เครื่องจักร NC

เครื่องจักร NC

             เครื่องจักร NC คือ N ย่อมาจาก  Numerical หมายถึง รหัสตัวเลข เช่น 0 , 1 , 2 , 3 , 4 ถึง 9 , รหัสตัวอักษร  เช่น A , B, C ถึง Z และรหัสสัญลักษณ์อื่นๆ เช่น เครื่องหมาย + , - , # , ; และ % 

         C  ย่อมาจาก Control หมายถึงการควบคุมโดยการกำหนดค่าของรหัสตัวเลขตัวอักษรสัญลักษณ์
เพื่อต้องการให้เครื่องจักรทำงานตามค่าที่กำหนด
         

         ฉะนั้น  NC หมายถึง การควบคุมการเคลื่อนที่และการทำงานของเครื่องจักรกลด้วยรหัสคำสั่ง ที่ประกอบ ไปด้วยรหัสตัวเลข  , รหัสตัวอักษรและรหัสสัญลักษณ์ต่าง ๆ เพื่อนำไปควบคุมเครื่องจักรให้เกิดการ
เคลื่อนที่ตามทิศทางที่กำหนด  โดยที่รหัสดังกล่าวจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้ า ( Pulse ) และ ส่งไป
ยังมอเตอร ์เพื่อกระตุ้นหรือควบคุมมอเตอร์ให้เกิดการขับเคลื่นอนของเครื่องจักรต่อไป

เครื่อง CNC

ความหมายของ CNC

             CNC เป็นคำย่อมาจากคำว่า Computer Numerical Control หมายถึงการใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยควบคุมการทำงานเครื่องจักรกลอัตโนมัติต่างๆ เช่น เครื่องกัด เครื่องกลึง เครื่องเจาะ เครื่องเจียระไน ฯลฯ โดยการสร้างรหัส ตัวเลข สัญลักษณ์ หรือเรียกว่าโปรแกรม NC ขึ้นมาควบคุมการทำงานของเครื่องจักรกล   ซึ่งสามารถทำให้ผลิตชิ้นงานได้รวดเร็วถูกต้อง และเที่ยงตรง นับตั้งแต่ปีค.ศ. 1960 เป็นต้นมา เทคโนโลยีทางด้านไมโครโปรเซสเซอร์เข้ามามีบทบาทแทนที่หลอดสุญญากาศ และทรานซิสเตอร์ก็มีการพัฒนาจากเครื่องจักร NC มาเป็นเครื่องจักร CNC (Computer Numerically Controlled) และเครื่องจักร CNC ก็กลายเป็นพระเอกที่โดดเด่นเรื่อยมา เนื่องจากมีหน่วยความจำขนาดใหญ่สามารถบรรจุโปรแกรมการทำงานต่างๆ ได้เป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ยังมีจอภาพแสดงผลแบบกราฟิกแสดงผลหรือจำลองการทำงานได้อีกด้วย ในการโปรแกรมข้อมูลเข้าไปยังตัวควบคุมเครื่องจักร (Machine Control) ซึ่งเรียกการควบคุมแบบนี้ว่าระบบ softwired โดยมีการเปลี่ยนอุปกรณ์ แบบเก่าเป็นอุปกรณ์ที่สามารถจัดเก็บโปรแกรมได้ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาก็เป็นยุคต้นของเครื่องจักรกล CNC เครื่อง CNC จะใช้เทปแม่เหล็ก, แผ่นดิสก์ หรือ ดรัม (Drum) ในการเก็บข้อมูลที่โปรแกรมเอาไว้การโปรแกรมสามารถทำได้ที่สถานีควบคุมไปยังกลุ่มเครื่องจักรกล NC แต่ถ้าเป็นกลุ่มหรือเครื่องจักรกล CNC การโปรแกรมหรือรับสัญญาณมักจะรับจาก เครื่องจักรเองโดยตรงหรือเก็บไว้ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ประจำเครื่อง DNC เป็นแนวความคิดใหม่ซึ่งใช้คอมพิวเตอร์หนึ่งตัว (Main Computer or Host) เป็นศูนย์กลางในการควบคุม และบริหารเครื่องจักรกล NC และ CNC หลายๆ เครื่องCNC จะใช้เทปแม่เหล็ก, แผ่นดิสก์ หรือ ดรัม (Drum) ในการเก็บข้อมูลที่โปรแกรมเอาไว้การโปรแกรมสามารถทำได้ที่ สถานีควบคุมไปยังกลุ่มเครื่องจักรกล NC แต่ถ้าเป็นกลุ่มหรือเครื่องจักรกล CNC การโปรแกรมหรือรับสัญญาณมักจะรับจาก เครื่องจักรเองโดยตรงหรือเก็บไว้ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ประจำเครื่อง ในการควบคุมเครื่องจักรกลซีเอ็นซี จะใช้โปรแกรมรหัสจีเป็นชุดคำสั่ง เพื่อควบคุมขับเครื่องมือตัดเฉือน (Tool) จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง    หรือเปิด-ปิดสารหล่อเย็นหรือเปลี่ยนเครื่องมือตัดเฉือน โดยเครื่องจักรกลจะทำงานโดยอัตโนมัติตามที่ได้โปรแกรมไว้ตามชุดคำสั่ง เราไม่สามารถแยกเครื่องจักรซีเอ็นซีและรหัสจีออกจากกันได้  ถ้าเราต้องการให้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงานเราต้องเรียนรู้รหัสจีเพื่อที่เราจะได้พูดภาษาเดียวกับตัวควบคุมซีเอ็นซีได้ ภายหลังจึงได้มีการพัฒนาโปรแกรม CAD/CAM ขึ้นมาใช้งานร่วมกับเครื่องจักรกล CNC ช่วยให้เข้าใจถึงวิธีการโปรแกรมรหัสจี เพื่อให้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงานตามที่ผู้ใช้งานต้องการได้สะดวกรวดเร็วขึ้น

ความแตกต่างระหว่างระบบ NC กับระบบ CNC
ระบบซีเอ็นซี (CNC) เป็นระบบที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากระบบเอ็นซี (NC) ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างระบบเอ็นซี (NC) กับระบบซีเอ็นซี (CNC) ก็จะอยู่ที่ความสามารถของระบบควบคุม นั่นคือ คอมพิวเตอร์ เมื่อนำระบบซีเอ็นซีไปควบคุมเครื่องจักรกล ความสามารถในการทำงานต่างๆ จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลเอ็นซี

1. การแสดงภาพจำลอง (Simulation) การทำงานตามโปรแกรมที่ป้อนเข้าในระบบทางจอภาพ

2. ความจุของหน่วยความจำเพิ่มมากขึ้น สามารถเก็บข้อมูลโปรแกรมได้มาก

3. การแก้ไขและลบโปรแกรมสามารถกระทำได้ที่เครื่องจักรโดยตรง

4. สามารถส่งข้อมูลไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำภายนอกได้

5. ระบบความปลอดภัยเพิ่มมากขึ้น

6. มีการชดเชยความผิดพลาดที่เกิดจากการวัดและการส่งกำลัง

7. มีโปรแกรมสำเร็จสำหรับการคำนวณค่าต่างๆ เช่น ความเร็วรอบ อัตราป้อน เป็นต้น

 ประเภท

เครื่องจักรที่มีสมรรถนะในการผลิตสูงในปัจจุบันนี้ส่วนใหญ่ใช้ระบบ CNC ทั้งสิ้น แต่จะมีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ ที่มีความแตกต่างกันในการผลิต เอ็มวาสฯ จะเกี่ยวข้องกับงานขึ้นรูปโลหะด้วยเครื่องจักร CNCเกือบทั้งหมดมีส่วนน้อยที่เกี่ยวกับอาหารและงานไม้ประเภทของการขึ้นรูปโลหะ

1.งานโลหะแผ่น เช่น งานม้วน งานพับ งานเชื่อมประสาน งานปั๊ม (Press)งานตัด

2.งานโลหะที่เป็นก้อน (ไม่กล่าวถึงงานหล่อ) เช่น งานหล่อ งานกลึง งานกัด ตัด ไส เจียระไน ตะไบ เจาะ เอ็มวาสฯ จะเกี่ยวข้องกับงานซ่อมเครื่องจักรที่ขึ้นรูปประเภทนี้ เป็นส่วนใหญ่

ขั้นตอนการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยแม่พิมพ์ที่เกี่ยวข้องกับ CNC                                          

ทำแบบตัวอย่างด้วยโฟมเพื่อเป็นแบบงานหล่อให้ได้เหล็กหล่อที่มีรูปร่างใกล้เคียงแบบสำเร็จมากที่สุด โดยการใช้เครื่องจักร CNC ในการผลิตชิ้นงานเข้าสู่กระบวนการขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC machining center

                                                                                                                                                         ขั้นตอนการผลิตแม่พิมพ์ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับ CNC                                                         แม่พิมพ์สำเร็จเตรียมผลิตชิ้นงาน ตัวอย่างชิ้นงานที่ผลิตโดยการใช้เครื่องปั๊มขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบต่างๆ

เส้นทางในการขึ้นรูปแม่พิมพ์

                                                                                                                                                         

ชนิดของการขึ้นรูปโลหะที่เป็นก้อน

– งานกลึง (Turning) จะใช้เครื่องจักรที่เรียกว่าเครื่องกลึง (Lathe Machine) ลักษณะการทำงาน คือ ชิ้นงานหมุน แล้วมีด (Tool)

– วิ่งเข้าหาชิ้นงานตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ ชนิดของเครื่องกลึงแยกเป็นเครื่องแนวนอนและแนวตั้ง

– Vertical lathe (VTL)

– Horizontal lathe ซึ่งพบเห็นได้โดยทั่วไป

– งานกัด (Milling หรือ Rotating) เครื่องจักรที่ใช้ทำงานประเภทนี้ เรียกว่า เครื่องกัด (Milling Machine หรือ Machining Center) ลักษณะการทำงานคือ ตัวมีดจะหมุนพร้อมกับเคลื่อนที่เข้าหาชิ้นงาน ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ แยกเป็นแนวนอนและแนวตั้งเช่นกัน

ชนิดของเครื่อง CNC Lathe

– Horizontal CNC Lathe – ลักษณะการใช้งาน คือ ชิ้นงานหมุน และ Tool เคลื่อนที่ตามแนวนอน ซึ่งรูปแบบนี้จะพบเห็นโดยทั่วไปตามโรงงานหรือโรงกลึง

– Vertical CNC Lathe – ลักษณะการใช้งาน คือ ชิ้นงานหมุน และ Tool เคลื่อนที่ตามแนวตั้งฉาก ซึ่งเครื่องจักรประเภทนี้เหมาะกับชิ้นงานขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักมาก จะพบเห็นในโรงงานขนาดใหญ่

                                                                                                                                                                                                                      ชนิดของเครื่อง CNC Machining Center

Vertical Machining Center ลักษณะ คือ Tool เคลื่อนที่ตามแนวตั้งเข้าหาชิ้นงาน Horizontal Machining Center ลักษณะ คือ Tool เคลื่อนที่ตามแนวนอนเข้าหาชิ้นงาน Table หมุนได้ 360 องศา                                                                                                                                                              

                                                                                                                                                     ประเภทของ Vertical CNC Machining Center                                                               

แบบ C Frame แบบสองเสา Double Column

ประเภทของ Horizontal CNC Machining Center

แบบ Boring CNC แบบ Floor type

ส่วนประกอบของเครื่อง CNC

ส่วนที่เป็น hardware จะแยกเป็นส่วนที่เป็น controller และ Mechanical 
Controller คือ ส่วนที่เป็นแผงวงจร มอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้า มอนิเตอร์ Mechanical คือ ส่วนที่เป็นกลไก เช่น รางแท่น แบริ่ง ball screwส่วนที่เป็น Software Operating system Programming สำหรับออกแบบเพื่อผลิตชิ้นงานให้ได้ตามต้องการ เอ็มวาสฯ จะบริการส่วนนี้เฉพาะงานสอน (Training) เท่านั้น ไม่ได้ทำในส่วนการออกแบบหรือซ่อมบำรุง

ส่วนประกอบที่เป็น Hardware หลักๆของตัวเครื่อง CNC

Mechanical Spindle คือ ส่วนที่จับยึดชิ้นงานหรือ Tool แล้วหมุน Turret คือ ป้อมมีดเป็นตัวจับ tool Saddle คือ แคร่ที่พาชุด turret เคลื่อนที่ ซึ่งจะมีส่วนประกอบเป็น slide way และ ball screw เป็นตัวขับเคลื่อน

Controller CPU system I/O interface Servo Amplifier Spindle Drive Unit Servo Motor Spindle Motor Solenoid Valve Limit switch , Sensor

ส่วนประกอบ Mechanical

CNC Lathe 

                                                                                                                                                                ส่วนประกอบ Mechanical                                                                                                

CNC Machining Center

                                                                                                                                                               ชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่ต้องมีการซ่อมบำรุง

Spindle, Ball screw, Bearing , Slide way

                                                                                                                                                                                          ส่วนประกอบ Hardware

Servo drive ,PCB, Monitor

ส่วนที่เป็น Controller

แผนภาพโครงสร้าง Configuration

Hardware อื่นๆในเครื่อง CNC

Solenoid valve ,Relay ,Limit switch ,Sensor

ข้อดีของเครื่องจักรเอ็นซีและซีเอ็นซี เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลประเภทอื่นๆ
1. มีความยืดหยุ่นในการทำงานสูง การเปลี่ยนงานใหม่จะแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงเฉพาะโปรแกรมเท่านั้น

2. ความเที่ยงตรง (Accuracy) จะอยู่ระดับเดียวกันตลอดช่วงความเร็วรอบและอัตราป้อนที่ใช้ทำการผลิต

3. ใช้เวลาในการผลิต (Production Time) สั้นกว่า

4. สามารถใช้ผลิตชิ้นงาานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ง่าย

5. การปรับตั้งเครื่องจักรสามารถทำได้ง่าย ใช้เวลาน้อยกว่ากว่าการผลิตด้วยวิธีอื่น

6. หลีกเลี่ยงความจำเป็นที่ต้องใช้ช่างควบคุมที่มีทักษะและประสบการณ์สูง

7. ช่างควบคุมเครื่องมีเวลาว่างจากการควบคุมเครื่อง สามารถที่จัดเตรียมงาานอื่นๆ ไว้ล่วงหน้าได้

8. การตรวจสอบคุณภาพไม่จำเป็นต้องกระทำทุกขั้นตอนและทุกชิ้น

ข้อเสียของเครื่องจักรกลเอ็นซีและซีเอ็นซี
1. ราคาเครื่องจักรมีราคาค่อนข้างสูง

2. การบำรุงรักษามีความซับซ้อนมาก

3. จำเป็นต้องใช้ช่างเขียนโปรแกรม (Part programmer) ที่มีทักษะสูงและฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ

4. ชิ้นส่วนที่ใช้ในการซ่อมบลำรุง ไม่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ จำเป็นต้องสั่งซื้อหรือนำเข้าจากต่างประเทศ

5. การซ่อมบำรุงจะต้องใช้ช่างที่มีประสบการณ์สูงและผ่านการฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ

6. ราคาของเครื่องมือต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการการตัดเฉือน มีราคาสูง

7. พื้นที่ติดตั้งเครื่องจักร จะต้องควบคุมระดับอุณหภูมิ ความชื้นและฝุ่นละออง

ระบบ Distribution Numerical Control: DNC

 บริษัท พอช เอ็นเตอร์ไพร์ส จำกัด มีแผนกงานที่พร้อมด้วยวิศวกรผู้ชำนาญเฉพาะ ด้านการให้บริการพัฒนาระบบ Distribution Numerical Control: DNC การจัดการรับ/ส่งโปรแกรม NC DATA เพื่อสั่งงานผ่านหน่วยประมวลผลกลาง (Server) ไปยังเครื่องจักรกลระบบซีเอ็นซีโดยตรงพร้อมๆ กันหลายๆเครื่อง อาทิ Machining Centre, CNC Lathe, CNC Milling และ CAD/CAM Work Stations ทั้งนี้ไม่ต้องกังวลกับปัญหาการตรวจ/ผ่านการเชื่อมต่อซอฟแวร์และฮาร์ดแวร์หลายๆ จุด ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมแม่พิมพ์หรือการผลิตชิ้นงานที่มีขนาดความละเอียดสูง 

          Distribution Numerical Control: DNC SYSTEM คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์กลางในการติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนและกระจายข้อมูลซึ่งในที่นี้คือ โปรแกรม NC Data กับหน่วยควบคุม NC ของเครื่องจักรกลระบบ CNC แต่ละตัวได้เพื่อเป็นศูนย์กลางในการบริการข้อมูลทั้งรับข้อมูล และส่งข้อมูลจำเพราะให้กับเครื่องจักรกลระบบ CNC แต่ละเครื่องในเครือข่ายตามที่แต่ละเครื่องต้องการพร้อมๆ กันได้ในเวลาเดียวกัน

          SUPER-DNC SOFTWARE คือ โปรแกรมควบคุมระบบ DNC ที่มีความทันสมัย มีสเถียรภาพและสามารถสื่อสารกับเครื่องจักรกลระบบ CNC ได้หลากหลายรุ่นและหลายยี่ห้อ ทั้งเครื่องที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดหรือเครื่องเก่าที่มีอายุใช้งานและถูกสร้างขึ้นมานานนับ 10 ปีแล้วก็ตาม

          SUPER-DNC ทำให้โรงงานไม่ว่าจะเป็นงานผลิตแม่พิมพ์ Mould, DIE, Punch Die หรือ Part Production ก็ตาม สามารถใช้เครื่องจักร และ NC Data ซึ่งเป็นทรัพย์สินอันมีค่าของโรงงานให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่โรงงานและองค์กร สร้างความสามารถในการแข่งขันให้แก่องค์กรได้เป็นอย่างดี และยังทำให้พนักงานทำงานได้สะดวกขึ้นเป็นการเสริมขวัญและกำลังใจพนักงานให้มีความรักองค์กรและมุ่งมั่นในการสร้างผลงานที่ดีแก่องค์กรอีกด้วย

คุณลักษณะมาตรฐาน Standard Features of SUPER-DNC System           1. การเรียกโปรแกรม NC Data ที่ต้องการ โดยรับส่งโดยตรงระหว่างเครื่องจักรกลระบบ CNC กับคอมพิวเตอร์ที่ให้บริการ (SUB Program Calling) โดยการเรียกโดยตรงที่หน้าเครื่องจักรกลระบบ CNC           2. การให้บริการกระจายข้อมูลโปรแกรม NC Data ในแบบเครื่องข่ายโดยมี Server เป็นศูนย์กลางการติดต่อรับส่งข้อมูลโปรแกรม NC Data กับเครื่องจักรกลระบบ CNC ทุกเครื่องในเครือข่าย โดยมีสถานี Client Station ซึ่งเป็นสถานี Generate (สร้าง) หรือ INPUT หรือ EDIT ข้อมูลโปรแกรม NC Data เพื่อส่งเข้าสู่ Server กลางได้ (Client – Server Configuration System)           3. การเริ่มกัดงานใหม่ต่อจากการกัดที่หยุดค้างไว้เดิม (Start Cutting from any program line) กรณีที่มีการหยุดกัดงานกลางคัน เช่น Tool สึกหรือ Tool แตก จำเป็นต้องหยุดค้างโปรแกรมไว้เพื่อเปลี่ยน Tool ใหม่ จากนั้น Software SUPER-DNC สามารถส่งต่อข้อมูลโปรแกรม NC Data ในบรรทัดต่อไปได้ โดยไม่ต้องเริ่มงานใหม่ทั้งหมด           4. สามารถกำหนด Protocols พิเศษต่างๆ (เครื่องจักรเก่าๆ หรือที่ไม่แพร่หลายในตลาด) โปรแกรม SUPER-DNC สามารถติดต่อกับเครื่องจักรกลระบบ CNC ที่มี Protocol ที่แตกต่างกันได้อย่างหลากหลายและกว้างขวาง (Special Protocols for CNC Machines)           5. การทำงานแบบ Auto-Search สำหรับส่ง Sub Programs หลายๆ โปรแกรมเรียงไปตามลำดับไปยังเครื่องจักรเป้าหมาย           6. OPTION การแจ้งเตือนโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ต่างๆ (Notify User for Events such as cutting finish) เช่น เมื่อกัดงานเสร็จแล้ว หรือเกิดการหยุดกัดงานโดยไม่คาดคิด SUPER-DNC สามารถติดต่อด้วย Special GPRS Data modem เพื่อส่งแจ้งเตือนไปยังโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile phone) ด้วย E-mail หรือ SMS Message ของผู้ใช้ได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้ผู้ใช้ทราบและดำเนินการต่อไปได้