เครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling) คืออะไร มีกี่ประเภท และมีหลักการทำงานอย่างไร

เครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling) คือเครื่องจักรที่รวมเอาเทคโนโลยีระบบคอมพิวเตอร์เข้ากับเครื่องกัด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน โดยใช้ระบบ CNC (Computer Numeric Control) เป็นรหัสคำสั่งที่ใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ ซึ่งชุดคำสั่งนี้มาจากการออกแบบภาพเสมือนจริงด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ก่อนที่จะแปลงมาเป็นชุดคำสั่ง เพื่อใช้ในการควบคุมการทำงานของเครื่องจักร เครื่องกัด CNC สามารถกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของหัวกัดได้หลายทิศทางมากกว่าเครื่องกัดแบบดั้งเดิม ทำให้สามารถผลิตชิ้นงานที่เป็นรูปแบบเฉพาะเจาะจงได้ตามความต้องการ ทำให้เครื่องกัด CNC เหมาะกับการใช้ในงานกัดชิ้นงานที่ต้องการความแม่นยำมาก ๆ และทำงานกัดได้กับวัสดุที่มีความทนทานสูง เช่น เหล็ก พลาสติก แก้ว ไม้

ข้อดีของเครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling)

เครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling) มีข้อดีมากมายที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความคุ้มค่าในการผลิต เนื่องจากเครื่องกัด CNC ถือเป็นเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงสูงในการปฏิบัติงาน ทำให้ชิ้นงานที่ได้จะมีขนาดที่แน่นอนและมีคุณภาพสม่ำเสมอ เพราะผลิตโดยใช้โปรแกรมควบคุม นอกจากนี้ เครื่องกัดซีเอ็นซียังสามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยต้องการเพียงผู้ควบคุมเครื่องคนเดียว ทำให้ผลิตชิ้นงานได้รวดเร็วและคาดการณ์เวลาผลิตได้อย่างแม่นยำ
อีกทั้งเครื่องกัด CNC จะช่วยลดโอกาสเกิดความเสียหายหรือข้อผิดพลาด เพราะควบคุมด้วยโปรแกรม ทำให้แก้ไขได้ง่าย สามารถสลับเปลี่ยนรูปแบบชิ้นงานได้หลากหลายและลดขั้นตอนการตรวจสอบคุณภาพ เนื่องจากชิ้นงานมีขนาดเท่ากันทุกชิ้น เมื่อเทียบกับเครื่องจักรแบบ Manual นอกจากนี้ เครื่อง CNC Milling ยังเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานต้นแบบที่มีการแก้ไขบ่อย ๆ โดยรวมแล้ว เครื่องกัดซีเอ็นซีเหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและผลิตจำนวนมาก

ประเภทของเครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling)

• การแบ่งประเภทตามแกนการเคลื่อนที่

• เครื่องกัดซีเอ็นซี 3 แกน (3-Axis CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ประเภทพื้นฐานที่มีการเคลื่อนที่ใน 3 แกน ได้แก่ แกน X (แนวนอน) แกน Y (แนวตั้ง) และแกน Z (ขึ้น-ลง) ซึ่งเหมาะสำหรับงานกัดที่ไม่ซับซ้อนมาก เช่น การตัดเฉือนพื้นผิวเรียบ การเจาะรู และการกัดมุม โดยเครื่อง CNC Milling ประเภทนี้มีความง่ายในการใช้งานและการเขียนโปรแกรม ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับผู้เริ่มต้น
• เครื่องกัดซีเอ็นซี 4 แกน (4-Axis CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ที่คล้ายกับแบบ 3 แกน แต่จะเพิ่มแกน A ซึ่งเป็นแกนหมุนเข้ามา เพื่อให้สามารถทำงานในทิศทางเพิ่มเติมได้ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น การกัดรูปร่างเรขาคณิตที่ต้องการมุมเฉียงหรือเกลียว ช่วยลดเวลาในการจัดตั้งชิ้นงานใหม่เพราะสามารถทำงานในหลายมุมได้ในครั้งเดียว
• เครื่องกัดซีเอ็นซี 5 แกน (5-Axis CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ประเภทนี้มีความสามารถในการเคลื่อนที่และหมุนใน 5 แกน ทำให้สามารถผลิตชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ โดยสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งชิ้นงานบ่อยครั้ง ทำให้ลดเวลาในการผลิต

• การแบ่งประเภทตามลักษณะการใช้งาน

• เครื่องกัดซีเอ็นซีแนวตั้ง (Vertical CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ที่มาพร้อมกับแกนหมุนในแนวตั้ง ซึ่งทั่วไปจะใช้สำหรับงานกัดพื้นผิวเรียบและงานเจาะ เหมาะสำหรับชิ้นงานขนาดเล็กถึงกลาง และสามารถเข้าถึงพื้นที่ทำงานได้ง่าย
• เครื่องกัดซีเอ็นซีแนวนอน (Horizontal CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ที่มีแกนหมุนในแนวนอน ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในชิ้นงานขนาดใหญ่ เหมาะสำหรับการตัดเฉือนวัสดุแข็งหรือชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมาก
• เครื่องกัดซีเอ็นซีอเนกประสงค์ (Universal CNC Milling Machine):เครื่องกัด CNC ที่สามารถใช้งานได้ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานที่หลากหลาย เพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิต เนื่องจากสามารถปรับเปลี่ยนวิธีการทำงานได้ตามความต้องการ

หลักการทำงานของเครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling)

• การออกแบบชิ้นงานด้วยโปรแกรม CAD/CAM

  เริ่มจากการสร้างแบบจำลอง 2 มิติ หรือ 3 มิติ ด้วยโปรแกรม CAD (Computer-Aided Design) เมื่อได้แบบจำลองที่ต้องการแล้ว จะนำไฟล์ไปแปลงด้วยโปรแกรม CAM (Computer-Aided Manufacturing) เพื่อให้ได้ไฟล์ที่พร้อมใช้งานกับเครื่อง CNC Milling ซึ่งไฟล์ที่ผ่านการแปลงแล้วจะมีข้อมูลการกำหนดทิศทางของหัวกัดชิ้นงาน และโต๊ะจับชิ้นงานที่ชัดเจน

• การตั้งค่าเครื่องจักร CNC

  เริ่มจากการเตรียมเครื่องมือ วัตถุดิบ และโปรแกรม CNC จากนั้นเปิดเครื่องกัด CNC และตั้งค่า Zero Return เพื่อให้แกนต่าง ๆ กลับสู่ตำแหน่งศูนย์ จากนั้นปรับตั้งชิ้นงานให้แน่นหนาในหัวจับ และตั้งค่า Zero ของโปรแกรมโดยปรับตำแหน่งเครื่องมือให้พร้อมกัดชิ้นงาน รวมถึงตั้งค่าเครื่องมือตัดของ CNC Milling โดยการหาจุดศูนย์ของแกน X แกน Y และแกน Z เพื่อให้เครื่องกัดซีเอ็นซีทำงานได้อย่างแม่นยำตามโปรแกรมที่กำหนด

• การป้อนโปรแกรม CNC

  ป้อนโปรแกรมเข้าไปในระบบควบคุมของเครื่อง CNC Milling ผ่านแผงคีย์บอร์ด หรือช่องทางอื่น ๆ เมื่อระบบควบคุมอ่านโปรแกรมที่ป้อนเข้าไปแล้ว ก็จะนำไปควบคุมให้เครื่องจักรกลทำงานโดยอาศัยมอเตอร์ป้อน (Feed Motor) เพื่อให้แท่นเลื่อนเคลื่อนที่ได้ตามที่เราต้องการ

• การเริ่มและสิ้นสุดการผลิต

  สั่งการให้เครื่องกัด CNC ทำงานตามระบบที่ตั้งค่าไว้ ระบบควบคุมจะเปลี่ยนรหัสโปรแกรมนั้นให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า เพื่อไปควบคุมให้มอเตอร์ทำงาน และส่งสัญญาณนี้เข้าไปในภาคขยายสัญญาณของระบบขับ (Drive Amplified) และส่งสัญญาณไปยังมอเตอร์ป้อน เพื่อควบคุมความเร็วและระยะทางของการเคลื่อนที่ของแท่นเลื่อน

ตัวอย่างอุตสาหกรรมที่มีการใช้เครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling)

• อุตสาหกรรมยานยนต์:CNC Milling มักถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เช่น เสื้อสูบ ฝาสูบ ลูกสูบ และชิ้นส่วนระบบส่งกำลัง อย่างเกียร์ เพลา นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแม่พิมพ์สำหรับขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกและโลหะต่างๆ ในรถยนต์ เพราะการใช้เครื่องกัด CNC ในอุตสาหกรรมยานยนต์จะช่วยให้การผลิตมีความแม่นยำสูง รวดเร็ว และสามารถทำซ้ำได้ในปริมาณมาก ทำให้รถยนต์แต่ละคันมีมาตรฐานเดียวกัน
• อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ:อุตสาหกรรมนี้ต้องการชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงและทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เครื่องกัดซีเอ็นซีจึงถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องบิน ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ไอพ่น และชิ้นส่วนภายในเครื่องบินที่ทำจากวัสดุพิเศษ เช่น อะลูมิเนียม ไทเทเนียม และวัสดุผสม
• อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์:เครื่องกัด CNC มักถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กและมีความละเอียดสูง เช่น แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ตัวเชื่อมต่อ และชิ้นส่วนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ
• อุตสาหกรรมการแพทย์:เครื่อง CNC Milling มีบทบาทในการผลิตเครื่องมือและอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องการความแม่นยำสูง ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือผ่าตัด อุปกรณ์ทันตกรรม และส่วนประกอบของเครื่องมือทางการแพทย์ที่ใช้ในการวินิจฉัยและรักษาโรค
• อุตสาหกรรมแม่พิมพ์:เครื่องกัด CNC เป็นเครื่องมือหลักในการผลิตแม่พิมพ์สำหรับอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก แม่พิมพ์หล่อโลหะ และแม่พิมพ์สำหรับขึ้นรูปชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูงและมีรูปทรงที่ซับซ้อน
• อุตสาหกรรมเครื่องจักรกล:เครื่องกัด CNC เป็นเครื่องมือหลักในการผลิตแม่พิมพ์สำหรับอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก แม่พิมพ์หล่อโลหะ และแม่พิมพ์สำหรับขึ้นรูปชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูงและมีรูปทรงที่ซับซ้อน
• อุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์:เครื่องกัด CNC ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงที่ซับซ้อนและต้องการความแม่นยำในการตัด เช่น ขาโต๊ะ พนักพิงเก้าอี้ และชิ้นส่วนตกแต่งต่าง ๆ นอกจากนี้ CNC Milling ยังสามารถใช้ในการแกะสลักลวดลายบนไม้ เพื่อเพิ่มความสวยงามให้กับผลิตภัณฑ์ได้ด้วย

ส่วนประกอบหลักของเครื่องกัด CNC

• โครงสร้างเครื่องจักร (Machine Structure):มักทำจากเหล็กหล่อ เพื่อรองรับส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องจักรและดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน โครงสร้างเครื่องกัดซีเอ็นซีนี้รวมถึงฐานและคอลัมน์ ซึ่งอาจมีคอลัมน์เดียวหรือสองคอลัมน์ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของงาน
• หัวจับ (Spindle):ส่วนที่หมุนเครื่องมือตัดด้วยความเร็วสูง เพลากัด (Milling Spindle) ของ CNC Milling จะทำหน้าที่ส่งกำลังจากมอเตอร์ไปยังเครื่องมือตัด
• เครื่องมือตัด (Cutting Tool):ส่วนที่ใช้ในการตัดเฉือนวัสดุออกจากชิ้นงาน เพื่อให้ได้รูปทรงที่ต้องการ มีหลายประเภทและขนาดขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องกัด CNC วัสดุที่ตัดและผลลัพธ์ที่ต้องการ
• ระบบควบคุม (Control System):เปรียบเสมือนสมองของเครื่องกัด CNC ทำหน้าที่รับรหัสเครื่อง (G-code) จากซอฟต์แวร์ CAM และควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร ระบบควบคุมของ CNC Milling ประกอบด้วยหน่วยควบคุมเครื่องจักร (Machine Control Unit) ที่มีหน่วยความจำ เซนเซอร์ และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เพื่อจัดการและประสานงานการดำเนินการกัด
• ระบบขับเคลื่อน (Drive System):ทำหน้าที่เคลื่อนกลไกของเครื่องมือในการกัดในแกนต่าง ๆ โดยทั่วไประบบขับเคลื่อนของเครื่องกัดซีเอ็นซีจะประกอบด้วยมอเตอร์เซอร์โว ระบบสายพานลำเลียง กลไกบอลสกรู และระบบนำทางเชิงเส้น
• ระบบป้อนกลับ (Feedback System):ส่วนสำคัญของเครื่อง CNC Milling ที่ใช้ในการตรวจสอบตำแหน่งและความเร็วของเครื่องมือและส่งข้อมูลกลับไปยังระบบควบคุมของเครื่องกัด CNC เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการทำงาน
• ระบบหล่อเย็น (Coolant System):เครื่องกัด CNC จะใช้ของเหลว (เช่น น้ำหรือสารละลาย) เพื่อระบายความร้อนที่เกิดจากการตัดเฉือน ลดความร้อนที่อาจทำให้เครื่องมือตัดและชิ้นงานเสียหาย นอกจากนี้ยังมีถังน้ำหล่อเย็นและท่อน้ำหล่อเย็น
• ระบบหล่อลื่น (Lubrication System):ส่วนที่ใช้จะใช้เพื่อลดแรงเสียดทานและสึกหรอของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องกัด CNC ซึ่งโดยทั่วสารหล่อลื่นที่นิยมใช้ร่วมกับเครื่องกัดซีเอ็นซี คือน้ำมัน จาระบี และละอองน้ำมันผสมอากาศ
• ระบบความปลอดภัย (Safety System):ประกอบด้วยเครื่องป้องกันเครื่องจักร (Machine Guard) ที่ครอบพื้นที่การกัด เพื่อป้องกันเศษโลหะกระเด็น รวมถึงฝาปิดทาง (Way Cover) สำหรับป้องกันชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจากฝุ่นและสารปนเปื้อน นอกจากนี้ยังมีกลไกความปลอดภัยอื่น ๆ เพื่อปกป้องทั้งเครื่อง CNC Milling เครื่องจักร และผู้ใช้งาน

บริษัท พรีแมท จำกัด จัดจำหน่ายเครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling) คุณภาพสูงจากแบรนด์ Hartford

บริษัท พรีแมท จำกัด จัดจำหน่ายเครื่องกัดซีเอ็นซี (CNC Milling) คุณภาพสูงจากแบรนด์ Hartford ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องความแข็งแกร่งและแม่นยำ โดยที่นี่เรามีเครื่อง CNC Machining Center ของ Hartford สองรุ่นที่รองรับชิ้นงานขนาดใหญ่และเล็ก เครื่องเหล่านี้มีเครื่องมือมากถึง 62 แบบ และมีระยะการทำงานแกน X 6,000 มิลลิเมตร แกน Y 3,000 มิลลิเมตร และแกน Z 1,000 มิลลิเมตร ทำให้รองรับงานกัด งานเจาะ งานคว้าน งานต๊าปเกลียว และงานปาดผิวทุกชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้ง Hartford ยังมีเครื่องกัด CNC สามแกน รุ่น CNC-855 ที่มีความแม่นยำสูง และรุ่น LG-1000 ซึ่งเป็นศูนย์เครื่องจักรแนวตั้ง CNC ที่เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงจำหน่ายให้ด้วย ท่านใดสนใจสามารถสอบถามกับเจ้าหน้าที่ของเราเพิ่มเติมได้เลย