เครื่องกลึง CNC คืออะไร เหมาะกับการใช้งานแบบไหน?




งานกลึง คือหนึ่งในงานพื้นฐานทางวิศวกรรมที่เป็นกระบวนการตัดแต่งขึ้นรูปชิ้นงานจากโลหะที่เป็นรูปทรงกระบอกสมมาตรเป็นหลัก ให้กลายเป็นรูปทรงที่เราต้องการ โดยการกลึง เป็นเทคนิคที่ต้องใช้ความแม่นยำและความชำนาญสูง มิฉะนั้นจะเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย ทำให้มีผู้คิดค้นเครื่องจักรกล (Machine Tools) ที่ช่วยในการกลึงให้ได้แม่นยำยิ่งขึ้น และรวดเร็วยิ่งขึ้นมา นั่นคือ เครื่องกลึง CNC

 

เครื่องกลึง CNC คือ

 

เครื่องกลึง CNC (Computer Numerical Control) คือเครื่องจักรกลอัตโนมัติที่ทำงานได้ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อทำการผลิตชิ้นส่วนวัสดุให้ได้ขนาดและรูปทรงตามที่ต้องการด้วยการกลึง เหมาะสำหรับงานกลึงที่ต้องการความละเอียดหรือมีความซับซ้อนสูง

 

ยิ่งไปกว่านั้น เพราะการควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ทำให้เครื่องกลึง CNC สามารถก้าวข้ามขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบเดิมๆ ได้ ทั้งความละเอียดในการควบคุมที่ละเอียดถึง 0.001 mm. รวมถึงสามารถควบคุมเครื่องกลึงได้หลายเครื่องในคราวเดียว ทำให้นอกจากความละเอียดแล้ว เรายังสามารถได้ชิ้นงานหลายชิ้นด้วยความรวดเร็วอีกด้วย

 

นอกจากเครื่องกลึงแล้ว ระบบ CNC ยังถูกเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องจักรที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นเครื่องพิมพ์ เครื่องเจียร หรือแม้แต่เครื่องตัด เพื่อให้ชิ้นงานที่สวยงานและซับซ้อนยิ่งขึ้น ตรวจสอบ DMG Mori เครื่องกลึง CNC ระดับโลกได้ที่นี่

 

รูปที่1 ภายในบทความ เครื่องกลึง CNC

 

โครงสร้างพื้นฐานของเครื่องกลึง CNC

 

สำหรับด้านโครงสร้าง เครื่องกลึง CNC จะมีความคล้ายกับเครื่องกลึงมือ หรือเครื่องกลึงแบบ Manual มากพอสมควร ทว่าจะมีข้อแตกต่างหลักๆ ในด้านการควบคุมการทำงาน และการตรวจวัด ซึ่งเครื่องกลึง CNC มีการเพิ่มในส่วนดังต่อไปนี้เข้ามา เพื่อการวัดและสร้างชิ้นงานที่เที่ยงตรงแม่นยำมากขึ้น

 

  1. ระบบขับเคลื่อน ประกอบด้วยสองระบบหลัก คือ ระบบส่งกำลังหลักและระบบขับเคลื่อนแกน– ระบบส่งกำลัง เครื่องกลึง CNC จะใช้เซอร์โวมอเตอร์ (Servo Motor) ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วการหมุน แรงบิด ตำแหน่ง ให้เป็นไปตามความต้องการได้
    – ระบบขับเคลื่อนแกน ในระบบนี้จะใช้ สเต็ปเปอร์ หรือ สเต็ปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor) ทำงานร่วมกับระบบควบคุมระยะในการควบคุมแกนให้เข้าตัดชิ้นงานต่างๆ
  2. ระบบจับยึด ระบบจับยึดของเครื่องกลึง CNC มีสองส่วน คือส่วนที่ใช้จับยึดชิ้นงาน และส่วนที่ใช้จับยึดเครื่องมือ– ระบบจับยึดชิ้นงาน หรือ หัวจับ (JAW) ทำหน้าที่ยึดชิ้นงานอย่างมั่นคง ทำให้สามารถตกแต่ง กลึงชิ้นงานได้อย่างราบรื่น ซึ่งหัวจับชิ้นงานนี้มีทั้งแบบธรรมดาที่ไม่ตกแต่งรูปร่างอะไร หรือแบบพิเศษ ที่ใช้ผลิตงานจำนวนไม่มาก แต่มีความเฉพาะตัวสูง
    – ระบบจับยึดเครื่องมือตัด (Turret) ระบบจับยึดเครื่องมือ เป็นอีกสิ่งที่ทำให้ CNC มีความแตกต่างกับการกลึงแบบ Manual เพราะใน Turret จะประกอบด้วยเครื่องมือตัดเป็นจำนวนมาก สามารถหมุนเพื่อใช้งานในรูปแบบต่างๆ ได้เลยตามที่คอมพิวเตอร์กำหนดคำสั่งเอาไว้ โดยไม่ต้องมีการเปลี่ยนหัวตัดด้วยมือ
  3. ระบบตรวจวัด ระบบตรวจวัดสำหรับเครื่อง CNC จะมีการติดตั้ง Linear Scale ซึ่งคืออุปกรณ์ตรวจวัดระยะเส้นตรงความละเอียดสูง (สูงสุด 0.001 mm) หรืออุปกรณ์อื่นๆที่มีความสามารถใกล้เคียงกัน เพื่อวัดระยะของชิ้นงาน หรือใช้เพื่อคำนวณในฟังก์ชั่นต่างๆ เพื่อการใช้งานเครื่อง CNC
  4. ระบบไฟฟ้า ส่วนใหญ่ระบบไฟฟ้าของเครื่องกลึง CNC  จะเป็นระบบไฟฟ้าแบบ 3 เฟส 380 โวลต์เป็นหลัก ยกเว้นเป็นเครื่องแบบ MINI CNC ที่จะใช้ไฟฟ้าแบบ 220 โวลต์
  5. ระบบควบคุม เครื่องกลึง CNC จะมีการควบคุมการทำงานทั้งหมดผ่านคอมพิวเตอร์ โดยจะอาศัย G Code และ M Code ในการป้อนข้อมูล ซึ่งสามารถควบคุมได้ตั้งแต่การเคลื่อนที่ง่ายๆ ไปจนถึงการปรับรายละเอียดการกลึง

 

ซึ่งระบบควบคุม CNC สามารถโปรแกรมเพิ่มเติมได้โดยการเขียนโค้ด ซึ่งในปัจจุบันนิยมเขียนลงในโปรแกรม CAD (Computer Aided Design) ทั้ง 2D CAD และ 3D CAD แล้วใช้โปรแกรมประเภท CAM (Computer Aided Manufacturing) ในการปรับแต่งให้เหมาะสมกับงาน

 

การทำงานเบื้องต้นของเครื่องกลึง CNC

 

หลักการทำงานของเครื่องกลึง CNC นั้นมีความแตกต่างจากเครื่องกลึงแบบอื่นๆ เนื่องจากมีคอมพิวเตอร์เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ทำให้เราต้องพึ่งพาผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับภาษาเครื่องจักร หรือโปรแกรมต่างๆ มากพอสมควร โดยมีการทำงานดังนี้

 

  1. ผู้ใช้ป้อนคำสั่งลงในระบบโดยใช้คำสั่งที่เครื่องกลเข้าใจ (G Code, M Code) ผ่านทางแป้นพิมพ์ หรืออุปกรณ์ป้อนข้อมูลอื่นๆ เช่น G00 X15 Y30 คือ คำสั่งให้เครื่องมือตัด (Cutting Tool) เคลื่อนที่ไปในตำแหน่ง X = 15 และ Y = 30 จากจุด 00
  2. คำสั่งจะถูกส่งผ่านระบบควบคุมผ่านไปยังมอเตอร์และเครื่องขยายสัญญาณ เพื่อให้มีระดับสัญญาณเพียงพอทุกส่วนได้
  3. มอเตอร์ที่ได้รับคำสั่งดำเนินการเคลื่อนที่แท่นเลื่อนไปตามที่ค่าที่กำหนดไว้ข้างต้น รวมถึงควบคุมความเร็วของการหมุนให้เหมาะสม
  4. ระบบวัดขนาดจะส่งสัญญาณไปทางระบบควบคุม ว่าต้องมีการเคลื่อนเครื่องตัดที่ไปในแนวไหน ระยะทางเท่าใด หากเป็นการทำงานละเอียดอาจมีการโปรแกรมอุปกรณ์การตัดชิ้นงานเอาไว้ เพื่อการทำงานที่ไหลลื่นมากขึ้น
  5. เครื่องจักรดำเนินการทำงานตามคำสั่งที่ป้อนไว้

 

ข้อดีของเครื่องกลึง CNC

 

เครื่องกลึง CNC มีความโดดเด่นแตกต่างจากการกลึงแบบเครื่องจักรธรรมดาในหลายด้าน ซึ่งเครื่องกลึง CNC มีข้อดีดังนี้

 

  1. ได้งานที่มีความละเอียด มีประสิทธิภาพ เนื่องจากเครื่องกลึง CNC มีการตรวจวัดระยะและควบคุมการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ ทำให้มีความละเอียดสูงกว่าการทำด้วยมือ
  2. ได้งานที่มีมาตรฐาน คุณภาพเท่ากันเสมอ เพราะเครื่องกลึง CNC ไม่มีอาการเหนื่อย แรงตก หรือการกะระยะผิดพลาดจากเดิม
  3. ใช้พื้นที่ในการทำงานน้อย สามารถทำงานได้หลากหลาย การทำงานด้วยเครื่องกลึง CNC หลักๆ ใช้เพียงคนเขียนคำสั่งเพื่อทำการผลิตชิ้นงานเท่านั้น ซึ่งสามารถควบคุมความหลากหลาย รวมถึงความละเอียดได้โดยการใช้โปรแกรมลดการใช้แรงงานในการผลิต การใช้แรงงานคนกับเครื่อง CNC หลักๆ จะมีเพียงผู้เขียนโปรแกรมหรือผู้ป้อนคำสั่งเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญการกลึงก็สามารถทำงานละเอียดอ่อนได้
  4. ลดเวลาในการผลิต การเขียนโปรแกรมกำหนดการทำงานเพียงโปรแกรมเดียวสามารถใช้ได้กับเครื่อง CNC มากกว่า 1 เครื่อง ทำให้สามารถทำหลายๆงานในเวลาเดียวกันได้

 

งานที่เหมาะกับเครื่องกลึง CNC

 

เครื่องกลึง CNC สามารถทำงานได้กับวัสดุหลากหลาย เช่น แสตนเลส เหล็กกล้า โลหะผสม พลาสติก อลูมิเนียม ไทเทเนียม เป็นต้น ทั้งนี้อาจเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ต่อพ่วง หรือ Turret เพื่อเพิ่มความเหมาะสมกับงานนั้นๆ ให้มากขึ้น

 

โดยงานที่สามารถใช้เครื่องกลึง CNC ได้คุ้มค่าที่สุด ย่อมเป็นงานที่มีความละเอียดสูง ต้องการการผลิตจำนวนมากและมีความเหมือนกันทุกชิ้นงาน เช่น

 

  • งานผลิตชิ้นส่วนเครื่องบิน
  • งานผลิตชิ้นส่วนรถยนต์
  • งานผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์ทางการแพทย์
  • งานผลิตชิ้นส่วนจำนวนมาก (Mass Production) ที่ใช้ต้นทุนสูง เช่น เครื่องกลึงขนาดเล็กของ DMG MORI รุ่น ALX หรือเครื่องกัด Robodrill ของ FANUC ก็ได้รับความนิยมเป็นอย่างสูงเช่นกัน

 

หากมีความสนใจท่านสามารถดูวิธีเลือกเครื่องกลึง CNC รวมถึงเครื่อง CNC อื่นๆได้ ในบทความ เทคนิคการเลือกเครื่อง CNC ให้เหมาะสมกับการใช้งาน ครับ หรือหากต้องการปรึกษา มีความสนใจเครื่องมือทางวิศวกรรม สามารถติดต่อเราได้ ที่นี่ ทางเรามีผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคคุณภาพสูงพร้อมให้บริการอย่างเต็มที่ครับ

 

บริการด้านเครื่องจักรจากสุมิพล

 

สุมิพลให้คำปรึกษาเกี่ยวกับเครื่องจักรอุปกรณ์และเครื่องมือตัดแต่งขึ้นรูปโลหะ ที่เหมาะสมกับกระบวนการผลิตชิ้นงาน โดยขึ้นอยู่กับความเหมาะสมในแต่ละสายการผลิตและความคุ้มค่ากับการลงทุน ด้วยอุปกรณ์อัตโนมัติที่ทันสมัยและโปรแกรมในการออกแบบเพื่อการทำงานเสมือนจริงมากที่สุด

 

ถ้าคุณสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลของสินค้าหรือบริการจากเรา คุณสามารถติดต่อเราได้ที่นี่ หรือ Call Center 02-7623000 เรามีผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคและเครื่องมือที่พร้อมให้บริการกับคุณอย่างเต็มที่