CNC & CAD/CAM กับงานผลิตชิ้นส่วนและแม่พิมพ์
กระบวนการผลิตชิ้นส่วนหรือแม่พิมพ์ด้วย CNC และ CAD/CAM สามารถแสดงได้ด้วยแผนผังดังรูปที่ 1 โดยเริ่มต้นด้วยการสร้างแบบจำลอง หรือ โมเดล 3 มิติจากแบบ(Part Drawing) หรือ แบบร่าง โดยใช้ซอฟต์แวร์ประเภท CAD จากนั้นนำแบบจำลองไปสร้างข้อมูลสำหรับกัดงานด้วยซอฟต์แวร์ CAM หรือนำไปวิเคราะห์ข้อมูลทางวิศวกรรมด้วย CAE เมื่อได้ข้อมูล G-Code (NC Data หรือ Part Program) แล้ว เราสามารถนำ G-Code ส่งเข้าเครื่องจักรด้วยวิธีการ DNC (Direct Numerical Control) ซอฟต์แวร์ CAD/CAM ที่นำมาช่วยในการผลิตนั้น ประกอบด้วยองค์ประกอบ 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ในส่วนของ CAD (Computer Aided Design) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยในสร้างแบบจำลองของชิ้นงานบนคอมพิวเตอร์(Computer Model) และ CAM (Computer Aided Manufacturing) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการสร้างโปรแกรมที่จะนำไปใช้สั่งงานเครื่องจักร มีผู้นิยามคำจำกัดความของ CAD/CAM แตกต่างกันออกไปตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ในความเป็นจริงแล้วซอฟต์แวร์ CAD/CAM ที่เราใช้งานในปัจจุบัน อาจกล่าวว่า CAM จะเป็นเพียงใช้ช่วยในงานขึ้นรูปเท่านั้น (Computer Aided Machining)
มีข้อควรระลึกไว้เสมอว่า CAD/CAM เป็นเพียงแค่เครื่องมือประเภทหนึ่งที่ใช้ช่วยในการออกแบบและสร้างโปรแกรมสำหรับเครื่องจักร CNC เท่านั้น ดังนั้นการที่จะทำให้ CAD/CAM ใช้งานได้ดี จะขึ้นอยู่กับความสามารถของบุคลากรด้วย
CNC
ในกระบวนการผลิตแบบยืดหยุ่น(FA) เครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนรูปแบบการผลิตได้ง่าย เพื่อรับมือกับรูปแบบของสินค้าที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว โดยผลิตจำนวนน้อยๆเครื่องจักรที่เหมาะสมกับการผลิตแบบนี้ ในปัจจุบันคือ เครื่องจักรประเภท CNC (Computerized Numerical Control) เครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่มีหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ฝังตัวอยู่กับเครื่องจักร เพื่อทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน(Controller) ของเครื่อง โดยสามารถควบคุมและปรับเปลี่ยนการทำงานได้ง่ายโดยผ่านโปรแกรมควบคุม
Chevalier
บริษัท คาทีเนียร์ เป็นตัวแทนจำหน่ายเครื่องจักรยี่ห้อ Chevalier จากบริษัท Falcon Machine Tools ประเทศไต้หวัน บริษัท Falcon Machine Tools เป็นบริษัทผลิตเครื่องจักรหลายประเภท ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี ค.ศ.1978 มีสาขาในยุโรปและอเมริกา(Chevalier Machinery Inc.) เพื่อผลิตและจัดจำหน่าย โรงงานในประเทศไต้หวันเป็นโรงงานขนาดใหญ่ มีพื้นที่มากกว่า 35,000 ตารางเมตร ในปี ค.ศ. 1981 ทางบริษัทได้รับรางวัล Grade A Manufacturer จากรัฐบาล และเป็นโรงงานผลิตเครื่องจักรโรงแรกในไต้หวัน ที่ได้ ISO 9002 ระบบคุณภาพในปี ค.ศ.1992 นอกจากนี้เครื่องจักรหลายๆรุ่นของบริษัทได้รับรางวัลที่หนึ่งในด้านการออกแบบ เช่น เครื่องเจียระไนราบ แบบ CNC รุ่น FSG-C1224CNC ได้รางวัลที่หนึ่งในด้าน R&D จากหน่วยงาน TAMI
บริษัท Falcon Machine Tools เน้นด้าน R&D และคุณภาพ เป็นที่รู้จักกันดีว่า เครื่องเจียระไนของบริษัทฯมีความโดดเด่นทางด้านคุณภาพที่เทียบได้กับผลิตภัณฑ์จากประเทศญี่ปุ่น นอกจากนี้บริษัทฯยังเป็นผู้ผลิตจำนวนน้อยราย ที่ผลิตชิ้นส่วนใช้ในเครื่องจักรเองเกือบทั้งหมด ซึ่งช่วยให้การควบคุมคุณภาพภายในเป็นไปได้โดยง่ายและเที่ยงตรงมากขึ้น
Products
ผลิตภัณฑ์ Chevalier ที่จัดจำหน่ายโดยบริษัทคาทีเนียร์ มีดังนี้
เครื่องเจียระไนราบแบบแมนนวล
เครื่องเจียระไนราบแบบอัตโนมัติ
เครื่องเจียระไน Profile แบบ CNC (Profile Grinder)
เครื่องเจียรลับ Tool และ Cutter
เครื่องกัดแบบแมนนวล
เครื่องกัด CNC (CNC Milling)
เครื่องกัด CNC แบบรวมศูนย์ (CNC Machining Center)
เครื่องกลึง CNC (CNC Lathe)
นอกจากนี้ทางบริษัท Falcon Machine Tools ยังมีเครื่อง EDM, Cylindrical Grinders และ Robot ที่ผลิตและจัดจำหน่ายเฉพาะในยุโรปและอเมริกาเท่านั้น
CAD
องค์ประกอบที่สำคัญส่วนแรกของ CAD/CAM คือ CAD โดยปกติเราจะไม่สามารถสร้างโปรแกรมสำหรับสั่งงานเครื่องจักร CNC ได้ถูกต้อง ถ้าเราไม่สามารถสร้างแบบจำลองหรือโมเดลขึ้นมาก่อน ถึงแม้ความสามารถของซอฟต์แวร์และประสิทธิภาพความเร็วของคอมพิวเตอร์จะเพิ่มมากขึ้น แต่ส่วนของ CAD นี้ ยังต้องพึ่งพาความสามารถของคนค่อนข้างมาก และยังเสียเวลานานในการขึ้นรูปงานบนคอมพิวเตอร์อยู่ดี เราสามารถจำแนกประเภทของ CAD ในงาน CAD/CAM ตามวิธีการขึ้นรูปโมเดล แบ่งได้ดังนี้
1. แบบโครงลวด (Wireframe Modeling)
แบบจำลองแบบโครงลวด ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานที่เป็นเส้นต่างๆ เช่น เส้นตรง เส้นโค้ง วงกลม หรือ เส้น spline มาขึงเป็นรูปร่างให้ดูคล้ายงานจริง
2. แบบพื้นผิว (Surface Modeling)
โครงสร้างแบบพื้นผิว เกิดจากการสร้างพื้นผิวจำลองปิดลงบนโครงสร้างแบบโครงลวด เหมือนการเอากระดาษสาปิดลงบนโครงว่าว ข้อดีของแบบจำลองชนิดนี้ คือ สามารถที่จะให้แสงเงา(Shading) เพื่อตรวจสอบดูงานได้ ภาพที่ใกล้เคียงความจริง และยังง่ายต่อการนำไปใช้ในการวิเคราะห์แบบ เช่น การหาพื้นที่ผิว, ปริมาตร หรือนำแบบจำลองไปทดลองกัดงานออกมาเป็นรูปร่างที่ต้องการ
3. แบบทรงตัน (Solid Modeling)
แบบจำลองแบบนี้แตกต่างค่อนข้างมากกับสองแบบแรกในวิธีการสร้างและฐานข้อมูลของแบบจำลอง โดยเป็นวิธีการสร้างทรงตันขึ้นมาแล้วค่อยๆตัดออกหรือเติมเนื้อเข้าไป วิธีการนี้จะใกล้เคียงกับการผลิตงานจริง หรือการขึ้นรูป Mock-up มากที่สุด แบบจำลองแบบนี้จะมีทั้งข้อมูลพื้นผิวและข้อมูลภายในพร้อม ซึ่งเหมาะกับงานที่จะไปทดสอบทางวิศวกรรม(CAE)
ปัจจุบันแม้ว่า CAD แบบ Solid จะสามารถทำงานได้ซับซ้อนและใช้ได้ง่ายขึ้นเรื่อยๆ แต่ก็ค่อนข้างจำกัดกับงานที่มีรูปทรงเรขาคณิตและที่ไม่ซับซ้อนมาก งานชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อนมากผู้ใช้ส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีการขึ้นรูปแบบ Surface อย่างไรก็ตามเราสามารถใช้ CAD/CAM หลายๆยี่ห้อใช้งานขึ้นรูปชิ้นงานด้วยวิธีทั้งสามแบบผสมผสานกันได้(Hybrid Modeling) ซึ่งช่วยให้การขึ้นเป็นไปได้ง่ายขึ้น
CAM
ในส่วนของ CAM อาจแบ่งประเภทตามการประยุกต์การใช้งานหรือตามประเภทของเครื่องจักร ได้แก่ ประเภทงานกัด (Milling), งานกลึง(Lathe,Turning), งาน Wire-EDM เป็นต้น โดยทั่วไป CAD/CAM ในท้องตลาดจะเน้นไปทางงานกัด ซึ่งเป็นงานที่เขียนโปรแกรมเองได้ยากและงานค่อนข้างมีความซับซ้อนสูง เราสามารถแบ่ง CAM ในงานกัดได้เป็นแบบ สองแกนครึ่ง, สามแกน และ มากกว่าสามแกน
1. CAM 2.5 Axis
ได้แก่การเดินงานประเภท กัดรอบรูป(Profile), การขุดหลุม(Pocket) และการเจาะรู-ต๊าปเกลียว(Drilling-Tapping) ถึงแม้งานเหล่านี้จะสามารถเขียนโปรแกรมด้วยคนได้ไม่ยากนัก แต่ CAD/CAM จะสามารถช่วยลดข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรม และช่วยเดินงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
2. CAM 3 Axis
โดยปกติจะเป็นการกัดผิวโมเดลเป็นหลัก ซึ่งแยกออกเป็นการกัดหยาบและกัดละเอียด งานประเภทนี้จะมีการเดินมีดในลักษณะ 3 แกน ใช้มากในการขึ้นรูปแม่พิมพ์หรือชิ้นส่วนที่ซับซ้อน ความสามารถจะดูได้โดยวิธีการเดินมีด, วิธีการเข้าและออกจากงาน, ความสามารถในการคำนวณงานซับซ้อนโดยไม่มีข้อผิดพลาด และกินงานได้ละเอียดถูกต้องตามต้องการ เป็นต้น โดยทั่วไปโปรแกรมกัดงานที่ได้จาก CAD/CAM 3 แกนจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าการเตรียมด้วยมือมาก และจะได้งานที่คุณภาพดีกว่า
3. CAM 4-5 Axis
ในงานหลายลักษณะ การเดินมีดใน 3 แกนจะไม่สามารถเข้าซอกที่หลบมุมอยู่(Under-Cut) โดยเฉพาะงานขึ้นรูปชิ้นส่วนโดยตรง เช่น ใบพัด จำเป็นต้องมีการบิดหมุนบิดมีดหรือโต๊ะงานเพื่อให้กินงานได้ การเขียนโปรแกรมสำหรับเครื่อง CNC ในลักษณะนี้จะทำได้ยากยิ่งขึ้น CAD/CAM หลายตัว มีแกนที่ 4 หรือที่ 5 เพื่อช่วยงานนี้
วิธีการใช้งาน CAM โดยปกติจะง่ายกว่า CAD และอิงกับความสามารถโดยตรงของซอฟต์แวร์ และรูปแบบการกัดงานที่มีให้ในการที่จะได้เส้นทางเดินของมีด(Tool Path) ที่มีประสิทธิภาพ เส้นทางเดินที่มีประสิทธิภาพจะมีการยกมีดน้อย เดินกินอากาศน้อย และเดินแบบฉลาดจะช่วยลดเวลากัดงานจริงบนเครื่องได้มาก ทั้งยังเป็นการประหยัดการใช้มีดอีกด้วย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น