ວິທີເລືອກເຄື່ອງຈັກ CNC Milling ສຳລັບຮ້ານເຄື່ອງຈັກຂະໜາດນ້ອຍ

ຈັດສອດຄ່ອງຄວາມສາມາດຂອງເຄື່ອງຈັກກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ເໝາະສົມຕໍ່ຮ້ານເຄື່ອງຈັກ

ການເລືອກເຄື່ອງຈັກດ້ວຍວິທີການວິເຄາະຍ้อนກັບຈາກຂະໜາດຂອງຊິ້ນສ່ວນໄປຫາການເດີນທາງທີ່ຕ້ອງການ, ຄວາມໝັ້ນຄົງ (rigidity) ແລະ ການຈັດຕັ້ງຂອງແກນ (axis configuration)

ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການອອກແບບຊິ້ນສ່ວນທີ່ສັບສົນຫຼາຍທີ່ສຸດ ແລະ ຍ້ອນກັບໄປ. ນຳເອົາເຄື່ອງມືວັດແທກອອກມາ ແລະ ສຶກສາວ່າ ຊ່ວງການເຄື່ອນທີ່ X-Y-Z ທີ່ຈຳເປັນແທ້ໆ ແມ່ນເທົ່າໃດ. ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຂະໜາດເລັກເກີນໄປຈະບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແຕ່ຖ້າເລືອກເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຫຍ່ເກີນໄປກໍຈະກິນພື້ນທີ່ໃນຮ້ານເຮັດວຽກທີ່ມີຄ່າ ແລະ ບໍ່ມີໃຜຢາກເສຍເວລາກັບມັນ. ເມື່ອພິຈາລະນາໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງຈັກ ເຫຼັກລາວ (cast iron) ຍັງຄົງເປັນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດເພື່ອຮັກສາຄວາມສະຖຽນ ແລະ ລົດລາຍການສັ່ນ. ປັດຈຸບັນນີ້ ຮ້ານເຮັດວຽກສ່ວນຫຼາຍເຮັດວຽກກັບການຕັດແຕ່ງອາລູມີເນີ້ມ (aluminum milling) ແຕ່ເທົ່າທີ່ຂ້ອຍຮູ້ຈາກການສົນທະນາກັບຄົນອື່ນ ອາດຈະປະມານຮ້ອຍລະ 50. ການຈັດຕັ້ງລະບົບແກນ (axis setup) ກໍມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍເຊັ່ນກັນ. ເຄື່ອງຈັກ 3 ແກນ (three-axis machines) ສາມາດຈັດການກັບວຽກງານຕົວຢ່າງ (prototype work) ສ່ວນຫຼາຍໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນ ແຕ່ເມື່ອເຮັດວຽກກັບຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ (organic shapes) ທີ່ຕ້ອງການການຕັດແຕ່ງໃນຫຼາຍແຜນທີ່ພ້ອມກັນ ການມີເຄື່ອງ CNC 5 ແກນ (5-axis CNC machine) ທີ່ດີຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດ.

ການຈັບຄູ່ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງວັດຖຸ: ອາລູມີເນີ້ມ, ພາສຕິກ, ໄມ້ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການສຳລັບການຜະລິດຕົວຢ່າງໃນປະລິມານຕ່ຳ

ກ່ອນທີ່ຈະເລີ່ມຕົ້ນ, ມັນສຳຄັນທີ່ຈະຕ້ອງປຽບທຽບຂໍ້ກຳນົດຂອງເຄື່ອງຫມຸນ (spindle) ກັບປະເພດວັດຖຸທີ່ຈະນຳມາໃຊ້ເຮັດວຽກເປັນປະຈຳ. ອະລູມິເນຍມຕ້ອງການເຄື່ອງຫມຸນທີ່ເວີນຢ່າງໜ້ອຍ 10,000 RPM ແລະຕ້ອງມີລະບົບນ້ຳເຢັນທີ່ດີ (flood coolant system) ເພາະຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ ຊິບ (chips) ຈະຕິດກັນເຂົ້າໄປໃນເວລາຕັດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພາສຕິກ ແລະ ໄມ້ເຮັດວຽກຕ່າງກັນ ເນື່ອງຈາກວ່າພວກເຂົາບໍ່ຕ້ອງການທອກເກ (torque) ຫຼາຍເທົ່າໃດ. ເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ມໍເຕີບໍ່ມີແບຣືດ (brushless motors) ສາມາດຊ່ວຍປະຢັດເງິນໄດ້ໃນຈຸດນີ້ ແຕ່ຕ້ອງລະວັງການຮ້ອນຂຶ້ນເກີນໄປ ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ວັດຖຸລະລາຍໄປໂດຍບໍ່ຄາດຄິດ. ຮ້ານຜະລິດທີ່ເຮັດຕົວຢ່າງ (prototypes) ໃນຈຳນວນນ້ອຍ ມັກຈະເຫັນວ່າການປ່ຽນເຄື່ອງມືຢ່າງໄວວ່າ (faster tool changes) ມີຄຸນຄ່າຫຼາຍກວ່າກຳລັງເຕັມທີ່ (sheer horsepower). ລະບົບປ່ຽນເຄື່ອງມືດ້ວຍຕົວເອງ (manual change systems) ຍັງເຮັດວຽກໄດ້ດີເມື່ອຜະລິດບໍ່ເກີນ 20 ຊິ້ນຕໍ່ເວລາ. ການຕັ້ງຄ່າອັດຕາການປ້ອນ (feed rates) ແລະ ຄ່າຄວາມໄວ (speed settings) ໃຫ້ຖືກຕ້ອງຕັ້ງແຕ່ວັນທຳອິດຈະຊ່ວຍປ້ອງກັນບັນຫາຕ່າງໆໃນອະນາຄົດເມື່ອການຜະລິດເລີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ບໍ່ມີໃຜຕ້ອງການຢຸດທຸກຢ່າງທັນທີເພື່ອປັບປຸງຄ່າຕັ້ງ (parameters) ຂອງວຽກງານໃນເວລາທີ່ກຳລັງດຳເນີນການຢູ່.

ປະເມີນການສ້າງສີ່ງທີ່ເປັນເຄື່ອງຈັກ, ກຳລັງ, ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ບໍ່ແມ່ນອຸດສາຫະກຳ

ບໍລິສັດເລັກໆ ເປີດໃຊ້ເຄື່ອງຈັກ CNC ສຳລັບການຂັດແຕ່ງ (milling) ມີບັນຫາທີ່ເປັນເອກະລັກເຊິ່ງຕ້ອງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຍາກລຳບາກໃນການບູລິມາດ. ຕ່າງຈາກສະຖານທີ່ຜະລິດໃນລະດັບອຸດສາຫະກຳ ເຊິ່ງມັກຈະມີພື້ນທີ່, ພະລັງງານ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງທີ່ເໝາະສົມກວ່າ, ບໍລິສັດເລັກໆມັກຈະເຮັດວຽກຢູ່ພາຍໃຕ້ຂອບເຂດທີ່ເຂັ້ມງວດກວ່າ. ການເລືອກເຄື່ອງຈັກທີ່ເໝາະສົມກັບຂໍ້ຈຳກັດເຫຼົ່ານີ້ຈະຊ່ວຍປ້ອງກັນການປັບປຸງຄືນ (retrofit) ທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ແລະ ຮັບປະກັນຄວາມຕໍ່ເນື່ອງຂອງປະສິດທິພາບ.

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ, ລະບົບການເຄື່ອນທີ່ເສັ້ນຊື່ (Linear Motion Systems), ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງເຄື່ອງຈັກຂັດ (Spindle): ການແຍກແຍະລະຫວ່າງເຄື່ອງຈັກ CNC ຂັ້ນເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ເຄື່ອງຈັກ CNC ທີ່ພ້ອມໃຊ້ງານໃນເວີກຊອບ

ເຄື່ອງຈັກຂັ້ນເລີ່ມຕົ້ນມັກຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໝັ້ນຄົງເພື່ອຫຼຸດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ໂດຍໃຊ້ວັດຖຸທີ່ເບົາກວ່າ ແລະ ລະບົບເສັ້ນຊື່ທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າ. ເຄື່ອງຈັກ CNC ສຳລັບເວີກຊອບທີ່ພ້ອມໃຊ້ງານຈະໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບ:

• ໂຄງສ້າງທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກລ້ຽງ (cast-iron) ຫຼື ເບຕົງພິເສດ (polymer-concrete) ເພື່ອປ້ອງກັນການສັ່ນສະເທືອນໄດ້ດີກວ່າ
• ເສັ້ນຊື່ທີ່ຖືກຂັດແຕ່ງດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ (precision-ground linear rails) ເພື່ອຮັບນ້ຳໜັກການຕັດທີ່ສູງ
• ເຄື່ອງຈັກຂັດ (spindles) ທີ່ມີລໍາຕົ້ນທີ່ຖືກຖ່ວງດຸນຢ່າງດີ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການເບິ່ງເບົາ (runout) ໃຕ້ການເຄື່ອນທີ່

ຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງກົລະສາດນີ້ມີຜົນຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍກົງ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີເສັ້ນທາງເປັນຮູບກ່ອງ (box-way guides) ສາມາດຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຕຳແໜ່ງໄດ້ໃນລະດັບ ±0.005" ໃນເວລາເຮັດການຕັດອະລູມິເນຽມທີ່ໜັກ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີລາຄາຖືກກວ່າອາດຈະເບິ່ງຫຼາຍເກີນ ±0.015" ໃຕ້ພາລະບັນທຸກທີ່ຄືກັນ. ຄວາມສະຖຽນທາງຄວາມຮ້ອນກໍເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນເທົ່າກັນ—ໂຄງສ້າງທີ່ແໜ້ນແຂງຈະຂະຫຍາຍຕົວໄດ້ຢ່າງຄາດເດົາໄດ້, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການປົກປ້ອງດ້ວຍຊອບແວມີປະສິດທິຜົນ.

ຄວາມເປັນຈິງດ້ານໄຟຟ້າ ແລະ ພື້ນທີ່ຕັ້ງ: ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບໄຟຟ້າ 110V/220V, ການເຮັດວຽກດ້ວຍໄຟຟ້າເດີ່ມເພີ່ງດຽວ (Single-Phase), ແລະ ການບູລະນາການເຂົ້າກັບພື້ນທີ່ເຮັດວຽກ

ຮ້ານເຮັດວຽກຂະໜາດນ້ອຍສ່ວນຫຼາຍບໍ່ມີໄຟຟ້າສາມເຟດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຕ້ອງໃຊ້ເຄື່ອງຈັກທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບໄຟຟ້າ 110V/220V. ສິ່ງທີ່ຕ້ອງພິຈາລະນາທີ່ສຳຄັນປະກອບມີ:

• ການກິນພະລັງງານ : ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີກຳລັງເຄື່ອງປັ່ນ (spindle) ມາກກວ່າ 3HP ມັກຈະຕ້ອງໃຊ້ວົງຈອນໄຟຟ້າ 220V
• รอยเท้า : ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ 6'×4' ສາມາດຕັ້ງໄດ້ໃນພື້ນທີ່ອາຄານຈອດລົດທົ່ວໄປ ໂດຍຍັງຄົງເຫຼືອພື້ນທີ່ໃຫ້ຜູ້ປະກອບການເຂົ້າເຖິງໄດ້
• ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງໄຟຟ້າເດີ່ມເພີ່ງດຽວ (Single-Phase) : ອຸປະກອນປ່ຽນແປງ (converters) ເພີ່ມຄວາມສັບສົນ; ການສະໜັບສະໜູນທາງດ້ານເຕັກນິກຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນ (native support) ຈະເຮັດໃຫ້ການຕິດຕັ້ງງ່າຍຂຶ້ນ

ເຄື່ອງຈັກ CNC ປະເພດ 5 ແກນທີ່ມີຂະໜາດເລັກສາມາດເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດສູງສຸດໃນພື້ນທີ່ຈຳກັດ—ແຕ່ເພີ່ງເກີດຂຶ້ນໄດ້ກໍຕໍ່ເມື່ອຄ່າຄວາມຕ້ານ (Voltage) ແລະ ຄ່າປະຈຸບັນ (Amperage) ສອດຄ່ອງກັບໂຄງສ້າງທີ່ມີຢູ່. ວຽກສະຖານທີ່ທີ່ມີວົງຈອນໄຟຟ້າ 30A/220V ມັກຈະສາມາດຮອງຮັບເຄື່ອງຈັກປັ່ນທີ່ດຶງພະລັງງານ ≤5kW ໂດຍບໍ່ຕ້ອງປັບປຸງຕູ້ຈ່າຍໄຟຟ້າ—ເຊິ່ງເປັນປັດໄຈທີ່ຕັດສິນໃຈຕໍ່ການຕິດຕັ້ງທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ.

ຕີຄວາມໝາຍຂໍ້ມູນດ້ານປະສິດທິພາບຢ່າງຖືກຕ້ອງ—ເປັນພິເສດສຳລັບການຜະລິດທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງໃນປະລິມານນ້ອຍ

ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ຄວາມສາມາດໃນການທົດຊ້ອນຄືນ, ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງອຸນຫະພູມ: ສິ່ງທີ່ຄ່າຄວາມເບິ່ງຫາງ (Tolerances) ສາມາດໃຫ້ໄດ້ຈິງໃນການໃຊ້ງານປະຈຳວັນ

ເມື່ອພິຈາລະນາຂໍ້ກຳນົດດ້ານ CNC milling ສຳລັບຫ້ອງງານຂອງເຂົາ, ເຈົ້າຂອງຕ້ອງຮູ້ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສິ່ງທີ່ຜູ້ຜະລິດສັນຍາໄວ້ ແລະ ສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈິງໃນຫ້ອງງານ. ມາເວົ້າກ່ຽວກັບສອງປັດໄຈທີ່ສຳຄັນທີ່ນີ້: ຄວາມຖືກຕ້ອງ (accuracy), ຊຶ່ງໝາຍເຖິງຄວາມໃກ້ເຄີຍຂອງເຄື່ອງຈັກຕໍ່ຈຸດທີ່ມັນຄວນຈະຢູ່, ແລະ ຄວາມຊົ້າຄາບ (repeatability), ເຊິ່ງເປັນການກວດສອບວ່າເຄື່ອງຈັກສາມາດເຂົ້າໄປທີ່ຈຸດດຽວກັນໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນການເຮັດວຽກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເຄື່ອງຈັກຈຳນວນຫຼາຍອ້າງວ່າມີຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ ±0.001" ແຕ່ເມື່ອເລີ່ມເຮັດວຽກຈິງ ຈະໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບປະມານ ±0.003" ຫຼື ±0.005" ເນື່ອງຈາກການຮ້ອນຂຶ້ນຂອງ spindle ຫຼື ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນຫ້ອງງານຕະຫຼອດທັງມື້. ຖ້າບຸກຄົນໜຶ່ງຕ້ອງການຂຶ້ນຮູບຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກອາລູມີເນີ້ມທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ (tolerance) ໃນລະດັບ 0.005", ພວກເຂົາຄວນຊອກຫາເຄື່ອງຈັກທີ່ຕິດຕັ້ງ ballscrews ທີ່ມີຄວາມສະຖຽນທາງອຸນຫະພູມ (thermally stable) ແລະ ມີວັດສະດຸສຳລັບສ່ວນຖານທີ່ແໜ້ນໜາ. ການທົດສອບທີ່ດີແມ່ນການເຮັດວຽກເຄື່ອງຈັກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຢ່າງໆນ້ອຍ 30 ນາທີກ່ອນຈະກວດສອບປະສິດທິພາບຂອງມັນ. ເຄື່ອງຈັກທີ່ຮັກສາຄວາມຊົ້າຄາບໄດ້ໃຕ້ 0.0008" ໃນໄລຍະເວລານີ້ ມັກຈະຄຸ້ມຄ່າກັບການລົງທຶນ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີການເບື່ອນ (drift) ສູງກວ່າເກນດັ່ງກ່າວ ມັກຈະເໝາະສຳລັບການໃຊ້ງານໃນເຮືອນຫຼື ສະຖານທີ່ໃຊ້ງານສ່ວນຕົວ ແທນທີ່ຈະເປັນຫ້ອງງານມືອາຊີບ.

ທອກຄີຂອງເສົາຫຼຸນ, ຍ່ານ RPM, ແລະ ຄວາມສາມາດຂອງວັດສະດຸ—ລວມທັງເວລາທີ່ເຄື່ອງຈັກ CNC ສີ່ແກນເພີ່ມມູນຄ່າທີ່ແທ້ຈິງ

ສິ່ງທີ່ຈິງໃຈສຳຄັນເຖິງການປະມວນຜົນວັດຖຸບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງແຕ່ກຳລັງສູງສຸດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງປະກອບດ້ວຍເສັ້ນສະແດງທັງໝົດຂອງທ້ອງທີ່ເຄື່ອງຈັກ. ເມື່ອເຮັດວຽກກັບແອລູມິເນັມ, ຜູ້ປະຕິບັດງານຈຳເປັນຕ້ອງມີທ້ອງທີ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງຢ່າງພໍສົມຄວນໃນຊ່ວງຄວາມເລັ່ງປະມານ 6,000 ຫາ 10,000 RPM ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເຄື່ອງມືເບື່ອງໄປໃນເວລາຕັດ. ສຳລັບພາສຕິກ ມັນເປັນເລື່ອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ເນື່ອງຈາກໂອກາດທີ່ດີທີ່ສຸດສຳລັບການຕັດທີ່ບໍ່ມີຂີ້ຝຸ່ນ ແລະ ມີຄວາມລຽບເລື່ອງທີ່ທຸກຄົນຕ້ອງການ ມັກຈະຕ້ອງໃຊ້ຄວາມເລັ່ງທີ່ເກີນ 15,000 RPM. ການຕັດຊີ້ນສ່ວນເຫຼັກ ຫຼື ການເຮັດວຽກກັບເຄື່ອງມືທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງໃຫຍ່ ຈະເກີດຄວາມຍາກລຳບາກເມື່ອໃຊ້ຄວາມເລັ່ງຕ່ຳກວ່າ 3,000 RPM ໂດຍທີ່ທ້ອງທີ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນຄວາມເລັ່ງຕ່ຳຈະເປັນປັດໄຈທີ່ເຮັດໃຫ້ແຕກຕ່າງ. ຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນເຊັ່ນ: ແຜ່ນພັດລົມເຕີບິນ ຫຼື ຊ່ອງທີ່ສັບສົນຂອງບ່ອນຫຼີ້ນ (mold cavities) ຕ້ອງການບາງສິ່ງທີ່ເປັນພິເສດ. ນີ້ແມ່ນຈຸດທີ່ເຄື່ອງ CNC ສີ່ແກນ ແລະ ຫ້າແກນ (5-axis CNC machines) ມີຄວາມເດັ່ນເນື່ອງຈາກມັນຊ່ວຍຫຼຸດຈຳນວນການປ່ຽນແປງອຸປະກອນຈັບ (fixture changes) ແລະ ຮັກສາເຄື່ອງມືໃຫ້ຢູ່ໃນມຸມທີ່ຖືກຕ້ອງຕະຫຼອດທັງໝົດຂອງການຕັດ. ເວລາທີ່ໃຊ້ໃນການຕັ້ງຄ່າ (setup times) ລົດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ – ພວກເຮົາກຳລັງເວົ້າເຖິງການຫຼຸດລົງປະມານ 70% – ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກີດຂໍ້ຜິດພາດຈະຕ່ຳລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອຕ້ອງຈັດວາງຊີ້ນສ່ວນດ້ວຍມືເທິງພື້ນທີ່ຫຼາຍໆ ພື້ນທີ່.