฟม  เป็นต้น
รุ่นนี้เหมาะสำหรับการทำ โมเด็ล ,ต้นแบบ (Prototype) , ชิ้นส่วนต่างๆ ที่ค้องการความสูง 
มีหลายๆบริษัท ที่นำมาใช้งานต่างๆ เช่น
3.1 ทำโมเด็ล
มหาวิทยาลัยศิลปากร นครปฐม คณะสถาปัตย์ , มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ รังสิต คณะสถาปัตย์
3.2 ทำกล่องไม้
เช่น พอลลาด, บรรจงสมทรัพย์, คอสโม


4. เครื่องซี เอ็น ซี กัดโฟมสำหรับงานแม่พิมพ์  (CNC Shaping Foam for mould)
เป็นเครืองที่ออกแบบสำหรับกัดโฟมทำแม่พิมพ์ ส่วนใหญ่จะเป็นพิมพ์สำหรับชิ้นส่วนรถยนต์ ขนาดของเครื่องจะค่อนข้างใหญ่ ตั้งแต่ 2000x4000x700mm. ระบบขับเคลื่อนจะใช้ AC Servo motor.
 งานที่กัด จะเป็นแบบ PS Foam ซึ่งสำหรับการทำแบบเหล็กหล่อ เพื่อทำเป็นแม่พิมพ์ปั้มชิ้นส่วนของรถยนต์ เช่น แผ่นกระโปรงหน้า , ประตู ซึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้มักจะมีขนาดใหญ่ เครื่องจักรรุ่นนี้ จึงออกแบบให้มีขนาดใหญ่เพื่อรองรับงานทั้งหมด

เครื่อง CNC Shaping foam

ชิ้นงานโฟมแบบเหล็กหล่อ
บริษัท ที่ใช้ก็มี เช่น CPK, KPM Center moulding, United Tool and dies เป็นต้น

5. เครื่องซี เอ็น ซี กัดโฟมสำหรับงานประติมากรรม (CNC Shaping Foam for sculpture)
เป็นเครื่องกัดโฟมรุ่นใหม่ล่าสุด ขนาดพื้นที่ทำงาน  1200x2400x500 mm.  ขับเคลื่อนด้วย ระบบ Stepping motor เหมาะสำหรับงานกัดโฟม เพื่อทำงานหล่อประติมากรรม ทั้งแบบไทย สากล เช่น งานหล่อพระพุทธรูป หรืองานทำต้นแบบ โมเด็ลเพื่อหล่อไฟเบอร์กลาส, นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับงานตกแต่งรถขนต์ เช่น ทำกันชนรถ , บอดี้, สปอยเลอร์ เป็นต้น เช่น TER Studio ,JAP, TDG เป็นต้น

6. CNC Plasma


สำหรับงานโลหะแผ่นด้วย เครื่อง Plasma มีขนาด 4'x8' และ 5'x11'
CNC Plasma Machine PF Series เป็นเครื่องรุ่นใหม่ที่ทางเราได้ออกแบบมาให้กระทัดรัด แข็งแรง ทนทาน การขับเคลื่อนด้วย Stepping motor , แกน Y ใช้เป็นแบบ Linear guide, การขับเคลื่อนเป็นแบบ Rack กับ Pinion. ส่วนแกน X,Z ขับด้วยเพลากลม โครงสร้างเครื่องทำด้วยเหล็กจึงมีความแข็งแรง สามารถตัดงานที่เป็น เหล็ก สเตนเลส อลูมีเนียม ได้ตั้งแต่ 0.5 - 20 mm. (ขึ้นอยูกับขนาดของหัวพลาสม่าด้วย) 

ตัวโต๊ะออกแบบให้เป็นซี่ๆ ฟันปลา สามารถถอดเปลี่ยนได้เมื่อสึกหมดแล้ว

7. CNC เฉพาะงาน
นอกจ่กนี้ เรายังมีการออกแบบและผลิตเครื่อง CNC เฉพาะงาน เพื่อให้เหมาะสมกับงานนั้น เช่น
 เครื่องหยอดกาวอัตโนมัติ (จงนำ อุตสาหกรรม)
เครื่องกัดเลนค์แว่นตาอัตโนมัติ (Solarlens)
เครื่องตัดขอบ , ขัด แผ่นอะคลีลิคขนาดใหญ่ (RPT Asia)
เครื่องขัดล้อมอเตอร์ไซด์ (Gochi)
เป็นต้น



วีดีโอตัวอย่างของ CNC


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น