a project report submitted in partial … project report submitted in partial ... the milling and...

เครื่องเจาะมินิ CNC ควบคุมโดยใช้โปแกรม MACH 3

นายรณชัย เหรัญญะ

นายภานุพงษ์ เสนจู

นางสาวปูณยาพร ค าแสน

ปริญญานิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งขบองการศึกษาตามหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต

สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา

ปีการศึกษา 2557

Drilling and mini CNC Machine Controlled By Using MACH 3 Program

Mr. Ronnachai Harunya

Mr. Panupong Sanju

Miss Poonyapron Khamsan

A PROJECT REPORT SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS

FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF ELECTRICAL ENGINEERING

PROGRAM OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING

RAJAMONGALA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY LANNA

ACADEMIC YEAR 2014

ปริญญานิพนธ์เรื่อง เครื่องเจาะมินิ CNC ควบคุมโดยใช้โปแกรม MACH 3 ชื่อนักศึกษา 1.นายรณชัย เหรัญญะ 2.นายภานุพงษ์ เสนจู 3.นางสาวปูณยาพร ค าแสน หลักสูตร วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชา วิศวกรรมไฟฟ้า อาจารย์ที่ปรึกษา ผศ.นิพนธ์ วงศ์ทา ปีการศึกษา 2557 คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา อนุมัติให้ปริญญานิพนธ์นี้ เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ………………………………………. หัวหน้าสาขาวิชา วศ.บ.วิศวกรรมไฟฟ้า ( นายสาคร ปันตา ) คณะกรรมการสอบโครงงานวิศวกรรม ………………………………………. ประธานกรรมการ ( ผศ. นิพนธ์ วงศท์า ) ………………………………………. กรรมการ ( ผศ. ดร. วิษณุ ทองเหล็ก ) ………………………………………. กรรมการ ( ผศ. วิรัตน์ นักกรองดี ) ลิขสิทธ์ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา

ง

ชื่อโครงงาน เครื่องเจาะมินิ CNC ควบคุมโดยใช้โปแกรม MACH 3

ชื่อนักศึกษา 1.นายรณชัย เหรัญญะ รหัส 55523207136-8

2.นายภานุพงษ์ เสนจู รหัส 55523207136-8

3.นางสาวปูณยาพร ค าแสน รหัส 55523207134-3

อาจารย์ที่ปรึกษา ผศ.นิพนธ์ วงศ์ทา

หลักสูตร วิศวกรรมไฟฟ้า

ปีการศึกษา 2557

บทคัดย่อ

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพ่ือสร้างเครื่องกัดและเจาะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้ตามโปรแกรมที่ได้ทาการสั่งการได้โดยที่การเคลื่อนที่นั้นจะเคลื่อนที่ได้ 3 รูปแบบด้วยกันคือ เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกน X เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกน Y และเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกน Z โดยเครื่องมินิซีเอ็นซี ประกอบด้วย 4 ส่วนคือฮาร์ดแวร์เครื่องมินิซีเอ็นซี ประกอบด้วย โครงเครื่องมินิซีเอ็นซี, ชุดเพลาขับ, ชุดขับและชุดควบคุมวงจร I/O Board และมี Drive Motor อีก 3 ตัวเพ่ือน าไปใช้ควบคุมมอเตอร์ทั้ง 3 แกนและมีระบบจ่ายไฟในการสร้างแรงดันไฟเพ่ือจ่ายให้กับวงจรต่าง ๆ

เครื่องกัดและเจาะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 สามารถสร้างลายวงจรขนาดสูงสุด 21×29.7cm และยังเจาะรูขาอุปกรณ์ได้ โดยใส่ดอกกัดได้ตั้งแต่ขนาด 0.55 ถึง 2.5 mm เครื่องกัดสร้างลายวงจรใช้งานเชื่อมโยงได้กับคอมพิวเตอร์ที่มีพอร์ตขนาน หากต้องการที่จะหยุดการท างานก็สามารถหยุดท างานแล้วให้ท างานต่อได้ และหยุดท างานเพ่ือเริ่มต้นท างานใหม่ได้ หากระบบเกิดความผิดพลาดสามารถหยุดการท างานจากปุ่มฉุกเฉินได้ โดยสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรม COPPERCAM ในกระบวนการในการแปลงรูปภาพลายวงจรให้เป็น G-Code การหาประสิทธิภาพท าโดยการเก็บข้อมูลการเดินเครื่องและวัดระยะจากค าสั่งเทียบกับเครื่องมือวัดระยะจริงมีความผิดพลาดเฉลี่ยอยู่ในเกณฑ์ดีที่ยอมรับได้

จ

ABSTRACT

This project has the aim to create milling and drilling the PCB machine. It is controlled with MACH 3 program. The machine can move be the operate program. There are the three different movement types. First moving is a straight line along the X axis. Second moving is a straight line along the Y axis. The last moving is a straight line along the Z axis. The milling and drilling the PCB machine controlled by using MACH 3 program comprises four parts. The first is the milling and drilling the PCB machine hardware, there are milling and drilling the PCB machine structure, a drive shaft and control circuit I/O board, 3 motor drivers for controlling 3-axis motor and the voltage power supply.

This machine can create the printed circuit board up 21×29.7 cm and a drill pin by putting cutter sizes 0.55 to 2.5 mm. This machining interfaced with a computer by using the parallel port. If the system has error, it can be stopped by the emergency. It can be used with the COPPERCAM program in the process of converting pictures into the G-Code. The efficiency was done by collection data of measuring the distance from the machine and comparing with the real measurements.

Project Title Drilling and mini CNC Machine Controlled By Using MACH 3 Program

Students Mr. Ronnachai Harunya

Mr. Panupong Sanju

Miss Poonyapron Khamsan

Project Adviser

Assistant Professor Nipon Wongtha

Curriculum Bachelor of Engineering

Major Field Electrical Engineering

Academic Year 2014

ฉ

กิตติกรรมประกาศ ในการจัดท าโครงการ เครื่องเจาะมินิ CNC โดยใช้โปแกรม MACH 3 ของ หลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้า สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ ผลการจัดท าโครงการนั้น ส าเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี ด้วยความร่วมมือร่วมใจของคณะผู้จัดท าทุกท่าน และได้รับความช่วยเหลือใน ด้านต่าง ๆ จากท่านที่มีส่วนเกี่ยวข้องต่อไปนี้ กกกกกกขอขอบคุณ ผู้ช่วยศาสตราจารย์นิพนธ์ วงค์ทา ที่ปรึกษาโครงการที่ให้ค าแนะน าในการ จัดท าโครงการ ตรวจสอบโครงการ ค าแนะน าในการจัดพิมพ์โครงการ จนกระทั่งส าเร็จลุล่วง ขอขอบคุณ กรรมการสอบโครงการผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. วิษณุ ทองเล็ก และผู้ช่วยศาสตราจารย์ วิรัตน์ นักกรองดี ที่ให้ความอนุเคราะห์เป็นผู้ตรวจสอบเครื่องมือ และให้ ข้อเสนอแนะในการจัดท าโครงการ โครงการนี้ขอมอบให้แก่หลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีราชมงคลล้านนา เพ่ือใช้ประโยชน์ในด้านการศึกษาต่อไปในอนาคต

คณะผู้จัดท า

นายรณชัย เหรัญญะ

นายภานุพงษ์ เสนจู

นางสาวปูณยาพร ค าแสน

ช

สารบัญ

เรื่อง หน้า

บทคัดย่อภาษาไทย ง

บทคัดย่อภาษาอังกฤษ จ

กิตติกรรมประกาศ ฉ

สารบัญภาพ ฌ

สารบัญตาราง ฏ

บทที่ 1 บทนํา 1

1 1. ความเป็นมาและความส าคัญ 1

1.2 วัตถุประสงค์ของโครงการ 1

1.3 ขอบเขตการท างาน 1

1.4 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1

บทที่ 2 ทฤษฎีที่สําคัญและงานที่เกี่ยวข้อง 2

2.1 คุณสมบัติทั่วไปของเครื่องมินิซีเอ็นซี 2

2.2 เครื่องซีเอ็นซี 3

2.3 คุณสมบัติทั่วไปของเครื่องมินิซีเอ็นซี 5

บทที่ 3 วิธีการดําเนินงาน 23

3.1 บทน า 23

3.2 การสร้างเครื่องสร้างลาบวงจร 23

3.3 โปรแกรมการใช้งาน 31

3.4 ด าเนินการทดลองและแก้ไข 43

ซ

สารบัญ (ต่อ)


บทที่ 4 ผลการดําเนินงาน 47

4.1 บทน า 47

4.2 ผลกระบวนการเคลื่อนที่ในแนวแกน X, แกน Y, แกน Z 47

4.3 ผลกระบวนการเคลื่อนที่ตามระยะที่ก าหนด 48

4.4 ผลกระบวนการกัดชิ้นงานในรูปแบบต่าง ๆ 50

บทที่ 5 สรุปผลโครงการและข้อเสนอแนะ 51

5.1 บทน า 51

5.2 สรุปผลโครงการ 51

5.3 ข้อเสนอแนะโครงการ 52

5.4 อุปสรรคการท างาน 53

เอกสารอ้างอิง 54

ภาคผนวก 55

ประวัติผู้เขียน 71

ฏ

สารบัญตาราง


ตารางที่ 2.1 การก าหนดลักษณะการใช้งาน Character มาตรฐาน EIA RS-๒๗๔ B 12

ตารางที่ 2.1.7 ค าสั่ง G – Code G- Code พ้ืนฐาน 13

ตารางที่ 2.1.8 ค าสั่ง M – Code M- Code พ้ืนฐาน 14

ตารางที่ 2.1.9 ค าสั่ง Code พ้ืนฐานอื่น ๆ Code พ้ืนฐานอ่ืน ๆ 14

ตารางที่ 2.2 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบเวฟ (Wave) 17

ตารางที่ 2.3 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบ 2 เฟส (2 Phase) 17

ตารางที่ 2.4 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบครึ่งสเต็ป (half step) 18

ตารางที่ 4.1 ผลการทดสอบระยะของแกน X 48

ตารางที่ 4.2 ผลการทดสอบระยะของแกน Y 49

ตารางที่ 4.3 ผลการทดสอบระยะของแกน Z 49

ฌ

สารบัญภาพ


ภาพที่ 2.1 ตัวอย่างเครื่องจักรซีเอ็นซีท่ีมีใช้ในปัจจุบัน 5

ภาพที่ 2.2 Block Diagram แสดงโครงสร้างของ X Y Z Machine 7

ภาพที่ 2.3 แสดงหลักการท างานของ Mini CNC 7

ภาพที่ 2.4 โครงสร้างภายในสเต็ปมอเตอร์ 15

ภาพที่ 2.5 การควบคุมระบบสเต็ปมอเตอร์ 15

ภาพที่ 2.6 การควบคุมการหมุนของสเต็ปมอเตอร์ 16

ภาพที ่2.7 stepping motor และโครงสร้างของ stepping motor 19

ภาพที่ 2.8 Servo motor 20

ภาพที่ 2.9 บอร์ดควบคุม Servo Motor 20

ภาพที ่2.10 servo motor เมื่อประกอบเข้ากับบอร์ดควบคุมแล้ว 21

ภาพที่ 3.1 โครงสร้างเครื่องเครื่องกัดและเจาะ 24

ภาพที่ 3.2 การติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแนวแกนX 25

ภาพที่ 3.3 การติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแนวแกนY 25

ภาพที่ 3.4 การติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์และลิมิตสวิทช์ในแนวแกนZ 26

ภาพที่ 3.5 การติดตั้งลิมิตสวิทช์ในแนวแกนX 26

ภาพที่ 3.6 การติดตั้งลิมิตสวิทช์ในแนวแกนY 27

ภาพที่ 3.7 ชุดกัดชิ้นงานสปินเดิ้ล 27

ภาพที่ 3.8 ชุดรับส่งสัญญาจากคอมพิวเตอร์ 28

ภาพที่ 3.9 ชุดขับมอเตอร์ทั้ง 3 แกน 28

ญ

สารบัญภาพ(ต่อ)


ภาพที่ 3.10 ชุดตาราง 25 parallel 29

ภาพที่ 3.11 ภาพแสดงการท างานทั้งหมดของอุปกรณ์ท้ังหมด 30

ภาพที่ 3.12 ขั้นตอนการท างานของโปรแกรม 32

ภาพที่ 3.13 ชุดชิ้นงานของมอเตอร์ 33

ภาพที่ 3.14 ชุดรับส่งสัญาณของซอฟแวร์ mach3 33

ภาพที่ 3.15 ชุดชิ้นงานของลิมิตสวิตซ์ 34

ภาพที่ 3.16 ชุดชิ้นงานของพาเวอร์ซับพราย 34

ภาพที่ 3.17 ชุดชิ้นงานการเชื่อมต่อสัญญาณไดเวอร์เข้ากับพาเวอร์ซับพราย 35

ภาพที่ 3.18 ชุดการเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างไดเวอร์กับมอเตอร์ 35

ภาพที่ 3.19 ชุดการเชื่อมต่อสัญญาณที่สมบูรณ์แบบ 36

ภาพที่ 3.20 การเลือกรูปแบบก่อนเข้าโปรแกรม 37

ภาพที่ 3.21 โปรแกรมส่วนควบคุมหลัก Program Run Alt-1 38

ภาพที่ 3.22 ส่วนเมนู Config ค่าต่าง ๆ ของตัวสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 39

ภาพที่ 3.23 หน้าต่างเมนู Port and Pin ส่วนของ Port Setup and Axis Selection 40

ภาพที่ 3.24 หน้าต่างเมนู Port and Pin ส่วนของ Motor Outputs 40

ภาพที่ 3.25 สั่งเปิดการท างานของแกน X, Y, Z 41

ภาพที่ 3.26 ก าหนดอินพุตอินพุต 41

ภาพที่ 3.27 สั่งเอาต์พุตที่จะเปิด-ปิด สปินเดิ้ล 42

ภาพที่ 3.28 ตั้งค่าการท างานสปินเดิ้ล 42

ฎ

สารบัญภาพ(ต่อ)


ภาพที่ 3.29 ตั้งค่าการท างาน Estop 43

ภาพที่ 3.30 ตั้งค่าพารามิเตอร์แกน X 44

ภาพที่ 3.31 ตั้งค่าพารามิเตอร์แกน Y 44

ภาพที่ 3.32 ตั้งค่าพารามิเตอร์แกน Z 45

ภาพที่ 4.1 การกัดตัวอักษร 50

ภาพที่ 4.2 การกัดลายวงจรและเจาะรูใส่ขาอุปกรณ์ 50

บทที่ 1

บทน ำ

1.1 ควำมเป็นมำและควำมส ำคัญ กระบวนการผลิตในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีสมัยใหม่ ที่ประกอบด้วยระบบการท างานด้วยเครื่องอัตโนมัติ ที่เรียกว่าเครื่องมินิซีเอ็นชี CNC ย่อมาจาก Computer Numerical Control เป็นเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ท าให้สามารถจัดการกับข้อมูลเข้าในระบบและประมวลผลข้อมูลเพ่ือน าผลลัพธ์ที่ได้ไปควบคุมการท างานของเครื่องจักรทั้งนี้เครื่อง CNC ขนาดใหญ่มีราคาที่แพงและต้องน าเข้ามาจากต่างประเทศเราจึงต้องการศึกษาทดลองทางด้านนี้ Mini CNC เป็นเครื่องจักรขนาดเล็ก ที่ถูกควบคุมการท างานด้วยข้อมูลค าสั่ง ที่สร้างโดยโปรแกรมเพ่ือควบคุมการท างานของมอเตอร์ต่างๆให้แกนx, y และ z สามารถเคลื่อนที่ได้ตามต าแหน่งและทิศที่ต้องการ

1.2 วัตถุประสงค์ของโครงกำร 1.2.1 เครื่องเจาะมินิ CNC โดยโปรแกรมMach 3 1.3 ขอบเขตกำรท ำงำน 1.3.1 เครื่องเจาะมินิ CNC โดยโปรแกรมMach 3 ให้มีขนาด 21*29.7 1.3.2 สามารถกัดลายวงจรและเจาะรูขาอุปกรณ์ได้ 1.3.3 ใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมผ่านโปรแกรม Mach3 1.3.4 ควบคุมด้วยมอเตอร์ 3 แกน 1.3.5 ใช้โปรแกรม Copper CAM ในการแปลงรูปภาพลายวงจรเป็น G-Code 1.4 ประโยชน์ที่คำดว่ำจะได้รับ 1.4.1 ศึกษาโปรแกรมใช้ควบคุมและโครงสร้างของเครื่องสร้างลายวงจร 1.4.2 ทดสอบและเชื่อมต่อโครงสร้างกับส่วนควบคุม 1.4.3 เชื่อมต่อตัวเครื่องเข้ากับโปรแกรมควบคุมโดยใช้คอมพิวเตอร์ 1.4.4 ทดสอบการท างานของตัวเครื่องกับโปรแกรมควบคุมพร้อม ปรับปรุงแก้ไข 1.4.5 จัดท ารายงานโครงการ และตรวจสอบแก้ไข 1.4.6 สอบโครงการ

บทที่ 2

ทฤษฎีที่ส ำคัญและงำนที่เกี่ยวข้อง

ในการศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับงานนวัฒกรรมสิ่งประดิษฐ์กับงานวิจัย เรื่องมินิซีเอ็นซีควบคุม โดยโปรแกรม MACH 3ได้ล าดับการศึกษาเอกสารข้อมูลดังนี้

2.1 คุณสมบัติทั่วไปของเครื่องมินิซีเอ็นซี 2.2 สเต๊ปปิ้งมอเตอร์ 2.3 วงจรชุดอินเฟส 2.4 วงจรขับสเต๊ปปิ้งมอเตอร์

2.1 คุณสมบัติท่ัวไปของเครื่องมินิซีเอ็นซี การควบคุมเครื่องจักรกลด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC : Computer Numerical Control ) เป็นระบบการควบคุมค าสั่งเชิงตัวเลขและตัวอักษรด้วยคอมพิวเตอร์ โดยที่คอมพิวเตอร์จะท าหน้าที่เป็นตัวควบคุมการท างานของเครื่องจักร เก็บข้อมูลหรือช่วยในการป้อนข้อมูล เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขโปรแกรม ซึ่งในปัจจุบัน เครื่องจักรที่ควบคุมด้วยระบบซีเอ็นซีนี้ สามารถท าการป้อนข้อมูล ทางมือ (Manual Data Input :MDI) ได ้ท าให้เราสามารถเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขโปรแกรมได้สะดวก หรือถ้าต้องการแทรกข้อมูล การให้ขนาดใหม่ การเปลี่ยนความเร็วรอบ การเปลี่ยนความเร็วตัด และอัตราป้อน ก็สามารถท าได้โดยง่ายเครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่ท างานอย่างอัตโนมัติ สามารถผลิตชิ้นงานที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดหรือรูปทรงบ่อย ๆ ได้ดี เพราะสามารถแก้ไขข้อมูล ต่างๆ โดยตรงที่โปรแกรม ดังนั้นจึงเหมาะกับการผลิตชิ้นงานต้นแบบ(Prototype) หรือผลิตชิ้นงาน ในระบบสายงานการผลิตซึ่งเหมาะสมกับอุตสาหกรรมขนาดกลางการรับส่งข้อมูลส าหรับการ ท างานของเครื่องจักร สามารถผ่านตัวกลางส่งสัญญาณต่าง ๆ เช่น แถบกระดาษเจาะรู (Paper Punched Tape) เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) และแผ่น Micro Floppy Disk หรือจะป้อนข้อมูลโดย ตรงที่แป้นพิมพ์ของแผงควบคุม (Key Board) ก็ได้ แต่ก่อนที่จะส่งข้อมูลเพ่ือให้เครื่องจักรทางาน จ าเป็นต้องมีการสร้างโปรแกรมการทางานตามลาดับมาก่อน แล้วทาการตรวจสอบข้อผิดพลาดที่ เกิดขึ้นพร้อมกับแก้ไขให้ถูกต้อง ทาให้ลดความ ผิดพลาดที่เกิดข้ึนกับเครื่องจักรลง

ซีเอ็นซี หมายถึง ระบบของเครื่องจักรกลที่ควบคุมท างานด้วยค า สั่งเชิงตัวเลข โดย C มาจาก Computer N มาจาก Numerical หรือตัวเลข C มาจาก Control ซึ่งหมายถึงการควบคุมการท างานโดยก าหนดค่า

3

ต ำแหน่งที่ให้เครื่องจักรเคลื่อนไปท ำงำน ดังนั้น ซีเอ็นซี จึงหมำยถึง ระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งสำมำรถเข้ำใจค ำสั่งเชิงตัวเลข หรือโปรแกรมที่มีลักษณะเชิงตัวเลขที่ป้อนให้กับระบบ เพ่ือให้ไปควบคุมเครื่องจักรให้ท ำตำมค ำสั่ง หรือ โปรแกรมที่ป้อนให้โดยค ำสั่งอำจป้อนเข้ำทำงแป้นพิมพ์ หรืออำจมำจำกโปรแกรมที่เขียนเก็บไว้ กำรผลิตชิ้นงำนจะถูกควบคุมด้วย Controller ไม่ว่ำจะเป็นระยะของกำรท ำงำน กำรเคลื่อนที่ในแกน X, Y, Z จะถูกค ำนวณและสั่งกำรชุดคำสั่งที่เรียกว่ำ G-code ตั้งแต่ข้ันต้นจนสิ้นสุดกำรท ำงำน Controller ที่ใช้ควบคุมเครื่องซีเอ็นซี เดิมถือเป็นฮำร์ดแวร์ตัวหนึ่งที่สำมำรถแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบรหัสคำสั่ง G-code (เป็นภำษำมำตรฐำนที่เครื่องจักรสำมำรถอ่ำนได้) รวมทั้งควบคุม ต้องเสียค่ำใช้จ่ำยสูง แต่ปัจจุบัน เรำสำมำรถท ำให้ ดังกล่ำวมีรำคำถูกลง โดยน ำ ต ำแหน่ง, ทิศทำง, ควำมเร็วในกำรท ำงำนของเครื่องซึ่งมีควำม ซับซ้อนและรำคำสูงกำรซ่อมบ ำรุงต้องเสียค่ำใช้จ่ำยสูงแต่ปัจจุบันเรำสำมำรถท ำให้ Controller ดังกล่ำวมีรำคำถูกลงโดยน ำพีซีคอมพิวเตอร์มำเป็นController ได้ซึ่งโปรแกรมที่ใช้ควบคุมได้แก่ PC CNC Software, K Cam,Linux EMC CNC หรืออำจโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ตัวอ่ืน

กำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักรกลโดยใช้ตัวเลข (Number)ในกำรก ำหนดกำรท ำงำนเริ่มปี พ.ศ.2268 (ค.ศ.1725) ในประเทศอังกฤษโดยใช้แผ่นกระดำษเจำะเป็นรูป (Punched Card) ในกำควบคุมกำรตัดแบบเสื้อผ้ำในปี พ.ศ. 2496 (ค.ศ.1926) ชำวสวิสเซอร์แลนด์ใช้กระดำษเจำะเป็นสื่อในกำรควบคุมต ำแหน่งกำรเคลื่อนที่และควำมเร็วของเครื่องกลึงอัตโนมัติ

จุดเริ่มต้นของเครื่องจักรกลเอ็นซี ในกำรควบคุมเครื่องจักรกลกำรผลิต(Machine Tool)เริ่มจำกปี พ.ศ.2491 (ค.ศ. 1948)จำกควำมต้องกำรของกองทัพอำกำศสหรัฐอเมริกำในกำรใช้เครื่องกัด(Milling Machine)3แกน ผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินที่มีควำมแม่นย ำควำมสม่ ำเสมอและรวดเร็วต่อมำในปี พ.ศ.2495 (ค.ศ.1952)เครื่องเอ็นซีเครื่องแรกพัฒนำโดยทีมนักวิจัย จำกสถำบันเทคโนโลยีแมสเสซซูเสท (MassachusettsInstituteof Technology หรือMIT) ได้รับกำรทดสอบกำรใช้งำนและในปี พ.ศ.2498 (ค.ศ.1955)เครื่องเอ็นซ ี100 เครื่องแรกได้ถูกสั่งผลิตจำกกองทัพอำกำศสหรัฐอเมริกำ

เครื่องเอ็นซีมีชุดควบคุมเครื่องจักร(Machine Control UnitหรือMCU)ส ำหรับอ่ำนข้อมูลหรือโปรแกรมจำกแผ่นเทปกระดำษเจำะรู (PunchTape) และกำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักรดังนั้นทุกครั้งที่ต้องกำรผลิตชิ้นงำนแต่ละชิ้นก็ต้องป้อนแผ่นเทปใหม่ทุกครั้ง

2.2 เครื่องซีเอ็นซี กำรควบคุมเครื่องจักรกลด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC : Computer Numerical Control ) เป็น

ระบบกำรควบคุมค ำสั่งเชิงตัวเลขและตัวอักษรด้วยคอมพิวเตอร์ โดยที่คอมพิวเตอร์จะท ำหน้ำที่เป็นตัวควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักร เก็บข้อมูลหรือช่วยในกำรป้อนข้อมูล เมื่อมีกำรเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขโปรแกรม ซึ่งในปัจจุบัน เครื่องจักรที่ควบคุมด้วยระบบซีเอ็นซีนี้ สำมำรถท ำกำรป้อนข้อมูล

4

ทำงมือ (Manual Data Input :MDI) ได้ ท ำให้เรำสำมำรถเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขโปรแกรมได้สะดวก หรือถ้ำต้องกำรแทรกข้อมูล กำรให้ขนำดใหม่ กำรเปลี่ยนควำมเร็วรอบ กำรเปลี่ยนควำมเร็วตัด และอัตรำป้อน ก็สำมำรถท ำได้โดยง่ำยเครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่ท ำงำนอย่ำงอัตโนมัติ สำมำรถผลิตชิ้นงำนที่มีกำรเปลี่ยนแปลงขนำดหรือรูปทรงบ่อยๆ ได้ด ีเพรำะสำมำรถแก้ไขข้อมูลต่ำงๆ โดยตรงที่โปรแกรม ดังนั้นจึงเหมำะกับกำรผลิตชิ้นงำนต้นแบบ(Prototype) หรือผลิตชิ้นงำนในระบบสำยงำนกำรผลิตซึ่งเหมำะสมกับอุตสำหกรรมขนำดกลำงกำรรับส่งข้อมูลส ำหรับกำรท ำงำนของเครื่องจักร สำมำรถผ่ำนตัวกลำงส่งสัญญำณต่ำงๆ เช่น แถบกระดำษเจำะรู (Paper Punched Tape) เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) และแผ่น Micro Floppy Disk หรือจะป้อนข้อมูลโดยตรงที่แป้นพิมพ์ของแผงควบคุม (Key Board) ก็ได้ แต่ก่อนที่จะส่งข้อมูลเพ่ือให้เครื่องจักรทำงำนจ ำเป็นต้องมีกำรสร้ำงโปรแกรมกำรทำงำนตำมลำดับมำก่อน แล้วทำกำรตรวจสอบข้อผิดพลำดที่เกิดขึ้นพร้อมกับแก้ไขให้ถูกต้อง ทำให้ลดควำม ผิดพลำดที่เกิดข้ึนกับเครื่องจักรลง ซีเอ็นซี หมำยถึง ระบบของเครื่องจักรกลที่ควบคุมท ำงำนด้วยค ำ สั่งเชิงตัวเลข โดย C มำจำก Computer N มำจำก Numerical หรือตัวเลข C มำจำก Control ซึ่งหมำยถึงกำรควบคุมกำรท ำงำน โดยก ำหนดค่ำ หรือต ำแหน่งที่ให้เครื่องจักรเคลื่อนไปท ำงำน ดังนั้น ซีเอ็นซี จึงหมำยถึง ระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งสำมำรถเข้ำใจค ำสั่งเชิงตัวเลข หรือโปรแกรมที่มีลักษณะเชิงตัวเลขที่ป้อนให้กับระบบ เพ่ือให้ไปควบคุมเครื่องจักรให้ท ำตำมค ำสั่ง หรือ โปรแกรมที่ป้อนให้โดยค ำสั่งอำจป้อนเข้ำทำงแป้นพิมพ์ หรืออำจมำจำกโปรแกรมที่เขียนเก็บไว้ กำรผลิตชิ้นงำนจะถูกควบคุมด้วย Controller ไม่ว่ำจะเป็นระยะของกำรท ำงำน กำรเคลื่อนที่ในแกน X, Y, Z จะถูกค ำนวณและสั่งกำรชุดคำสั่งที่เรียกว่ำ G-code ตั้งแต่ขั้นต้นจนสิ้นสุดกำรท ำงำน Controller ที่ใช้ควบคุมเครื่องซีเอ็นซี เดิมถือเป็นฮำร์ดแวร์ตัวหนึ่งที่สำมำรถแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบรหัสคำสั่ง G-code (เป็นภำษำมำตรฐำนที่เครื่องจักรสำมำรถอ่ำนได้) รวมทั้งควบคุม4 ทิศทำงควำมเร็วในกำรท ำงำนของเครื่อง ซึ่งมีควำมซับซ้อนและรำคำสูง กำรซ่อมบ ำรุง ต้องเสียค่ำใช้จ่ำยสูง แต่ปัจจุบัน เรำสำมำรถท ำให้ ดังกล่ำวมีรำคำถูกลง โดยน ำ ต ำแหน่ง, ทิศทำง, ควำมเร็วในกำรท ำงำนของเครื่องซึ่งมีควำมซับซ้อนและรำคำสูงกำรซ่อมบ ำรุงต้องเสียค่ำใช้จ่ำยสูงแต่ปัจจุบันเรำสำมำรถท ำให้Controller ดังกล่ำวมีรำคำถูกลงโดยน ำพีซีคอมพิวเตอร์มำเป็นController ได้ซึ่งโปรแกรมที่ใช้ควบคุมได้แก่PC CNC Software, K Cam,Linux EMC CNC หรืออำจโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ตัวอ่ืน กำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักรกลโดยใช้ตัวเลข(Number)ในกำรก ำหนดกำรท ำงำนเริ่มเมื่อปีพ.ศ.2268 (ค.ศ.1725)ในประเทศอังกฤษโดยใช้แผ่นกระดำษเจำะเป็นรูป (PunchedCard) ในกำรควบคุมกำรตัดแบบเสื้อผ้ำในปีพ .ศ . 2496 (ค.ศ.1926)ชำวสวิสเซอร์แลนด์ใช้กระดำษเจำะเป็นสื่อในกำรควบคุมต ำแหน่งกำรเคลื่อนที่และควำมเร็วของเครื่องกลึงอัตโนมัติ

จุดเริ่มต้นของเครื่องจักรกลเอ็นซี ในกำรควบคุมเครื่องจักรกลกำรผลิต(Machine Tool)เริ่มจำกปีพ.ศ.2491 (ค.ศ. 1948)จำกควำมต้องกำรของกองทัพอำกำศสหรัฐอเมริกำในกำรใช้เครื่องกัด(Milling Machine)3แกน ผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินที่มีควำมแม่นย ำควำมสม ่ำเสมอและรวดเร็วต่อมำใน

5

ปี พ.ศ.2495 (ค.ศ.1952)เครื่องเอ็นซีเครื่องแรกพัฒนำโดยทีมนักวิจัย จำกสถำบันเทคโนโลยีแมสเสซซูเสท(MassachusettsInstituteof Technology หรือMIT)ได้รับกำรทดสอบกำรใช้งำนและในปีพ.ศ.2498 (ค.ศ.1955)เครื่องเอ็นซี 100 เครื่องแรกได้ถูกสั่งผลิตจำกกองทัพอำกำศสหรัฐอเมริกำ

เครื่องเอ็นซีมีชุดควบคุมเครื่องจักร(Machine Control UnitหรือMCU)ส ำหรับอ่ำนข้อมูลหรือโปรแกรมจำกแผ่นเทปกระดำษเจำะรู(PunchTape) และกำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักรดังนั้นทุกครั้งที่ต้องกำรผลิตชิ้นงำนแต่ละชิ้นก็ต้องป้อนแผ่นเทปใหม่ทุกครั้ง

2.3 คุณสมบัติท่ัวไปของเครื่องมินิซีเอ็นซี

กำรควบคุมเครื่องจักรด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC : Computer Numerical Control ) เป็นระบบควบคุมค ำสั่งเชิงตัวเลขและตัวอักษรด้วยคอมพิวเตอร์ โดยที่คอมพิวเตอร์จะท ำหน้ำที่ควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักร เก็บข้อมูลหรือช่วยในกำรป้อนข้อมูล เมื่อมีกำรเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขโปรแกรม ซึ่งในปัจจุบัน เครื่องจักรที่ควบคุมด้วยซีเอ็นซีนี้ สำมำรถท ำกำรป้อนข้อมูลทำงมือถือ (Manual Data Input : MDI ) ได้ท ำให้เรำสำมำรถเปลี่ยนแปลงหรือแก้โปรแกรมได้สะดวก หรือถ้ำต้องกำรแทรกข้อมูลกำรให้ขนำดใหม่ กำรเปลี่ยนควำมเร็วรอบ กำรเป็นควำมเร็วตัดและอัตรำป้อนก็สำมมำรถท ำได้โดยง่ำย เครื่อง CNC เป็นเครื่องจักรที่ท ำงำนโดยอัตโนมัติ สำมมำรถผลิตชิ้นงำนที่มีกำรเปลี่ยนแปลงขนำดหรือรูปทรงบ่อย ๆ ได้ดี เพรำะสำมมำรถแก้ไขข้อมูลต่ำง ๆ โดยตรงที่โปรแกรม ดังนั้นจึงเหมำะกับกำรผลิตชิ้นงำนต้นแบบ (Prototype) หรือผลิตชิ้นงำนในสำยงำนผลิต ซึ่งเหมำะกับอุตสำหกรรมขนำดกลำงกำรรับส่งข้อมูลส ำหรับกำรท ำงำนของเครื่องจักร สำมำรถผ่ำนตัวกลำงส่งสัญญำณต่ำง ๆ หรือจะป้อนข้อมูลโดยตรงแป้นพิมพ์ของแผงควบคุม ( Key Board ) ก็ได้ แต่ก่อนที่จะส่งข้อมูลเพ่ือให้เครื่องจักรท ำงำนจ ำเป็นต้องมีกำรสร้ำงโปรแกรมกำรท ำงำนตำมล ำดับมำก่อน แล้วท ำกำรตรวจสอบข้อผิดพลำดที่เกิดขึ้นพร้อมกับแก้ไขให้ถูกต้อง ท ำให้ลดกำรเกิดควำมผิดพลำดที่จะเกิดข้ึนกับเครื่องจักร

ภาพที่ 2-1 ตัวอย่ำงเครื่องจักรซีเอ็นซีที่มีใช้ในปัจจุบัน

Mini CNC หมำยถึง เครื่องมือหรือเครื่องจักรขนำดเล็กที่กควบคุมกำรท ำงำนด้วยข้อมูลด้วยค ำสั่งที่ถูกสร้ำงโยใช้โปรแกรมเพ่ือควบคุมกำรท ำงำนของมอเตอร์ต่ำงๆ ให้แกน X, Y และ Z สำมำรถเคลื่อนที่ได้ตำมต ำแหน่งและทิศทำงที่ต้องกำรเครื่อง Mini CNC สำมำรถน ำไปประยุกต์ใน

6

กำรใช้งำนได้หลำกหลำยอำทิ เช่น งำนประเภทกัดและเเกะสลัก เจำะ เซำะร่อง กำรควบคุม ได้แก่ PC CNC Software, K CamLinux EMC CNC หรืออำจใช้โปรแกรมคอนโทรลเลอร์ตัวอ่ืนกัดแผ่น ปริ้นต้นแบบ ตัดแก็ส ตัดพลำสมำ และ LASER เป็นต้น กำรผลิตชิ้นงำนจะถูกควบคุมด้วย Controller ไม่ว่ำจะเป็นระยะของกำรท ำงำน กำรเคลื่อนที่ในแกน X , Y , Z จะถูกค ำนวณและสั่ง G-code ตั้งแต่ขั้นต้นจนสิ้นสุดกำรท ำงำน Controller ที่ใช้ควบคุมซีเอ็นซี เดิมถือเป็นฮำร์ดแวร์ตัวหนึ่งที่สำมำรถแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบรหัสค ำสั่ง G-code (เป็นภำษำมำตรฐำนที่เครื่องจักรสำมำรถอ่ำนได้) รวมทั้งควบคุมต ำแหล่ง , ทิศทำง, ควำมเร็วในกำรท ำงำนของเครื่อง ซึ่งมีควำมซับซ้อนและรำคำสูง กำรซ่อมบ ำรุงต้องเสียค่ำใช้จ่ำยสูง แต่ปัจจุบัน เรำสำมำรถท ำให้ Controller ดังกล่ำวมีรำคำถูก โดยน ำพีซีคอมพิวเตอร์มำเป็น Controller ได้ ซึ่งโปรแกรมที่ใช้

เทคโนโลยีทำงด้ำน CAD/CAM เป็นกำรน ำเอำคอมพิวเตอร์ช่วยในกำรออกแบบและ เขียนแบบ เนื่องจำก CAM ต้องอำศัยข้อมูลจำก CAD จึงจะสำมำรถท ำงำนได้ซึ่งเป็นกำรท ำงำนร่วมกัน จึงเรียกเทคโนโลยีนี้ว่ำ CAD/CAM กระบวนกำร CAD/CAM

CAD ย่อมำจำกค ำว่ำ Computer Aided Desing and Drafting เป็นขั้นตอนแรกของ CAD/CAM เป็นกำรน ำคอมพิวเตอร์มำช่วยในกำรออกแบบและเขียนแบบลักษณะของ โปรแกรม CAD จะเป็นโปรแกรมท่ีมีค ำสั่งต่ำงๆ ที่ใช้ในกำรเขียนแบบเช่น Graphic File มำจำก กำรเขียนแบบโดยใช้โปรแกรม Auto Cad, Turbo CAD, Protel PCB, Photo Shop และ Scan จำก แบบจริง ซึ่งแบบที่สร้ำงจำกโปรแกรมเหล่ำนี้ต้องน ำมำลำกเส้น และแต่งด้วย Auto Cad ให้สมบูรณ์ท่ีสุดเพื่อให้งำนที่ได้รับมีควำมสวยงำมและท ำงำนได้อย่ำงรำบรื่นและบันทึกข้อมูลไว้ส ำหรับน ำไปท ำงำนผลิตโดยใช้โปรแกรม CAM ต่อไป

7

Step Motor x vaxis

Step Motor Y Vaxisvaxis

Step Motor Z vaxis

ภาพที่ 2-2 Block Diagram แสดงโครงสร้ำงของ X Y Z Machine

ภาพที่ 2-3 แสดงหลักกำรท ำงำนของ Mini CNC

2.1.1 ส่วนประกอบพื้นฐำนของระบบซีเอ็นซี

2.1.1.1 ส่วนที่เป็นกำรสั่งงำน (Partn Arogram) โปรแกรมสั่งงำนในระบบซีเอ็นซีจะมีลักษณะเป็นแถวโดยในแต่ล่ะแถวจะมีรหัสค ำสั่งที่เขียนไว้ในรูปแบบตัวเลข ตัวอักษร และสัญลักษณ์ ซึ่งรหัสค ำสั่งในแต่ละนี้ จะแทนต ำแหน่งในกำรเคลื่นที่ของเครื่องมือตัดบนเครื่องจักรซีเอ็นซี เพ่ือใช้ส ำหรับกำรขึ้นรูปชิ้นส่วน

Computre PC

Parallel Port Or

Printer Port

Step Motor Drive And

Sensor


Sensor


Sensor

เครื่องมินิซีเอ็นซีท ำงำนได้ชิ้นงำน

เครื่องมินิซีเอ็นซี

Controller ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ บอร์ดควบคุมมอเตอร์, มอเตอร์ควบคุมแกน

X Y Z

8

2.1.1.2 ส่วนที่เป็นกำรสั่งงำน (Progam Input Device) กำรป้อนข้อมูลของโปรแกรมในเครื่องมินิซีเอ็นซี ที่เป็นแบบซอฟต์ไวร์ (Soft Wire ) นั้นจะใช้วิธีกำรป้อนโปรแกรมเข้ำไปเก็บไว้ในหน่วยควำมจ ำของคอมพิวเตอร์ ที่ชุดควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง (MCU) ด้วยสำยส่งสัญญำณ (Interface Bus ) เช่น RS-232-C โดยที่เรำไม่จ ำเป็นต้องใช้เครื่องอ่ำนเทป เพ่ือแปรรหัสค ำสั่งกับเครื่องในระบบ CNC

2.1.1.3 หน่วยควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง(Machine Contron Unit ) หน่วยควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง หรือ MCU มีหน้ำที่อ่ำน และ ตีควำมของค ำสั่งที่ส่งมำจำกส่วนป้อนข้อมูลของโปรแกรม หลังจำกนั้นก็จะแปลงเป็นสัญญำณเพ่ือไปควบคุมระบบขับเคลื่ อนของเครื่องจักรซีเอ็นซีต่อไป ซึ่งหน่วยควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง แบ่งออกเป็น 2 ส่วนที่ส ำคัญคือ ส่วนที่ท ำหน้ำที่อ่ำนโปรแกรม (Data Processing Unit : DPU) เช่น เครื่องอ่ำนเทปแม่เหล็ก หรือ RS-232-C เป็นต้น และส่วนที่ท ำหน้ำที่ควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องจักรซีเอ็นซี (Control Loop Unit : CLU) เช่น ควำมเร็วรอบ อัตรำป้อน กำรเคลื่อนที่ของแนวแกน กำรเปลี่ยนเครื่องมือตัด กำรเปิด/ปิดน้ ำหล่อเย็น

2.1.1.4 ส่วนที่เป็นระบบควบคุมกำรขับเคลื่อน (Driv System) กำรควบคุมกำรขับเคลื่อนในระบบซีเอ็นซีแบ่งเป็น 4 ชนิด คือใช้มอเตอร์แบบเป็นขั้น (Stepping Motor ) ใช้มอเตอร์กระแสตรง (DC servo motor ) ใช้มอเตอร์กะแสสลับ (AC servo motor) และระบบไฮดรอลิกส์ (Hydraulic servo drive)

2.1.1.5 เครื่องจักรกล (machine tool) เครื่องจักรที่ถูกออกแบบมำเพ่ือถูกควบคุมด้วยระบบซีเอ็นซี จะมีระบบกำรควบคุม 2 ลักษณะ คือ แบบวงรอบเปิด และวงรอบปิด หรือกำรผสมผสำนระหว่ำงแบบวงรอบเปิดและแบบวงรอบปิด โดยเครื่องจักรที่ควบคุมวงรอบเปิด จะมีสัญญำณส่งไปที่มอเตอร์ ท ำให้โต๊ะจับชิ้นงำนเคลื่อนที่ไปตำมที่โปรแกรมตั้งไว้ ซึ่งกำรควบคุมด้วยระบบนี้ จะไม่มีระบบตรวจสอบสัญญำณย้อนกลับ( feedback sustem) ท ำให้ไม่สำมำรถที่จะตรวจสอบได้ว่ำสัญญำณที่ส่งมำนั้นได้ท ำแล้วหรือยังหรือมีข้อผิดพลำดอย่ำงไร ส่วนกำรควบคุมแบบวงรอบปิด จะมีระบบตรวจสอบย้อนกลับเมื่อโต๊ะหรือเครื่องมือตัดเคลื่อนที่ถึงต ำแหน่งที่โปรแกรมตั้งไว้ก็จะมีสูญญำณจับเพ่ือควบคุมให้โต๊ะจับชิ้นงำนหรือเครื่องมือหยุดตัด 2.1.2 ควำมแตกต่ำงระหว่ำงเครื่องจักรกลทั่วไปกับเครื่องจักรซีเอ็นซี

เครื่องจักรทั่วไปแท่นเลื่อน (slides) ที่ท ำหน้ำที่น ำชิ้นงำนหรือเครื่องมือตัดให้เคลื่อนที่ไปตำมรำงเลื่อน (slide ways) โดยกำรหมุนมือหมุน (hand wheel) หรือโดยกำรใช้กลไกป้อนอัตโนมัติ เช่น เปิดและปิดสวิตซ์ควบคุมกำรหมุนของหน้ำที่อ่ืน ๆ ที่จ ำเป็นต้องใช้ในกำรตัดเฉือนชิ้นงำนด้วย เช่น เปิดและปิดสวิตซ์ควบคุมกำรหมุนของเพลำหัวเครื่อง, เปิดและปิดสวิตซ์สำรหล่อเย็น เป็นต้น ช่ำงควบคุมต้องใช้วิจำรณญำณและกำรตัดสินใจร่วมกัน กำรท ำงำนจะมีข้อผิดพลำดเกิดขึ้นได้ทุกเวลำไม่

9

ว่ำจะมีสำเหตุที่จะมำจำกตัวบุคคลหรือสำเหตุที่เกิดจำกเครื่องจักรกำรผลิตชิ้นผลงำนที่มีรูปร่ำงเดียวกันจ ำนวนมำก ๆ จะเกิดพิกัดของชิ้นงำนที่แตกต่ำงกันออกไปแต่ถ้ำใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีกำรกำรผลิตชื้นงำนจ ำนวนมำกจะลดเวลำของกำรผลิตชิ้นงำนและรูปทรงที่ได้เหมือนกันโดยตลอด กำรท ำงำนต่ำง ๆ จะถูกก ำหนดไว้และยังสำมำรถน ำโปรแกรมนั้นมำใช้ใหม่ได้อีกเมื่อกำรผลิตชิ้นต่อ ๆไปได้อีกเครื่องจักรซีเอ็นซี กำรเคลื่อนที่ต่ำง ๆ ที่จ ำเป็นในกำรผลิตชิ้นงำนจะท ำงำนโดยอัตโนมัติโดยตัวของเครื่องจักรเอง โดยอำศัยข้อมูลจำกชุดควบคุมเครื่องจะท ำงำนตำมข้อมูลตัวเลข (numericl information) ที่ป้อนให้กับชุดควบคุมของเครื่องจักร cnc ในรูปแบบของรหัส(code) ที่ชุดควบคุมเข้ำใจได้ในกำรระบบขับเครื่องจะต้องมีกำรออกแบบให้รับกับกำรท ำงำนอย่ำงประสิทธิภำพของเครื่องจักรที่ควบคุมระบบเชิงตัวเลข เช่น ระบบเฟืองทด เพลำหมุน พร้อมแบริ่งที่มีควำมเที่ยงตรงสูง ระบบกำรหล่อลื่น พรอมกับกำรระบำยควำมร้อน เป็นต้น นอกจำกนั้นยังมีระบบกำรจับยึดเครื่องมือที่ก ำหนดไว้เป็นมำตรฐำน ซึ่งจะแตกต่ำงจำกกำรจับยึดเครื่องมือองเครื่องจักรทั่วไป กล่ำวอีกนัยหนึ่ งคือ กำรัดสินในในกำรก ำหนดกำรท ำงำนขั้นตอนกำรท ำงำนต่ำง ๆ จะกระท ำเพียงครั้งเดียวกล่ำวคือ จะกระท ำในขั้นตอนของกำรวำงแผ่น และสร้ำงโปรแกรมส ำหรับควบคุมเครื่องจักรเท่ำนั้น หลังจำกนั้นโปรแกรมจะถูกน ำไปใช้ในกำรท ำงำนของเครื่องจักร ส ำหรับผลิตชิ้นมำที่ต้องกำร โดยสำมำรถท ำกำรผลิตซ้ ำๆ กันกี่ครั้งก็ได้ตำมต้องกำรนอกเหนือจำกโปรแกรมกำรท ำงำนซึ่งเปรียบเสมือนกำรวำงแผ่นกำรท ำงำนที่ได้จัดเตรียมขั้นตอนกำรท ำงำนทุกขั้นตอน เพ่ือป้องกันควำมเสียหำยที่อำจเกิดขึ้นได้ กำรผลิตชิ้นงำนด้วยเครื่องจักรซีเอ็นซียังช่วยลดเวลำในกำรท ำงำนอ่ืน ๆ ที่จ ำเป็นด้วย เช่น ลดเวลำกำรตรวจสอบขนำดของชิ้นงำน ลดเวลำในกำรปรับควำมเร็วรอบของ spindle เป็นต้น

2.1.3 ข้อดีและข้อจ ำกัดของซีเอ็นซี

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยมือ มีดังนี้

ข้อดี

1. มีควำมเที่ยงตรงสูงและได้ชิ้นงำนที่มีควำมคงที่สม่ ำเสมอ

2. ผลผลิตเพ่ิมข้ึนแต่ใช้เวลำน้อยลง

3. ค่ำใช้จ่ำยในกำรผลิตลดลง

4. ลดจ ำนวนเครื่องมือและอุปกรณ์จับยืดชิ้นงำน

5. ไม่จ ำเป็นต้องใช้คนงำน ที่มีทักษะและประสบกำรณ์สูง ในกำรควบคุมเครื่องจักรท ำให้ประหยัดค่ำใช้จ่ำย

6. กำรตรวจสอบคุณภำพท ำได้ง่ำย โดยที่ไม่จ ำเป็นต้องตรวจสอบคุณภำพทุกขั้นตอน

10

ข้อจ ากัด

1. เครื่องจักรในระบบซีเอ็นซี มีรำคำสูง ท ำให้ค่ำลงทุนในกำรผลิตช่วงต้นๆ สูงตำมไปด้วย

2. กำรบ ำรุงรักษำยุ่งยำก และค่ำใช้จ่ำยในกำรซ่อมบ ำรุงสูง 3. จ ำเป็นต้องใช้คนงำนที่มีควำมรู้และทักษะสูงในกำรเขียนโปรแกรมสั่งงำน 4. จ ำเป็นต้องมีกำรฝึกอบรม ให้กับคนงำน ในกรณีที่จะน ำระบบซีเอ็นซีปใช้ทดแทน

เครื่องจักรกลแบบเดิม

2.1.4 กำรประยุกต์ใช้งำนของซีเอ็นซี

ในปัจจุบันเทคโนโลยีซีเอ็นซี ได้ถูกน ำมำประยุกต์ใช้ในอุตสำหกรรม กำรผลิตหลำยชนิดเดียวกัน โดยสำมำรถจ ำแนกได้ 5 ประเภท ดังต่อไปนี้

2.1.4.1 งำนตัดเฉือนผิวโลหะ (metal cuttng)

2.1.4.2 งำนเจียระไน (grindind)

2.1.4.3 งำนชิ้นรูปด้วยวิธีพิเศษ (unconventational maching)

2.1.4.4 งำนตัดเจำะและพับขึ้นรูป (fabrication)

2.1.4.5 งำนประยุกต์ใช้ส ำหรับงำนพิเศษหรืองำนเฉพำะอย่ำง (special-purposeapplication)

2.1.5 รหัสที่ใช้ในกำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง CNC

กำรใช้งำนเครื่อง cnc จะผ่ำนรหัสหรือภำษำ รหัส-จี หรือ G-code ซึ่งเป็นมำตรฐำนในกำรควบคุมกำรท ำงำนซึ้งประกอบด้วย

2.1.5.1 ตัวอักษร (character) เพ่ือก ำหนดลักษณะกำรท ำงำนหรือก ำหนดเงื่อนไขดัง (ตำรำงที่ 2-1) ซึ่งจะอยู่ด้ำนหน้ำของค ำสั่งย่อยที่เรียกว่ำ word

2.1.5.2 ค ำ (word) เป็นกลุ่มตักอักษร ที่ประหอบขึ้นเพ่ือก ำหนดเงื่อนไขกำรท ำงำน

2.1.5.3 บล็อก (block) เป็นค ำสั่งควบคุมกำรท ำงำนของเครื่องซีเอ็นซี เป็นกำรน ำ word หลำยๆ ค ำมำประกอบกัน เช่น N10 G90 G80 G17 บล็อกนี้มี 4 word N15 G01 X1.0 Y1.5 G18 บล็อกนี้มี 5 word

2.1.5.4 โปรแกรม (program) เป็นกำรรำมหลำยๆบล็อก ที่เขียนตำมล ำดับกำรท ำงำนเพ่ือให้เครื่องซีเอ็นซี ท ำงำนตำมข้ันตอนให้ได้ชิ้นงำนตำมท่ีก ำหนด

11

2.1.5.5 งำนประยุกต์ใช้ส ำหรับงำนพิเศษหรืองำนเฉพำะอย่ำง (Special-purpose Application) 2.1.5.6 รหัสที่ใช้ในกำรควบคุมกำรท ำงำนของเครื่อง CNC กำรใช้งำนเครื่อง CNC จะผ่ำนรหัสหรือภำษำ รหัส-จี หรือ G-code ซึ่งเป็นมำตรฐำนในกำรควบคุมกำรทำงำนซึ่งประกอบด้วย 2.1.5.1 ตัวอักษร (character) เพ่ือก ำหนดลักษณะกำรทำงำนหรือก ำหนดเงื่อนไข (ตำรำงที่ 2-1) ซึ่งจะอยู่ด้ำนหน้ำของคำสั่งย่อยที่เรียกว่ำ word 2.1.5.2 ค ำ (word) เป็นกลุ่มของตัวอักษร ที่ประกอบขึ้นเพ่ือก ำหนดเงื่อนไขกำร ทำงำน 2.1.5.3 บล็อก (Block) เป็นคำสั่งควบคุมกำรทำงำนของเครื่องซีเอ็นซี เป็นกำรท ำ word หลำย ๆ คำมำประกอบกัน เช่น N10 G90 G10 G17 บล็อกนี้มี 4 word N15 G01 X1.0 Y1.5 G18 บล็อกนี้มี 5 word 2.1.5.4 โปรแกรม (program) เป็นกำรรวมหลำย ๆ บล็อก ที่เขียนตำมล ำดับกำรท ำงำนเพ่ือให้ เครื่องซีเอ็นซี ทำงำนตำมขั้นตอนให้ได้ชิ้นงำนตำมที่ก ำหนด

12

ตารางท่ี 2-1 กำรก ำหนดลักษณะกำรใช้งำน Character มำตรฐำน EIA RS-274 B (อำจแตกต่ำงกันบ้ำง ในรำยละเอียดของเครื่องซีเอ็นซีแต่ละยี่ห้อ, รุ่น)

ตัวอักษร (character) กำรใช้งำนและควำมหมำย

A กำรหมุนรอบแนวแกน X B กำรหมุนรอบแนวแกน Y C กำรหมุนรอบแนวแกน Z D (1)กำรหมุนรอบแนวแกนพิเศษ

(2) อัตรำป้อนที่สำม E (1) หมุนรอบแกนพิเศษ

(2) อัตรำป้อนที่สอง F อัตรำป้อน

G กำรจัดเตรียมกำรท ำงำน H ไม่ระบุ J (1) ขนำดรอบแนวแกน Y ของจุดศูนย์กลำงวงกลม

(2) ระยะพิทของเกลียวที่ขนำนแนวแกน Y K (1) ขนำดรอบแนวแกน Z ของจุดศูนย์กลำงวงกลม

(2) ระยะพิทของเกลียวที่ขนำนแนวแกน Z L ไม่ก ำหนด M ค ำสั่งช่วยกำรทำงำน

N หมำยเลขบรรทัดในโปรแกรม

O ไม่ก ำหนด P กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 3 ที่ขนำนกับแนวแกน X Q กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 3 ที่ขนำนกับแนวแกน Y R กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 3 ที่ขนำนกับแนวแกน Z S ควำมเร็วรอบของเพลำจับเครื่องมือตัด

T เรียกเครื่องมือตัด U กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 2 ที่ขนำนกับแนวแกน X V กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 2 ที่ขนำนกับแนวแกน Y W กำรเคลื่อนที่ของแนวแกนที่ 2 ที่ขนำนกับแนวแกน Z X กำรเคลื่อนที่ในแนวแกน X Y กำรเคลื่อนที่ในแนวแกน Y Z กำรเคลื่อนที่ในแนวแกน Z

13

2.1.6 โค้ดที่ใช้ในการเขียนเอ็นซีโปรแกรมโค้ด หรือชุดค าสั่งท่ีใช้ในการเขียนเอ็นซีโปรแกรม มี 3 ประเภท คือ 1) G – Code เป็นชุดค ำสั่งประเภทหนึ่งในกำรเขียนโปรแกรมติดต่อกับเครื่อง จักรให้เครื่องจักรเคลื่อนที่ไปตำมค ำสั่ง ในรูปแบบกำรเคลื่อนที่แบบรูปเลขำคณิต เช่น เส้นตรง เส้นโค้ง วงกลม หรือ เคลื่อนที่แบบวัฏจักร และเป็นโค้ดค ำสั่งก ำหนดค่ำต่ำงๆ ให้กับเครื่องจักร ได้แก่กำรก ำหนดระนำบกำรท ำงำน

2) M – Code เป็นชุดค ำสั่งประเภทหนึ่งในกำรเขียนโปรแกรมติดต่อกับเครื่อง จักร เอ็มโค้ดเป็นรหัสในกำรติดต่อสั่งงำนเครื่องจักรโดยตรง เช่น สั่งให้ทูลหมุน สั่งให้ เปิดหรือปิดน้ ำหล่อเย็น สั่งให้จบกำรท ำงำน เป็นต้น เอ็มโค้ดเป็น ค ำสั่งอ่ืน ๆ ที่เก่ียวข้องกับกำรควบคุมกลไกลกำรท ำงำนของเครื่องจักร ไม่เก่ียวข้องกับกำรเคลื่อนที่ของสปินเดิ้ล

2.1.7 ค าสั่ง G – Code G- Code พื้นฐาน โค้ด ค ำสั่ง G00 กำรเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงอย่ำงรวดเร็ว แบบไม่กินงำน ด้วยควำมเร็วสูงสุด G01 กำรเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงกินงำน ด้วยควำมเร็วที่ก ำหนด G02 กำรเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือเส้นโค้งทิศทำงตำมเข็มนำฬิกำ G03 กำรเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือเส้นโค้งทิศทำงทวนเข็มนำฬิกำ G04 กำรหยุดกำรเคลื่อนที่ในระยะเวลำที่ก ำหนด G17-G19 ก ำหนดระนำบกำรท ำงำน G20/G70 ก ำหนดหน่วยวัด เป็น นิ้ว G21/G71 ก ำหนดหน่วยวัด เป็น มิลลิเมตร G80 ยกเลิกไซเคิลต่ำง ๆ G81-G83 ไซเคิลรูเจำะชนิดต่ำง ๆ G84 ไซเคิลกำรท ำเกลียว G85-G88 ไซเคิลกำรคว้ำนรู G90 ก ำหนดโปรแกรมให้เป็นแบบสัมบูรณ์ G91 ก ำหนดโปรแกรมให้เป็นแบบสัมพัทธ์ G94 ให้ค่ำฟีด เป็น mm/นำท ีหรือ inch/นำท ี G95 ให้ค่ำฟีด เป็น mm/รอบ หรือ inch/รอบ

14

2.1.8 ค ำสั่ง M – Code M- Code พ้ืนฐำน โค้ด ค ำสั่ง

M00 หยุดโปรแกรมชั่วครำวจะท ำงำนต่อเม่ือกดสวิตช์ M01 หยุดโปรแกรมเม่ือต้องกำร (Optional Stop) M03 ให้สปินเดิ้ลหมุนตำมเข็มนำฬิกำ

M04 ให้สปินเดิ้ลหมุนทวนเข็มนำฬิกำ M05 หยุดหมุนสปินเดิ้ล M06 สลับ เปลี่ยนทูล M07 เปิดน้ ำหล่อเย็น เป็นละออง

M08 เปิดน้ ำหล่อเย็นที่หัวทูล M09 ปิด น้ ำหล่อเย็น M13 ให้สปินเดิ้ลหมุนตำมเข็มนำฬิกำและเปิด

M14 น้ ำหล่อเย็น ให้สปินเดิ้ลหมุนทวนเข็มนำฬิกำและเปิดน้ ำหล่อเย็น

M30 จบโปรแกรมแล้วกลับไปบล็อกเริ่มต้น 3) โค้ดอ่ืน ๆ เป็นโค้ด หรือตัวอักษร ที่ช่วยในกำรเขียนเอ็นซีโปรแกรมโปรแกรมติดต่อกับเครื่องจักรนอกเหนือจำกจีโค้ด และ เอ็มโค้ด ประกอบด้วย 2.1.9 ค ำสั่ง Code พ้ืนฐำนอื่น ๆ Code พ้ืนฐำนอื่น ๆ โค้ด ค ำสั่ง

N เลือกที่บล็อกในกำรท ำงำน X,Y,Z ต ำแหน่งกำรเคลื่อนที่ เป็นพิกัด i,j,k ต ำแหน่งของจุดศูนย์กลำง ในกำรเขียนวงกลม หรือส่วนโค้ง S ควำมเร็วของสปินเดิ้ล F ควำมเร็วในกำรเคลื่อนที่ของทูล T ทูล หรือ หมำยเลขของเครื่องมือตัด อ่ืน ๆ เป็นตัวอักษรอ่ืน ๆ ในกำรผลิตของแต่ละคอนโทรลเลอร์

15

( ก ) ( ข )

ภำพที่ 2-4 โครงสร้ำงภำยในสเต็ปมอเตอร์

(ก) สเต็ปมอเตอร์ 4 โพล (ข) สเต็ปมอเตอร์ 8 โพล

2.2.2 กำรใช้งำนสเต็ปมอเตอร์

ใช้งำนลักษณะ open loop system แปลเป็นภำษำไทย ระบบเปิด คือ สเต็ปมอเตอร์สำมำรถท ำงำนได้โดยไม่ต้องมีกำรป้อนค่ำพำรำมิเตอร์กลับมำ (feed back) ทุกวิธีที่ต้องก ำหนดต ำแหน่งที่แน่นอนนั้น จะต้องกำรป้อนกลับไปยังระบบและตัวบอกต ำแหน่งว่ำถูกต้องหรือผิดพลำด

ภาพที่ 2-5 กำรควบคุมระบบสเต็ปมอเตอร์

สเต็ปมอเตอร์เป็นอุปกรณ์จ ำพวกกลทำงไฟฟ้ำ โดยมีกรุ๊ปของไบนำรี่ ไวลต์เตทเป็นอินพุตและกำรเคลื่อนที่ แบบเชิงมุมเป็นเอำท์พุต หรือว่ำหมุนทีละสเต็ปซึ่งอยู่ระหว่ำง 0.1 – 30 องศำ อยู่ที่โครงสร้ำงสเต็ปมอเตอร์ โดยตำมสัญญำณพัลส์ที่จ่ำยให้กับขดลวดสเตเตอร์ท ำให้เกิดแรงผลักแก่ โรเตอร ์หมุนไป สเต็ปมอเตอร์มีขดลวดหลำยชุดในที่นี้เรำเรียกว่ำ เฟส (phase)

Power Supply DC

Microprpcessor / lntegrated

Cirecuits

Driver Step

Motor

16

ดังนั้นสัญญำณที่ต่อเนื่องเป็น sedpquence (ซีเควนซ์) ลักษณะของไบนำรี่ (binary) ซึ่งจะต้องไปผ่ำนวงจรวงจรชุดขับ (driver) ก็จะท ำให้โรเตอร์หมุนไปอย่ำงต่อเนื่อง

2.2.3 การพันขดลวดของสเต็ปมอเตอร์

แบบไบโพล่ำร์ (bipolar) จะมีกำรพันขดลวดหนึ่งขด จะมีกี่รอบก็แล้วแต่สเป็คใช้งำนในแต่ละขั้วแม่เหล็กของสเตเตอร์ โดยขั้วแม่เหล็กที่เกิดขึ้น มี่สเตเตอร์จะถูกก ำหนดโดยทิศทำงของกำรไหลของกระแสไฟฟ้ำ ซึ่งสำมำรถท ำให้เกิดขั้นแม่เหล็กในทิศทำงตรงกันข้ำม ได้โดยกำรกลับทิศทำงของกำรไหลกระแสไฟฟ้ำ ซึ่งมำจำกกำรควบคุมของวงจรสวิตชิ่งให้กลับขั้วไฟฟ้ำแบบยูนิโพล่ำร์ (Unipolar) จะมีกำรขดลวด 2 ขด บนแต่ละขั้นแม่เหล็กของสเตเตอร์ ท ำให้แต่ละขดเกิดขั้วแม่เหล็กในทิศทำงตรงกันข้ำม กำรกลับทิศทำงขั้วแม่เหล็กท ำได้โดยใช้วงจรสวิตชิ่งให้สลับหนึ่ง ไปยังอีกขั้วหนึ่งแทนกันกำรพันขดลวดทั้ง 2 แบบ ต่ำงกันคือ แบบยูนิโพล่ำร์ (Unipolar) จะท ำให้เกดิแรงบิดน้อยกว่ำ แบบไบโพล่ำร์ (Bipolar) เมื่อต้องกำรใช้งำน สำมำรถสังเกตได้จำกสำยไฟที่ต่อมำจำกตัวสเต็ป มอเตอร์ ซึ่งแบบไบโพล่ำร์จะมี 4 สำย ส่วนเป็นแบบยูนิโพล่ำร์ (Unipolar) จะมี 5 สำยหรือ 6 สำย

ภาพที่ 2-6 กำรควบคุมกำรหมุนของสเต็ปมอเตอร์

2.2.4 กำรควบคุมกำรหมุนของสเต็ปมอเตอร์ไปทีละสเต็ปสำมมำรถท ำได้โดยกำรจ่ำยก ำลังไฟไปยังขดลวดในแต่ละขดลวดบนสเตเตอร์ โดยกำร้ปนจะท ำในลักษณะเป็นล ำดับหรือเรียกว่ำ ซีเควนเวียลในลูปที่ถูกต้อง ซึ่งแบ่งได้เป็น 3 รูปแบบ คือ เวฟ (wave) แบบ 2 เฟส 3 เฟส (2 phase) และแบบครึ่งสเต็ป (half step) ทั้ง 3 แบบนี้ก็จะมีข้อดีข้อเสียต่ำงกันออกไปแบบเวฟ (wave) จะเป็นกำรกระตุ้นแบที่ง่ำย ๆ ที่สุด ซึ่งจะท ำกำรกระตุ้นขดลวดทีละขดในเวลำหนึ่ง ๆ เรียงกันไป เช่น ขดที่ 1,2,3,4 เป็นล ำดับอย่ำงนี้ หรือ 1,4,3,2,1,4,3,2 เป็นล ำดับกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทำงที่เรำต้องให้มอเตอร์หมุนไป วงจรที่น ำมำกระตุ้นนั้นจะมีรำคำค่อนข้ำงจะถูกกว่ำง่ำยกว่ำ

17

ตารางท่ี 2-2 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบเวฟ (Wave)

Step No. Phase1 Phase2 Phase3 Phase4 1 No No 2 No 3 No 4 5 No 6 No

แบบ 2 เฟส (2 phase) จะคล้ำยกับกำรกกระตุ้นในแบบเวฟ ต่ำงกันตรงที่แบบ 2 เฟสจะกระตุ้นทีละ 2 ขด ที่อยู่ใกล้กันในเวลำเดียวกัน และจะเรียงล ำดับกันไป ดังเช่นแบบเดียวกับเวฟตัวอย่ำงกำรกระตุ้นขดลวดในลักษณะ ชีเควนเช่น 12, 23, 34, 41, 12, 23, 34, 41 เรียงล ำดับกันไปเรื่อย ๆ หรือ 14, 43, 32, 21, 14, 43, 32, 21 เรียงกันไปเรื่อย ๆ

ข้อดีและข้อเสียของกำรกระตุ้นแบบ 2 เฟส (phase)

ข้อดีกำรที่เรำเพ่ิมจ ำนวนขดลวดที่ถูกกระตุ้นจะท ำให้แรงบิดได้มำกกว่ำ แบบเวฟ ซึ่งโรเตอร์จะหมุนด้วยแรง ดึงแบบเต็มแรงจำก ทั้ง 2 ขดลวดที่กระตุ้นพร้อมกัน ข้อเสียแบบ 2 เฟส จะกระตุ้นขดลวดนั้นต้องใช้ก ำลังไฟมำกขึ้นเป็น 2 เท่ำของแบบเวฟ

ตารางท่ี 2-3 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบ 2 เฟส (2 Phase)

Step No. Phase1 Phase2 Phase3 Phase4 1 No No 2 No No 3 No No 4 No No 5 No No 6 No No

แบบครึ่งสเต็ป (half step) เป็นรูปแบบผสมผสำนของกำรกระตุ้นระหว่ำง แบบเวฟ (wave) กันแบบ 2 เฟส ( 2phase) เพ่ือให้จ ำนวนรอบของสเต็ปให้มำกข้ึนเป็น 2 เท่ำ ซึ่งในระบบนี้จะท ำกำรกระตุ้นขดลวดเรียงกันไปเรื่อยๆเป็นล ำดับ ตัวอย่ำงเช่น 1, 12, 2, 23, 3, 34, 4, 41, 1, 12, 2,

18

23, 3, 34, 4, 41 เป็นล ำดับอยู่อย่ำงนี้เรื่อยๆไปถ้ำจะกลับทิศทำงกำรหมุนจะเป็นดังนี้ 1, 41, 4, 43, 3, 32, 2, 21, 1, 41, 4, 43, 3, 32, 2, 21, 1 เป็นล ำดับกันไป

ข้อดีและข้อเสียของกำรกระตุ้นแบบครึ่งสเต็ป (half step)

ข้อดี กำรกระตุ้นแบนี้จะให้แรงบิดเพ่ิมมำขึ้น เนื่องจำกช่วงสเต็ปที่มีระยะสั้นลงอีกประกำรหนึ่งแต่ละสเต็ป เกิดแรงดึงจำกขดลวด 2 ขด ที่ถูกกระตุ้นพร้อมกันเป็นผลให้ค่ำต ำแหน่งควำมถูกต้องมำกขึ้นไปด้วย

ข้อเสีย ต้องจ่ำยค่ำไฟเป็น 2 เทำ่ของแบบเวฟหรือจะใช้เท่ำกับแบบ 2 เฟส

ตารางท่ี 2-4 ขั้นตอนการหมุนของสเต็ปมอเตอร์แบบครึ่งสเต็ป (half step)

Step No. Phase1 Phase2 Phase3 Phase4 1 No 2 No No 3 No 4 No No 5 No 6 No No

7 No

8 No No 9 No 10 No No

2.2.5 มอเตอร์ ประเภทของมอเตอร์แบ่งได้ 2 ประเภท คือ

2.2.4.1 stepping motor

2.2.5.2 servo motor

Stepping motor เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ำชนิดหนึ่ง ซึ่งมี input เป็นกลุ่ม ของ binary voltage และ output กำรเคลื่อนที่ในเชิงมุม (หมุน) แกนหมุน (shaft) เป็น step โดย resolution ของ stepping motor อยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.1-30 องศำซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้ำงของ stepping motor หรือ บอกเป็นจ ำนวน step ต่อ 1 รอบ stepping motor สำมำรถควบคุมต ำแหน่งกำรหมุนได้ ซึ่งจะมีควำมละเอียดของมุมในกำรหมุนและ step ที่แตกต่ำงกันออกไป ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับชนิดมอเตอร์และ

19

ลักษณะกำรส่งสัญญำณไปควบคุมมอเตอร์ ท ำให้ stepping motor มีควำมยืดหยุ่นในกำรน ำมำใช้งำน ท่ำให้สำมำรถน ำมำประยุกต์ใช้งำนได้หลำยๆรูปแบบ ไม่ว่ำจะเป็นหุ่นยนต์หรือแขนกลต่ำงๆเนื่องจำกมีควำมแม่นย ำในกำรควบคุมต ำแหน่งสูง

(ก) ลักษณะกำรคอนโทรล stepping เป็นกำรคอนโทรลแบบ open loop ส่วน servo เป็น closed loop control ต้องใช้ร่วมกับ encoder เป็นตัวป้อนต ำแหน่งของโรเตอร์กลับมำยัง servo drive หรือ servo amplifier

(ข) โครงสร้ำง servo motor จะมีขดลวดพันที่สเตเตอร์ คล้ำยกับ 3 phasesynchronous motor เมื่อจ่ำยไฟฟกระแสสลับจะเกิดสนำมแม่เหล็กหมุน ส่วนโรเตอร์จะเป็นแม่เหล็กถำวร (Permanent Magnet) จะวิ่งตำมสนำมแม่เหล็กหมุน ส่วน stepping จะจ่ำยไฟเป็น step ให้เกิดขั้วแม่เหล็กแล้วให้โรเตอร์ซึ่งเป็นแม่เหล็กวิ่งตำม กำรท ำงำนก็จะเป็น step ควำมละเอียด จะข้ึนอยู่กับจ ำนวน step (full step ,Haft step, Micro step) (ค) คุณสมบัติทำงด้ำน speed vs torque ต่ำงกัน stepping จะมีทอร์คสูงที่ควำมเร็วต่ำง ๆ ที่รอบสูงทอร์คจะต่ ำส่วน servo มี torque เกือบจะคงที่ตลอดย่ำนกำรใช้งำนต่อเนื่อง (ง) Controller ---> servo ใช้หลักกำร PWM คอนโทรล torque angle ให้ได้ 90 องศำ เพ่ือให้เกิด maximum torque ส่วน step จ่ำยไฟเข้ำขดลวดเพ่ือให้เกิดข้ัวแม่เหล็กเป็นคู่ ๆ (จ) dynamics response หรือกำรตอบสนองทำงด้ำนไดนำมิคส์ servo จะดีกว่ำ stepping อ่ืน ๆ กำรใช้งำนทั้งสองชนิดนิยมใช้ในงำนควบคุมต ำแหน่งในงำน Motion control เหมือนกัน แต่คนละเงื่อนไขดังนี้

- ถ้ำมีงบน้อย มีข้อจ ำกัดเรื่องรำคำ ควรเลือกใช้ stepping ถูกกว่ำ 20-30% - ถ้ำใช้งำนทอร์คสูง ที่ควำมเร็วรอบต่ ำ ควรเลือกใช้ stepping - เคลื่อนที่สั้น ๆ รวดเร็ว ซ้ ำต ำแหน่งเดิมบ่อย ๆ ใช้ stepping or Hybrid servostepping

- low friction โหลดมำกๆ ใช้ servo

ภาพที่ 2-7 stepping motor และโครงสร้ำงของ stepping motor

20

โครงสร้ำงของ stepping motor มีลักษณะดังรูป ซึ่งประกอบด้วย ขดลวด stator 4 ขดล้อมรอบแกนหมุน หลักกำรท่ำงำน คือ เมื่อจ่ำยกระแสไฟฟ้ำห้ำกับขดลวด stator coil a, b, c, d ไม่พร้อมกันนั่นคือ ถ้ำเรำจ่ำยกระแสให้ a ก่อน โดยไม่จ่ำยให้ขดอ่ืน แล้วตำมด้วย b, c และ d เรียง ตำมล ำดับ จะท ำให้เกิดสนำมแม่เหล็กหมุนวนในลักษณะทวนเข็มนำฬิกำ ซึ่งส่วนของ rotor ที่เป็น แม่เหล็กถำวรก็จะหมุนตำมสนำมแม่เหล็กไปด้วย คือ ทวนเข็มนำฬิกำ ในท ำนองเดียวกันถ้ำเรำจ่ำย กระแสให้ขด a, b, c, d, a … ก็จะให้สนำมแม่เหล็กหมุนในทิศทำงตำมเข็มนำฬิกำ ซึ่งส่งผลให้ rotor หมุนตำมเข็มนำฬิกำด้วย กำรก ำหนดควำมเร็วของ stepping motor ท ำได้ โดยกำรเปลี่ยนแปลง ควำมเร็วของกำรเปลี่ยนกำรจ่ำยกระแสจำกขดลวดขดหนึ่งไปยังอีกหนึ่งให้เร็วขึ้น

Servo motor คือมอเตอร์ที่น ำมำใช้ในระบบกำรควบคุมทำงควำมเร็วและต ำแน่งร่วมกันโดยระบบservoที่ดีจะต้องตอบสนองต่อควำมเร็วละกำรเข้ำถึงต ำแหน่งหรือกำรเคลื่อนที่ ไปที่ระยะเป้ำหมำยอย่ำงเหมำะสม ระบบ servo จะมีกำรป้อนกลับของควำมเร็วและต ำแหน่งกลับมำที่ส่วนควบคุมหรือ drive ขึ้นอยู่กับกำรออกแบบ

ภาพที่ 2-8 Servo motor

ภาพที่ 2-9 บอร์ดควบคุม Servo Motor

21

ภาพที่ 2-10 servo motor เมื่อประกอบเข้ำกับบอร์ดควบคุมแล้ว

เซอร์โวมอเตอร์แตกต่ำงกับมอเตอร์ชนิดอ่ืน ๆ ดังนี้ เซอร์โวมอเตอร์ได้ถูกพัฒนำขึ้นเพ่ือประยุกต์ใช้กับงำนที่มีกำรควบคุมต ำแหน่ง (position control) เป็นหลัก ซึ่งต้องกำรคุณสมบัติกำรตอบสนองด้ำนไดนำมิคส์สูง (high dynamics response) ต้องกำรควำมละเอีอดและควำมแม่นย ำสูงในกำรควบคุมสูง ในทำงปฏิบัติเพ่ือให้ได้มำซึ่งคุณสมบัติดังกล่ำผู้ผลิตจึงได้พนำนำมออกแบบให้โรเตอร์มีเส้นผ่ำศูนย์กลำงและรัศมีเล็ก ๆ รวมถึงกำรท ำให้โรเตอร์เป็นแม่เหล็กถำวร เพ่ือเป็นกำรลดแรงเฉื่อยของโรเตอร์ (rotor moment of inertia) และชดเชยแรงบิดหรือทอร์คที่หำยไปเนื่องจำกโรเตอร์มีขนำดเล็กลงด้วยกำรเพ่ิมควำมยำวโรเตอร์ ดังนั้นรูปร่ำงโครงสร้ำงทำงกำยของเซอร์โวมอเตอร์ที่เรำพบเห็นทั่วไปจึงมีลักษณะผอมบำงและมีควำมยำวมำกกว่ำมอเตอร์ที่ใช้งำนทั่วไป นองำนนั้นยังมีแรงบิดสูงกว่ำมอเตอร์ทั่วไปอีกด้วย (หำกพิจำรณำที่พิกัดก ำลังเท่ำๆกัน) ซึ่งสำมำรถเปรียบเทียบได้คล้ำยกับคนมีรูปร่ำง “สูง ผอมบำง แต่แรงดี” สรุป servo motor กับ stepping motor สิ่งที่เหมือนกันระว่ำง servo motor กับ stepping motor คือ ทั้งสองใช้หลักกำร ซิงโครนัสมอเตอร์เหมือนกัน คือ แม่เหล็กวิ่งตำมสนำมแม่เหล็กหมุน สิ่งที่แตกต่ำงระหว่ำง servo system กับ stepping เป็นจุดสังเกตใหญ่ๆ

(ก) ลักษณะกำรคอนโทรล stepping เป็นกำรคอนโทรลแบบ open loop ส่วน servo เป็น closed loop control ต้องใช่ร่วมกับ encoder เป็นตัวป้อนต ำแหน่งของโรเตอร์กลับมำยัง servo drive หรือ servo amplifier

(ข) โครงสร้ำง servo motor จะมีขดลวดพันที่สเตเตอร์คล้ำยกับ 3 phase synchronous motor เมื่อจ่ำยไฟฟ้ำกระแสสลับจะเกิดสนำมแม่เหล็กหมุน ส่วนโรเตอร์จะเป็นแม่เหล็กถำวร (permanent magnet) จะวิ่งตำมสนำมแม่เหล็กหมุน ส่วน stepping จะจ่ำยไฟเป็น step ให้เกิดข้ัวแม่เหล็กแล้วให้โรเตอร์ซึ่งเป็นแม่เหล็กตำม กำรท ำงำนจะเป็น step ควำมละเอียดจะขึ้นอยู่กับจ ำนวน step (full step, haft step, micro step)

(ค) คุณสมบัติทำงด้ำน speed vs torque ต่ำงกัน stepping จะมีทอร์คสูงที่ควำมเร็วต่ ำ ๆที่รอบสูงทอร์คจะต่ ำส่วน servo มี torque เกือบจะคงที่ตลอดย่ำนกำรใช้งำนต่อเนื่อง

22

(ง) Controller ---> servo ใช้หลักกำร PWM คอนโทรล torque angle ให้ได้ 90 องศำ เพ่ือให้เกิด maximum torque ส่วน step จ่ำยไฟเข้ำขดลวดเพ่ือให้เกิดขั้วแม่เหล็กเป็นคู่ ๆ

(จ) Dynamics response หรือ กำรตอบสนองทำงด้ำนไดนำมิคส์ servo จะดีกว่ ำstepping อ่ืน ๆ

- ถ้ำมีงบน้อย มีข้อจ ำกัดเรื่องรำ ควรเลือกใช้ stepping ถูกกว่ำ 20-30%

- ถ้ำใช้งำนทอร์คสูง ที่ควำมเร็วรอบต่ ำ ควรเลือกใช้ stepping

- เคลื่อนที่สั้น ๆ รวดเร็ว ซ้ ำต ำแหน่งเดิมบ่อย ๆ ใช้ stepping or hybrid servostepping

- low friction โหลดมำก ๆ ใช้ servo

บทที่ 3

วิธีการด าเนินงาน

3.1 บทน า

การศึกษาในครั้งนี้เป็นการศึกษาในเชิงปฏิบัติ มีวัตถุประสงค์เพ่ือสร้างเครื่องเจาะโดยใช้โปรแกรม MACH 3 ในการควบคุม โดยผู้จัดท าได้ด าเนินการตามขั้นตอนที่ได้ศึกษาเกี่ยวกับโปรแกรมในการใช้งานและศึกษาโครงสร้างของเครื่องมินิซีเอ็นซีและติดตั้งอุปกรณ์ ,สร้างชุดควบคุมเครื่องเจาะโดยใช้โปรแกรม MACH 3 ,ท าการเชื่อมต่อตัวเครื่องกับโปรแกรมที่ควบคุม,ด าเนินการทดลองแก้ไขปัญหาและปรับค่าให้อยู่ในช่วงมาตรฐาน 3.2 การสร้างเครื่องสร้างลายวงจร โครงสร้างของเครื่องกัดและเจาะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 นั้นมีที่มาจากเครื่องมือกึ่งอัตโนมัติที่มีชื่อว่าเครื่องซีเอ็นซี โดยเครื่องมือดังกล่าวนี้มีโครงสร้างด้วยกันหลากหลายรูปแบบซึ่งแต่ละรูปแบบนั้นก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งานและความเหมาะสมหลาย ๆ ด้านโดยโครงสร้างที่ ใช้ เป็นชนิด CNC Machining Center แบบ Vertical Machining Center ลักษณะ คือ Tool เคลื่อนที่ตามแนวตั้งเข้าหาชิ้นงาน ซึ่งโครงสร้างดังกล่าวนี้มีความเหมาะสมกับงานที่มีน้ าหนักน้อยแต่มีแรงกระท าในการกัดหรือเจาะชิ้นงานที่เป็นแนวตั้งฉากกับวัตถุ ซึ่งโครงสร้างแบบดังกล่าวจึงมีความนิยมไปใช้งานกับการเจาะรู หรือการกัดชิ้นงานที่มีความหนาไม่มากแต่ต้องการความแม่นย าเป็นต้น

3.2 .1 โครงสร้างของเครื่องเจาะซีเอ็นซีโดยใช้โปรแกรม MACH 3 คือการขับเคลื่อนในแนวต่างๆโดยใช้ Tinning Belt คือใช้สายพานในการขับเคลื่อน

1) เมื่อได้โครงสร้างมาแล้วได้ท าการแกะส่วนประกอบต่าง ๆ ออกมาท าความสะอาดเนื่องจากเป็นสนิมท าให้ไม่สามารถขับเคลื่อนได้ และประกอบให้เหมือนเดิมพร้อมกับฉีดน้ ามันหล่อลื่นเพ่ือให้ขับเคลื่อนได้ไม่ติดขัด

24

1) ท ำกำรติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแนวแกนต่ำงๆ ได้แก่ แกนX แกนY แกนZ และติดตั้ง Limit Switch ในแกนX แกนY แกนZ โดยติดตั้งแกนละ 2 ตัว เพ่ือจ ำกัดกำรท ำงำนผิดพลำดของเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ไม่ให้เกิดควำมเสียหำยต่อตัวเครื่องได้

2) ติดตั้งชุดสปินเดิ้ล ที่น ำมำใช้งำนนี้ต้องมีกำรสร้ำงตัวจับยึดเข้ำกับสไลด์ของแกน Z เพ่ือให้สำมำรถเจำะชิ้นงำนได้โดยขั้นตอนกำรสร้ำงนั้นใช้หลักกำรเดียวกับกำรสร้ำงสไลด์ของแกน X และ Y แต่มีข้อแตกต่ำงกันที่บริเวณส่วนบนนั้นต้องท ำกำรกัดเซำะร่องให้มีลักษณะโค้งเพ่ือให้สำมำรถจับยึดกับมอเตอร์สปินเดิ้ล ได้อย่ำงแข็งแรงจำกนั้นจึงน ำแคล้มอลูมิเนียมที่จะน ำมำใช้เป็นตัวล๊อคมอเตอร์เพื่อไม่ให้เกิดกำรเคลื่อนไหวหรือหลุดได้

ภาพที่ 3.1 โครงสร้ำงเครื่องเครื่องกัดและเจำะ

25

ภาพที่ 3.2 กำรติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแนวแกน X

ภาพที่ 3.3 กำรติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแนวแกน Y

26

ภาพที่ 3.4 กำรติดตั้งสเต็ปปิ้งมอเตอร์และลิมิตสวิทช์ในแนวแกน Z

ภาพที่ 3.5 กำรติดตั้งลิมิตสวิทช์ในแนวแกน X

27

ภาพที่ 3.6 กำรติดตั้งลิมิตสวิทช์ในแนวแกน Y

ภาพที่ 3.7 ชุดกัดชิ้นงำนสปินเดิ้ล

28

3.1.2 ชุดอินเตอร์เฟต กับชุดไดรฟ์ เป็นชุดควบคุมกำรเคลื่อนที่ของเครื่องเจำะมินิซีเอ็นซีโดยใช้โปรแกรม MACH 3 รับค ำสั่งมำจำกโปรแกรม MACH 3 ซึ่งเป็นสัญญำณเพำท ์จำกคอมพิวเตอร์ ส่งมำยังชุดอิเตอร์เฟตก่อน แล้วจึงส่งไปที่ชุดไดรฟ์ ชุดไดรฟ์ก็จะน ำสัญญำณที่ได้ไปควบคุมมอเตอร์ทั้ง 3 แกน คุณสมบัติของชุดอินเตอร์เฟต กับชุดไดรฟ์

1) สำมำรถต่อชุดDrive ได้ 4 ชุดสำมำรถสั่ง ON/OFF สปินเดิ้ล ด้วยค ำสั่ง M02/M03 2) สำมำรถต่อลิมิตทั้ง X, Y, Z, A และ E-stop หรือสัญญำณ in put ได้ 4 ช่อง (แยกกำร

ท ำงำนด้วย Optoisolators) 3) สำมำรถส่งสัญญำณ out put ได้ 3 ช่อง (สั่งเปิด ปิดไฟหรือ ปั้มน้ ำ) 4) สำมำรถทนกระแสได้ 5A ขับมอเตอร์แบบ UniPolar (5, 6, 8 เส้น)

ภาพที่ 3.8 ชุดรับส่งสัญญำจำกคอมพิวเตอร์

ภาพที่ 3.9 ชุดขับมอเตอร์ทั้ง 3 แกน

29

ภาพที่ 3.10 ชุดตำรำง 25 parallel

30

ภาพที่ 3.11 ภำพแสดงกำรท ำงำนทั้งหมดของอุปกรณ์ทั้งหมด

Parallel Port Or

Printer Port


Sensor


Sensor


Sensor

Computre PC

31

3.3 โปรแกรมการใช้งาน เครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 จะมีกำรใช้งำนโปรแกรมอยู่หลำยโปรแกรม ได้แก่โปรแกรมออกแบบลำยวงจร โดยจะใช้ Protel99SE ในกำรออกแบบลำยวงจร แล้วเอำลำยวงจรที่ออกแบบไว้ไปแปลงเป็น Vectors File จะได้ G-Code โดยใช้โปรแกรม Artcam แล้วจึงน ำ G-Codeไปควบคุมกำรท ำงำนของมอเตอร์โดยผ่ำนโปรแกรมควบคุม Mach3 3.3.1 โปรแกรมออกแบบลำยวงจร Protel99SE ซึ่งเป็นโปรแกรมท่ีใช้งำนส ำหรับกำรออกแบบลำยวงจร โดยโปรแกรมดังกล่ำวนั้นจะน ำมำใช้งำนเพื่อออกแบบสร้ำงลำยวงจรเป็น Negative Film แล้วน ำไฟล์ ที่ได้มำท ำกำรแปลงเป็นภำษำที่ตัวเครื่องใช้งำนซึ่งกำรสร้ำงไฟล์เพื่อป้อนให้กับเครื่องกัด สร้ำงลำยวงจร โดยสำมำรถรับข้อมูลมำเพ่ือสร้ำงลำยวงจรในกำรกัดลำยวงจร หรือจะรับค่ำข้อมูลให้เป็นกำรเจำะรูเพ่ือลงขำอุปกรณ์บนวงจรอีกเช่นกัน

3.3.2 โปรแกรมควบคุม Mach3 โดยตัวโปรแกรมดังกล่ำวนั้นเป็นโปรแกรมที่ท ำหน้ำที่รับค่ำข้อมูลที่ได้มำจำกกำรสร้ำงไฟล์ขึ้นมำจำกโปรแกรม Protel99SE โดยไฟล์ที่ได้รับมำนั้นจะอยู่ในรูปแบบค ำสั่งที่เรียกว่ำ G - Code ซึ่งค ำสั่งดังกล่ำวนั้นจะเป็นตัวก ำหนดให้เครื่องสร้ำงลำยวงจรอัตโนมัติเคลื่อนที่ในแนวแกน X, Y, Z ในระยะต่ำง ๆ โดยโปรแกรมจะท ำกำรแปลค ำสั่งให้เป็นสัญญำณออกทำงพอร์ตขนำน เพ่ือน ำสัญญำณดังกล่ำวไปสั่งงำนมอเตอร์ในส่วนของแกนต่ำง ๆ เคลื่อนที่ไปโดยมีควำมสัมพันธ์กันในกำรเคลื่อนที่เพ่ือที่จะท ำให้ได้ชิ้นงำนเป็นไปตำมกำรออกแบบ

3.3.3 ล ำดับขั้นกำรท ำงำนของโปรแกรม กำรสร้ำงสัญญำณเพ่ือน ำไปควบคุมมอเตอร์ เริ่มต้น น ำรูปภำพลำยวงจรมำเปลี่ยนเป็น Vectors File น ำ Vectors File มำแปลงเป็น G-Code โดยใช้โปรแกรม Artcam น ำไฟล์ที่เป็น G-Code มำป้อนให้กับโปรแกรม Mach3 เพ่ือให้โปรแกรมแปลค ำสั่งก่อนที่จะส่งสัญญำณไปควบคุม

32

ออกแบบวงจร PCB ด้วย proteus save fils

Copper Cam แปลงเป็น G-code

น ำไฟล์ท่ีเป็น G-Code มำป้อนให้กบัโปรแกรม Mach3 เพ่ือให้

โปรแกรมแปลค ำสัง่ก่อนที่จะสง่สญัญำณ

ำณไปควบคมุ

น ำสญัญำณไปควบคมุไดรฟ์มอเตอร์ในแกน X, Y, Z

สิน้สดุ

เร่ิมต้น

ภาพที ่3.12 ขั้นตอนการท างานของโปรแกรม

33

3.3.3 อุปกรณ์และส่วนประกอบของเครื่องมินิ CNC

ภาพที่ 3.13 ชุดชิ้นงำนของมอเตอร์

ภาพที่ 3.14 ชุดรับส่งสัญญำณของซอฟแวร์ mach3

34

ภาพที่ 3.15 ชุดชิ้นงำนของลิมิตสวิตซ์

ภาพที่ 3.16 ชุดชิ้นงำนของพำเวอร์ซับพรำย

35

ภาพที่ 3.17 ชุดชิ้นงำนกำรเชื่อมต่อสัญญำณไดเวอร์เข้ำกับพำเวอร์ซับพรำย

ภาพที่ 3.18 ชุดกำรเชื่อมต่อสัญญำณระหว่ำงไดเวอร์กับมอเตอร์

36

ภาพที่ 3.19 ชุดกำรเชื่อมต่อสัญญำณที่สมบูรณ์แบบ

3.3.4 กำรทดสอบประสิทธิภำพ

ท ำกำรทดสอบเครื่องมินิซีเอ็นซีสำมมำรถน ำไปใช้ในงำนประเภท กัด, เจะ, เซำะร่อง จ ำพวกไม้ พลำสติก สำมำรถท ำป้ำยลำเบล (LABEL) และ สำมำรถสั่งงำนให้เครื่องมินิซีเอ็นซีควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 กัดลำยปริ้น ดังนั้นทำงผู้จัดท ำจึงได้ท ำกำรทดสอบในแบบต่ำงๆ เพ่ือแสดงล ำดับขั้นตอนกำรใช้โปรแกรม

3.3.5 กำรเชื่อมต่อตัวเครื่องเข้ำกับโปรแกรมควบคุม โปรแกรมท่ีน ำมำใช้ส ำหรับควบคุมตัวเครื่องนั้นได้เลือกใช้โปรแกรมที่มีชื่อว่ำ Mach3 ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ถูกพัฒนำโดยบริษัท Artsoft โดยโปรแกรมนี้มีคุณสมบัติส ำหรับใช้งำนเพ่ือควบคุมมอเตอร์ชนิดสเต็ปปิ้ง เพ่ือใช้ในกำรสั่งให้แกนของ Ball Screw ในแกนต่ำง ๆ หมุนเพื่อควบคุมให้แกนต่ำง ๆ เคลื่อนที่ในทิศทำงต่ำง ๆ ได ้ซึ่งข้อดีของโปรแกรมคือควำมละเอียดในกำรปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ของมอเตอร์และอุปกรณ์ต่ำง ๆ ได้อย่ำงหลำกหลำย แต่ส่วนที่เป็นข้อจ ำกัดของโปรแกรมนั้นคือกำรเชื่อมต่อโดยผ่ำนทำงพอร์ตขนำน เนื่องจำกปัจจุบันควำมนิยมในกำรใช้พอร์ต ดังกล่ำวได้รับควำมนิยมน้อยลงจึงท ำให้เป็นข้อด้อยของกำรใช้โปรแกรมนี้

37

ภาพที่ 3.20 กำรเลือกรูปแบบก่อนเข้ำโปรแกรม ส่วนของหน้ำโปรแกรม Program Alt-1 ซึ่งถือได้ว่ำเป็น General Program ซึ่งสำมำรถปรับตั้งค่ำทั่วไปและควบคุมในลักษณะทั่วไป ซึ่งหำกมีควำมต้องกำรที่จะปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ที่มีควำมละเอียดมำกกว่ำที่ต้องกำรต้องท ำกำรปรับตั้งในส่วนหน้ำโปรแกรมต่ำง ๆ ต่อไป โดยในส่วนโปรแกรมดังกล่ำวนั้นสำมำรถควบคุมและปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ได้ดังนี้ 1) สำมำรถโหลดค่ำ G - Code และสั่งเริ่มหรือหยุดชุดค ำสั่ง 2) ปรับ Scale ของควำมละเอียดในกำรเคลื่อนที่กำรกัดชิ้นงำนได้ 3) สำมำรถปรับตั้งค่ำของอุปกรณ์ที่จะใช้ในกำรสร้ำงชิ้นงำนเพ่ือให้กำรสร้ำงงำนเป็นไปตำมระดับขนำดและควำมสูงของชิ้นงำน 4) ปรับควำมเร็วในกำรสร้ำงชิ้นงำนได้ 5) สำมำรถเพ่ิมหรือลดควำมเร็วในกำรหมุนของชุดสปินเดิ้ล ได้เพ่ือให้สอดคล้องกัน

38

ภาพที่ 3.21 โปรแกรมส่วนควบคุมหลัก Program Run Alt-1

ในส่วนของกำรตั้งค่ำต่ำง ๆ ของเครื่องมินิซีเอ็นซีควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 นั้นสำมำรถปรับตั้งในส่วนของเมนูที่มีชื่อว่ำ Config ซึ่งในส่วนของเมนูดังกล่ำวนั้นเป็นส่วนที่ส ำหรับแก้ไขปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ในกำรใช้งำนของตัวเครื่องซึ่งเครื่อง CNC รุ่นต่ำง ๆ ล้วนมีคุณสมบัติของอุปกรณ์ต่ำงกันไม่ว่ำจะเป็นส่วนของ มอเตอร์ Ball Screws, Spindle ฯลฯ ดังนี้ 1) Select Native Units 2) Ports and Pins 3) Homing/Limits 4) Slave Axis 5) System Hotkeys 6) Motor Tuning 7) Backlash 8) ToolPath 9) Logic 10) State 11) Lock 12) Unlock 13) Calibrate Spindle 14) ScrewMapping 15) Formulas

39

16) Calibrate MPG 17) Setup ModBus Control 18) Serial Monitor 19) GRex Control ซึ่งในเมนูทั้งหมด 19 ส่วนนั้นสำมำรถน ำไปใช้ปรับค่ำต่ำง ๆ ของเครื่องเพ่ือให้เครื่องสำมำรถสร้ำงชิ้นงำนได้อย่ำงแม่นย ำและถูกต้องที่สุด ดังนั้นกำรปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ล้วนแต่มีผลกับกำรท ำงำนของระบบอย่ำงยิ่ง

ภาพที่ 3.22 ส่วนเมนู Config ค่ำต่ำง ๆ ของตัวสเต็ปปิ้งมอเตอร์

กำรที่จะท ำให้มอเตอร์นั้นสำมำรถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ดีนั้นจ ำเป็นที่จะต้องมีกำรปรับตั้งค่ำให้เกิดควำมเหมำะสม เนื่องจำกมอเตอร์ที่น ำมำใช้งำนแต่ละรุ่นนั้นมีค่ำกำรตอบสนองกำรท ำงำนที่ไม่เหมือนกัน ดังนั้นจึงจ ำเป็นต้องมีกำรปรับตั้งค่ำเพ่ือให้อุปกรณ์ต่ำง ๆนั้นสำมำรถตอบสนองกำรท ำงำนได้อย่ำงสมบูรณ์ที่สุดส่วนของ Port Setup and Axis Selection นั้นเป็นกำรปรับตั้งค่ำเบื้องต้นของกำรสร้ำงสัญญำณซึ่งจะถูกส่งไปควบคุมไดร์ฟมอเตอร์เพ่ือให้มอเตอร์เกิดกำรท ำงำน หำกไม่มีกำรปรับตั้งค่ำในส่วนดังกล่ำวอำจจะส่งผลในด้ำนประสิทธิ์ภำพกำรท ำงำนทั้งมอเตอร์และไดร์ฟมอเตอร์ ซึ่งควำมถี่ที่ใช้นั้นอำจจะส่งผลให้กำรเริ่มต้นกำรท ำงำนกับกำรหยุดกำรท ำงำนอำจจะเกิดกำร Oscillater ที่ตัวของมอเตอร์ได้เช่นกัน

40

ภาพที่ 3.23 หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Port Setup and Axis Selection ส่วนกำรปรับตั้งในส่วนต่อมำคือ Motor Outputs เป็นกำรสั่งให้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ในกำรควบคุมนั้นเปิดกำรท ำงำน เพ่ือให้สัญญำณส่งออกทำงพอร์ตขนำนของคอมพิวเตอร์ หำกไม่ก ำหนดส่วนดังกล่ำวสัญญำณควบคุมจะไม่ถูกส่งออกไป

ภาพที่ 3.24 หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Motor Outputs

ส่วนของหน้ำต่ำง MDI Alt2 นั้นเป็นส่วนของกำรควบคุมแบบกำรพิมพ์ค่ำเข้ำไปในรูปแบบของ G - Code, M - Code, N - Code ซึ่งสำมำรถป้อนค่ำเข้ำไปที่ละบรรทัดหรืออำจจะโหลดโค๊ดจำกโปรแกรมแล้วจะแทรกค ำสั่งเข้ำไปภำยหลังได้เช่นกัน

41

ภาพที่ 3.25 สั่งเปิดกำรท ำงำนของแกน X, Y, Z

ภาพที่ 3.26 ก ำหนดอินพุตอินพุต จำกกำรที่ท ำกำรก ำหนดกำรเชื่อมต่อที่ตัวโปรแกรมเป็นที่เรียบร้อยแล้วสิ่งที่ต้องท ำกำรปรับตั้งอีกส่วนหนึ่งคือค่ำของพำรำมิเตอร์มอเตอร์ซึ่งส่วนดังกล่ำวจะเป็นส่วนที่สั่งให้มอเตอร์เคลื่อนที่ได้ระยะและมีก ำลัง ซึ่งหำกก ำหนดไม่เหมำะสมอำจจะท ำให้มอเตอร์หมุนได้ไม่ถูกระยะหรืออำจจะไม่มีก ำลังในกำรหมุนเช่นกัน โดยกำรหำค่ำ Step/Pulse นั้นได้มำจำกกำรค ำนวณซึ่งกำรเลือกหน่วยกำรท ำงำนมีให้เลือกทั้ง mm และ inch หำกเลือกระยะเป็น mm ให้ท ำกำรวัดระยะที่ Ball Screw ในระยะทำง 1 cm แล้วท ำกำรนับจ ำนวนเกลียว แล้วน ำมำเข้ำสมกำรดังนี้

42

ค่ำต่อสเต็ปกำรหมุน x 360°

จ ำนวนเกลียว

หำกวัดระยะในหน่วยเป็น inch ก็คล้ำย ๆ กันแต่ระยะทำงที่วัดเป็น 1 inch แทน จำกนั้นน ำค่ำที่ค ำนวณได้ไปแทนในส่วนของ Motor Tuning

ภาพที่ 3.27 สั่งเอำต์พุตที่จะเปิด-ปิด สปินเดิ้ล

ภาพที่ 3.28 ตั้งค่ำกำรท ำงำนสปินเดิ้ล

43

3.4 ด าเนินการทดลองและแก้ไข หลังจำกท่ีท ำกำรสร้ำงจนเป็นที่สมบูรณ์เรียบร้อยแล้ว กำรที่จะเริ่มใช้งำนโดยไม่มีสภำพปัญหำติดขัดคงไม่สำมำรถเป็นไปได้ ดังนั้นกำรที่จะเริ่มเดินระบบก็ต้องมีกำรตรวจสอบกำรท ำงำนในจุดต่ำง ๆ โดยในส่วนเริ่มของกำรทดลองควรเริ่มจำกระบบไฟฟ้ำที่ส่วนของชุดควบคุมซึ่งถือว่ำเป็นหัวใจหลักของกำรควบคุมระบบ โดยสิ่งที่ต้องเริ่มเช็คคือระบบกำรเดินสวิตช์ในส่วนของไฟ 220 V โดยส่วนดังกล่ำวจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ำยไฟ หม้อแปลง 9 V และสวิตช์แบบเลือก ซึ่งใช้ท ำหน้ำที่เปิด – ปิดไฟในระบบทั้งหมดสำมำรถแบ่งเป็นกำรทดสอบได้ ดังนี้

1) ท ำกำรตรวจวัดไฟ 220 V ที่เข้ำมำทำง Outlet Plug ว่ำมีไฟหรือไม่ 2) จำกนั้นท ำกำรตรวจสอบสวิตช์ที่ท ำหน้ำที่ตัดต่อไฟว่ำพร้อมท ำงำนหรือไม่ 3) จำกนั้นท ำกำรเปิดสวิตช์เพ่ือให้ไฟเข้ำระบบแล้วท ำกำรตรวจสอบที่เข้ำไปที่แหล่งจ่ำยไฟ

กับหม้อแปลงไฟ 9 V ว่ำมีแรงดันไฟออกมำหรือไม่ 4) เมื่อระบบสวิตช์หลักท ำงำนก็ต้องมีกำรตรวจสอบสวิตช์ฉุกเฉิน ว่ำเมื่อกดแล้วระบบตัดไฟ

ท ำงำน

ภาพที่ 3.29 ตั้งค่ำกำรท ำงำน Estop

โดยกำรปรับค่ำพำรำมิเตอร์ของมอเตอร์ทั้ง 3 ตัวนั้นจะมีค่ำกำรตอบสนองกำรท ำงำนที่ไม่เท่ำกันดังนั้นพำรำมิเตอร์ต่ำง ๆ จึงเปลี่ยนไปตำมคุณสมบัติของมอเตอร์ตัวนั้น ๆ เพ่ือให้ได้แรงบิดและได้ควำมเเม่นย ำที่สุดโดยกำรปรับค่ำต่ำง ๆ

44

ภาพที่ 3.30 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน X

ภาพที่ 3.31 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Y

45

ภาพที่ 3.32 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Z

โดยค่ำพำรำมิเตอร์ของทั้ง 3 แกนมีดังนี้ ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน X ก ำหนดให้ Steps per = 400 Velocity = 800 Accelaration = 100 Step Pulse = 0 Dir Pulse = 0 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Y ก ำหนดให้ Steps per = 400 Velocity = 800 Accelaration = 100 Step Pulse = 0 Dir Pulse = 0

ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Z ก ำหนดให้ Steps per = 400 Velocity = 800 Accelaration = 100 Step Pulse = 0 Dir Pulse = 0

46

เมื่อกระบวนกำรสร้ำงตัวเครื่องเจำะมินิซีเอ็นซีเสร็จสิ้น ก่อนเริ่มต้นกำรใช้งำนนั้นเพ่ือควำมถูกต้องในกำรท ำงำนจึงควรมีกำรปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ตำมที่กล่ำวไว้ในข้ำงต้นเพ่ือให้กำรเคลื่อนที่ของสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในแกนต่ำง ๆ ท ำงำนไปได้อย่ำงสัมพันธ์กัน เพ่ือเวลำรับค่ำค ำสั่งจำกโปรแกรมที่ออกแบบนี้ จะท ำงำนที่ถูกต้อง โดยในบทต่อไปจะเป็นกำรกล่ำวถึงกำรทดสอบกำรเคลื่อนที่ในแกน X, Y, Z ว่ำมีค่ำควำมผิดพลำดมำกน้อยเพียงใดและเป็นกำรเตรียมควำมพร้อมของเครื่องอีกด้วย

บทที่ 4

ผลการด าเนินงาน

4.1 บทน า

การหาประสิทธิภาพของเครื่องเจาะนี้ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 หลังจากท าการสร้างเป็นที่สมบูรณ์แล้ว ก่อนที่จะน าไปใช้งานจริงต้องมีกระบวนการหาประสิทธิภาพโดยใช้การปรับค่าเทียบกับค่าโปรแกรมซึ่งต้องท าการปรับส่วนต่าง ๆ ให้ได้ค่าท่ีเหาะสมและแม่นย าที่สุด แล้วเก็บข้อมูลหลังจากนั้นท าการปรับปรุงตามข้อแนะน าของผู้เชี่ยวชาญ และท าการปรับปรุงแก้ไขและทดสอบจนได้ประสิทธิภาพที่สูงที่สุด ดังนั้นจึงได้ท าแบบผลการทดลองการเคลื่อนที่ของแกน X,Y,Z ตามการเคลื่อนที่ที่ก าหนดและกระบวนการเจาะและกันชิ้นงานในรูปแบบต่าง ๆ

4.2 ผลกระบวนการเคลื่อนที่ในแนวแกน X, แกน Y, แกน Z ผลกระบวนการเคลื่อนที่ในแนวแกน X, แกนY, แกนZ หลังจากที่ก าหนดค่าของพารามิเตอร์

ของมอเตอร์แนว แกน X แกน Y และแกน Z เป็นที่เรียบร้อยได้ท าการทดสอบการเคลื่อนที่ โดยการ ทดสอบสามารถท าได้ 3 รูปแบบ คือ

4.2.1 การใช้คีย์บอร์ดในการสั่งงาน (Manual Control) เรียกว่าการ Jog โดยลูกศรซ้ายกับขวาท าการก าหนดแกน X ให้เลื่อนไปด้านซ้ายหรือ ด้านขวา ส่วนลูกศรขึ้นลงเป็นการควบคุมแกน Y ให้เดินหน้าหรือถอยหลัง ส่วนแกน Z จะสั่งให้ให้ เลื่อนขึ้นหรือลงนั้น จะสั่งงานโดยปุ่ม Page Up และ Page Down

4.2.2 การสั่งแบบป้อนค าสั่ง (Code Control)

การสั่งนั้นต้องใช้แถบเมนูในหน้า MDI Alt2 โดยป้อนค าสั่งที่เป็นโค้ดในช่อง Input ค าสั่งนี้จะประกอบด้วยสามส่วนคือ แนวแกน ระยะทาง แรงในการเคลื่อนที่ เช่น Y8F20 คือสั่งให้เคลื่อนที่เดินหน้าในแนวแกนY เป็นระยะทาง 8 mm. มีแรงในการเคลื่อนที่เท่ากับ 20 หรือ Z-3.3F50 เป็นการสั่งให้แกน Z เคลื่อนที่ในทิศทางลงถ้าเป็น + จะเป็นการเคลื่อนที่ในทิศทางข้ึนแต่โดยทั่วไปมักไม่นิยมใส่เครื่องหมาย +

48

เพราะโปรแกรมจะท าการแปลความหมายเองแต่หากเป็น – ต้องก าหนดลงไปด้วย โดยการเคลื่อนที่ครั้งนี ้แกน Z เคลื่อนที่ลงไป 3.3 mm. แรงในการเคลื่อนที ่50

4.2.3 การโหลดค าสั่ง G - Code (Load Control) ส่วนดังกล่าวนั้นจะต้องเป็นการน าโค๊ดจากภายนอกมาโหลดเข้าที่โปรแกรมจากนั้นท าการสั่งงาน เมื่อโปรแกรมท าการอ่านค าสั่งแล้วมอเตอร์จะท าการหมุนไปเรื่อย ๆ ตามค าสั่งของแกนต่าง ๆ ที่โหลดเข้ามา

จากการท าการทดสอบการเคลื่อนที่ทั้ง 3 แกนของมอเตอร์ แกน X สามารถเคลื่อนที่ได้จากด้านซ้ายสุดไปขวาสุดได้และแกน Y สามารถเคลื่อนที่จากเดินหน้าสุดไปหลังสุดได้ ส่วนแกน Z ก็สามารถเคลื่อนที่ขึ้นสุดและลงสุดได้ โดยการทดสอบดังกล่าวยังไม่ได้มีการก าหนดเรื่องของระยะในการเคลื่อนที่เข้ามาเก่ียวข้อง โดยเป็นการสังเกตอาการของการเคลื่อนที่แบบเริ่มต้นเท่านั้น

4.3 ผลกระบวนการเคลื่อนที่ตามระยะที่ก าหนด การวัดประเมินผลการเคลื่อนที่ตามระยะนั้นเป็นการตรวจสอบความถูกต้องก่อนที่จะท าการน าไปสั่งใช้งานกับชิ้นงานจริงเพ่ือให้ได้ระยะที่ถูกต้องและแม่นย าที่สุด กระบวนการทดสอบนั้นท าได้ไม่ยาก สามารถท าได้โดยการใช้ค าสั่งในส่วนของการพิมพ์ค่าในช่อง Input ของแถบหน้าต่าง MDI Alt2 ด้วยการป้อนค าสั่งให้มอเตอร์ท างานที่ละแกน เพ่ือวัดระยะทางเทียบกับค าสั่งที่ป้อนดังตารางที่ 4.1 ถึง 4.3 โดยท าการพิมพ์ค าสั่งตามท่ีตารางที่ก าหนด ดังนี้

ตารางท่ี 4.1 ผลการทดสอบระยะของแกน X

ค าสั่งที่ก าหนดการเคลื่อนที่

ระยะทางที่ก าหนด (mm)

ระยะทางที่วัดได้ (mm) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 เฉลี่ย

X10 10 10.02 10.14 10.07 10.07667 X20 20 20.10 20.01 20.12 20.07667 X30 30 30.06 30.09 30.00 30.05 X40 40 40.05 40.09 40.04 40.06 X50 50 50.09 50.05 50.07 50.07 x-10 10 10.06 10.18 10.00 10.08 x-20 20 20.17 20.31 20.10 20.19333 x-30 30 30.04 30.09 30.20 30.11 x-40 40 40.25 40.19 40.24 40.22667 X-50 50 50.03 50.02 50.08 50.04333

จากการทดสอบระยะการเคลื่อนที่ของแกน X มีความผิดพลาดของการเคลื่อนที่ในระยะ 10 mm. มีค่าผิดพลาดมากที่สุด คือ 0.07667mm.

49

ตารางท่ี 4.2 ผลการทดสอบระยะของแกน Y




Y10 10 9.78 10.10 10.34 9.781010103 Y20 20 20.18 19.91 20.02 20.03 Y30 30 30.16 30.86 30.09 30.37 Y40 40 40.00 40.01 40.07 40.02667 Y50 50 50.21 50.15 50.12 50.16 Y-10 10 10.46 10.78 10.80 10.68 Y-20 20 20.47 20.34 20.15 20.32 Y-30 30 30.90 30.79 30.90 30.86333 Y-40 40 40.55 40.49 40.54 40.52667 Y-50 50 50.13 50.12 50.18 50.14333

จากการทดสอบระยะการเคลื่อนที่ของแกน Y มีความผิดพลาดของการเคลื่อนที่ในระยะ 20 mm. มีค่าผิดพลาดมากที่สุดคือ 0.03 mm.

ตารางท่ี 4.3 ผลการทดสอบระยะของแกน Z




Z10 10 10.03 10.18 10.00 10.07 Z20 20 20.56 20.38 20.27 20.40333 Z30 30 30.57 30.23 30.43 30.41 Z40 40 40.56 40.25 40.75 40.52 Z50 50 50.03 50.02 50.00 50.01667 Z-10 10 10.34 10.63 10.76 10.57667 Z-20 20 20.27 20.48 20.86 20.53667 Z-30 30 30.34 30.13 30.22 30.23 Z-40 40 40.15 40.29 40.25 40.23 Z-50 50 50.76 50.56 50.05 50.45667

จากการทดสอบระยะการเคลื่อนที่ของแกน Z มีความผิดพลาดของการเคลื่อนที่ในระยะ 30 mm. มีค่าผิดพลาดมากที่สุดคือ 0.41 mm.

50

4.4 ผลกระบวนการกัดชิ้นงานในรูปแบบต่าง ๆ

จากการวัดประเมินผลการเคลื่อนที่ตามระยะเมื่อได้ระยะและความแม่นย าตามค าสั่งแล้ว จึงท าการทดสอบการกัดชิ้นงานจริงในรูปแบบต่างๆได้แก่ รูปตัวอักษรขนาด 170*60.5mm และการสร้างชิ้นงานและการเจาะรูจากการรับค่าข้อมูลที่ป้อน ได้ผลการทดสอบดังนี้

ภาพที่ 4.1 การกัดตัวอักษร

ภาพที่ 4.2 การกัดลายวงจรและเจาะรูใส่ขาอุปกรณ์

บทที่ 5

สรุปผลของโครงงานและข้อเสนอ 5.1 บทน า โครงการนี้ได้ด าเนินการบรรลุผลตามวัตถุประสงค์ที่ก าหนดไว้ คือ สร้างเครื่องเครื่องเจาะและสามมารถกัดแผ่นPCBควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ซึ่งผลการด าเนินงานสามารถใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ ในบทนี้จึงขอสรุปผลการด าเนินงานที่ได้ด าเนินการเกี่ยวกับโครงการทั้งหมด รวมทั้ง ข้อเสนอแนะและปัญหาอุปสรรคต่างๆที่พบในการจัดท าโครงการทั้งหมดซึ่งการด าเนินโครงการ แม้กระบวนการท างานอาจจะมีสภาพปัญหาเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ ซึ่งก็สามารถแก้ไขอุปสรรคต่างได้ โดยได้รับการแนะน าจากอาจารย์ที่ปรึกษา และผู้มีประสบการณ์ซึ่งได้ให้ข้อมูล ข้อเสนอแนะต่าง ๆ ไว้ 5.2 สรุปผลโครงการ ผลการด าเนินโครงการนี้มีวัตถุประสงค์คือเพ่ือสร้างเครื่องมินิซีเอ็นซีควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ซึ่งได้บรรลุตามวัตถุประสงค์ที่ก าหนดไว้ โดยเครื่องเจาะและกัดแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ที่สร้างขึ้นได้จัดท าตามขอบเขตของโครงการทุกประการโดยสามารถสรุปผลโครงการได ้ดังนี้ 5.2.1 การออกแบบและสร้างเครื่องกัดและเจาะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ผู้จัดท าได้สร้างเครื่องเจาะและกัดแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ตามขอบเขตของโครงการ โดย สามารถสร้างลายวงจรขนาดสูงสุด 29.16 cm ซึ่งสามารถเจาะรูขาอุปกรณ์ได้ โดยใส่ดอกกัดได้ตั้งแต่ขนาด 0.55 ถึง 2.5 mm เครื่องมินิซีเอ็นซีควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 สามารถใช้งานเชื่อมโยงได้กับคอมพิวเตอร์ที่มีพอร์ตขนาน ใช้โปรแกรม Coppercam ในการแปลงรูปภาพลายวงจรเป็น G-Code หากไม่ต้องการใช้งานกับโปรแกรมดังกล่าวก็สามารถน าไปใช้งานกับโปรแกรมอ่ืนได้เช่นกัน หากต้องการที่จะหยุดการท างานก็สามารถหยุดท างานแล้วให้ท างานต่อได้ และหยุดท างานเพ่ือเริ่มต้นท างานใหม่ได้ หากระบบเกิดความผิดพลาดได้ โดยสามารถหยุดการท างานจากปุ่มฉุกเฉิน นอกเหนือจากการสร้างเครื่องเครื่องเจาะและกัดแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 แล้วยังต้องท าการสร้างชุดควบคุมอีกเช่นกันโดยภายในมีทั้งส่วนของวงจร I/O Board และยังต้องมี Drive Motor อีก 3 ตัวเพ่ือน าไปใช้ควบคุมมอเตอร์ทั้ง 3 แกนและยังต้องมีระบบจ่ายไฟในการสร้างแรงดันไฟเพ่ือจ่ายให้กับวงจรต่าง ๆ

52

โดยเมื่อท ำกำรสร้ำงเสร็จทั้งหมดจะประกอบด้วยกันอยู่ 2 ส่วนคือ เครื่องเครื่องเจำะและกัดแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 จ ำนวน 1 เครื่อง และมีชุดควบคุมเครื่องเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 อีก 1 เครื่อง และนอกจำกตัวเครื่องแล้วยังจ ำเป็นต้องมีสำยเชื่อมต่อให้ไปใช้ในกำรเชื่อมต่อระหว่ำงชุดควบคุมกับเครื่องเครื่องตัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 โดยสำยจะมีกำรเชื่อมต่อเพ่ือให้ใช้งำนกับเฉพำะเครื่องเครื่องตัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 โดยรวมแล้วทั้งกระบวนกำรสร้ำงและกระบวนกำรท ำงำนนั้นถือว่ำอยู่ในระดับปำนกลำงเนื่องจำกกำรจ ำกัดเรื่องของวัสดุและโครงสร้ำงอีกท้ังชุดควบคุมต่ำง ๆ นั้นเป็นกระบวนกำรสร้ำงที่โดนจ ำกัดในเรื่องของวัสดุและเครื่องมือในกำรสร้ำงจึงท ำให้เมื่อน ำมำท ำกำรใช้งำนจริงนั้นอำจจะเกิดควำมคลำดเคลื่อนแต่ก็อยู่ในช่วงที่ถือว่ำรับได้ดังนั้นโดยรวมถือว่ำอยู่ในระดับปำนกลำง 5.2.2 กำรหำประสิทธิภำพของเครื่องเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 1) กำรหำประสิทธิภำพเครื่องเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ได้ ท ำกำรทดสอบกับกลุ่มชุดค ำสั่ งต่ำง ๆ โดยมีระดับควำมผิดพลำดเฉลี่ยอยู่ที่ 1.3% กำรหำ ประสิทธิภำพท ำโดยกำรเก็บข้อมูล และวิเครำะห์ข้อมูลโดยเดินเครื่องและวัดระยะจำกค ำสั่งเทียบกับ เครื่องมือวัดระยะจริง โดยเครื่องมือนั้นคือ เวอร์เนียคำลิเปอร์ ซึ่งท ำกำรเทียบระยะกับโปรแกรมแล้วน ำมำท ำกำรค ำนวณหำเปอร์เซ็นต์ผิดพลำดเพื่อจะได้น ำไปปรับแก้กับสเกลจริงในกำรสร้ำงชิ้นงำน ดังนั้นกำรจัดสร้ำงเครื่องเครื่องตัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ขึ้นมีประสิทธิภำพเพียงพอและสำมำรถน ำไปใช้งำนได้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งหำกมีผู้สนใจสำมำรถเพ่ิมประสิทธิภำพหรืออำจสนใจและน ำไปใช้ศึกษำได้ด้วยตนเอง 2) ด้ำนโปรแกรม อยู่ในระดับดีโดยมีลักษณะที่สำมำรถตอบสนองกำรควบคุมทิศทำง ควำมช้ำ-เร็วในกำรเคลื่อนที่ และเปิดปิดชุดค ำสั่งได้อย่ำงกะทันหันโดยผ่ำนทำงปุ่ม Emergency Switch และนอกจำกนั้นหำกเครื่องเกิดกำรเคลื่อนที่เกินระยะท ำกำรยังมีระบบ Limit Switch ในกำรตรวจสอบควำมผิดพลำดซึ่งถ้ำผิดพลำดเครื่องจะหยุดกำรท ำงำนและโปรแกรมจะหยุดสั่งกำรเช่นกัน เมื่อน ำควำมคิดเห็นในแต่ละด้ำนที่เกี่ยวข้องกับกำรจัดสร้ำงเครื่อง เครื่องตัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 มำท ำกำรเปรียบเทียบกับผลที่ได้ จำกกำรหำประสิทธิ์ภำพจำกกำรท ำงำนจริงของเครื่อง ซึ่งผลที่ได้โดยรวมของกำรจัดสร้ำงทั้งหมดจัดว่ำอยู่ในเกณฑ์ที่สำมำรถรับได้และใช้งำนได้จริง 5.3 ข้อเสนอแนะโครงการ 1) กระบวนกำรสร้ำงควรเลือกใช้ชุดขับเคลื่อนกำรเคลื่อนที่ของเครื่องจักรเป็นแบบ Ball screw ในส่วนที่ต้องท ำกำรเคลื่อนที่ นั้นไม่ควรมีระยะคลอนเพรำะจะท ำให้เกิดควำมผิดพลำดในกำรสร้ำงงำนได ้และตรงชุดสปินเดิ้ลควรมีฐำนรองเพ่ือป้องกันกำรสั่นจำกกำรขับมอเตอร์ ซึ่งจะท ำให้ลำยวงจรมีควำมละเอียดมำกขึ้น

53

2) กำรเลือกใช้งำนระหว่ำงวงจรขับกับมอเตอร์ นั้นควรเลือกให้มีควำมเหมำะสมกันโดยสิ่งที่ต้องสังเกต คือชนิดของมอเตอร์ ว่ำเป็นชนิดใดและต้องกำรระดับแรงดันกับกระแสเท่ำใด และสิ่งที่ส ำคัญมำกเช่นกันคือกำรตอบสนองควำมถี่ซึ่งจะส่งผลต่อกำรเกิดควำมแม่นย ำในกำรท ำงำนอีกเช่นกัน 3) ควรเก็บหรือยึดสำยไฟที่เชื่อมตัวกับมอเตอร์ของแต่ล่ะแกนให้ดี เพรำะอำจจะท ำให้กำรท ำงำนของเครื่องมีปัญหำเพรำะสำยไฟไปเกี่ยวกับจุดต่ำงของตัวเครื่อง 5.4 อุปสรรคการท างาน ในกำรด ำเนินโครงกำรจะอำจพบปัญหำและอุปสรรค์ในขณะด ำเนินกำรบ้ำงซึ่ง หำกท ำกำรแบ่งแยกปัญหำทั้งหมดออกเป็นข้อ ๆ ได้ดังนี ้

1) เนื่องจำกโปรแกรม โดยในส่วนของโปรแกรมนั้นมีข้อจ ำกัดอยู่ที่รูปแบบของพอร์ตที่ใช้ในกำรเชื่อมต่อ ซึ่งพอร์ตที่สำมำรถน ำมำใช้งำนได้นั้นคือพอร์ตขนำน ซึ่งปัจจุบันนั้นพอร์ตดังกล่ำวไม่เป็นที่นิยมในกำรใช้งำนจึงท ำให้ไม่ตอบสนองกับคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ แต่ในส่วนของข้อดีของโปรแกรมคือกำรปรับค่ำต่ำง ๆ นั้นสำมำรถปรับได้จนเกิดควำมเหมำะสมกับกำรใช้งำน

2) เนื่องจำกแผ่น PCB บำงแผ่นมีลักษณะโก่ง ระนำบไม่แนบไปกับฐำนของเครื่องจึงท ำให้ลำยวงจรเกิด ควำมผิดพลำดได้

3) เนื่องจำกผู้ปฏิบัติงำนควรต้องมีควำมรู้พ้ืนฐำนในกำรใช้โปรแกรมเพรำะอำจะท ำให้เกิดปัญหำเล็กน้อยและอำจจะท ำให้เสียเวลำในกำรปฏิบัติงำนในขั้นตอนต่อไป

54

เอกสารอ้างอิง

“คู่มือการใช้โปรแกรม Art cam เบื้องต้น” [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : www.panmaneecnc.com. 22 ธันวาคม 2557.

เซอร์โว วิชชั่น. 2557. “เครื่อง Mini CNC 3 แกน”. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://www.servovision.com. 15 มกราคม 2557.

บัณฑิต จามรภูติ. คู่มือการใช้งาน Protel 99.กรุงเทพมหานคร : บัณฑิต, 2544.

มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี “เครื่อง CNC”. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา :

http://app.eng.ubu.ac.th/~e-thesis/upload/c1/972ch1.pdf. 15 มกราคม 2557.

มหิทธานุภาพ โตแก้ว.“ความหมายของ CAD/CAM”. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา http://machiney.igetweb.com/index.php?mo=3&art=148130. 10 มกราคม 2557.

ศูนย์กลางความรู้แห่งชาติ. “CNC คืออะไร”. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://www.tkc.go.th/wiki/show/CNC. 25 พฤศจิกายน 2556.

“สเต็ปปิ้งมอเตอร์” [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : www.inventor.in.th. 29 มกราคม 2558.

เอกสารประกอบการนําเสนอผลงานทางวิชาการ. ภาควิชาวิศวกรรมระบบวัดคุม และ เมคคาทรอนิกส์มหาวิทยาลัยมหานคร

เอกสารประกอบการสอนวิชาไมโครคอนโทรลเลอร์. สาขาวิชาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์

มหาวิทยาลัยราชภฏัจันทรเกษม

http://www.panmaneecnc.com/

http://machiney.igetweb.com/index.php?mo=3&art=148130

http://www.tkc.go.th/wiki/show/CNC

ภาคผนวก

56

คู่มือการใช้งาน

เครื่องเจาะมินิซีเอ็นซี ควบคุมโดยโปรแกรม MACH3

57

สารบัญ


ค ำแนะน ำ 58

ส่วนประกอบ 59

กำรเชื่อมต่อต่ำง ๆ 61

ขั้นตอนกำรปรับตั้งค่ำของตัวเครื่อง 62

กำรเตรียมพร้อมใช้งำน 67

กำรใช้งำนโปรแกรม 68

58

ค าแนะน า

- ก่อนใช้งำนควรตรวจสอบกำรเชื่อมต่อ ว่ำเชื่อมต่อถูกต้องหรือไม่ - ก่อนเริ่มกำรสั่งงำนควรตรวจสอบมอเตอร์ทั้ง 3 แกนมีกำรล็อคหรือไม่ ถ้ำมีกำรล็อคแสดงว่ำ

พร้อมใช้งำน - ขณะที่เครื่องท ำงำนไม่ควรน ำวัตถุใดเข้ำไปใกล้เครื่องขณะท ำงำน อำจท ำให้ช ำรุดหรืออำจ

เป็นอันตรำยได้ - หำกตัวเครื่องท ำงำนผิดพลำดควรกดปุ่ม ESTOP เพ่ือป้องกันควำมเสียหำย - หลีกเลี่ยงกำรวำงเครื่องที่มีควำมชื้น - อย่ำสัมผัสกับเครื่องในขณะที่ท ำงำนอยู่ - หำกไม่มีกำรใช้งำนควนถอดปลั๊กเพ่ือป้องกันไฟฟ้ำรั่วไปยังอุปกรณ์

59

ส่วนประกอบ

ภาพที่ ผ1 เครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3

เครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ควบคุมโดยโปรแกรม MACH 3 ประกอบด้วยอุปกรณ์ท่ีใช้งำนร่วมกันอยู่ทั้งหมด 4 ส่วนดังนี้ 1.เครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB

ภาพที่ ผ2 เครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB

60

2. ชุดควบคุมกำรขับเคลื่อน drive unit เครื่องกัดและเจำะ

ภาพที่ ผ3 ชุดควบคุมกำรขับเคลื่อน

3. สำยเชื่อมต่อระหว่ำงชุดควบคุมไปยังคอมพิวเตอร์

ภาพที่ ผ4 สำย parallel

4. คอมพิวเตอร์ที่มีพอร์ตขนำน

ภาพที่ ผ5 คอมพิวเตอร์

61

การเชื่อมตอ่ส่วนต่าง ๆ กำรใช้งำนเครื่องนั้นต้องท ำกำรเชื่อมต่อส่วนต่ำงๆ เข้ำหำกัน โดยตัวเครื่องนั้นไม่อำจสำมำรถที่จะท ำงำนได้หำกไม่มีชุดควบคุม ดังนั้นกำรเชื่อมต่อจ ำเป็นต้องต่อให้ถูกต้องโดยหำกต่อไม่ถูกต้องอำจท ำให้ไม่สำมำรถท ำงำนได้ โดยกำรเชื่อมต่อนั้นมีล ำดับขั้นกำรต่อดังภำพด้ำนล่ำงโดยกำรเชื่อมต่อเริ่มต้นจำกคอมพิวเตอร์ไปยังชุดควบคุมและจำกชุดควบคุมไปยังเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB เป็นล ำดับขั้นสุดท้ำย

ภาพที่ ผ6 กำรเชื่อมต่อส่วนต่ำงๆ เข้ำด้วยกัน

ขั้นตอนการเชื่อมต่อ 1. น ำสำยสัญญำณท่ีใช้ในกำรเชื่อมต่อระหว่ำงคอมพิวเตอร์กับชุดควบคุมมำท ำกำรต่อเข้ำด้วยกันโดย พอร์ตด้ำนหนึ่งของสำยจะน ำไปต่อกับพอร์ตขนำนของคอมพิวเตอร์ส่วนพอร์ตอีกด้ำนหนึ่งของสำยน ำมำต่อกับชุดควบคุมในส่วนของช่องต่อพอร์ตขนำนที่อยู่ และต่อสำย USB จำกคอมพิวเตอร์มำยังชุดควบคุมด้วยเพื่อเป็นไฟเลี่ยงวงจร ดังรูป

ภาพที่ ผ7 กำรเชื่อมต่อจำกคอมพิวเตอร์ไปยังชุดควบคุม

62

2. ท ำกำรเชื่อมต่อสำยระหว่ำงชุดควบคุมไปยังเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB ของแต่ล่ะแกน

ภาพที่ ผ8 กำรเชื่อมต่อจำกชุดควบคุมไปยังเครื่องกัดและเจำะแผ่น PCB

3. ในส่วนสุดท้ำยเมื่อท ำกำรเชื่อมต่อสำยสัญญำณต่ำงๆ เสร็จสิ้นแล้วจะมีช่องต่อสุดท้ำยเหลืออยู่คือช่องต่อสำยไฟเลี้ยงระบบหรือช่องต่อปลั๊ก AC เมื่อท ำกำรต่อสำยเส้นสุดท้ำยแล้วจึงลองท ำกำรเปิดเครื่องเพ่ือเป็นกำรทดสอบ โดยท ำกำรใช้มือขยับโครงสร้ำงในแนวแกนต่ำงๆ หำกขยับไม่ได้แสดงว่ำมีกำรล๊อค เครื่องปกติพร้อมท ำงำน

ขั้นตอนการปรับตั้งค่าต่าง ๆ ของตัวเครื่อง โปรแกรมท่ีน ำมำใช้ส ำหรับควบคุมตัวเครื่องนั้นได้ใช้โปรแกรม Mach3 ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ถูกพัฒนำโดยบริษัท Artsoft โดยโปรแกรมดังกล่ำวมีคุณสมบัติส ำหรับใช้งำนเพ่ือควบคุมสเต็ปปิ้งมอเตอร์ เพ่ือใช้ในกำรสั่งให้มอเตอร์ในแกนต่ำง ๆ หมุนเพื่อควบคุมให้แกนต่ำง ๆ เคลื่อนที่ในทิศทำงต่ำง ๆได้ ซึ่งข้อดีของโปรแกรมคือควำมละเอียดในกำรปรับตั้งค่ำต่ำง ๆ ของมอเตอร์และอุปกรณ์ต่ำง ๆ ได้อย่ำงหลำกหลำยเช่นกัน แต่ส่วนที่เป็นข้อจ ำกัดของโปรแกรมนั้นคือกำรเชื่อมต่อโดยผ่ำนทำงพอร์ตขนำน เนื่องจำกปัจจุบันควำมนิยมในกำรใช้พอร์ต ดังกล่ำวได้รับควำมนิยมน้อยลงจึงท ำให้เป็นข้อด้อยของโปรแกรม ส่วนของ Port Setup and Axis Selection นั้นเป็นกำรปรับตั้งค่ำเบื้องต้นของกำรสร้ำงสัญญำณซึ่งจะส่งไปควบคุมไดร์ฟมอเตอร์เพ่ือให้มอเตอร์เกิดกำรท ำงำน หำกไม่มีกำรปรับตั้งค่ำในส่วนดังกล่ำวอำจจะส่งผลในด้ำนประสิทธิ์ภำพกำรท ำงำนทั้งมอเตอร์และไดร์ฟมอเตอร์น้อยลง และยังไม่สำมำรถเคลื่อนที่ได้ตำมระยะที่สั่งงำนไป

63

1. ท ำกำรเลือกแถบเมนู Config > Port and Pin

ภาพที่ ผ8 ส่วนเมนู Config ค่ำต่ำง ๆ ของตัวสเต็ปปิ้งมอเตอร์

2. หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Motor Outputs ให้ก ำหนดเลือกค่ำต่ำงโดยให้ก ำหนดเลือกเปิดแกน X Y Z และ Spindle ดังภำพด้ำนล่ำง

ภาพที่ ผ9 สั่งเปิดกำรท ำงำนของแกน X, Y, Z

64

3. หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Input Signals ให้ก ำหนดเลือกค่ำต่ำงโดยให้ก ำหนดเลือก X++, X--, Y++, Y--, Z++, Z--, จำกนั้นให้ก ำหนด X Y Z ให้ Port = 1 และในส่วนของ Pin ก ำหนดให้ X=10, Y=11, Z=12 ดังภำพด้ำนล่ำง

ภาพที่ ผ10 ก ำหนดอินพุต

4. หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Output Signals ให้ก ำหนดเลือกค่ำต่ำงโดยให้ก ำหนดเลือก (Digt Trig = Port 1 Pin16)(Enable 1 = Port 1 Pin17) (Output#1 = Port 1 Pin14) ดังภำพด้ำนล่ำง

ภาพที่ ผ11 ก ำหนดเอำต์พุต

65

5. หน้ำต่ำงเมนู Port and Pin ส่วนของ Input Signals ให้ก ำหนดเลือกค่ำต่ำงโดยให้ก ำหนดเลือก Estpo จำกนั้นก ำหนด Port = 1และ Pin = 10 ดังภำพด้ำนล่ำง

ภาพที่ ผ12 ตั้งค่ำกำรท ำงำน Estop

6. ล ำดับต่อมำเป็นกำรก ำหนดค่ำของมอเตอร์แต่ละแกนโดยเลือกเมนู Config > Motor Tuning จำกนั้นก ำหนดในส่วนของมอเตอร์แกนทั้งสำมแกนทีละแกน โดยก ำหนดค่ำดังนี้ โดยค่ำพำรำมิเตอร์ของทั้ง 3 แกนมีดังนี้ ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน X ก ำหนดให้

ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Y ก ำหนดให้

Steps per = 400 Velocity = 800 Accelaration = 100 Step Pulse = 0 Dir Pulse = 0


66

ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Z ก ำหนดให้

ภาพที่ ผ13 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน X

ภาพที่ ผ14 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Y


67

ภาพที่ ผ15 ตั้งค่ำพำรำมิเตอร์แกน Z

การเตรียมพร้อมใช้งาน เมื่อเชื่อมต่อสำยสัญญำณพร้อมกับกำรตั้งค่ำทุกอย่ำงเป็นที่เรียบร้อยแล้ว จำกนั้นให้ยึดดอก

กับชุดสปิ้นเดิ้ลให้แน่น พร้อมกับยึดชิ้นงำนกับฐำนเครื่อง มำถึงขั้นตอนกำรทดสอบและเตรียมพร้อมที่จะใช้งำนโดยกำรทดสอบสำมำรถท ำได้อยู่ด้วยกันทั้งสิ้น 3 วิธีกำรดังนี้

1. กำรใช้คีย์บอร์ดในกำรสั่งงำน (Manual Control) โดย ปุ่มลูกศรบนล่ำงท ำกำรก ำหนดแกน X ให้เดินหน้ำหรือถอยหลัง ส่วนลูกศรซ้ำยกับขวำเป็นกำรควบคุมแกน Y ให้ไปด้ำนซ้ำยหรือขวำ ส่วนแกน Z นั้นท ำกำรสั่งงำนโดยปุ่ม Page Up และ Page Down โดยจะเป็นกำรก ำหนดให้หมดขึ้นหรือลง

2. กำรสั่งแบบใช้ค ำสั่ง (Code Control) โดยกำรสั่งนั้นต้องใช้หน้ำเมนู MDI Alt2 โดยป้อนโค๊ดเข้ำไปในแถบของ Input โดยกำรป้อนค ำสั่งนั้นจะก ำหนดอยู่สำมส่วนคือ แกน ระยะทำง แรงในกำรเคลื่อนที่ เช่น X10F50 จำกค ำสั่งดังกล่ำวสั่งให้เกิดกำรเคลื่อนที่ใน แกน X ไปด้ำนข้ำง 10mm โดยมีแรงเคลื่อนเท่ำกับ 50 หรือ Z-30F100 เป็นกำรสั่งให้ แกน Z เคลื่อนที่ในทิศทำงลงถ้ำเป็น + จะเป็นกำรเคลื่อนที่ในทิศทำงขึ้นโดยทั่วไปมักไม่นิยมใส่เครื่องหมำยบวกโปรแกรมจะท ำกำรแปลควำมเองแต่หำกเป็น – ต้องก ำหนดลงไปด้วย โดยกำรเคลื่อนที่ครั้งนี้ แกน Z เคลื่อนที่ลงไป 30mm แรงในกำรเคลื่อนที ่100

3. กำรโหลดค ำสั่ง G-code (Load Control) ส่วนดังกล่ำวนั้นจะต้องเป็นกำรน ำโค๊ดจำกภำยนอกมำโหลดเข้ำที่โปรแกรมจำกนั้นท ำกำรสั่งงำน โดยเมื่อโปรแกรมท ำกำรอ่ำนค ำสั่งแล้วมอเตอร์จะท ำกำรหมุนไปเรื่อย ๆ ตำมค ำสั่งของแกนต่ำง ๆ

68

การใช้งานโปรแกรม 1. เริ่มจำกเปิดไฟล์ Coppercam แล้วเข้ำไปยัง File > New Circuit เพ่ือเลือกแผ่น PCB ที่จะ

น ำมำท ำกำรกัดและเจำะดังรูป

ภาพที่ ผ16 กำรเปิดไฟล์รูปภำพ

2. เลือก Set contours เพ่ือปรับขนำดของชุดวงกลมให้มีขนำดเล็กหรือใหญ่ตำมท่ีต้องกำรแล้วกด OK

ภาพที่ ผ17 ก ำหนดขนำดของชุดวงจร

69

3. เลือก set hatches และท ำกำรกด OK ดังรูป

ภาพที่ ผ18 ก ำหนดขนำดของฟัก

4. เลือก Final output เพ่ือเลือกขนำดของหัวกัดชิ้นงำนและหัวเจำะชิ้นงำนแล้วกด OK

ภาพที่ ผ19 ก ำหนดขนำดของหัวกัดชิ้นงำน

70

5. หลังจำกท่ีกด OK แล้วจะได้ G-code เพ่ือน ำไปสั่งในโปรแกรม MACH 3

ภาพที่ ผ20 ภำพ code ส ำหรับที่จะน ำไปสั่งงำนใน MACH 3 เมื่อได้ไฟล์ G-Code ที่เป็นกำรกัดลำยและเจำะรูแล้ว ก็สำมำรถน ำไปป้อนให้ Mach3 ได้ ซึ่งจะท ำกัดหรือเจำะก่อนก็ได้ แต่ต้องท ำอันใดอันหนึ่งเสร็จก่อน โดยเมื่อเปิดโปรแกรม Mach3 ขึ้นมำ ก็Load - G-Code ได้เลย จำกนั้นก ำหนดควำมเร็วในกำรท ำงำนตรง Feed Late แล้วกด Cycle Start ท ำเสร็จ ให้ Close - G-Code ก่อน แล้วค่อยโหลด Load - G-Code อีกอันหนึ่ งมำ เพ่ือป้องกันควำมผิดพลำดของกำรสั่งงำน

71

ประวัติผู้เขียน

ชื่อ ชื่อสกุล นายรณชัย เหรัญญะ

วัน เดือน ปีเกิด 4 มีนาคม 2534

สถานที่เกิด โรงพยาบาลห้างเซี่ยม จังหวัดเชียงราย

สถานที่อยู่ปัจจุบัน 153/95 หมู่8 ต.หนองจ๊อม อ.สันทราย จ.เชียงใหม่ 50210

E-mail [email protected]

ประวัติการศึกษา

2553-2555 ช่างอุตสาหกรรม สาขาไฟฟ้าก าลัง

วิทยาลัยเทคโนโลยโีปลิเทคนิคลานนา

2555-2557 วิศวกรรมศาสตร์บัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า-ไฟฟ้าก าลัง


mailto:[email protected]

72


ชื่อ ชื่อสกุล นายภานุพงษ์ เสนจู

วัน เดือน ปีเกิด 25 ธันวาคม 2534

สถานที่เกิด จังหวัดแพร่

สถานที่อยู่ปัจจุบัน 130/3 ม.8 ต.ป่าสัก อ.วังชิ้น จ.แพร่ 54160




วิทยาลัยเทคโนโลยีล าปาง(แลมป์-เทค)




73


ชื่อ ชื่อสกุล นางสาวปูณยาพร ค าแสน

วัน เดือน ปีเกิด 1 ตุลาคม 2534

สถานที่เกิด โรงพยาบาลแมคคอมมิค จังหวัดเชียงใหม่

สถานที่อยู่ปัจจุบัน 64 ม.2 ต.เวียง อ.พร้าว จ.เชียงใหม ่52190




วิทยาลัยเทคโนโลยีโปลิเทคนิคลานนา




a project report submitted in partial … project report submitted in partial ... the milling and...

Documents