หลักการของเครื่องมือกล CNC: เจาะลึก

เครื่อง CNC กำลังได้รับการยอมรับอย่างล้นหลามในปัจจุบัน ทำให้ทุกคนประหลาดใจและประทับใจ รวมถึงคุณด้วย ชายคนก่อนๆ ไม่เคยคาดคิดมาก่อน แม้แต่ในความฝันอันแสนไกล ว่าโลกนี้จะก้าวเข้าสู่ยุคดิจิทัลที่เครื่องจักรสามารถทำงานได้อย่างคล่องตัวเหมือนเครื่องจักรซีเอ็นซี

เราลองมาดูในเชิงลึกเพื่อดูสิ่งประดิษฐ์อันหลากหลายและปฏิวัติวงการนี้แทนที่จะสงสัย

บทนำเกี่ยวกับเครื่อง CNC: คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้น

เราลองมาดูในเชิงลึกเพื่อดูสิ่งประดิษฐ์อันหลากหลายและปฏิวัติวงการนี้แทนที่จะสงสัย

CNC คืออะไร?

CNC ย่อมาจาก "การควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์เครื่องจักรกลได้กลายมาเป็นสิ่งจำเป็นของมนุษย์ยุคใหม่ และถูกนำมาใช้ในเกือบทุกหน่วยการผลิตในยุคปัจจุบันนี้

ไม่เพียงแต่ความน่าเชื่อถือเท่านั้นที่ทำให้เครื่องจักรนี้มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมการผลิต แต่ความคล่องตัวก็ทำให้เครื่องจักรนี้มีความสำคัญเช่นกัน

จะกล่าวได้ไม่ผิดว่าเครื่องจักรกล CNC ได้เข้ามาแทนที่เครื่องจักรที่ควบคุมด้วยมือในกระบวนการผลิตมาหลายศตวรรษ

การพัฒนาทางประวัติศาสตร์

ในศตวรรษที่ 15 ก้าวแรกสุดของการผลิตด้วยเครื่องจักรซีเอ็นซีได้เริ่มต้นขึ้น ในขั้นตอนแรก คอมพิวเตอร์ของ MIT ถูกเตรียมพร้อมและออกแบบมาเพื่อเริ่มการผลิตเทปพันช์ตามคำสั่งที่ได้รับเป็นข้อมูลป้อนเข้า

ในปีพ.ศ. 2495 MIT ได้พัฒนาเครื่อง CNC ที่เหมาะสมเครื่องแรกและนำมาใช้งานจริง

เครื่อง CNC ทำงานอย่างไร และใช้งานเครื่อง CNC อย่างไร?

เครื่องจักรเหล่านี้เป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมและใช้งานด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ให้ความแม่นยำ ประสิทธิภาพ และความเข้มข้นที่คงที่ เครื่องจักรนี้ทำให้การดำเนินงานและกระบวนการที่เป็นไปไม่ได้กลายเป็นจริงได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ปีหลังจากการประดิษฐ์และการปฏิวัติ

ความหลากหลายของเครื่องจักรเหล่านี้เป็นสาเหตุที่ทำให้บางคนเข้าใจคำถามที่พบบ่อยว่า เครื่อง CNC คืออะไร

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องจักร CNC จะใช้กระบวนการที่ใช้เครื่องมือคอมพิวเตอร์เพื่อออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์จากโลหะแข็งให้มีขนาดและรูปร่างเฉพาะ

คุณเริ่มสนใจที่จะศึกษากระบวนการและทำความเข้าใจภาพรวมเชิงลึกของสิ่งที่เกิดขึ้นในกระบวนการตั้งแต่ต้นจนจบแล้วหรือยัง? ลองมาเจาะลึกและอ่านต่อเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับ The Ruling ประเภทของเครื่องจักร CNC และฟังก์ชันการทำงานโดยรวม รวมถึงเครื่องมือและหลักการที่ใช้ และทำความเข้าใจว่าเครื่องจักร CNC มีไว้ทำอะไร

กระบวนการทำงานของเครื่อง CNC

ต่างจากกระบวนการทางกลและเครื่องจักรที่ใช้มือซึ่งใช้ตัวเลขหรือควบคุมด้วยมือ เครื่องจักรกล CNC เป็นกระบวนการผลิตประเภทหนึ่งที่ใช้ระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ในการดำเนินการตามขั้นตอนต่างๆ และยังใช้ในการประมวลผล เครื่องมือตัด รวมถึงการจัดการเพื่อขึ้นรูปวัสดุต้นแบบให้เป็นรูปร่างเฉพาะหรือชิ้นส่วนตามต้องการอีกด้วย

ไม่ต้องสงสัยเลยใน กระบวนการกลึง CNCรากฐานของหลักการของกระบวนการตัดเฉือนยังคงเกือบเหมือนเดิมตลอด

อย่างไรก็ตาม การตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC ยังมีกระบวนการทำงานที่หลากหลายซึ่งมีความสามารถและการประมวลผลขั้นสูงที่แตกต่างกัน ลองมาดูกระบวนการตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC ขั้นพื้นฐาน และ CNC ทำงานอย่างแม่นยำอย่างไร

1. การออกแบบ CAD Dodel

กระบวนการเริ่มต้นด้วยการสร้างชิ้นส่วนสามมิติหรือเวกเตอร์ออกแบบ CAD สองมิติ ซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้ผู้ออกแบบและผู้ปฏิบัติงานสามารถสร้างแบบจำลองที่สะท้อนถึงข้อกำหนดทางเทคนิคเฉพาะต่างๆ ซึ่งรวมถึงรูปทรงเรขาคณิต รูปแบบ และขนาดสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ หรือแม้แต่ชิ้นส่วนเฉพาะ

เครื่องมือและความสามารถของเครื่องควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์มีตั้งแต่การกำหนดข้อจำกัดในการออกแบบไปจนถึงผลิตภัณฑ์ที่ผลิต

นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ยังผลิตขึ้นโดยใช้การออกแบบเครื่องมือที่มีการควบคุม การตัดเฉือนที่แม่นยำ และความสามารถในการรับงานของเครื่องจักร ซึ่งส่วนใหญ่มีตั้งแต่ขนาด การรวม ความหนา และการประเมินความจุภายในที่จำเป็นในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ผลิตโดยกระบวนการกลึงด้วยเครื่อง CNC

2. การแปลงไฟล์ CAD

จำเป็นต้องมีโปรแกรมเพื่อรันการออกแบบที่จัดรูปแบบ ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยซอฟต์แวร์การผลิตด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถดึงรูปทรงเรขาคณิตที่ต้องการออกมาได้อย่างแม่นยำ และรันลงในโค้ดโปรแกรมดิจิทัล

ในที่สุดมันจะสั่งการเครื่องจักรและชี้นำกระบวนการสร้างเครื่องมือต่างๆ เพื่อผลิตการออกแบบหรือชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ที่กำหนดเอง

3. การตั้งค่าเครื่องจักร

ผู้ปฏิบัติงานจะต้องเรียนรู้การใช้งาน การดำเนินงาน CNC ได้อย่างมีประสิทธิภาพตั้งแต่การเตรียมเครื่องจักรจนถึงการดำเนินการ

ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยความเป็นไปได้หลายประการ รวมถึงการยึดติดหลังเลิกงาน ไม่ว่าจะเข้ากับแกนหมุนของเครื่องจักรหรือเข้ากับเครื่องจักรโดยตรง หรือแม้แต่เข้ากับแท่นจับของเครื่องจักร พร้อมทั้งการยึดเครื่องมือที่จำเป็น โดยส่วนใหญ่จะต้องคำนึงถึงเครื่องกัดปลายและดอกสว่าน เพื่อให้เครื่องจักรตั้งค่าได้อย่างถูกต้อง

4. การดำเนินการงานเครื่องจักรกล

เครื่อง CNC ต้องมีคำแนะนำที่ต้องส่งมอบอย่างเหมาะสมภายใน โปรแกรม CNC.

โปรแกรมประกอบด้วยชุดคำสั่งที่จำเป็นเพียงพอสำหรับการบอกการกระทำของเครื่องมือพร้อมกับการเคลื่อนไหวที่ควบคุมได้ของเครื่องคอมพิวเตอร์แบบบูรณาการเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องทำงานอย่างถูกต้องและให้เครื่องมือกลได้รับการควบคุมอย่างถูกต้อง

ซึ่งทำให้การดำเนินการของเครื่องจักรปฏิบัติการเหล่านี้สะดวกมาก และมีการดำเนินการกระบวนการกลึง CNC ภายในองค์กร

การประมวลผลพื้นฐานนี้ยังคงสม่ำเสมอ แต่เครื่อง CNC ประเภทต่างๆ ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตามกาลเวลา จนพัฒนามาถึงยุคดิจิทัล

เครื่อง CNC ประเภทต่างๆ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้เกิดความหลากหลายในกลไกการทำงานโดยการแปลงรุ่นต่างๆ จากคอมพิวเตอร์อนาล็อกเป็นคอมพิวเตอร์ดิจิทัล

ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการผลิต ล้วนนำไปสู่การเติบโตและการพัฒนาในกระบวนการตัดเฉือนด้วย CNC

เครื่องจักร CNC ส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด เครื่องจักรที่นิยมใช้กันมากที่สุด ได้แก่ เครื่องเจาะ การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง และการตัดด้วยเลเซอร์ ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่นิยมใช้มากที่สุด ระบบการประมวลผล CNC.

1. เครื่องกลึงซีเอ็นซี

ด้วยเครื่องมือที่เหมาะสมและแม่นยำ ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกตัดเป็นวงกลมตามทิศทางที่กำหนด ความแม่นยำจะเน้นไปที่... เทคโนโลยีงาน CNCการตัดที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้นด้วยความเข้มข้นสูงและแม่นยำยิ่งขึ้น

เทคนิคนี้สร้างงานออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องจักรการผลิตแบบแมนนวลที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ ภาษาโปรแกรม G-code หรือโค้ดเฉพาะที่เป็นกรรมสิทธิ์สามารถเป็นเครื่องมือในการควบคุมเครื่องกลึงได้ แต่ในเครื่องกลึงส่วนใหญ่มักจะมีแกน X และ Y อยู่ด้วย

2. เครื่องกัดซีเอ็นซี

โปรแกรมที่ตั้งโปรแกรมด้วยคำแนะนำตามตัวอักษรและตัวเลขจะช่วยแนะนำชิ้นส่วนต่างๆ ในระยะทางที่แตกต่างกัน หรือสิ่งที่ทำให้เครื่อง CNC Mills มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

การเขียนโปรแกรมที่ใช้สำหรับการแนะนำอาจเป็นภาษาเฉพาะที่สามารถกระตุ้นให้นักพัฒนาหรือผู้ผลิตเข้าใจ หรืออาจเป็นเพียง G-code ก็ได้

ในส่วนของโรงสีหลักนั้น โรงสีหลักประกอบด้วยแกน xy และ Z เป็นหลัก หรือระบบสามแกนในตอนแรก อย่างไรก็ตาม โรงสีสมัยใหม่ในปัจจุบันสามารถรองรับแกนเพิ่มเติมได้อีกสามแกน

3. เครื่องตัดพลาสม่า

ในเครื่องตัดเหล่านี้ จะใช้หัวตัดพลาสม่าเพื่อตัดวัสดุ ในตอนแรก กระบวนการนี้จำกัดอยู่แค่วัสดุโลหะเท่านั้น แต่ได้มีการปรับปรุงให้ใช้กับพื้นผิวอื่นๆ ได้ด้วย

การสร้างพลาสมามีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในแกนกลางของกระบวนการนี้ เพื่อสร้างความร้อนและความเร็วที่จำเป็นในการตัดสสาร เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงมีการใช้อาร์กไฟฟ้าและก๊าซอัดร่วมกันในลักษณะเดียวกัน

4. เครื่องตัดเลเซอร์ CNC

แกนกลางสำหรับการตัดเฉือนแบบไร้สัมผัสที่ใช้ความร้อนจะโฟกัสลำแสงเลเซอร์ความเข้มข้นสูงไปยังโลหะของชิ้นงาน แกนกลางจะหลอมและตัดโลหะให้ได้รูปทรงตามต้องการ แกนกลางใช้เครื่องตัดเลเซอร์ที่กลึงด้วยเครื่อง CNC ซึ่งประกอบด้วยหัวเลเซอร์ หัวฉีด และเลนส์สำหรับโฟกัส

ลำแสงเลเซอร์จะถูกปล่อยออกมาเมื่อก๊าซอัดไหลผ่านหัวฉีด ซึ่งจะช่วยทำให้เลนส์โฟกัสเย็นลง ซึ่งเป็นผลมาจากการกำจัดโลหะที่ระเหยออกไปในที่สุด

เครื่องจักรเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยวิศวกรที่ออกแบบมาเพื่อตัดวัสดุเพื่อจุดประสงค์เฉพาะอย่างแม่นยำ

ในเครื่องตัดเลเซอร์ การตัดด้วย CNC มีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมการเคลื่อนที่ของลำแสงและหัวเลเซอร์ เพื่อให้ได้งานออกแบบที่ดีที่สุดและตรงตามความต้องการ เทคโนโลยี CNC ยังทำให้การใช้เครื่องตัดเลเซอร์ง่ายขึ้น เชื่อถือได้มากขึ้น และปลอดภัยยิ่งขึ้น

เครื่องตัดด้วยน้ำแรงดันสูง

เครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทในเครื่องจักรกลซีเอ็นซี เป็นเครื่องตัดที่ใช้สำหรับตัดวัสดุแข็ง เช่น โลหะ หรือแม้แต่หินแกรนิต และใช้น้ำแรงดันสูง อย่างไรก็ตาม บางกรณีน้ำอาจผสมกับสารกัดกร่อนที่เป็นของแข็งหรือทราย

บริษัทส่วนใหญ่มักใช้กระบวนการนี้ในการขึ้นรูปชิ้นส่วนเครื่องจักรในโรงงาน หัวฉีดน้ำแรงดันสูงยังมีประโยชน์อีกประการหนึ่ง คือ เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อนและไม่สามารถทนต่อกระบวนการความร้อนสูงที่ใช้ในเครื่อง CNC อื่นๆ ได้

นี่เป็นคุณลักษณะเฉพาะที่ทำให้ภาคอุตสาหกรรมเหมืองแร่และอวกาศและภาคส่วนอื่นๆ บางส่วนสามารถพึ่งพาเจ็ทน้ำเหล่านี้ได้อย่างสะดวก และใช้ได้ผลดีในการแกะสลักการตัดที่ซับซ้อนในวัสดุบางชนิด เนื่องจากมีโอกาสเพียงเล็กน้อยที่จะมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติโดยธรรมชาติของวัสดุ

วัสดุเครื่องจักรสำหรับ CNC

วัสดุวิศวกรรมหลายชนิดสามารถจัดอยู่ในประเภทที่ออกแบบมาสำหรับกระบวนการเครื่องมือตัดเฉือน CNC วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วย:

•ไม้

•วัสดุผสม

•พลาสติก (เช่น ไนลอน PEEK เป็นต้น)

•โฟม

•โลหะ (เช่น โลหะผสมเหล็ก อลูมิเนียม สแตนเลส ฯลฯ)

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตโดยใช้เครื่องมือ CNC ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะและกระบวนการที่จะใช้

พารามิเตอร์สำหรับการเลือกวัสดุสำหรับงานกลึง CNC

สามารถเลือกวัสดุได้หลายประเภท โดยคำนึงว่าวัสดุนั้นๆ จะสามารถทนต่อกระบวนการตัดเฉือนได้ หรือต้องมีความแข็งแรงแรงดึง ทนความร้อนและสารเคมี ความแข็ง และแรงเฉือนที่เพียงพอและตามต้องการหรือไม่

วัสดุสำหรับงานและคุณสมบัติทางกายภาพที่เกี่ยวข้องยังมีความสำคัญต่อการกำหนดเงื่อนไขที่เหมาะสม เช่น ความเร็วในการตัด ความลึกของการตัด และอัตราการป้อนของการตัด

คำศัพท์เหล่านี้ยังอ้างอิงถึงคำจำกัดความเฉพาะด้วย สำหรับความเร็วในการตัด จะวัดเป็นต่อนาทีที่ผิวฟุต ในขณะที่ความลึกในการตัดคือการวัดความลึกที่เครื่องมือตัดสามารถตัดได้ และอัตราป้อนซึ่งวัดเป็นนิ้วต่อนาที คือการวัดความสามารถในการป้อนชิ้นงานไปยังเครื่องมือของเครื่องจักร

การประยุกต์ใช้งานเครื่องจักร CNC ที่หลากหลาย

ความเก่งกาจของเครื่องจักรเหล่านี้ถือเป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่ง เนื่องจากเครื่องจักรเหล่านี้มีความหลากหลายในด้านพื้นที่ที่สามารถใช้งานได้และความสามารถที่แตกต่างกัน

นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่อง CNC ในกระบวนการจึงถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น การก่อสร้าง ยานยนต์ อุตสาหกรรม Arrow และแม้แต่ภาคเกษตรกรรม

ทำให้หน่วยงานเหล่านี้สามารถผลิตและจัดเตรียมผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้หลายชนิด รวมถึงการยึดส่วนประกอบของเครื่องอัดไฮดรอลิกและแม้แต่เพลาด้วย

ก่อนหน้านี้ การผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและหนักกว่าถือเป็นความท้าทายที่ต้องแก้ไขอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการทำงานเครื่องจักร CNC และการเรียนรู้วิธีการใช้งานเครื่องจักร CNC

เครื่อง CNC มีไว้ใช้เพื่ออะไร?

เครื่องจักร CNC มีคุณลักษณะเฉพาะที่เชื่อถือได้และเป็นเอกลักษณ์ และต้องใช้ส่วนประกอบและเครื่องมือต่างๆ มากมายจึงจะทำงานได้อย่างถูกต้อง ต่อไปนี้เป็นชิ้นส่วนหลักของอินพุตของเครื่องจักรที่ใช้ในระบบ CNC

•เราเตอร์ไม้

•เครื่องเจาะป้อมปืน

•เครื่องตัดโฟม

•เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

•เครื่องจักรปักผ้า

•เครื่องบดทรงกระบอก

•เครื่องดัดลวด

ความปลอดภัยของเครื่องจักร CNC: แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการป้องกันอุบัติเหตุ

การใช้งานเครื่องจักรเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายหรือความเสียหายแก่ผู้ปฏิบัติงานและผู้คนรอบข้าง ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำบางประการเพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ

•ตรวจสอบการตั้งค่าของเครื่องมือ

•จะต้องตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเครื่องมือและโปรแกรมก่อนใช้งาน

•ทดสอบเครื่องมือก่อนติดตั้งเครื่องจักร

•อย่าลืมตรวจสอบสภาพเครื่องจักรให้อยู่ในสภาพดีในกรณีที่มีรอยแตกหรือความเสียหาย

• การทดสอบเครื่องมือต้องได้รับการตรวจสอบก่อนใช้งาน

• เครื่องมือจะต้องใช้ภายในขีดจำกัดที่กำหนดโดยผู้ออกแบบหรือผู้ผลิต

• รักษาชิ้นส่วนเครื่องจักรให้ปราศจากฝุ่นและน้ำมันที่ไม่จำเป็น

ความรู้คือกุญแจสำคัญสู่การปฏิบัติงานเครื่องจักร CNC ที่มีประสิทธิภาพ

ไม่น่าแปลกใจเลยที่การใช้งานเครื่องจักร CNC และเครื่องมือ CNC จะเป็นปัจจัยเปลี่ยนเกมสำหรับทั้งอุตสาหกรรมและผู้ปฏิบัติงานเครื่องจักร

แต่สำหรับการทำงานของเครื่อง CNC และสิ่งที่กำลังถูกตั้งโปรแกรม หน่วยงานที่เกี่ยวข้องต้องมีความรู้ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของเครื่องและวิธีการให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างถูกต้อง ในกระบวนการพื้นฐาน มีการใช้ขั้นตอนการทำงานหลายอย่าง และด้วยความช่วยเหลือจากอุปกรณ์และเครื่องมือที่จำเป็น ผู้ผลิตและผู้พัฒนาจึงได้พิจารณาขั้นตอนเหล่านี้

บทสรุป

การพัฒนาเครื่องจักรกลซีเอ็นซีได้ก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ของการพัฒนา ทำให้กระบวนการผลิตมีความน่าเชื่อถือ รวดเร็ว แม่นยำ และแม่นยำยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้การผลิตผลิตภัณฑ์ในฝันเป็นไปได้ด้วยกลไกที่รวดเร็ว คุ้มค่า และได้รับการออกแบบมาอย่างดี

ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ผลิตโดยเครื่องจักรเหล่านี้มีคุณภาพดีกว่า สมบูรณ์กว่า และพร้อมใช้งานมากกว่าเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยมือหรือควบคุมด้วยตัวเลข ด้วยการพัฒนาของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีและการเขียนโปรแกรม ทำให้เกิดเทคโนโลยีและเทคนิคใหม่ๆ เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิต ทำให้การเขียนโปรแกรมซีเอ็นซีมีความยืดหยุ่นและเป็นอิสระมากขึ้น

ในเวลาเดียวกันก็ทำให้ผู้ผลิตต้องพึ่งพาพวกเขาในเรื่องความแม่นยำและคุณภาพ