การวิเคราะห์การออกแบบเครื่องกัดรอบสูงควบคุมด้วยระบบ CNC

Abstract

เครื่องกัดรอบสูงควบคุมด้วยระบบ CNC แบบ Vertical Milling Machine แบบ 3 แกน เป็นเครื่องจักรควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ มีความแม่นยำในการทำงานสูง เหมาะกับความต้องการของผู้ผลิตในยุคปัจจุบันอย่างยิ่ง เพราะเครื่องกัดแบบนี้ สามารถทำการผลิตได้รวดเร็วและมีความเที่ยงตรงแม่นยำในการทำงานสูง ในปัจจุบันปริมาณการนำเข้าเครื่องจักรกลประเภทนี้ เพิ่มขึ้นทุก ๆ ปี ซึ่งทำให้ประเทศไทยต้องเสียดุลการค้าต่างประเทศ ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงมีความต้องการทำการวิจัยเพื่อเป็นการศึกษาปัญหาในการสร้างและออกแบบเครื่องกัดรอบสูงที่ควบคุมการทำงานด้วยระบบ CNC ขึ้นมาเพื่อเป็นการศึกษาปัญหาในการสร้างและออกแบบเครื่องกัดรอบสูง อีกทั้งยังเป็นการหาแนวทางในการสร้างเครื่องจักรเพื่อการผลิตขึ้นมาใช้เองภายในประเทศ เพื่อเป็นการทดแทนการนำเข้า ในการศึกษาออกแบบเครื่องกัดรอบสูงควบคุมด้วยระบบ CNC เครื่องนี้ ได้ทำการออกแบบชิ้นส่วนต่าง ๆ ทุก ๆ ชิ้นส่วน ซึ่งในการออกแบบนั้น นอกจากจะต้องออกแบบให้มีรูปร่างเหมาะสมและสะดวกในการใช้งานแล้วยังต้องคำนึงถึงความแข็งแรงของชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่จะต้องสามารถรองรับภาระโหลดที่เกิดขึ้นในขณะทำงานได้เป็นอย่างดี ดังนั้นในขั้นตอนการออกแบบผู้ออกแบบได้ทำการวิเคราะห์ความแข็งแรงของชิ้นส่วนที่สำคัญ ๆ ต่าง ๆ ด้วยโปรแกรม Finite Elecment Analysis (FAE) เพื่อทดสอบว่าชิ้นส่วนที่ออกแบบมานั้นมีความแข็งแรงพอที่รองรับภาระโหลดได้ โดยจะไม่มีปัญหาการบิดตัวหรือโก่งตัวของโครงสร้าง อันจะให้เกิดขปัญหาความแม่นยำในการทำงานของเครื่องได้ หลังจากมั่นใจแล้วว่าโครงสร้างมีความแข็งแรงมากพอที่จะรองรับภาระโหลดได้โดยไม่มีปัญหาจึงได้ดำเนินการสร้างเครื่องต้นแบบจนแล้วเสร็จ จากนั้นจะทำการตรวจวัดประสิทธิภาพของเครื่องจักรตามมาตราฐาน ISO 1984 หากพบข้อผิดพลาดก็จะทำการแก้ไขปรับแต่งชิ่นส่วนทางกลและชดเชยความแม่นยำในระบบควบคุมให้ได้ตามมาตรฐานที่กำหนด และในขั้นตอนสุดท้ายจะเป็นการทดสอบการทำงานของเครื่องกัด ผลการทดสอบให้เห็นว่าการออกแบบและสร้างเครื่องกัดรอบสูงควบคุมการทำงานด้วย CNC สามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ เครื่องต้นแบบสามารถใช้กัดชิ้นงานที่เป็นเหล็กกล้าได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ โดยมีความผิดพลาดน้อยกว่าที่มาตรฐานกำหนด ทั้งนี้ยังเป็นการยืนยันผลการวิเคราะห์ความแข็งด้วย FAE อีกด้วยว่าชิ้นส่วนต่าง ๆ สามารถรับภาระโหลดได้เป็นอย่างดีตามที่วิเคราะห์ไว้ก่อนหน้าแล้ว จากผลการทดลองกัดชิ้นงานตัวอย่างได้ผลเป็นที่น่าพอใจ มีความเที่ยงตรงแม่นยำในการทำงานในระดับที่ดีมาก