เครื่องตัดพลาสม่า CNC (CNC Plasma Cutter) เป็นเครื่องมืออัตโนมัติที่ใช้หลักการของ การตัดด้วยความร้อน โดยอาศัยสถานะที่สี่ของสสารที่เรียกว่า พลาสม่า ในการตัดโลหะที่นำไฟฟ้าได้ทุกชนิด (เช่น เหล็ก, สแตนเลส, อะลูมิเนียม) อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ภายใต้การควบคุมของระบบคอมพิวเตอร์
1. หลักการสร้างและใช้พลาสม่า (Plasma Generation and Cutting)
กระบวนการหลักของการตัดพลาสม่าประกอบด้วย 4 ขั้นตอนสำคัญ ดังนี้:
1.1 การส่งแก๊ส (Gas Flow)
เครื่องจะจ่ายแก๊ส (เช่น อากาศอัด, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, หรือส่วนผสมของอาร์กอน/ไฮโดรเจน) เข้าสู่หัวตัดพลาสม่า (Plasma Torch) ด้วยแรงดันและความเร็วสูง
1.2 การสร้างอาร์คไฟฟ้าและพลาสม่า (Electric Arc and Plasma Creation)
ภายในหัวตัด มี อิเล็กโทรด (Electrode) และ หัวฉีด (Nozzle)
เมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงเข้าไประหว่างอิเล็กโทรดกับหัวฉีด จะเกิดประกายไฟ (Spark) ซึ่งทำให้แก๊สที่ไหลผ่านบริเวณนั้นแตกตัวเป็นไอออน (Ionized)
แก๊สที่แตกตัวเป็นไอออนจะกลายเป็นสถานะ พลาสม่า (Plasma) ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูงมาก (สูงถึง
ถึง
1.3 การตัดชิ้นงาน (Cutting Action)
เมื่อพลาสม่าถูกสร้างขึ้น ระบบจะถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าหลักไปยังชิ้นงานโลหะ (ชิ้นงานทำหน้าที่เป็นขั้วบวกในวงจร)
ลำพลาสม่า (Plasma Jet) ที่มีความร้อนสูงจัดจะถูกบีบให้พุ่งผ่านรูเล็ก ๆ ของหัวฉีดออกมาด้วยความเร็วสูงมาก
ความร้อนที่รุนแรงของพลาสม่าจะทำให้โลหะบริเวณที่สัมผัส หลอมละลาย (Melt) ทันที
แรงดันและความเร็วสูงของแก๊สที่ยังคงไหลอยู่จะ เป่า (Blow Away) โลหะที่หลอมละลายให้หลุดออกจากรอยตัด (Kerf) ทำให้ชิ้นงานขาดออกจากกันอย่างต่อเนื่อง
1.4 การควบคุมด้วยระบบ CNC
ระบบ CNC (Computer Numerical Control) ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของหัวตัดพลาสม่าไปตามแนวแกน X, Y, และ Z อย่างแม่นยำ ตามรูปทรงที่ผู้ใช้ได้ออกแบบไว้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์
CNC จะควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น ความเร็วในการตัด (Cutting Speed), กระแสไฟฟ้า (Amperage), และระยะห่างระหว่างหัวตัดกับชิ้นงาน (Torch Height Control - THC) เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่ดีที่สุด
2. ขั้นตอนการทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า CNC
การออกแบบ (Design): ผู้ใช้สร้างรูปทรงของชิ้นงานในโปรแกรม CAD (Computer-Aided Design)
การสร้างโค้ดคำสั่ง (G-code Generation): ใช้ซอฟต์แวร์ CAM (Computer-Aided Manufacturing) แปลงไฟล์ออกแบบให้เป็นชุดคำสั่ง G-code เพื่อบอกเครื่องจักรว่าต้องเคลื่อนที่ไปที่ใดและเมื่อใดควรเริ่มตัด
การเตรียมการ (Setup):
วางแผ่นโลหะบนโต๊ะตัดและต่อสายกราวด์เข้ากับชิ้นงาน
ตั้งค่าพารามิเตอร์การตัด (กระแสไฟ, ประเภทแก๊ส, แรงดัน) ในระบบ CNC
การเริ่มต้นอาร์ค (Arc Initiation):
ระบบ CNC จะสั่งให้หัวตัดลดระดับลงไปยังความสูงเจาะ (Pierce Height)
เครื่องจะเริ่มกระบวนการสร้างพลาสม่า (Pilot Arc) และส่งกระแสไปยังชิ้นงาน
การเจาะ (Piercing):
ลำพลาสม่าความร้อนสูงจะเจาะทะลุผ่านความหนาของแผ่นโลหะ
การตัด (Cutting):
เมื่อเจาะทะลุแล้ว ระบบ CNC จะสั่งให้หัวตัดเริ่มเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดใน G-code
ระบบควบคุมความสูงของหัวตัดอัตโนมัติ (THC) จะทำงานเพื่อรักษาความสูงระหว่างหัวตัดกับชิ้นงานให้คงที่ เพื่อให้ได้รอยตัดที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ
สิ้นสุด (Completion): เมื่อตัดชิ้นงานตามรูปทรงที่กำหนดเรียบร้อย ระบบจะหยุดจ่ายกระแสไฟและหยุดการไหลของแก๊ส
สรุปส่วนประกอบหลัก
| ส่วนประกอบ | หน้าที่ |
| ระบบ CNC | สมองกล ควบคุมการเคลื่อนที่ในแกน X, Y และ Z เพื่อให้ตัดตามรูปทรงที่ออกแบบไว้ |
| แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply) | แปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC) และให้กระแสไฟสูงที่จำเป็นต่อการสร้างอาร์คพลาสม่า |
| หัวตัดพลาสม่า (Torch) | เป็นจุดกำเนิดของพลาสม่า ประกอบด้วยอิเล็กโทรด หัวฉีด และวงแหวนหมุนแก๊ส |
| แก๊ส (Gas/Compressed Air) | เป็นตัวกลางในการสร้างพลาสม่า และใช้แรงดันสูงเป่าโลหะที่หลอมละลายออกไป |
| ระบบควบคุมความสูง (THC) | ปรับระยะห่างระหว่างหัวตัดกับชิ้นงานโดยอัตโนมัติ เพื่อรักษาคุณภาพรอยตัด |
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น