การทำงานของเครื่องกัด CNC (Computer Numerical Control Milling Machine) เป็นกระบวนการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุ (Subtractive Manufacturing) ที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตัดเพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนและมีความแม่นยำสูง โดยหลักการทำงานจะแตกต่างจากเครื่องกลึง CNC ตรงที่ เครื่องกัดจะหมุนเครื่องมือตัด (ดอกกัด) ในขณะที่ชิ้นงานส่วนใหญ่มักจะถูกยึดอยู่กับที่
กระบวนการทำงานของเครื่องกัด CNC มีขั้นตอนหลักดังนี้:
1. การเตรียมโปรแกรมและข้อมูล (Programming & Data Preparation):
ออกแบบชิ้นงาน (CAD Model): เริ่มต้นจากการสร้างแบบจำลองชิ้นงาน 2 มิติ หรือ 3 มิติ ด้วยซอฟต์แวร์ CAD (Computer-Aided Design)
สร้างเส้นทางการตัด (CAM/G-code): นำไฟล์ CAD ไปเข้าสู่ซอฟต์แวร์ CAM (Computer-Aided Manufacturing) เพื่อกำหนดเส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตัด (Toolpath) ความเร็วรอบ (Spindle Speed) และอัตราป้อน (Feed Rate) จากนั้นซอฟต์แวร์จะแปลงข้อมูลเหล่านี้เป็นชุดคำสั่งตัวเลขที่เรียกว่า G-code
ป้อนคำสั่ง: ป้อน G-code เข้าสู่ระบบควบคุม (Controller) ของเครื่องกัด CNC
2. การตั้งค่าเครื่องจักร (Machine Setup):
จับยึดชิ้นงาน: นำวัตถุดิบ (Workpiece) มาจับยึดอย่างมั่นคงบนโต๊ะจับชิ้นงาน (Worktable) โดยใช้อุปกรณ์จับยึด (Fixture หรือ Vice)
ติดตั้งเครื่องมือตัด: ติดตั้งดอกกัด (Milling Cutter) ที่เหมาะสมเข้ากับหัวจับเครื่องมือ (Tool Holder) และติดตั้งเข้ากับเพลาหลัก (Spindle)
กำหนดค่าศูนย์: ตั้งค่าอ้างอิงตำแหน่งศูนย์ (Work Offset และ Tool Offset) เพื่อให้เครื่องจักรทราบจุดเริ่มต้นที่แน่นอนของชิ้นงานและเครื่องมือตัด
3. การทำงานกัดเฉือน (Milling Operation):
ระบบควบคุม (CNC System): ทำหน้าที่ประมวลผล G-code และส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังมอเตอร์ขับเคลื่อนแกน (Servomotor)
การหมุนเครื่องมือตัด: เพลาหลัก (Spindle) จะหมุนดอกกัดด้วยความเร็วรอบสูง
การเคลื่อนที่ของแกน: เครื่องกัด CNC ทั่วไปจะมีแกนเคลื่อนที่หลัก 3 แกน (3-axis) คือ
แกน X: การเคลื่อนที่ในแนวนอน (ซ้าย-ขวา)
แกน Y: การเคลื่อนที่ในแนวลึก (หน้า-หลัง)
แกน Z: การเคลื่อนที่ในแนวตั้ง (ขึ้น-ลง)
สำหรับเครื่องกัด 4 หรือ 5 แกน จะมีการเพิ่มแกนหมุน (A, B หรือ C-axis) เพื่อให้สามารถกัดชิ้นงานได้จากหลายทิศทางโดยไม่ต้องเปลี่ยนการจับยึด
การกัดเฉือน: ขณะที่ดอกกัดหมุนและเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนด เครื่องมือตัดจะทำการตัดเฉือนเนื้อวัสดุออกจากชิ้นงานทีละน้อยจนกระทั่งได้รูปทรงสุดท้ายที่ต้องการ
โดยสรุป เครื่องกัด CNC ทำงานโดยการควบคุมการหมุนของดอกกัด และการเคลื่อนที่ของเครื่องมือหรือโต๊ะชิ้นงานไปตามแกนต่างๆ ที่กำหนดไว้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อสร้างรูปทรงและรายละเอียดที่ต้องการบนชิ้นงาน
