ทำความรู้จักกับ CAD/CAM/CAE/CNC ตอน 3 (จบ)

CNC คืออะไร

CNC เป็นคำย่อของ Computer Numerical Control แปลว่าการควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ เป็นเทคโนโลยีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาควบคุมการทำงานของเครื่องจักรกลต่าง ๆ เช่น เครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling), เครื่องกลึงซีเอ็นซี (CNC Lathe), เครื่องเจียระไน (Grinding), EDM, Wire cut และอื่นๆ ซึ่งสามารถทำให้ผลิตชิ้นส่วนได้รวดเร็วถูกต้อง และเที่ยงตรง

 

เครื่องจักรซีเอ็นซีแต่ละแบบแต่ละรุ่นจะมีลักษณะเฉพาะ และการประยุกต์ใช้งานที่ต่างกันออกไป แต่เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทั้งหมดมีข้อดีเหมือน ๆ กันคือ

  1. เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทุกเครื่องได้รับการปรับปรุงให้มีการทำงานอัตโนมัติทำให้ลดความวุ่นวายของผู้ควบคุมเครื่องจักรในการผลิตชิ้นงาน เครื่องจักรซีเอ็นซีหลายเครื่องสามารถทำงานโดยที่ผู้ควบคุมไม่ต้องคอยนั่งเฝ้าในระหว่างวัฏจักรการทำงานของเครื่อง (Machining cycle) และผู้ควบคุมสามารถไปทำงานอย่างอื่นได้ สิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีได้ประโยชน์หลายอย่างรวมทั้งลดความเหนื่อยล้าของผู้ปฏิบัติงาน ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากคนมีน้อยมากมีความคงเส้นคงวาในการผลิตและสามารถคำนวณเวลาในการผลิตแต่ละชิ้นได้ซึ่งเป็นผลดีกับการวางแผนการผลิต
  2. เทคโนโลยีซีเอ็นซีคือความคงเส้นคงวาและความถูกต้องแม่นยำของชิ้นงาน ซึ่งหมายความว่าเมื่อโปรแกรมที่เขียนทำงานอย่างถูกต้องแล้ว การผลิตชิ้นส่วน 2 ชิ้น 10 ชิ้น หรือ 1000 ชิ้นให้เหมือนกันทุกประการสามารถทำได้อย่างง่ายดายด้วยความสม่ำเสมอ
  3. ความยืดหยุ่นในการทำงาน เนื่องจากเครื่องจักรกลเหล่านี้ทำงานตามโปรแกรมการทำงานที่ต่างกันก็ง่ายเหมือนกับการโหลดโปรแกรมที่ต่างกัน เมื่อโปรแกรมประมวลผลและทำการผลิตชิ้นงานแล้ว เราสามารถเรียกโปรแกรมนั้นกลับมาใช้ใหม่ในครั้งต่อไปเมื่อต้องทำงานชิ้นนั้นอีก

 

ในตอนเริ่มแรกการควบคุมเครื่องจักรกลซีเอ็นซีใช้โปรแกรม G-Code เป็นชุดคำสั่งควบคุมการทำงานของเครื่องมือตัดเฉือน (Tool) จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หรือเปิด-ปิดสารหล่อเย็น กำหนดความเร็วรอบในหารทำงานของเครื่องมือตัดเฉือนหรือเปลี่ยนเครื่องมือตัดเฉือน เราไม่สามารถแยกเครื่องจักรซีเอ็นซีและ G-Code ออกจากกันได้ ถ้าเราต้องการให้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงานเราต้องเรียนรู้ G-Code เพื่อที่เราจะได้สามารถควบคุมการทำงานของเครื่องซีเอ็นซีได้

 

ภายหลังโปรแกรม CAD/CAM ได้รับการพัฒนาขึ้นมา การนำ CAD/CAM มาใช้งานร่วมกับ CNC ก็เริ่มขึ้น ความเข้าใจเรื่องการรวม CNC กับ CAD/CAM จะช่วยให้เข้าใจวิธีการโปรแกรม G-Code เพื่อให้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำงาน หลักการของ G-Code ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาทุกอย่างยังเหมือนเดิม

cnc-machine

cnc-machine

 

คนส่วนใหญ่ใช้ระบบ CAM สำหรับสร้าง G-code แต่ก็ยังคงมีคนอีกจำนวนไม่น้อยยังคงส่ง G-Code ไปยังตัวควบคุม CNC เพื่อให้คนควบคุมเครื่องแก้ไข G-Code ไม่เพียงแต่มีความยุ่งยากในการใช้งานเท่านั้นมันยังไม่สามารถรวมกับระบบ CAD/CAM ได้ หมายความว่าการเปลี่ยนแปลง G-Code โดยตัวควบคุมที่เครื่องจักรซีเอ็นซีไม่สามารถส่งกลับไปที่ระบบ CAM ได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาขึ้น ยกตัวอย่างเช่น เมื่อผู้ควบคุมเครื่องจักรซีเอ็นซีต้องเปลี่ยนแปลง G-Code ที่ได้รับจากระบบ CAM เพื่อปรับเงื่อนไขการกัดขึ้นรูปให้ถูกต้อง หลังจากนั้นก็ไปใช้โปรแกรมอื่นแล้วกลับมาใช้โปรแกรมเดิม ผู้ควบคุมเครื่องก็ต้องแก้ไขโปรแกรม G-Code อีก จะเกิดอะไรขึ้นถ้าผู้ควบคุมเครื่องลืมแก้ไขเงื่อนไขการกัด สิ่งนี้ทำให้เสียเวลาและเงินทองเป็นจำนวนมาก

 

การใช้ CAD/CAM/CAE/CNC ร่วมกันในการผลิต

การผลิตโดยทั่วไปจะเริ่มต้นจากการใช้ CAD ในออกแบบ Part ตามที่ได้ออกแบบไว้หรือแก้ไขข้อมูลเชิงตัวเลขที่ได้จากการสแกนชิ้นงาน หลังจากนั้นจะใช้ CAE ในการวิเคราะห์ชิ้นส่วนที่ออกแบบว่าสามารถรับภาระหรือมีคุณสมบัติต่าง ๆ ตามที่ต้องการหรือไม่ ถ้ามีปัญหา ก็ใช้ CAD แก้ไขจุดบกพร่องแล้วใช้ CAE วิเคราะห์อีกจนกว่าจะได้ชิ้นส่วนที่มีสมบัติตามที่ต้องการ จากนั้นจะส่งข้อมูล CAD ไปยัง CAM software เพื่อจำลองเส้นทางเดินของเครื่องมือกัดขึ้นรูป หรือแก้ไขแบบเพื่อให้เครื่องซีเอ็นซีสามารถกัดขึ้นรูปได้ ในขั้นนี้สำหรับงานบางอย่างเราสามารถใช้ CAE วิเคราะห์ได้ด้วย เช่น งานทำแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก เราใช้ CAE วิเคราะห์ชิ้นส่วนที่ออกแบบก่อนที่จะใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำการกัดขึ้นรูป เพื่อยืนยันว่าแม่พิมพ์เมื่อนำไปฉีดแล้วพลาสติกจะไหลเข้าไปเต็มแม่พิมพ์อย่างถูกต้องแน่นอน ซึ่งการวิเคราะห์นี้จะทำให้เราเห็นว่าพื้นที่ส่วนไหนที่พลาสติกไม่สามารถไหลเข้าไปได้เต็ม หรือทำให้เกิดโพรงอากาศ หรือเส้นรอยเชื่อมต่อ การเปลี่ยนแปลงแบบเพื่อปรับปรุงให้สามารถฉีดพลาสติกได้เต็มแบบสามารถทำได้ในจุดนี้ซึ่งแบบยังไม่ได้ทำจริง สิ่งนี้จะช่วยประหยัดเงินทุนจำนวนมากซึ่งเกี่ยวเนื่องกับการเปลี่ยนเครื่องมือกัดชิ้นงาน

cad-cam-cae

cad-cam-cae

 

อ่านตอนอื่นๆได้ที่ ทำความรู้จักกับ CAD/CAM/CAE/CNC ตอน 1 และ ทำความรู้จักกับ CAD/CAM/CAE/CNC ตอน 2

 

8 comments

  • Pingback: ทำความรู้จักกับ CAD/CAM/CAE/CNC ตอน 2 | Design Engineer Life

  • Pingback: ทำความรู้จักกับ CAD/CAM/CAE/CNC ตอน 1 | Design Engineer Life

  • ขอบคุณครับ

  • Boost11boost

    CAD engineer. คืออะไรครับ

    • CAD Engineer จะทำเกี่ยวกับงานออกแบบทั้ง 2D, 3D โดยต้องมีการใช้ CAD/CAM Software ด้วย โดยที่งานที่ทำจะครอบคลุม อุตสาหกรรมทั้งหลาย ไปจนถึงงานโครงสร้าง พูดง่ายๆ ก็คือ ทำงานที่ต้องมีการออกแบบได้ทั้งหมด (แต่ต้องมีความรู้ด้านที่ออกแบบด้วย ถึงจะดีมากๆ) ตัวอย่างงานที่ออกแบบ เช่น ตัวสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ แม่พิมพ์ ชิ้นส่วนเครื่องจักร ดครื่องจักร ระบบอัติโนมัติ ระบบสาธารณูปโภค หรือแม่แต้งานก่อสร้าง

      คร่าวๆ ประมาณนี้ สงสัยอะไรถามเพิ่มได้นะคะ

  • Alongkod Raktiyaporn

    ถ้าผมเคยใช้ CNC lathe สามารถเขียน G-code และ M-code ได้จาก software สำเร็จรูปของ FANUC
    ผมจะสามารถใช้ CAD/CAM ได้หรือไม่? กล่าวคือพื้นฐานความรู้จากการใช้เครื่อง CNC lathe เป็นสามารถใช้ได้กับการเขียน CAD/CAM หรือไม่ครับ
    ผมยังไม่ได้เคยสัมผัสกับเครื่องจักรประเภท CAD/CAM และไม่เคยใช้ CAM software เลยยังมองภาพไม่ออกว่ามันทำงานอย่างไร และ CAM กับ CNC ไปด้วยกันได้อย่างไรครับ

    • ถ้าถามว่าจะใช้ CAD/CAM ได้หรือไม่ จากความรู้พื้นฐานด้าน NC programming ก็คงใช้ CAD/CAM ได้ค่ะ โปรแกรมงาน CAM มีในส่วนของงานกลึงด้วย มันจะช่วย generate tool path ให้เรา โดยที่ไม่ต้องเขียนโค้ดเอง ก็สะดวกมากขึ้นค่ะ

      ไม่แน่ใจว่าตอบได้ตรงที่อยากรู้มั้ย มีอะไรถามมาได้อีกนะคะ