เครื่องจักร NC,CNC,DNC

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

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

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