เครื่องกลึง CNC โดยทั่วไปจะมีการเคลื่อนไหวอยู่ 2 แกน (ยกเว้น เครื่องกลึง CNC แบบ ที่ถูกออกแบบมาใช้งานในลักษณะพิเศษซึ่งอาจจะมีถึง 5 แกน ซึ่งจะขอนำเสนอในคราวต่อไป) คือ แกน X และแกน Z ทิศทางของแต่ละแกนตามรูปประกอบ
แกนของเครื่องกลึง CNC |
ให้สังเกตุว่าทิศทางของแกน Z จะอยู่ในแนวแกนของ spindle เสมอไม่ว่าจะเป็นเครื่องกลึงหรือเครื่องกัด
ระบบควบคุมของเครื่องกลึง CNC
ในเครื่องกลึง CNC ระบบในการควบคุมการทำงานทั้งหมดทั้ง main spindle, การเคลื่อนที่ในแนวแกนต่างๆ, ระบบ hydraulic, ระบบไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกติดตั้งลงบนบอร์ดของแต่ละระบบหลังจากนั้นระบบทั้งหมดจะถูกติดตั้งลงบนเมนบอร์ดหลักซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการทำงานทั้งหมดของเครื่องกลึง CNCโครงสร้างของเครื่องกลึง CNC
โครงสร้างหลักของเครื่องกลึง CNC ประกอบด้วย1.ระบบขับเคลื่อนหรือส่งกำลัง
ระบบขับเคลื่อนของเครื่องกลึง CNC นั้นประกอบไปด้วย ระบบส่งกำลังหลักซึ่งจะอยู่ที่ main motor ทำหน้าที่หมุน spindle หลัก จะใช้มอเตอร์แบบ servo ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วได้ตามข้อกำหนด ซึ่งแตกต่างจากเครื่องกลึงแบบ manual ที่ความเร็วในการหมุนหัว spindle ด้วยการทดรอบทั้งระบบเฟืองและระบบสายพาน. การหมุนของเพลาหลัก (main spindle) จะทำหน้าที่หมุนชิ้นงานที่ถูกจับยึดอยู่บนหัวจับservo motor ซึ่งใช้เป็นตัวต้นกำลังของแกน spindle ในเครื่อง CNC |
ระบบส่งกำลังหลักจะช่วยให้หัว spindle นี้หมุนได้ |
ระบบขับเคลื่อนแกน เป็นระบบเพื่อขับเคลื่อนให้เครื่องมือตัดบนเครื่องกลึง CNC เคลื่อนที่เข้าตัดชิ้นงานตามแกนต่างๆ ควบคุมระยะการเคลื่อนที่ด้วย step motor ขับเคลื่อนคู่กับ ball screw ซึ่งมีความแม่นยำสูงสามารถคำนวณระยะในการขับเคลื่อนด้วยชุดควบคุม step motor
ลักษณะของ stepper ที่มีความสามารถควบคุมความเร็วในการหมุนได้ ใช้เป็นตัวขับเคลื่อนแกนต่างๆ |
2.ระบบจะจับยึด
ระบบจับยึดในเครื่องกลึง CNC นั้นหลักๆ ก็มีเป็นการจับยึดชิ้นงานโดยใช้หัวจับ (Jaw) ซึ่งมีทั้งแบบ hard jaw และ soft jawจริงๆ แล้วทั้ง hard jaw และ soft jaw ก็แทบจะเหมือนกัน แตกต่างกันที่การใช้งานและวัสดุมากกว่า. ในการใช้งานจริง hard jaw จะไม่มีการปรับแต่งรูปร่างๆ ตรงปากหรือหัวจับซึ่งนรูปจะเป็นมีอยู่ 3 อัน เมื่อมีการกดปุ่ม clamp ชิ้นงาน jaw ทั้งสามอันก็จะเลื่อนเข้ามาจับยึดชิ้นงานโดยส่วนมากแล้ว hard jaw จะใช้ในงาน special ที่มีจำนวนการผลิตเพียงชิ้นเดียวหรือไม่มาก ส่วน soft jaw นั้นจะมีการปรับแต่งตรงปากจับ เช่นกลึงออกเพื่อให้เป็นระยะ stopper ในแกน Z เมื่อใส่ชิ้นงานเข้าไปจนชนระยะ step ที่ทำไว้ จะช่วยลดเวลาในการ setup ชิ้นงาน เหมาะสำหรับการผลิตครั้งละมากๆ แต่มีข้อเสียคือ ถ้าชิ้นงานที่รูปร่างๆ แตกต่างกันมากจะไม่สามารถนำมาใช้ร่วมกันได้ ต้องเปลี่ยนตัวใหม่
ส่วนระบบจับยึดอีกอย่างของเครื่องกลึง CNC คือระบบจับยึดเครื่องมือตัด (Turret) ตามรูปจะเห็นว่ามีช่องในการใส่เครื่องมือตัดเป็นจำนวนมาก ซึ่งต่างๆจากเครื่องกลึงแบบ manual ใส่ได้ครั้งละ 1 tool เท่านั้น
การใช้งานของระบบจับยึดเครื่องมือตัดบนเครื่องกลึง CNC นั้นจะควบคุมการเลือกใช้โดยโปรแกรมก็ได้หรือป้อนคำสั่งหน้าเครื่องก็ได้ จำนวนของหัว turret นั้นขึ้นอยู่กับ spec ของแต่ละเครื่อง
ในการ setup นั้น ปลายของ cutting tool จะมีความยาวที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้นเครื่องมือตัดที่จะใช้งานในแต่ละโปรแกรมต้องมีการปรับตั้งระยะ zero ทั้งหมด.
หัวจับ cutting tool แบบ turret ในเครื่องกลึง CNC |
3.ระบบตรวจวัด
การเคลื่อนที่ของเครื่องกลึง CNC จะมีระบบการวัดระยะติดอยู่กับแกนของเครื่องจักรส่วนมากจะใช้ linear scale ติดไว้แล้วส่งค่าการเคลื่อนที่ไปยังระบบควบคุมเพื่อแสดงผลออกมาเป็นตัวเลข4.ระบบไฟฟ้า
ระบบไฟฟ้าในเครื่องเครื่องกลึง CNC ถ้าเป็นเครื่องขนาดใหญ่ส่วนมากแล้วจะใช้ไฟฟ้าขนาด 3 เฟส 380 โวลท์ ส่วนที่พบว่าใช้ไฟฟ้าขนาด 220 โวลท์ก็จะเป็นพวก mini cnc ซะส่วนมาก