ถึงแม้ว่าในปัจจุบันโปรแกรมที่ใช้กับเครื่อง
CNC สามารถสร้างได้ไม่ยากเพราะมีโปรแกรมประเภท
CAM (Computer Aided Manufacturing) ช่วย แต่ถ้าไม่มีพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่อง CNC, งานกลึง, งานกัด, งานเจาะ และกระบวนการ machining
อื่นๆ ก็ไม่สามารถสร้างโปรแกรม
CNC ที่ดีได้
ดังนั้นก่อนการเริ่มเขียนโปรแกรม CNC เราควรต้องเรียนรู้สิ่งต่อไปนี้ก่อน
1.หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่อง CNC (Basic of machining by CNC machine)
เราควรรู้ว่าเครื่อง
CNC เครื่องที่เราที่เราจะเขียนโปรแกรมเพื่อขึ้นรูปชิ้นงานนั้นมีการทำงานในลักษณะแบบไหน
เช่น งานกลึง (turning) ก็จะทำงานในลักษณะทรงกระบอกเป็นส่วนมาก
แต่ก็สามารถทำงานในลักษณะ การเจาะรู, tap เกลียวได้ ซึ่งโดยทั่วไปเครื่อง CNC จะมี 2 แกน คือ แกน X และแกน Y ในขณะตัดชิ้นงานจะหมุนส่วนตัว cutting
tool จะเคลื่อนที่ตัดชิ้นงาน ส่วนเครื่องกลึง
CNC ที่มีมากกว่า
2 แกน เช่น เครื่อง CNC 5 แกน จะสามารถทำงานได้หลากหลายกว่า เช่น สามารถกลึงงานได้ทั้งสองปลาย
คือ จะมีหัวจับ (spindle) อยู่อีกด้านหนึ่ง สามารถเจาะชิ้นงานในแนวทรงกระบอกได้ เป็นต้น. เครื่องกัด
CNC (CNC Milling) แบบทั่วๆ
ไปจะมี 3 แกน คือ แกน X,
แกน Y และแกน Z
ใช้ในการขึ้นรูปงานทั่วๆ
ไป ส่วนในงานขึ้นรูปที่มีรายละเอียดมาก ซับซ้อน และความละเอียดสูงส่วนจะใช้เครื่องกัด
5 แกน เช่น
งานทำ Mold
ซึ่งจะพบมากในอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ เป็นต้น.
นอกจากนี้
Spec. ของเครื่อง
CNC , ข้อจำกัดของฟังก์ชั่นและเงื่อนต่างๆ
ในการตัดเฉือนชิ้นงาน ก็เป็นปัจจัยสำคัญในการวางแผนการทำงานดังต่อไปนี้
1.1ความเร็วรอบของเครื่อง CNC
: เราจะต้องรู้ว่าเครื่อง
CNC นั้น
Spindle นั้นสามารถหมุนที่ความเร็วรอบสูงสุดได้เท่าไหร่แต่ในการปฏิบัติงานจริงเราไม่สามารถใช้ความเร็วรอบสูงสุดได้
เนื่องจากต้องเผื่อสำหรับความปลอดภัยไว้. รอบความเร็วใน CNC ส่วนมากเราจะใช้หน่วย RPM (Round per Minutes)
หมายถึง จำนวนรอบของ Spindle ที่นับได้ใน 1 หน่วยชั่วโมง หรือคำนวณจาก
N = (V x 1000/3.14xD)
เมื่อ
N = ความเร็วรอบของหัว spindle
V = ความเร็วตัด (เมตร/นาที)
3.14 = ค่า pi = 3.14
1.2ความเร็วตัด
(Cutting Speed) หน่วยที่ใช้กันโดยส่วนมากคือ
เมตรต่อนาที, ความเร็วตัดนั้นจะเป็นกำหนดว่าต้องการให้ cutting tool ตัดชิ้นงานด้วยความเร็วไหร่
เราสามารถคำนวณหาความเร็วตัดได้ดังนี้
V = 3.14xDxN/1000
3.14 คือ ค่าคงที่
V คือ ความเร็วตัด
D คือ เส้นผ่านศูนย์กลาง
2.หลักการพื้นฐานของงานตัดชนิดต่างๆ (Basic of Machining)
เราจำเป็นต้องรู้หลักการตัดของชิ้นงาน ยิ่งรู้ละเอียดมากเท่าไหร่
ก็จะทำให้เราสามารถเลือกใช้ condition ได้เหมาะสมมากเท่านั้น เช่น ถ้าเรารู้ว่า
การกลึงงาน เพื่อให้ผิวของชิ้นงานมีความละเอียดและค่าความแม่นยำ (accuracy)
ที่ดีต้องการกลึงปอกหยาบก่อน
หลังจากนั้นถึงจะกลึงละเอียด
เหตุที่ต้องทำเช่นนี้นอกจากจะเพื่อคุณภาพของชิ้นงานแล้ว
ยังส่งผลดีในด้านของความเร็ว เช่น ในงานกลึงปอกหยาบจะใช้มีดกลึงชนิดที่ใช้กับงานหยาบ ซึ่งจะเป็นมุมป้านมากกว่ามีดกลึงละเอียด
ส่วนของปลายของมีดกลึงก็จะมีขนาดรัศมีที่ใหญ่กว่ามีดกลึงชนิดที่ใช้กับงานละเอียด
ซึ่งในหัวข้อของ cutting tool จะอธิบายอีกครั้ง. มีดกลึงหยาบสามารถป้อนค่า DOC (depth of
cut) ได้มากกว่างานกลึงละเอียด
ทำให้ cycle time น้อย
หลังจากนั้นก็จะทำการกลึงเก็บละเอียดอีกครั้ง.
สำหรับในงานกัดก็จะเป็นลักษณะการตัดเฉือนที่ชิ้นงานอยู่กับที่
ส่วน cutting tool เช่น
endmill
จะหมุนและเคลื่อนที่เข้าหาชิ้นงานทำงานตัดเฉือนในลักษณะต่างๆ ตามที่โปรแกรม CNC กำหนด.
โดยเมื่อเรารู้ลักษณะการทำงานของงานตัดประเภทต่างๆ
แล้วจะทำให้เราสามารถกำหนด condition ที่เหมาะสมในการขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC ได้ เช่น ความเร็วรอบ, ความเร็วตัด,
ความลึกในการตัดแต่ละรอบ (DOC) การเลือกใช้ cutting tool ที่เหมาะสมกับกระบวนการ, การเลือกใช้เครื่องจักร
สิ่งเหล่านี้จะมีผลโดยตรงต่อการสร้างโปรแกรม CNC ที่ดีที่สุด สามารถผลิตชิ้นงานที่มีคุณภาพสูงได้.
3.หลักการพื้นฐานของวัสดุวิศวกรรม (Basic of Engineering Material)
เราต้องเป็นต้องรู้และเข้าใจพื้นฐานและคุณสมบัติของวัสดุในงานวิศวกรรมอย่างดี
เพราะว่า วัสดุแต่ละชนิดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไป
นั่นก็หมายความว่าในการผลิตงานบนเครื่อง CNC นั้น
ถึงแม้ว่าจะต้องการขึ้นรูปงานที่มีรูปร่างเหมือนกัน จากแบบงานแผ่นเดียวกัน
แต่ทำจากชนิดของวัสดุที่แตกต่างกัน condition ต่างๆ เช่น ความเร็วรอบ, ความเร็วตัด, DOC, cutting tool ก็ต้องแตกต่างกันด้วย.
4.หลักการพื้นฐานของการตัด (Basic of Cutting)
หลักการพื้นฐานของงานตัดนั้นจะทำให้เราได้ทราบเงื่อนไขหลักในการตัด
3 อย่าง ซึ่งก็คือ เครื่องจักร (รวมถึงโปรแกรม CNC และเงื่อนไขต่างๆ), เครื่องมือตัด (cutting tool) และชิ้นงาน (Workpiece) การกำหนดทิศทางการตัด (Cutting
Direction),
ทิศทางของเศษชิ้นงาน (Chip Flow), อุณหภูมิที่เกิดขึ้นในการตัด (Cutting Temperature) , การหล่อเย็น (Coolant) เป็นต้น
5.หลักการเขียนโปรแกรมสำหรับเครื่อง CNC
หลักการเขียนโปรแกรมเครื่อง
CNC ต้องรู้คือ สามารถอ่านแบบชิ้นงานได้เข้าใจว่าชิ้นงานต้องการอะไรบ้าง
ส่วนไหนของชิ้นงานที่ต้องการความละเอียด, ผิวงานที่ต้องการเป็นอย่างไร.
ต่อมาก็จะเป็น
ความสามารถในการออกแบบกระบวนการ เราจะต้องรู้พื้นงานต่างๆ ตามที่กล่าวมาข้างต้น
จะทำให้เราสามารถสร้างโปรแกรม CNC ที่ดีได้.
โปรแกรม
CNC ที่ดีนั้นไม่เพียงแต่ว่าสามารถแปรรูปให้ออกมาได้ตามแบบเท่านั้น
แต่จะหมายความรวมถึง ทำงานได้เร็ว ปลอดภัย ชิ้นงานทีคุณภาพ ซึ่งสุดท้ายแล้วก็คือ ประสิทธิภาพในการผลิต (Productivity) นั่นเอง....
สำหรับครั้งหน้าก็จะเริ่มต้นในการเขียนโปรแกรม
CNC.
โปรดติดตามนะครับ.