การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการผลิต

การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการผลิตนี้ มีองค์ประกอบหลักๆ คือ
เครื่องจักรซีเอ็นซี(CNC: Computer Numerical Controlled) คือ เครื่องจักรที่ทำงานแบบอัตโนมัติ สำหรับงานกัด กลึง ก้อนวัตถุดิบ (โลหะ, ไม้, พลาสติกสังเคราะห์) ให้ได้รูปร่าง ตามแบบชิ้นงานที่ได้ออกแบบไว้แล้วสามารถผลิตชิ้นงานที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาด หรือรูปทรงบ่อยๆได้ดี เพราะสามารถแก้ไขข้อมูลต่างๆ โดยตรงที่โปรแกรม ดังนั้นจึงเหมาะกับการผลิตชิ้นงานต้นแบบ (Prototype) หรือผลิตชิ้นงานในระบบสายงานการผลิตที่มีกำลังการผลิตปานกลาง ซึ่งเหมาะสมกับอุตสาหกรรมขนาดกลาง

ซอฟต์แวร์สำหรับงาน CAM ซึ่งมีมากมายหลายยี่ห้อให้เลือกใช้ ซึ่งควรมีคุณสมบัติ ดังนี้
รับข้อมูล 3 มิติจากซอฟต์แวร์ CAD ได้ในรูปแบบมาตรฐาน (IGES, STEP, STL)
เลือก Tool หรือ หัวกัดชิ้นงาน ตามขนาดที่ต้องการ กำหนด การกัดงานด้วยรูปแบบต่างๆ ได้แก่ การกัดหยาบ, กัดละเอียด
ทดสอบการกัดชิ้นงาน บนจอภาพเพื่อตรวจสอบก่อนการกัดงานจริง (ส่วนนี้ซอฟต์แวร์บางตัวอาจยังไม่มีให้ใช้งาน)
สร้าง G-code ซึ่งเป็นรหัสเพื่อบอกให้เครื่องจักรทำงานตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ได้ถูกต้อง ซึ่งซอฟต์แวร์ CAM นั้นจะต้องสร้าง G-code ให้มีรูปแบบตรงกับ รูปแบบที่เครื่องจักรรุ่นนั้น ๆ รู้จัก

CAE คืออะไร
CAE เป็นคำย่อของ Computer Aided Engineering แปลเป็นไทยว่าคอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรม โดยพื้นฐานแล้วเป็นการใช้คอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ในการแก้ปัญหาและวิเคราะห์ต่างๆ CAE เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีจากคอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน หรือเป็นไปไม่ได้ที่จะแก้ปัญหาโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ปัญหาแบบเดิม CAE เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการทำนายพฤติกรรมของชิ้นส่วน ว่าชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นมาจะประกอบกันได้หรือไม่ หลังจากการให้ภาระ (Load) กับชิ้นส่วนเป็นระยะเวลา 6 เดือนหรือ 1 ปี ที่สภาวะอุณหภูมิแวดล้อมที่เปลี่ยนไปจะทำให้รูปร่างของชิ้นส่วนบิดเบี้ยว หรือสมบัติทางกลเปลี่ยนแปลงอย่างไร เราสามารถใช้ CAE หาคำตอบได้ โดยทั่วไปการใช้

CAE มีจุดประสงค์เพื่อ
ประเมินความสำเร็จของการออกแบบของ Part
ค้นหาจุดอ่อนก่อนที่จะลงมือทำ Prototype
ช่วยทำให้ Part หรือเครื่องมือมีราคาต่ำลดเพราะเปลี่ยนจากการทดลองกับ Part มาทดลองหรือวิเคราะห์ด้วย CAE
หาสาเหตุและทำการแก้ไขชิ้นส่วนที่ล้มเหลว

การใช้ CAE จำลองชิ้นส่วนในสภาวะแวดล้อมใช้งานเมื่อรับภาระหรือภาระทดสอบ ปฏิกิริยาของชิ้นส่วนต่อภาระสามารถทำนายได้ แล้วเลือกใช้ค่าที่เหมาะสมที่สุด

ลักษณะการสร้างโปรแกรมเอ็นซี

การสร้างโปรแกรมเอ็นซี CNC สำหรับสั่งงานเครื่องจักรที่ใช้การควบคุมด้วยระบบเชิงตัวเลข สามารถสรุปได้ตามลักษณะของการสร้างโปรแกรมได้ดังนี้

1. การสร้างโปรแกรมโดยตรง โดยการป้อนข้อมูลที่เป็นรหัสที่เครื่องจักรสามารถเข้าใจได้ที่แป้นพิมพ์ของชุดควบคุมของเครื่องจักร รวมทั้งข้อมูลของเครื่องมือตัดที่ใช้ในขบวนการผลิตชิ้นงานด้วย

2. การสร้างโปรแกรมโดยทางอ้อมด้วยซอฟแวร์ประเภท CNC-Editor ที่ทำงานบนเครื่องคอมพิวเตอร์ โปรแกรมที่ได้ส่งไปยังชุดควบคุมของเครื่องจักรโดยการใช้เทปกระดาษเจาะรู (Punched tape) เทปแม่เหล็ก (Magnatic tape) แผ่นดิสเก็ตต์(diskettes) หรือโดยการใช้สายส่งที่สามารถส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เข้าชุดควบคุมของ เครื่องจักรโดยตรง

3.การสร้างโปรแกรมทางอ้อมโดยใช้ CAM ซอฟแวร์ มีลักษณะคล้ายการเขียนโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ ในแต่ละภาษาจะมีความสามารถในการสร้างโปรแกรมสำหรับสั่งงานเครื่องจักรที่ควบ คุมด้วยระบบเชิงตัวเลขต่างกันออกไป การสร้างโปรแกรมเอ็นซีจะเริ่มโดยการเขียนคำสั่งการทำงานในลักษณะของ Text File ของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ภาษาต่าง ๆ นั้นจะสามารถทำงานได้ หลังจากนั้นจะทำการแปล Text File ที่เขียนไว้เป็นคำสั่งภาษาซีเอ็นซี ในบางภาษาหลังจากทำการแปลเป็นคำสั่งภาษาซีเอ็นซีแล้วจะสามารถจำลองการทำงาน ทางจอภาพได้ และสามารถส่งโปรแกรมเอ็นซีไปยังชุดควบุคมของเครื่องจักรได้

4. การสร้างโปรแกรมทางอ้อมโดยใช้แคมซอฟแวร์ (Stand alone CAM Software) บนเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับความสามารถและขนาดของโปรแกรมที่เลือกใช้ การสร้างโปรแกรมจะเริ่มโดยการสร้างรูปทางเดินของคมตัดเสียก่อนหรือด้วยการกำหนดตำแหน่งต่าง ๆ ที่ต้องการ จากนั้นจะทำการแปลข้อมูลเชิงเส้นไปเป็นโปรแกรมเอ็นซีหรือทำเป็นกระดาษเจาะรู เพื่อใช้ในการส่งถ่ายข้อมูลไปยังชุดควบคุม

5.การสร้างโปรแกรมทางอ้อมด้วยซอฟแวร์ CAD/CAM เป็นระบบการสร้างโปรแกรมสำหรับชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน ซึ่งความสามารถในการสร้างรูปทรงของชิ้นงานและสามารถกำหนดขนาดในระบบ CAD และส่งข้อมูลของรูปทรงชิ้นงานไปยังระบบ CAM เพื่อแปลข้อมูลรูปทรงชิ้นงานเป็นโปรแกรมเอ็นซี ซึ่งระบบ CAD/CAM สามารถแยกจากกันเป็นอิสระในการทำงาน ซึ่งซอฟแวร์ระบบ CAD หรือระบบ CAM ที่มาจากผู้พัฒนาโปรแกรมบริษัทเดียวกันหรือต่างบริษัทกันก็จะสามารถรับส่ง ข้อมูลซึ่งกันและกันได้ เพราะมีการกำหนดเป็นมาตราฐานเดียวกัน หรือซอฟแวร์ CAD/CAM อาจจะอยู่รวมเป็นระบบซอฟแวร์รวม

การป้อนโปรแกรมเข้าเครื่องซีเอ็นซี (CNC)

การป้อนโปรแกรมเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำได้โดย

1. คีย์บอร์ด (keyboard) หรือแป้นพิมพ์

2. สื่อบันทึกความจำเช่นแผ่นดิสก์

3. ระบบเชื่อมโยงข้อมูลต่างๆ เช่น ระบบสายส่งสัญญาณ

เครื่องจักรซีเอ็นซี (CNC)

เครื่องจักรกลทั่วไปจะต้องใช้พนักงานหรือช่างคุมเครื่องในสการหมุนเลื่อนโต๊ะจับฃิ้นงาน เพื่อเลื่อนคมตัดหรือชิ้นงานให้เคลื่อนที่ไปตามระยะที่ต้องการ เมื่อเสร็จสิ้นการทำงานแล้วก็จะได้ชิ้นงานที่มีรูปร่าสงและขนาดตามความต้องการ ซึ่งช่างควบคุมเครื่องจะต้องคอยดูตำแหน่งของคมตัดที่สัมผัสกับเส้นรอบรูปบนชิ้นงานที่กำลังเฉือนอยู่ตลอดเวลา และในการเปลี่ืยนตำแหน่งของคมตัด ช่างจะต้องหมุนมือหมุน เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของแท่นเลื่อนต้องคอยสังเกตุคมตัด เพื่อตรวจสอบตำแหน่งของชิ้นงานกับคมตัด และเมื่อได้ตำแหน่งที่ต้องการแล้ว ช่างก็จะทำการหยุดมือหมุน คมตัดก็จะทำการหยุดเคลื่อนที่ ซึ่งภาษาทางเทคนิคจะเรียการทำงานนี้ว่า การควบคุม (Control) นอกเหนือจากการควบคุมตำแหน่งของเครื่องมือตัดกับชิ้นงานแล้ว ช่างยังจะต้องคอยควบคุมอัตราการป้อนซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุชิ้นงาน วัสดุของเครื่องมือตัดและตำแหน่งของคมตัดด้วย ซึ่งในบางครั้งช่างจะต้องคอยลดอัตราการป้อนลงเมื่อใกล้จะถึงตำแหน่งที่ต้องการ เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่ถูกต้องจริงๆ นอกจากนี้จะต้องคอยปรับความเร็วรอบและตำแหน่งของการหล่อเย็นให้ถูกต้องอีกด้วย