เรื่อง สรุปประสบการณ์การแปรรูปชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

ความหมายของงานกลึง CNC

การใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมโปรแกรมการประมวลผลของชิ้นส่วนบนเครื่องกัดซีเอ็นซีหรือศูนย์การกลึง และโปรแกรมจะประมวลผลชิ้นส่วนโดยอัตโนมัติ กระบวนการนี้เรียกว่า "CNC (การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์)" ซึ่งก็คือการควบคุมแบบดิจิทัลด้วยคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือกลประเภทใหม่ที่เกิดขึ้นจากการเพิ่มชุดอุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขให้กับเครื่องกัดทั่วไป หน้าที่ของมันคือการตระหนักถึงหน้าที่ของการควบคุมโปรแกรมแบบดิจิทัล การเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ และการออกแบบและการผลิตเสริม ปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้ในหลายสาขาทั่วโลก เช่น ยานยนต์ การบิน อวกาศ เครื่องจักร และภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ

คุณสมบัติของเครื่อง CNC

1. การกัด CNC เป็นวิธีการประมวลผลที่ใช้เครื่องมือเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อตัดผ่านโปรแกรมโดยอัตโนมัติ มีข้อดีคือมีประสิทธิภาพการผลิตสูง สภาพการทำงานที่ดี ผู้ปฏิบัติงานน้อยลง คุณภาพที่เสถียรและเชื่อถือได้ และการผลิตอย่างต่อเนื่อง ในการกลึงชิ้นส่วนโลหะแบบหยาบ เนื่องจากวิธีการเชื่อมหลายแกนสำหรับการตัดความเร็วสูง ประสิทธิภาพจึงสูงกว่าอุปกรณ์แบบแมนนวลหรือกึ่งอัตโนมัติแบบเดิมหลายถึงหลายสิบเท่า ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากรัศมีเครื่องมือเล็ก (โดยทั่วไปน้อยกว่า 5 มม.) เศษโลหะจึงไม่ติดกับมีดได้ง่าย นอกจากนี้ เนื่องจากเครื่องมือเครื่องจักรติดตั้งระบบหล่อเย็น อายุการใช้งานของเครื่องมือจึงขยายออกไปได้มาก แต่ข้อเสียหลักคือสามารถผลิตได้เพียงชิ้นเดียวเป็นล็อตเล็ก และไม่เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน

2. การกลึง CNC เป็นกระบวนการกลึงเชิงกลที่ใช้เครื่องกลึงควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ โดยควบคุมวิถีการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานโดยอัตโนมัติเพื่อให้กระบวนการตกแต่งชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์ วิธีนี้สามารถตอบสนองความต้องการของการผลิตจำนวนมากและมีความแม่นยำสูง แต่ข้อเสียของวิธีนี้คือไม่สามารถประกอบได้ในครั้งเดียวสำหรับรูปร่างที่ซับซ้อน การวางตำแหน่งแคลมป์และการวัดขนาดอัตโนมัติ ดังนั้นจึงต้องใช้ช่างเทคนิคเฉพาะทางในการทำงานนี้ และต้องใช้อุปกรณ์ตรวจจับที่เกี่ยวข้องเพื่อตรวจสอบคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของมิติของชิ้นงาน

ประเภทของการทำงานของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

ในการผลิตจริง การทำงานของ CNC มักแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ประเภทหนึ่งคือการเขียนโปรแกรม และอีกประเภทหนึ่งคือการป้อนโปรแกรมการประมวลผล เมื่อทำการเขียนโปรแกรม มักจำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์เครื่องมือเสริม เช่น เครื่องจักรการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ ระบบเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ (ATE) เป็นต้น ซอฟต์แวร์เครื่องมือเหล่านี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำของการเขียนโปรแกรมได้อย่างมาก
ภาพรวมของขั้นตอนการประมวลผลชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี
เมื่อทำการเขียนโปรแกรม CAM ก่อนอื่นจะต้องกำหนดวิธีการประมวลผลของชิ้นส่วน จากนั้นเลือกภาษาการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสม (เช่น FANUC, SIEMENS, Huazhong CNC เป็นต้น) ตามวิธีการประมวลผลที่แตกต่างกัน และกำหนดเส้นทางกระบวนการและขั้นตอนการทำงานที่เฉพาะเจาะจง เนื่องจากโมเดลเครื่องจักรของผู้ผลิตแต่ละรายนั้นแตกต่างกัน และฟังก์ชันการทำงานไม่เหมือนกันทุกประการ จึงจำเป็นต้องเขียนโปรแกรมการประมวลผลที่สอดคล้องกันสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมทำงานได้อย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่น มีการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ ในงานกลึง มีการใช้เครื่องกัดประเภทต่างๆ และเครื่องมือต่างๆ ในงานกัด และใช้ล้อเจียรหลายประเภทในกระบวนการเจียร สถานการณ์เหล่านี้จะส่งผลต่อการเขียนโปรแกรม CAM ดังนั้น เราจะต้องเข้าใจสถานการณ์พื้นฐานของประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้และลักษณะการทำงานก่อนทำการเขียนโปรแกรม

ในการจัดเรียงลำดับการประมวลผล CNC ควรปฏิบัติตามหลักการใด?

1. จากง่ายไปซับซ้อน เนื่องจากโครงสร้าง รูปร่าง และวัสดุของชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน เส้นทางการประมวลผลบนเครื่องมือเครื่องจักร CNC จึงแตกต่างกัน โดยทั่วไป จะต้องประมวลผลรูปร่างระนาบก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ ขัดเกลาโพรงด้านใน โพรงด้านนอก และบอส สำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนกว่านั้น กระบวนการประมวลผลทั้งหมดสามารถเสร็จสิ้นได้หลายครั้ง 2. จากหยาบไปละเอียด สำหรับชิ้นส่วนประเภทเดียวกัน เส้นทางการประมวลผลแบบหยาบและแบบละเอียดนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน แต่สำหรับชิ้นส่วนประเภทต่าง ๆ จะไม่เป็นเช่นนั้น ตัวอย่างเช่น เส้นทางการประมวลผลแบบหยาบและแบบละเอียดของชิ้นส่วนเพลานั้นแตกต่างกันมาก (ดูรูปที่ 1) 3. จัดสรรเวลาอย่างเหมาะสมระหว่างกระบวนการตามแผนการผลิต โดยทั่วไปแล้ว ภายใต้สมมติฐานของการรับประกันประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ การลดเวลาเฉลี่ยระหว่างกระบวนการให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จะดีกว่า (ดูตารางที่ 1) ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและลดรอบการผลิตของผลิตภัณฑ์ ความขัดแย้งระหว่างทักษะการปฏิบัติงานของคนงานมักพบปัญหาเช่นนี้ในการผลิตจริง เมื่อขั้นตอนการทำงานบางอย่างต้องใช้ปริมาณการตัดมากขึ้น (เช่น การเจาะรูหรือการต๊าป) แต่ความจุของอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ไม่เพียงพอ จะทำอย่างไรเมื่อมีข้อจำกัด?

ความแตกต่างระหว่างการกลึง CNC และการกลึงแบบดั้งเดิม

1. ในการประมวลผลทางกลแบบดั้งเดิม เนื่องจากข้อจำกัดด้านขนาดของเครื่องมือเครื่องจักร เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของเครื่องมือจึงถูกจำกัดในระดับหนึ่ง ระบบ CNC สามารถตั้งโปรแกรมอัตโนมัติ ตั้งค่าเครื่องมืออัตโนมัติ วัดชิ้นงานอัตโนมัติ และแสดงเส้นทางของเครื่องมือตามข้อกำหนดของการวาดชิ้นส่วนโดยอัตโนมัติ ทำให้กระบวนการประมวลผลทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์โดยอัตโนมัติ

2. ในการประมวลผลทางกลแบบดั้งเดิม เนื่องจากรูปร่างและขนาดชิ้นงานที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ (เช่น ชิ้นส่วนโพรงหรือพื้นผิวโพรงด้านใน) จึงจำเป็นต้องปรับตำแหน่งของเครื่องมืออย่างต่อเนื่องตามสถานการณ์จริง เพื่อตอบสนองความต้องการในการตัดชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน ในระบบ CNC การเลือกเส้นทางเครื่องมือแบบต่างๆ และการเลือกเส้นทางเครื่องมือที่สอดคล้องกันสามารถทำได้โดยการตั้งค่าพารามิเตอร์โปรแกรมเท่านั้น

3. สำหรับชิ้นส่วนหรือชิ้นงานขนาดใหญ่และซับซ้อนบางชิ้นที่ยากต่อการรับประกันข้อกำหนดความคลาดเคลื่อน (เช่น ชิ้นส่วนกล่อง) เทคโนโลยีการประมวลผลแบบดั้งเดิมไม่สามารถรับประกันข้อกำหนดความแม่นยำได้ และระบบ CNC สามารถขจัดอิทธิพลของข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้โดยใช้เทคโนโลยีการชดเชยซอฟต์แวร์

ข้อดีของการใช้เครื่องจักร CNC

1. สามารถประมวลผลชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน เช่น รูเล็ก รูตัน ร่องลึก ฯลฯ

2. สามารถประมวลผลชิ้นส่วนต่างๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ชิ้นส่วนเพลาที่มีความแม่นยำสูง หรือเพลาสไพลน์ที่มีความแม่นยำสูง เป็นต้น

3. สามารถดำเนินการประมวลผลกระบวนการต่างๆ ได้เสร็จสิ้นภายในการยึดและการวางตำแหน่งเดียว ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและประหยัดเวลาทำงาน

ข้อเสียของการใช้เครื่องจักร CNC

1. เนื่องจากเครื่องมือตัดความเร็วสูง จึงมีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กันระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน ซึ่งจะสร้างแรงตัดขนาดใหญ่ ในขณะเดียวกัน แรงตัดยังเกิดจากการสึกหรอของเครื่องมือและข้อผิดพลาดในการติดตั้ง ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ความทนทานของเครื่องมือลดลงและกำลังของแกนหมุนของเครื่องจักรเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เครื่องมือยังแตกหักได้ง่ายในระหว่างการตัดด้วยความเร็วสูง (กล่าวคือ เศษโลหะหลุดออกจากเครื่องมือโดยไม่ถูกตัดออก)

2. เมื่อเกิดเสี้ยนบนพื้นผิวที่ผ่านการกลึง การจะขจัดเสี้ยนออกด้วยการกลึงธรรมดาเป็นเรื่องยาก แต่การใช้โปรแกรม CAM จะทำให้สามารถใช้ฟังก์ชันขจัดเสี้ยนโดยอัตโนมัติได้อย่างง่ายดาย

3. เนื่องจากการเขียนโปรแกรม CAM เป็นกระบวนการผลิตต่อเนื่องที่ใช้การควบคุมโปรแกรมสำหรับการหมุนเวียนอัตโนมัติ ประสิทธิภาพการผลิตจึงต่ำกว่าการดำเนินการด้วยมือมาก (โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการดำเนินการด้วยมือจะสูงกว่าเครื่องจักรกลหรือเครื่องกัดแบบคัดลอกประมาณ 10 เท่า)

จะตรวจสอบและปรับเปลี่ยนในระหว่างการประมวลผล CNC ได้อย่างไร?

เมื่อใช้ซอฟต์แวร์ CAM เนื่องจากผู้ปฏิบัติงานไม่คุ้นเคยกับโปรแกรม จึงมักไม่สามารถควบคุมกระบวนการกลึงได้ดีนัก เพื่อให้มั่นใจถึงข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนของมิติของชิ้นส่วน จำเป็นต้องดำเนินการตรวจสอบและปรับแต่งที่จำเป็นตามความต้องการที่แท้จริง

ก่อนทำการเขียนโปรแกรม CNC ควรเตรียมตัวอะไรบ้าง?

1. ก่อนอื่น คุณต้องคุ้นเคยกับภาษา C เนื่องจากซอฟต์แวร์จำนวนมากมีพื้นฐานมาจากภาษา C เช่น โปรแกรมโทรศัพท์มือถือบางโปรแกรม เกม ฯลฯ และระบบฝังตัวบางระบบ ฯลฯ ประการที่สอง คุณต้องคุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมการพัฒนา MFC (Windows MFC) ซึ่งอาจเป็นเรื่องยากสำหรับผู้เริ่มต้น แต่คุณก็สามารถเรียนรู้ได้ตราบใดที่คุณศึกษาอย่างหนัก อีกครั้ง คุณต้องเข้าใจโครงสร้างข้อมูลและอัลกอริทึมที่ใช้กันทั่วไป และสุดท้ายคือการเรียนรู้ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการประมวลผลข้อมูล ความรู้เหล่านี้ควรสะสมและสรุปไว้ในการศึกษาตามปกติ

ซอฟต์แวร์สนับสนุนการทำงานเครื่องจักร CNC มีประเภทใดบ้าง

1.ซอฟต์แวร์ CAM

CAM (Computer Aided Machining) หมายถึงการผลิตด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ นั่นคือ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบดิจิทัลในการออกแบบ วิเคราะห์ ผลิต และประกอบผลิตภัณฑ์ เป็นวิธีการแปลงองค์ประกอบต่างๆ ในกระบวนการกลึงหรือโปรแกรมประมวลผลชิ้นส่วนให้เป็นดิจิทัล และแสดงเป็นตัวเลข CAM มีลักษณะเฉพาะคือความเร็วในการคำนวณที่รวดเร็ว ประสิทธิภาพสูง และระบบอัตโนมัติที่ง่ายดาย และเป็นหนึ่งในวิธีหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตแรงงาน CAM เป็นวิธีการตัดเฉือนด้วย CNC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมการผลิต รวมถึงการกลึง การกัด และการเจียร

2.ซอฟต์แวร์ CAE

CAE (Computer Aided Excellence) คือ Computer Aided Science Experiment (CAT) เป็นคำทั่วไปสำหรับระบบจำลองทางคณิตศาสตร์และชุดซอฟต์แวร์เครื่องมือที่เกี่ยวข้องซึ่งมุ่งเน้นที่การวิจัยและพัฒนา มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้ผู้คนสามารถแก้ปัญหาในทางปฏิบัติต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือเป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจ เนื้อหาเกี่ยวข้องกับสาขาวิชาต่างๆ ตั้งแต่สาขาเชิงคุณภาพไปจนถึงสาขาเชิงปริมาณ ตลอดจนจุดตัดและการเจาะลึก ขอบเขตการใช้งานได้รับการพัฒนาจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ล้วนๆ ไปจนถึงทุกสาขาอาชีพสำหรับการสร้างเศรษฐกิจของประเทศและการสร้างการป้องกันประเทศ

3.ซอฟต์แวร์ CAPP

CAPP (การวางแผนกระบวนการด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์) เป็นคำทั่วไปสำหรับโปรแกรมและวิธีการคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการวางแผนระบบการวางแผนทรัพยากรขององค์กร (ERP) บุคลากรเข้าใจและใช้เทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่เพื่อมีส่วนร่วมในวิธีการและระบบเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการธุรกิจต่างๆ

4.ซอฟต์แวร์ PDM

PDM (Product Data Management) คือเทคโนโลยีที่ใช้จัดการข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ทั้งหมด (รวมถึงข้อมูลชิ้นส่วน การกำหนดค่า เอกสาร ไฟล์ CAD โครงสร้าง ข้อมูลสิทธิ์การใช้งาน ฯลฯ) และกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ทั้งหมด (รวมถึงการกำหนดและจัดการกระบวนการ) การนำ PDM มาใช้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการจัดการวงจรชีวิตทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ สามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับการใช้เอกสาร ภาพวาด และข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถทำให้เวิร์กโฟลว์เป็นมาตรฐานได้

เทคโนโลยีเครื่องจักรกลซีเอ็นซีมอบฟังก์ชันการใช้งานมากมาย

ในการประมวลผลเครื่องมือเครื่องจักร CNC ระบบ CNC มีฟังก์ชันต่างๆ มากมายเพื่อช่วยเหลือผู้ใช้ในการผลิต รวมถึงการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ การตั้งค่าเครื่องมืออัตโนมัติ การชดเชยเครื่องมือ การควบคุมความเร็วของแกนหมุน และฟังก์ชันเสริมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในแง่ของการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ ระบบสามารถทำการเขียนโปรแกรมเชื่อมโยงของจุดพิกัดหลายจุดและการสร้างโปรแกรมอินเทอร์โพเลชั่นของวิถีผสมได้ ในแง่ของฟังก์ชันเสริม ระบบนี้รวมถึงเครื่องมือวัดต่างๆ (เช่น เครื่องวัดพิกัดสามจุด) การชดเชยความยาวเครื่องมือและการชดเชยตำแหน่ง เป็นต้น