เครื่อง 5 Axis CNC TURNING
พูดถึงเครื่องจักรที่เป็นที่นิยมอันดับแรกๆ คงหนีไม่พ้นเครื่อง cnc 5 แกน ที่สามารถตอบโจทย์ทุกการทำงานได้อย่างราบรื่น และรวดเร็ว แต่บางส่วนยังไม่รู้ว่าเครื่อง 5 แกน ทำได้มากกว่าและมีข้อดีข้อเสียกับผู้ใช้งานอย่างไร บทความนี้จะสรุปข้อมูลทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับเครื่อง CNC 5 แกนมาให้ทุกท่านได้พิจารณากัน ว่าการใช้งานเครื่องสามารถตอบโจทย์การผลิตของทุกท่านได้หรือไม่
เครื่อง CNC 5 แกนคืออะไร
เครื่อง cnc 5 แกน เป็นเครื่องจักรงานโลหะที่สามารถทำงานได้หลากหลาย จึงเป็นที่นิยมในงานที่มีลักษณะซับซ้อน โดยเครื่องจักรสามารถทำได้มากกว่าเครื่องปกติ คือ การเคลื่อนที่สามารถหมุนชิ้นงานได้รอบทิศทางในการทำงาน 5 แกนซึ่งโดยปกติแล้วเครื่องทั่วไปจะสามารถเคลื่อนได้ 2-3 แกน
คุณสมบัติของเครื่อง 5 AXIS
โดยเครื่อง 5 แกนเป็นเครื่องที่มีความสามารถสูงในการผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อน คุณสมบัติการทำงานจึงจำเป็นต้องรองรับการระบบปฏิบัติการที่หลากหลายตามไปด้วย โดยมีคุณสมบัติของเครื่องดังนี้
ระบบแกนหมุน
- แกน x,y,x (ขึ้น-ลง,ซ้าย-ขวา,หน้า-หลัง)
- แกน A หรือ B (การเอียงหัวตัด)
- แกน C (การหมุนโต๊ะ)
เป็นการตัดเฉือนชิ้นงานที่ไม่เปลี่ยนตำแหน่งการจับเลย
ความแม่นยำสูง
โดยเครื่อง 5 แกนส่วนใหญ่จะใช้ระบบการวัดค่าที่สูงเพราะว่าเป็นการจับงานครั้งเดียวเพื่อทำงานในการผลิตที่หลายขั้นตอนความแม่มยำจึงจำเป็นอย่างสูงเพื่อลดความผิดพลากในการผลิตโดยใช้
- ใช้ระบบ Linear Scales และ Encoders เพื่อตรวจวัดตำแหน่งของเครื่องมือตัดแบบเรียลไทม์
- มี Ball Screw และ Direct Drive Motor เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการเคลื่อนที่
- ค่าความคลาดเคลื่อนต่ำถึงระดับ ไมครอน (µm-Level Accuracy)
รองรับงานที่ทำซับซ้อน
- โดยสามารถทำงานได้มากกว่าทั้งการกลึง กัด ปาด ในเครื่องเดียว
- ไม่จับเป็นต้องเปลี่ยนการจับชิ้นงาน หรือเปลี่ยนการจับชิ้นงานให้น้อยที่สุด เพื่อลดความคลาดเคลื่อนเมื่อจับชิ้นงานใหม่
- รองรับการทำงานที่ซับซ้อนและความละเอียดสูง
ใช้ระบบการควบคุมอัจฉริยะ
- ใช้โปรแกรมที่คุณภาพสูงเนื่องจากต้องทำงานที่ซับซ้อน
- ควบคุมโดยระบบ AI และการดูการทำงานบบเรียลไทม์
- ควบคุมผ่านรีโมท ระยะใกล้ ไกลได้
ระบบการตัดเฉือนที่มีประสิทธิภาพสูง
- หัว spindle รองรับการหมุนมากกว่า 10,000 – 50,000 รอบต่อนาที
- ระบบระบายความร้อนขณะตัดชิ้นงาน
- ระบบการเปลี่ยนเครื่องมือที่รวดเร็ว
รองรับการทำงานกับเครื่องประเภทอื่นๆ
- รองรับการทำงานร่วมกันกับ Robot หรือเครื่องมือในกี่หยิบจับ หรือแม้แต่เครื่อง Loading
- รองรับการติดตั้วเครื่องมือสำหรับวัดความแม่นยำในการผลิตชิ้นงาน
การทำงานกับวัสดุที่หลากหลาย
- เครื่องจักรสามารถทำงานได้กับวัสดุที่หลากหลาย ทั้งสแตนเลส, อลูมิเนียม, ไทเทเนียม
- ทำงานได้กับวัสดุที่มีความแข็งสูง
การทำงานร่วมกับสิ่งแวดล้อม
- ระบบการทำงานของเครื่องเป็นระบบปิด ทำให้ไม่มีมลภาวะกับสิ่งแวดล้อมหรือแม้แต้ผู้ใช้งาน
ความแตกต่างระหว่าเครื่อง 3 แกนกับเครื่อง 5 แกน
ที่เห็นได้ชักคือความสามารถในการเคลื่อนที่ของการผลิตชิ้นงาน การทำงานที่ซับซ้อนได้มากว่าและต้นทุนการผลิต
การเคลื่อนที่ของแกน
เครื่อง 3 แกน – การเคลื่อนที่ ขึ้นลง,ซ้ายขวา,หน้าหลัง
เครื่อง 5 แกน – การเคลื่อนที่ ขึ้นลง,ซ้ายขวา,หน้าหลัง,มุมเอียง,โต๊ะตัด
งานที่เหมาะสม
เครื่อง 3 แกน – เหมาะกับงานประเภทที่ไม่ซับซ้อนเช่นงานป้าย, แม่พิมพ์พื้นฐาน, งานชิ้นส่วนเรียบ
เครื่อง 5 แกน – เหมาะกับงานประเภท 3 มิติ งานชิ้นส่วนที่ซับซ้อน เช่นตัวมอเตอร์, ใบพัด, ชิ้นส่วนยานยนต์, อุปกรณ์ทางการแพทย์
ความยากง่ายในการใช้งานร่วมถึงบุคลากรที่เหมาะกับการควบคุมเครื่อง 5 แกน
เนื่องจากเป็นเครื่องที่มีความซับซ้อนสูง การเลือกผู้ใช้งานจีงควรเลือกผู้ที่มีความรู้รวมถึงประสบการณ์ในการทำงานมาพิจารณา
- มีความรู้ในการทำงาน
- ต้องมีความรู้ในด้านแบบ เช่นการดูแบบ เขียนแบบโดยโปรแกรมตั้งแต่พื้นฐานจนถึงโปรแกรมของเครื่องเฉพาะ เช่น CAD/CAM ที่นิยนใช้กันอย่างแพร่หลาย
- มีความรู้ด้านการการจับชิ้นงานวิเคราะห์การทำงานของเครื่องได้
- สามารถใช้ G-Code / M-Code ได้
- มีความรู้ในการติดตั้งเครื่องมือการทำงาน
- สามารถวิเคราะห์กาติดตั้งเครื่องมือในแต่ละแกนได้ว่าควรติดตั้งลำดับใดในการผลิตชิ้นงาน
- มีความรู้ในการควบคุมการทำงาน
- สามารถตัดสินใจได้อย่างดี เนื่องจากการทำงาน 5 แกนพร้อมกันบางครั้งเครื่องอาจจะมีการ Error ในการตรวจจับตำแหน่งผู้ดูแลควรสามารถสังเกตและควบคุมงานต่อได้
- การดูแลเครื่องจักร
- เนื่องจากเครื่อง 5 แกนมีความซับซ้อนสูงทำให้ตัวเครื่องมีมูลค่ามาก ผู้ใช้งานความมีความรู้ด้านการดูแลและสังเกตุความผิดปกติเบื้องต้นของเครื่องเพื่อสามารถแจ้งตรวจเช็ค หรือว่าซ่อมบำรุงได้ทันเวลา
การบำรุงรักษา
ในการบำรุงรักษาเครื่อง 5 แกนจะค่อนข้างซ้บซ้อนกว่าเครื่องจักรชนิดอื่นๆ เพราะว่ามีการทำงานที่หลากหลายการดูแลลจึงจะเป็นต้องดูแลหลายส่วน และแต่ละส่วนก็ควรดูแลอย่างเหมาะสม
- การดูแลแบบป้องกัน
คือการป้องกันการเพื่อไม่ให้เกิดปัญหา เป็นสิ่งที่ควรตรวจเช็คทุกวัน หรือทุกครั้งหลังใช้งานเครื่องเสร็จแล้ว
- การทำความสะอาดเครื่องจักร
- ตรวจระดับของเหลวภายในเครื่อง
- ตรวจชิ้นส่วนที่มีการใช้การหล่อลื่นว่ายังสามารถใช้ได้อย่างปกติดีหรือไม่
- การตั้งค่าศูนย์ของเครื่องจักร เครื่องมือ
- การตรวจเช็คตามระยะเวลา
คือการตรวจเช็คเครื่องอย่างละเอียดทุก 3-6 เดือน หรือปีละ 1 ครั้ง เพื่อเช็คความผิดปกติของเครื่องจักร
- ตรวจเช็คระบบแกนหมุน ความเบี่ยงแบนของค่า
- ตรวจระบบ servo motor
- เปลี่ยนระบบน้ำ
- การบำรุงเมื่อเกิดปัญหา
คือการดูแลเมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งมีความผิดปกติ อาการจะไม่ตายตัวซึ่งขึ้นอยู่ณ ตอนนั้นว่าอะไรเสียหายจึงทำการซ่อมบำรุงต่อไป
งานประเภทไหนที่ควรใช้เครื่อง CNC 5 แกน
อย่างที่มีการกล่าวมาข้างต้นว่าเครื่อง 5 แกนเหมาะกับงานที่ค่อนข้างซับซ้อน งานที่เหมาะส่วนใหญ่จึงเป็นงานที่ยากเช่น
- งานที่มีรูปทรงซับซ้อน (Complex Geometry Parts)
ตัวอย่างงาน:
- ใบพัดเทอร์ไบน์ (Turbine Blades)
- ชิ้นส่วนเครื่องบิน (Aerospace Components)
- อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีพื้นผิวโค้งซับซ้อน เช่น ข้อเข่าหรือข้อสะโพกเทียม
- งานแม่พิมพ์ที่ต้องการความละเอียดสูง
ทำไมต้องใช้ 5 แกน?
- สามารถตัดเฉือนมุมที่ซับซ้อนได้โดยไม่ต้องพลิกชิ้นงาน
- ลดการใช้ฟิกซ์เจอร์จับงาน (Fixtures) ช่วยลดระยะเวลาและต้นทุน
- งานที่ต้องการความแม่นยำสูงมาก (High-Precision Parts)
ตัวอย่างงาน:
- ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่ต้องการค่าความเผื่อ (Tolerance) ต่ำ
- อุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น ข้อต่อกระดูกไทเทเนียม
- เครื่องมือวัดละเอียด
ทำไมต้องใช้ 5 แกน?
- ลดข้อผิดพลาดจากการเปลี่ยนตำแหน่งชิ้นงานหลายรอบ
- สามารถควบคุมความแม่นยำระดับไมครอนได้
- งานที่ต้องการลดเวลาการผลิต (Efficiency & Productivity)
ตัวอย่างงาน:
- งานที่ต้องใช้การกัดจากหลายมุม เช่น ใบพัด, เกียร์, หรืออุปกรณ์การแพทย์
- งานที่มีรายละเอียดหลายด้านและต้องการลดจำนวนครั้งในการ Set Up
ทำไมต้องใช้ 5 แกน?
- สามารถทำงานได้ ในรอบเดียว (One Setup Machining)
- ลดเวลาการผลิตและลดต้นทุนเครื่องมือจับยึด
- งานที่ใช้วัสดุพิเศษ (Hard-to-Machine Materials)
ตัวอย่างงาน:
- โลหะหนัก เช่น ไทเทเนียม, อินโคเนล (Inconel), ทังสเตน
- พลาสติกวิศวกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง
ทำไมต้องใช้ 5 แกน?
- สามารถใช้เครื่องมือมุมที่เหมาะสมเพื่อช่วยลดแรงตัดและการสึกหรอของเครื่องมือตัด
- ลดความผิดเพี้ยนของชิ้นงานจากแรงตัดที่ไม่สมดุล
- งานที่ต้องการพื้นผิวเรียบพิเศษ (Superior Surface Finish)
ตัวอย่างงาน:
- แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก (Injection Mold)
- ชิ้นส่วนที่ต้องมีผิวสัมผัสเรียบ เช่น ใบพัดหรืออุปกรณ์ตกแต่งระดับพรีเมียม
ทำไมต้องใช้ 5 แกน?
- สามารถใช้วิธีตัดเฉือนที่เหมาะสม ลดเส้นรอยตัดและเพิ่มคุณภาพของพื้นผิว
- ใช้มุมกัดที่ลดแรงตัดและลดการเกิดเสี้ยน
ข้อดีของการลงทุนในเครื่อง 5-Axis CNC Turning
ลดระยะเวลาในการผลิต (Faster Production Time)
- เครื่องสามารถกัดและกลึงหลายด้านในครั้งเดียว (One-Setup Machining)
- ลดจำนวนครั้งที่ต้องย้ายชิ้นงาน ลด Lead Time
ลดต้นทุนแรงงาน (Lower Labor Costs)
- ใช้แรงงานน้อยลง เพราะเครื่องจักรสามารถทำงานได้ อัตโนมัติ มากขึ้น
- ลดความผิดพลาดจากแรงงานมนุษย์
สามารถผลิตชิ้นงานที่ซับซ้อนขึ้น (High Complexity & Precision)
- งานที่ 3 หรือ 4 แกนทำไม่ได้ เช่น ใบพัด, แม่พิมพ์ซับซ้อน, ชิ้นส่วนอากาศยาน
สร้างความได้เปรียบในการแข่งขัน
- สามารถรับงานที่มี มูลค่าสูง ได้ เช่น อุตสาหกรรมการแพทย์, การบิน, ยานยนต์ไฟฟ้า
- เพิ่มกำไรต่อหน่วย เนื่องจากสามารถผลิตชิ้นงานคุณภาพสูงที่คู่แข่งทำไม่ได้
ข้อเสียและความเสี่ยง
ต้นทุนเริ่มต้นสูง
- ต้องมีงบประมาณเพียงพอสำหรับการลงทุนและการบำรุงรักษา
ต้องใช้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญ
- ต้องมี CNC Programmer & Machinist ที่สามารถเขียนโปรแกรม 5 แกนได้
- ค่าฝึกอบรมพนักงานเพิ่มเติม
ต้องมีงานที่เหมาะสมกับเครื่อง
- ถ้าใช้เครื่อง 5 แกนแต่ผลิตงานที่เครื่อง 3 แกนทำได้ จะไม่คุ้มค่าการลงทุน