เครื่องจักร NC

เครื่องจักร NC 

     เครื่องจักรNC ย่อมาจาก Numerical Control หมายถึงการควบคุมการทำงานของเครื่อง NC ด้วยคำสั่งเชิงตัวเลขและตัวอักษรที่ถูกสร้างขึ้นมาในรูปของคำสั่งซึ่งก็คือ โปรแกรม NC. ระบบ NC ซึ่งนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตของสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ.1950 ซึ่งส่วนมากจะถูกนำมาใช้ในการควบคุมการทำงานของเครื่องมือกลเป็นส่วนใหญ่. 
       ในปัจจุบันระบบ NC จะถูกแทนที่ด้วยระบบ NC เกือบทั้งหมด ทั้งนี้เนื่องจากว่าในระบบ NC ไม่มีคอมพิวเตอร์ เข้ามาช่วยในการทำงาน อีกทั้งเครื่องจักรที่ถูกควบคุมด้วย NC ก็ไม่มีการผลิตออกมาใช้งานแล้ว.

ระบบ NC มีส่วนประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน คือ

       1.ชุดคำสั่ง (Programmed)

คือคำสั่งในแต่ละขั้นตอนเพื่อกำหนดให้เครื่องจักร NC ทำงานตามที่เราต้องการ โดยที่ชุดคำสั่งนี้จะถูกสร้างขึ้นในลักษณะของตัวเลข ตัวอักษรสัญลักษณฺ์ต่างๆ แล้วเก็บไว้ในเทปกระดาษที่เจาะรู เมื่อจะนำไปใช้งานก็จะใช้เครื่องอ่านเทปเพื่อแปลรหัสคำสั่งให้ทำงานตามขั้นตอน.

       2.หน่วยควบคุมการทำงานของเครื่องหรือเอ็มซียู (MCU : Machine Control Unit)

คือส่วนที่ทำหน้าที่อ่านและตีความหมายของคำสั่งเพื่อแยกคำสั่งออกเป็นสัญญาณไปควบคุมเครื่องจักรต่อไป ประกอบไปด้วยเครื่องอ่านเทปช่องส่งสัญญาณควบคุม(Control Output Signal) ระบบการตรวจสอบแล้วส่งผลย้อนกลับ(Feedback Transducer) และแผงควบคุม(Control Panel) สำหรับควบคุมการเปิด/ปิดเครื่องจักร NC

      3.เครื่องจักร NC(NC Machine Tool)

เป็นส่วนที่ใช้ในการขึ้นรูปชิ้นงานตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่เราเขียนขึ้น

เครื่องจักร CNC 

   เครื่อง CNC=Computer Numerical Control 

เป็นเครื่องจักรกลอัติโนมัติที่ทำงานโดยการโปรแกรมเข้าไปด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยจะให้มันทำงานตามแบบที่เราโปรแกรมเข้าไป มีหลายภาษาที่ใช้กับเครื่อง โดยมากจะเป็นงานโลหะที่มีความซับซ้อนและต้องการความแม่นยำสูง โดยที่การหล่อไม่สามารถทำได้หรือสามารถทำได้ก็ตาม

        เครื่องจักรกลพื้นฐานเช่น เครื่องกลึง เครื่องกัด เครื่องเจียรนัย และเครื่องตัดโลหะแผ่นเป็นเครื่องจักรกลที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักร เครื่องยนต์ และแม่พิมพ์ ตลอดจนหน่วยงานสร้าง – ซ่อมงานโลหะโดยทั่วไป และอาจกล่าวได้ว่าความก้าวหน้าของเครื่องจักรกลประสิทธิภาพสูงหลายประเภทในยุคปัจจุบันล้วนแต่มีรากฐานมาจากเครื่องจักรพื้นฐานเหล่านี้ทั้งสิ้น รูปที่ 1 แสดงการทำงานของเครื่องกลึงที่ใช้แรงงานคนในการหมุนเกลียวขับเพื่อป้อนมีดกลึงเข้าหาชิ้นงาน ผู้ปฏิบัติงานกับเครื่องกลึงหรือเครื่องจักรกลพื้นฐานอื่นๆ จะต้องมีทักษะและความชำนาญในการหมุนเกลียวขับที่ใช้ในการป้อนอุปกรณ์ตัดเข้าหาชิ้นงานเป็นอย่างดี แต่ถึงกระนั้นพบได้บ่อยว่าผู้ปฏิบัติงานต้องใช้เวลามากในการผลิตชิ้นงานที่มีความละเอียดสูง เนื่องจากข้อจำกัดด้านการมองเห็นของผู้ปฏิบัติงาน และความคลาดเคลื่อนเนื่องจากการวัดที่ต้องทำบ่อยครั้ง ในบางครั้งยังพบว่าชิ้นงานที่ได้มีความคลาดเคลื่อนทางขนาดเกินกว่าที่จะยอมรับได้

          ระบบ CNC (Computer Numerical Control) เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่ถูกสร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์หลักคือ เพื่อเปลี่ยนแปลงและควบคุมสภาพการทำงานของเครื่องจักรกลพื้นฐานดังกล่าวจากเดิมซึ่งใช้แรงงานคนในการทำงานร่วมกับเครื่องจักร ให้เครื่องจักรเหล่านี้สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติด้วยตัวเอง นอกจากนี้ ระบบ CNC ยังช่วยเพิ่มความสามารถให้เครื่องจักรพื้นฐานเหล่านี้สามารถทำงานลักษณะซับซ้อนได้ด้วยความรวดเร็วและแม่นยำในระดับที่พ้นความสามารถในการรับรู้ของมนุษย์โดยทั่วไปหลายสิบเท่าตัว สำหรับการประยุกต์ใช้ระบบ CNC ในเครื่องจักรพื้นฐานดังกล่าว ระบบ CNC จะประกอบไปด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าจำนวนหนึ่งซึ่งถูกนำไปใช้ในการหมุนเกลียวขับแทนมือคน และระบบคอมพิวเตอร์ซึ่งใช้ในการควบคุมมุมและความเร็วที่มอเตอร์ไฟฟ้าเหล่านั้นหมุนเกลียวขับ โดยระบบคอมพิวเตอร์ดังกล่าวสามารถควบคุมมุมของมอเตอร์ได้ด้วยความละเอียดถึง 0.1 องศาหรือดีกว่า หรือสามารถให้ความละเอียดในการป้อนอุปกรณ์ตัดเข้าสู่ชิ้นงานสูงถึง 0.02 มม หรือดีกว่า

        ในปัจจุบัน มีการใช้ระบบ CNC สำหรับเครื่องจักรพื้นฐานในอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เครื่องยนต์ แม่พิมพ์ และในหน่วยงานสร้าง – ซ่อมอย่างแพร่หลาย หากประมาณคร่าวๆ มูลค่าเบื้องต้นของระบบ CNC ในอุตสาหกรรมเหล่านี้อยู่ในระดับหลายพันล้านบาท ในทางปฏิบัติระบบ CNC ดังกล่าวและผู้เชี่ยวชาญในระบบดังกล่าวถูกนำเข้าจากประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา เยอรมัน และ ญี่ปุ่น เป็นต้น ทั้งนี้เนื่องจาก CNC ดังกล่าวเป็นเทคโนโลยีระดับสูงที่ยากต่อการออกแบบและการทำความเข้าใจจนสามารถนำมาใช้งานได้จริง อย่างไรก็ตาม ดร.พินิจ งามสม ได้ใช้เวลากว่า 4 ปีในการวิจัย ออกแบบ และพัฒนา จนประสบผลสำเร็จในการสร้างระบบ CNC ที่ใช้งานได้จริง โดยงานวิจัยที่เป็นรากฐานของผลงานนี้ได้รับการพิจารณาให้เป็นบทความดีเด่นสาขา Dynamics, Systems, and Control ในการประชุมเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ในปี พ.ศ. 2545 และได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับสากลที่มีความแข็งแกร่งทางวิชาการมากที่สุดเล่มหนึ่ง คือ Journal of Dynamic System, Measurement, and Control โดย American Society of Mechanical Engineers ในปี พ.ศ. 2546

ระบบ CNC ที่สร้างขึ้นนี้สามารถควบคุมมุม ความเร็ว และแรงบิดในการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าภายใต้ความไม่แน่นอนของภาระงานและคุณสมบัติภายในได้ 4 ตัวพร้อมกัน (ขยายได้เป็น 8 ตัวเพื่อการควบคุมแขนกลลักษณะต่างๆ) โดยใช้มาตรฐานรหัส G และ M ในการสั่งการ ระบบสามารถแสดงความก้าวหน้าของการทำงานได้ทั้งในเชิงต้วเลขและเชิงรูปภาพบนจอคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ของระบบควบคุมให้เข้ากับการใช้งานควบคุมเครื่องจักรได้หลากหลายรูปแบบ เช่น เครื่องกัด, เครื่องกลึง, แขนกล, เครื่องตัดพลาสม่า, เครื่องลอกพื้นผิว, และเครื่องพับโลหะ เป็นต้น ในการทดสอบ ระบบ CNC ที่สร้างขึ้น ถูกนำไปใช้ในการควบคุมเครื่องกัดที่ทำงานในสามมิติโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจำนวน 4 ตัว ซึ่งในจำนวนนี้ มอเตอร์ 3 ตัวถูกใช้ไปในการป้อนชิ้นงานและดอกกัดในแนว X, Y, และ Z ส่วนมอเตอร์อีกหนึ่งตัวใช้ในการหมุนดอกกัดชิ้นงาน ระบบ CNC ที่ออกแบบและสร้างขึ้นนี้สามารถควบคุมให้เครื่องกัดทำงานได้โดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ ด้วยความละเอียด 0.02 มม (ถูกจำกัดด้วยระยะคลอนของเกลียวขับที่ใช้อยู่) หลังจากการพัฒนาระบบ CNC ต้นแบบเสร็จสิ้นลง ในปัจจุบันระบบ CNC ดังกล่าวมีต้นทุนในการสร้างประมาณ ุุ60,000 บาทต่อเครื่อง

เครื่องจักร DNC

เครื่อง DNC Distribution Numerical Control: DNC SYSTEM คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์กลางในการติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนและกระจายข้อมูลซึ่งในที่นี้คือ โปรแกรม NC Data กับหน่วยควบคุม NC ของเครื่องจักรกลระบบ CNC แต่ละตัวได้เพื่อเป็นศูนย์กลางในการบริการข้อมูลทั้งรับข้อมูล และส่งข้อมูลจำเพราะให้กับเครื่องจักรกลระบบ CNC แต่ละเครื่องในเครือข่ายตามที่แต่ละเครื่องต้องการพร้อมๆ กันได้ในเวลาเดียวกัน

        SUPER-DNC SOFTWARE คือ โปรแกรมควบคุมระบบ DNC ที่มีความทันสมัย มีสเถียรภาพและสามารถสื่อสารกับเครื่องจักรกลระบบ CNC ได้หลากหลายรุ่นและหลายยี่ห้อ ทั้งเครื่องที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดหรือเครื่องเก่าที่มีอายุใช้งานและถูกสร้างขึ้นมานานนับ 10 ปีแล้วก็ตาม

SUPER-DNC ทำให้โรงงานไม่ว่าจะเป็นงานผลิตแม่พิมพ์ Mould, DIE, Punch Die หรือ Part Production ก็ตาม สามารถใช้เครื่องจักร และ NC Data ซึ่งเป็นทรัพย์สินอันมีค่าของโรงงานให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่โรงงานและองค์กร สร้างความสามารถในการแข่งขันให้แก่องค์กรได้เป็นอย่างดี และยังทำให้พนักงานทำงานได้สะดวกขึ้นเป็นการเสริมขวัญและกำลังใจพนักงานให้มีความรักองค์กรและมุ่งมั่นในการสร้างผลงานที่ดีแก่องค์กรอีกด้วย

คุณลักษณะมาตรฐาน Standard Features of SUPER-DNC System

       1. การเรียกโปรแกรม NC Data ที่ต้องการ โดยรับส่งโดยตรงระหว่างเครื่องจักรกลระบบ CNC กับคอมพิวเตอร์ที่ให้บริการ (SUB Program Calling) โดยการเรียกโดยตรงที่หน้าเครื่องจักรกลระบบ CNC

       2. การให้บริการกระจายข้อมูลโปรแกรม NC Data ในแบบเครื่องข่ายโดยมี Server เป็นศูนย์กลางการติดต่อรับส่งข้อมูลโปรแกรม NC Data กับเครื่องจักรกลระบบ CNC ทุกเครื่องในเครือข่าย โดยมีสถานี Client Station ซึ่งเป็นสถานี Generate (สร้าง) หรือ INPUT หรือ EDIT ข้อมูลโปรแกรม NC Data เพื่อส่งเข้าสู่ Server กลางได้ (Client – Server Configuration System)

       3. การเริ่มกัดงานใหม่ต่อจากการกัดที่หยุดค้างไว้เดิม (Start Cutting from any program line) กรณีที่มีการหยุดกัดงานกลางคัน เช่น Tool สึกหรือ Tool แตก จำเป็นต้องหยุดค้างโปรแกรมไว้เพื่อเปลี่ยน Tool ใหม่ จากนั้น Software SUPER-DNC สามารถส่งต่อข้อมูลโปรแกรม NC Data ในบรรทัดต่อไปได้ โดยไม่ต้องเริ่มงานใหม่ทั้งหมด

       4. สามารถกำหนด Protocols พิเศษต่างๆ (เครื่องจักรเก่าๆ หรือที่ไม่แพร่หลายในตลาด) โปรแกรม SUPER-DNC สามารถติดต่อกับเครื่องจักรกลระบบ CNC ที่มี Protocol ที่แตกต่างกันได้อย่างหลากหลายและกว้างขวาง (Special Protocols for CNC Machines)

       5. การทำงานแบบ Auto-Search สำหรับส่ง Sub Programs หลายๆ โปรแกรมเรียงไปตามลำดับไปยังเครื่องจักรเป้าหมาย

       6. OPTION การแจ้งเตือนโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ต่างๆ (Notify User for Events such as cutting finish) เช่น เมื่อกัดงานเสร็จแล้ว หรือเกิดการหยุดกัดงานโดยไม่คาดคิด SUPER-DNC สามารถติดต่อด้วย Special GPRS Data modem เพื่อส่งแจ้งเตือนไปยังโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile phone) ด้วย E-mail หรือ SMS Message ของผู้ใช้ได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้ผู้ใช้ทราบและดำเนินการต่อไปได้