การตัดเฉือน CNC เป็นกระบวนการผลิตที่ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าจะควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องมือและเครื่องจักรในโรงงานกระบวนการนี้สามารถใช้เพื่อควบคุมเครื่องจักรที่ซับซ้อนได้หลายประเภท ตั้งแต่เครื่องบดและเครื่องกลึง ไปจนถึงโรงสีและเราเตอร์ด้วยเครื่องจักร CNC งานตัดสามมิติสามารถทำได้สำเร็จด้วยชุดคำสั่งเดียว
ย่อมาจาก “การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์” กระบวนการ CNC ทำงานตรงกันข้ามกับข้อจำกัดของการควบคุมแบบแมนนวล ซึ่งผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องแจ้งและแนะนำคำสั่งของเครื่องมือตัดเฉือนผ่านคันโยก ปุ่ม และล้อสำหรับผู้สังเกตการณ์ ระบบ CNC อาจมีลักษณะคล้ายกับชุดส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่โปรแกรมซอฟต์แวร์และคอนโซลที่ใช้ในการตัดเฉือน CNC แยกความแตกต่างจากการคำนวณรูปแบบอื่นๆ ทั้งหมด
เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทำงานอย่างไร?
เมื่อเปิดใช้งานระบบ CNC การตัดที่ต้องการจะถูกตั้งโปรแกรมไว้ในซอฟต์แวร์และกำหนดให้กับเครื่องมือและเครื่องจักรที่เกี่ยวข้อง ซึ่งดำเนินงานด้านมิติตามที่ระบุไว้ เช่นเดียวกับหุ่นยนต์
ในการเขียนโปรแกรม CNC ตัวสร้างโค้ดภายในระบบตัวเลขมักจะถือว่ากลไกไม่มีข้อบกพร่อง แม้ว่าจะมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดข้อผิดพลาด ซึ่งจะมากกว่าเมื่อใดก็ตามที่เครื่อง CNC ถูกสั่งให้ตัดมากกว่าหนึ่งทิศทางพร้อมกันการวางตำแหน่งของเครื่องมือในระบบควบคุมเชิงตัวเลขจะกำหนดเป็นโครงร่างโดยชุดอินพุตที่เรียกว่าโปรแกรมชิ้นงาน
ด้วยเครื่องควบคุมเชิงตัวเลข โปรแกรมจะถูกป้อนผ่านบัตรเจาะในทางตรงกันข้าม โปรแกรมสำหรับเครื่อง CNC จะถูกป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์ผ่านแป้นพิมพ์ขนาดเล็กการเขียนโปรแกรม CNC จะยังคงอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ตัวโค้ดนั้นเขียนและแก้ไขโดยโปรแกรมเมอร์ดังนั้นระบบ CNC จึงมีความสามารถในการคำนวณที่กว้างขวางกว่ามากเหนือสิ่งอื่นใด ระบบ CNC ไม่มีความคงที่ เนื่องจากสามารถเพิ่มพรอมต์ที่ใหม่กว่าลงในโปรแกรมที่มีอยู่แล้วผ่านโค้ดที่แก้ไขแล้ว
การเขียนโปรแกรมเครื่อง CNC
ใน CNC เครื่องจักรจะดำเนินการผ่านการควบคุมเชิงตัวเลข โดยที่โปรแกรมซอฟต์แวร์ถูกกำหนดให้ควบคุมวัตถุภาษาเบื้องหลังการตัดเฉือน CNC เรียกอีกอย่างว่า G-code และถูกเขียนขึ้นเพื่อควบคุมพฤติกรรมต่างๆ ของเครื่องจักรที่เกี่ยวข้อง เช่น ความเร็ว อัตราการป้อน และการประสานงาน
โดยพื้นฐานแล้ว การตัดเฉือน CNC ทำให้สามารถตั้งโปรแกรมความเร็วและตำแหน่งของฟังก์ชันเครื่องมือกลไว้ล่วงหน้าได้ และเรียกใช้งานผ่านซอฟต์แวร์ในรอบการทำซ้ำที่คาดการณ์ได้ โดยแทบไม่ต้องอาศัยผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์เลยด้วยความสามารถเหล่านี้ กระบวนการนี้จึงได้ถูกนำมาใช้ทั่วทุกมุมของภาคการผลิต และมีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านการผลิตโลหะและพลาสติก
สำหรับผู้เริ่มต้น จะต้องเขียนแบบ CAD 2D หรือ 3D ซึ่งจะถูกแปลเป็นรหัสคอมพิวเตอร์เพื่อให้ระบบ CNC ดำเนินการหลังจากที่ป้อนโปรแกรมแล้ว ผู้ปฏิบัติงานจะทดลองรันเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาดในการเขียนโค้ด
ระบบการตัดเฉือนแบบวงเปิด/ปิด
การควบคุมตำแหน่งถูกกำหนดผ่านระบบวงรอบเปิดหรือวงปิดในกรณีแรก การส่งสัญญาณจะทำงานในทิศทางเดียวระหว่างตัวควบคุมและมอเตอร์ด้วยระบบวงปิด คอนโทรลเลอร์สามารถรับข้อมูลย้อนกลับ ซึ่งทำให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้ดังนั้นระบบวงปิดสามารถแก้ไขความผิดปกติของความเร็วและตำแหน่งได้
ในการตัดเฉือน CNC การเคลื่อนที่มักจะมุ่งไปที่แกน X และ Yในทางกลับกัน เครื่องมือจะถูกวางตำแหน่งและนำทางผ่านสเต็ปเปอร์หรือเซอร์โวมอเตอร์ ซึ่งจำลองการเคลื่อนไหวที่แน่นอนตามที่กำหนดโดย G-codeหากแรงและความเร็วมีน้อย กระบวนการก็สามารถดำเนินการผ่านการควบคุมแบบลูปเปิดได้สำหรับทุกสิ่งทุกอย่าง การควบคุมแบบวงปิดเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความเร็ว ความสม่ำเสมอ และความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม เช่น งานโลหะ
เครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
ในโปรโตคอล CNC ในปัจจุบัน การผลิตชิ้นส่วนผ่านซอฟต์แวร์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าส่วนใหญ่จะเป็นแบบอัตโนมัติขนาดของชิ้นส่วนที่กำหนดจะถูกกำหนดไว้ด้วยซอฟต์แวร์การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) จากนั้นจึงแปลงเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจริงด้วยซอฟต์แวร์การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAM)
ชิ้นงานใดๆ ก็ตามจำเป็นต้องใช้เครื่องมือกลหลายประเภท เช่น สว่านและคัตเตอร์เพื่อรองรับความต้องการเหล่านี้ เครื่องจักรในปัจจุบันจำนวนมากได้รวมฟังก์ชันต่างๆ มากมายไว้ในเซลล์เดียวอีกวิธีหนึ่ง การติดตั้งอาจประกอบด้วยเครื่องจักรหลายเครื่องและชุดมือหุ่นยนต์ที่จะถ่ายโอนชิ้นส่วนจากแอปพลิเคชันหนึ่งไปยังอีกแอปพลิเคชันหนึ่ง แต่ทุกอย่างจะควบคุมโดยโปรแกรมเดียวกันไม่ว่าการตั้งค่าจะเป็นอย่างไร กระบวนการ CNC ช่วยให้การผลิตชิ้นส่วนมีความสม่ำเสมอซึ่งอาจเป็นเรื่องยาก (หรือเป็นไปไม่ได้) ที่จะทำซ้ำด้วยตนเอง
ประเภทต่างๆ ของเครื่อง CNC
เครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขที่เก่าแก่ที่สุดมีอายุตั้งแต่ทศวรรษ 1940 เมื่อมีการใช้มอเตอร์เป็นครั้งแรกเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องมือที่มีอยู่แล้วเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า กลไกต่างๆ ได้รับการปรับปรุงด้วยคอมพิวเตอร์แอนะล็อก และท้ายที่สุดด้วยคอมพิวเตอร์ดิจิทัล ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของเครื่องจักร CNC
คลังแสง CNC ส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์โดยสมบูรณ์กระบวนการที่ดำเนินการด้วย CNC ทั่วไปบางส่วน ได้แก่ การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง การเจาะรู และการตัดด้วยเลเซอร์เครื่องจักรที่ใช้บ่อยที่สุดในระบบ CNC ได้แก่:
โรงงานซีเอ็นซี
โรงงาน CNC สามารถทำงานบนโปรแกรมที่ประกอบด้วยการแจ้งตามตัวเลขและตัวอักษร ซึ่งจะนำทางชิ้นงานในระยะทางต่างๆการเขียนโปรแกรมที่ใช้สำหรับเครื่องจักรโรงสีอาจใช้ G-code หรือภาษาเฉพาะบางภาษาที่พัฒนาโดยทีมงานฝ่ายผลิตการกัดพื้นฐานประกอบด้วยระบบสามแกน (X, Y และ Z) แม้ว่าโรงสีรุ่นใหม่ส่วนใหญ่จะสามารถรองรับแกนเพิ่มเติมได้สามแกนก็ตาม
เครื่องกลึง
ในเครื่องกลึง ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกตัดเป็นวงกลมด้วยเครื่องมือแบบถอดเปลี่ยนได้ด้วยเทคโนโลยี CNC การตัดโดยใช้เครื่องกลึงจะดำเนินการด้วยความแม่นยำและความเร็วสูงเครื่องกลึง CNC ใช้เพื่อสร้างการออกแบบที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถทำได้ในเครื่องเวอร์ชันที่ทำงานด้วยตนเองโดยรวมแล้ว ฟังก์ชันการควบคุมของโรงงานและเครื่องกลึงที่ใช้ CNC มีความคล้ายคลึงกันเช่นเดียวกับรุ่นก่อน เครื่องกลึงสามารถควบคุมการทำงานด้วย G-code หรือรหัสที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะได้อย่างไรก็ตาม เครื่องกลึง CNC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองแกน — X และ Z
เครื่องตัดพลาสม่า
ในเครื่องตัดพลาสม่า วัสดุจะถูกตัดด้วยคบเพลิงพลาสม่ากระบวนการนี้ใช้กับวัสดุโลหะเป็นอันดับแรก แต่ยังสามารถนำมาใช้กับพื้นผิวอื่นๆ ได้ด้วยในการผลิตความเร็วและความร้อนที่จำเป็นในการตัดโลหะ พลาสมาจะถูกสร้างขึ้นผ่านการผสมผสานระหว่างก๊าซอัดอากาศและอาร์กไฟฟ้า
เครื่องจำหน่ายไฟฟ้า
การตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า (EDM) หรืออีกชื่อหนึ่งเรียกว่าการตัดเฉือนแบบตายตัวและการตัดเฉือนแบบประกายไฟ เป็นกระบวนการที่หล่อชิ้นงานให้เป็นรูปทรงเฉพาะด้วยประกายไฟทางไฟฟ้าด้วย EDM กระแสคายประจุจะเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว และจะเป็นการลบส่วนของชิ้นงานที่กำหนด
เมื่อช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดเล็กลง สนามไฟฟ้าจะเข้มข้นขึ้นและแรงกว่าอิเล็กทริกทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองได้ดังนั้น ส่วนของชิ้นงานจะถูกเอาออกโดยอิเล็กโทรดแต่ละอันประเภทย่อยของ EDM ได้แก่:
● Wire EDM ซึ่งใช้การกัดเซาะประกายไฟเพื่อขจัดส่วนต่างๆ ออกจากวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
● Sinker EDM ซึ่งอิเล็กโทรดและชิ้นงานถูกแช่ในของเหลวอิเล็กทริกเพื่อจุดประสงค์ในการสร้างชิ้นงาน
ในกระบวนการที่เรียกว่าการชะล้าง เศษซากจากชิ้นงานที่เสร็จแล้วแต่ละชิ้นจะถูกพาออกไปโดยอิเล็กทริกของเหลว ซึ่งจะปรากฏขึ้นเมื่อกระแสระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองหยุดทำงาน และมีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดประจุไฟฟ้าเพิ่มเติม
เครื่องตัดพลังน้ำ
ในการตัดเฉือน CNC เครื่องฉีดน้ำเป็นเครื่องมือที่ใช้ตัดวัสดุแข็ง เช่น หินแกรนิตและโลหะ โดยใช้น้ำแรงดันสูงในบางกรณี น้ำจะผสมกับทรายหรือสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงอื่นๆชิ้นส่วนเครื่องจักรของโรงงานมักได้รับการขึ้นรูปผ่านกระบวนการนี้
หัวฉีดน้ำถูกใช้เป็นทางเลือกในการทำความเย็นสำหรับวัสดุที่ไม่สามารถทนต่อกระบวนการที่ใช้ความร้อนสูงของเครื่องจักร CNC อื่นๆ ได้ด้วยเหตุนี้ เครื่องฉีดน้ำจึงถูกนำมาใช้ในหลายภาคส่วน เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและเหมืองแร่ ซึ่งกระบวนการนี้มีประสิทธิภาพมากสำหรับวัตถุประสงค์ในการแกะสลักและตัด นอกเหนือจากหน้าที่อื่นๆเครื่องตัดพลังน้ำยังใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องมีการตัดวัสดุที่ซับซ้อนมาก เนื่องจากการไม่มีความร้อนจะป้องกันการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายในของวัสดุที่อาจเป็นผลมาจากการตัดโลหะกับการตัดโลหะ
ประเภทต่างๆ ของเครื่อง CNC
ตามที่แสดงให้เห็นในวิดีโอสาธิตเครื่องจักร CNC มากมาย ระบบนี้ใช้ในการตัดชิ้นส่วนโลหะที่มีรายละเอียดสูงสำหรับผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์อุตสาหกรรมนอกจากเครื่องจักรที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว เครื่องมือและส่วนประกอบเพิ่มเติมที่ใช้ภายในระบบ CNC ยังรวมถึง:
● เครื่องปัก
● เราเตอร์ไม้
● เครื่องเจาะป้อมปืน
● เครื่องดัดลวด
● เครื่องตัดโฟม
● เครื่องตัดเลเซอร์
● เครื่องเจียรทรงกระบอก
● เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
● เครื่องตัดกระจก
เมื่อจำเป็นต้องทำการตัดที่ซับซ้อนในระดับและมุมต่างๆ บนชิ้นงาน การตัดทั้งหมดสามารถทำได้ภายในไม่กี่นาทีบนเครื่อง CNCตราบใดที่เครื่องได้รับการตั้งโปรแกรมด้วยรหัสที่ถูกต้อง ฟังก์ชันของเครื่องจะดำเนินการตามขั้นตอนตามที่ซอฟต์แวร์กำหนดเมื่อทุกอย่างได้รับการเข้ารหัสตามการออกแบบ ผลิตภัณฑ์ที่มีรายละเอียดและคุณค่าทางเทคโนโลยีควรปรากฏขึ้นเมื่อกระบวนการเสร็จสิ้น
เวลาโพสต์: Mar-31-2021
