การพัฒนาซอฟท แวร ควบค ุมเครื่องกัด 3...

การประชุมวิชาการขายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ประจําป พ.ศ. 2556

16-18 ตุลาคม 2556 พัทยา ชลบุรี

การพัฒนาซอฟทแวรควบคุมเคร่ืองกัด 3 แกนดวยโปรแกรมLabVIEW เพื่อรองรับรหัสคําสั่ง G-Code

The Controller Software Development for 3-axis Milling Machine byLabVIEW Programming for G-Code Compatibility

สมฤกษ ปุจฉาการ1*ชาติชาย วิเชียรรัตน2ปยวัฒน หนองประทุม3สุธรรม ธัมกิตติคุณ4

1,2,3,4สาขาวิชาวิศวกรรมการผลิต คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาพระนครเหนือ กรุงเทพมหานคร 10800

E-mail: [email protected]*

Somrerk Poodchakarn1* Chatchai Wicheanrat2Piyawat Nhongpratoom3Sutham Thammakittikun4 1,2,3,4Department of Production Engineering, Faculty of Engineering

King Mongkut’s University of Technology North Bangkok, Bangkok 10800 E-mail: [email protected]*

บทคัดยอ ในปจจุบันการใชงานเครื่องจักรกลCNC (Computerized Numerical Control) ในอุตสาหกรรมการผลิตตางๆ ภายในประเทศมีแนวโนมเพ่ิมมากขึ้นเนื่องจากขอดีของเครื่องจักรกล CNC คือสามารถประหยัดเวลาแรงงานคนชิ้นงานมีระดับคุณภาพ ความแมนยําและความเที่ยงตรงสูง รวมทั้งเปนระบบการผลิตที่มีผลิตภาพสูง สามารถพัฒนาใหรองรับกับความกาวหนาทางเทคโนโลยีสารสนเทศได เชน ระบบ CAD (Computer-aided Design) CAM (Computer-aided Manufacturing) CAE (Computer-aided Engineering) CIM (Computer-integrated Manufacturing) หรือระบบอ่ืน ๆ แตปญหาสวนใหญของอุตสาหกรรมไทย คือ ยังคงตองนําเขาเครื่องจักร CNC จากตางประเทศ ซึ่งมีราคาสูง และเสียเปรียบดุลการคา งานวิจัยนี้จึงนําเสนอในสวนของการพัฒนาซอฟทแวรควบคุมเครื่องกัด 3 แกนดวยโปรแกรม LabVIEW เพ่ือรองรับรหัสคําส่ัง G-Code ตามมาตรฐาน ISO 6983 (DIN 66025) โดยทําการออกแบบขั้นตอนระเบียบวิธีการคํานวณ (Algorithm) ที่สอดคลองกับรูปแบบการทํางานของอุปกรณทางกลและระบบทางไฟฟา รวมทั้งการออกแบบหนาจอรับคาและแสดงผลที่งายตอการใชงาน โดยโครงสรางของเครื่องกัด 3 แกน มีระยะการทํางาน 300, 300, 200 mm ในแนวแกน X, Y และ Z ตามลําดับ แนวแกน Z เปนการเคลื่อนที่ขึ้น-ลง ของดอกกัดชิ้นงาน และแนวแกน X-Y เปนของโตะงานระบบขับเคล่ือนใช ชุดวงจรขับสเตปปมอเตอรที่รับสัญญาณจากอุปกรณเชื่อมตอระหวางคอมพิวเตอร (USB Interface Card) ผลการทดลองกัดชิ้นงานโดยใชชุดคําส่ัง G-Code โดยเดินมีดกัดชิ้นงานรูปวงกลมและชิ้นงานรูปราง 3 มิติ รวมท้ังการทดลองวัดระยะการเคลื่อนที่ของแตละแนวแกน พบวาคาเฉล่ียของความผิดพลาดรอยละในแนวแกน X, Y และ Z ดังนี้คือ 1.11%, 1.25% และ 0.60% ตามลําดับ ซึ่งเปนผลการทดสอบที่นาพอใจ คําหลัก CNC G-Code เครื่องมือกลกัดชิ้นงาน โปรแกรม LabVIEW Abstract Presently, CNC (Computerized Numerical Control) machine tools have operated in the manufacturing industries which trend to be considerably increasing. The advantages of the CNC machine tools are the



lesser of time consuming, labors, high of work pieces quality, accuracy, precision and productivity. Including theirs system can be developed for supporting the information technologies (IT) such as the CAD (Computer-aided Design), CAM (Computer-aided Manufacturing), CAE (Computer-aided Engineering), CIM (Computer-integrated Manufacturing) or other modern system. The problems of Thai industries have been constantly importing those CNC machine tools from the foreign countries which have a high equipment cost and negative balance of trade. Therefore, This research presents in part of the controller software development for a 3-axis milling machine by using the LabVIEW programming which can be compatible with the G-Code in accordance with ISO 6983 (DIN 66025) standard. This controller design concentrates on many algorithms that appropriated with a mechanical and electrical system of this milling machine. Moreover a man-machine interfacing on a note book or PC screen was designed for a user friendly. The specifications of this 3-axis milling machine has a working space of 300, 300, 200 mm onto X, Y and Z axes, respectively. The Z axis is a vertical motion of a milling spindle. The X and Y axes are the horizontal motion of a working table. The actuators system using the stepper motor drivers which receiving the digital signals from a USB Interface card. The experimental results by using the suitable G-Code for milling a softly material work piece. Typically, the circular figures and 3 dimensional milling processes. Including the motion measurement tests for each axis can be found that theaverage-true percent errors of X, Y and Z axes to be 1.11%, 1.25%and0.60%, respectively. Thosewere implied that the satisfying results. Keywords: CNC, G-Code, Milling Machine Tool, LabVIEW Programming 1. บทนํา สถานะปจจุบันการใชงานเครื่องจักรกล CNC (Computerized Numerical Control) ในอุตสาหกรรมภายในประเทศเพิ่มมากขึ้นเปนลําดับ เนื่องจากขอดีของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคือประหยัดเวลา แรงงานคน และผลิตชิ้นงานที่มีความซับซอนและแมนยําสูง (Accurate) มีความสามารถในการทําซ้ํา (Repeatable) เศษวัสดุจากกระบวนการผลิตนอย (Less Scrap) ลดการจัดเก็บ (Inventory) ลดเวลาการการปรับตั้งเครื่องจักร (Setup Time) เนื่องจากการผลิตจํานวนนอยชิ้น (Smaller Batch Size) สามารถพัฒนาเปนการผลิตแบบบูรณาการดวยเทคโนโลยีสาระสนเทศได เชนระบบ CAD (Computer-aided Design) CAM (Computer-aided Manufacturing) CAE (Computer-aided Engineering) CIM (Computer-integrated Manufacturing) เพ่ือใหสามารถบริหารจัดการวางแผนกระบวนการผลิต (Process and Production Planning) ไดอยางมีประสิทธิภาพซึ่งเปนการเพิ่มผลิตภาพลดตนทุน และเพ่ิมผลกําไรในกระบวนการผลิต เครื่องจักรกล CNC ที่ใชงานโดยทั่วไปไดแก เครื่องกลึง

เครื่องเจียรไน เครื่องเจาะครื่องกัด (Milling Machine) หรือเครื่องจักรกลอื่น ๆ ที่ทําหนาที่กัดเนื้อชิ้นงานที่ไมตองการออก (Machining or Metal Removal Cutting) โดยกรรมวิธีการกัดหมายถึงการใชเครื่องมือตัด (Cutting Tool) ที่เรียกวาดอกกัด (Milling Cutter) ที่หมุนรอบตัวเอง และระบบขับเคล่ือนชุดหัวขับหมุน (Spindle) พาดอกกัดเคล่ือนที่เขาตัดเฉือนวัสดุชิ้นงานและนําเศษตัดออกมาเพื่อใหไดรูปรางตามที่ตองการ [1], [2] ระบบเครื่องจักรกล CNC คือกระบวนการใชคอมพิวเตอรควบคุมการทํางานของเครื่องจักรใหสามารถปฏิบัติ การเคลื่อนที่ตัดเฉือนชิ้นงาน ทั้งเชิงเสนตรง และเชิงมุม โดยชุดคําส่ังของ CNC โปรแกรม ประกอบดวยสวนสําคัญ 3 สวนหลัก ๆ ไดแก สวนหัวโปรแกรมเปนการสั่งใหเครื่องจักรทํางานแบบใดในระนาบใด ใชดอกกัดใชความเร็วรอบ เปด-ปดน้ําหลอเย็นและทิศทางการหมุนของดอกกัดสวนของตัวโปรแกรม เปนสวนที่เปนเสนทางเดินของดอกกัดเปนสวนที่ส่ังใหเครื่องจักรCNC กัดเปนรูปรางตามที่กําหนด และสวนทายโปรแกรม เปนสวนที่จบคําส่ังโปรแกรมและสั่งเครื่องจักร CNC ใหพรอม



ทํางานในชุดคําส่ังถัดไปโดยงานวิจัยนี้นําเสนอในสวนของการพัฒนาซอฟทแวรควบคุมเคร่ืองกัด 3 แกนดวยโปรแกรมLabVIEW [3] เพ่ือรองรับรหัสคําส่ัง G-Code ตามมาตรฐาน ISO 6983 (DIN 66025) [5]-[7] โดยทําการออกแบบขั้นตอนระเบียบวิธีการคํานวณ (Algorithm) ที่สอดคลองกับรูปแบบการทํางานของอุปกรณทางกลและระบบทางไฟฟา รวมทั้งการออกแบบหนาจอรับคาและแสดงผลที่งายตอการใชงานเหมาะสมกับโครงสรางของเครื่องกัด 3 แกนระบบขับเคล่ือนแบบสเตปปมอเตอรตนแบบจากงานวิจัยของ [1] ที่จะใชวิจัยและพัฒนาเครื่องจักรกลการผลิต (Machine Tools) ในขั้นสูงตอไป[4] 2. ทฤษฎีท่ีเกี่ยวของ 2.1 การเคลื่อนท่ีเชิงเสนตรง การกําหนดทิศทางของการเคลื่อนที่เชิงเสนตรงสําหรับเครื่องกัดจะใชระบบพิกัดฉาก โดยมีแนวแกน X, Y, Z เปนแกนหลัก โดยแกนหลักทั้ง 3 จะตองตั้งฉากซึ่งกันและกัน และมีทิศทางตามกฎมือขวา โดยมีจุด O เปนจุดกําเนิด (จุดอางอิง) ซึ่งเปนจุดตัดของแกนทั้ง 3 โดยมีพิกัดอยูที่ (X, Y, Z) = (0, 0, 0) ตามมาตรฐานสากล เครื่องกัดจะกําหนดใหแกน Z อยูในทิศทางเดียวกับแกนการหมุนของดอกกัด และกําหนดใหทิศของแกน -Z เปนทิศทางที่มีดตัดเฉือนเคล่ือนที่เขาหาชิ้นงานที่ตองการกัดขึ้นรูป สวนแกน X และ Y กําหนดตอจากแกน Z โดยใชกฎมือขวา ดังแสดงในรูปที่ 1[1], [8]

รูปที่ 1 ระบบพิกัดการเคลื่อนที่เชิงเสนตรง

จากรูปที่ 1Rxyz คือ ระยะทางจากจุดกําเนิดไปยังจุด (X,Y,Z) ใด ๆ, A คือ มุมระหวาง Rxyz กับระนาบ XY, B คือ มุมระหวาง Rxy กับแนวแกน X, Vxyz คือ ความเร็ว

ลัพธของระยะทางจากจุดกําเนิดไปยังจุด (X,Y,Z) ใด ๆสวน Vx, Vy และ Vz คือ ความเร็วในแนวแกน X,Y และ Z ตามลําดับ จากรูปที่ 1 จะไดความสัมพันธของสมการการเคลื่อนที่ดังนี้

(1) tan (2) sin (3) . cos . cos (4)

. . (5) . (6)

และ (7) . cos . cos (8) . . (9)

. (10) 2.2 การเคลื่อนท่ีเชิงเสนโคงของวงกลม จากรูปที่ 2 ตัวแปร r คือ รัศมีของวงกลม ตัวแปร θคือ มุมที่เปล่ียนไปตามการเคลื่อนที่ของวงกลม สมการที่ (11), (12) แสดงความสัมพันธของการเคลื่อนที่[1], [8]

. θ (11) . θ (12)

รูปที่ 2 ระบบพิกัดการเคลื่อนเชิงเสนโคงของวงกลม

2.3 โปรแกรมแลบวิว (LabVIEW Programming) โปรแกรมแลบวิวเปนโปรแกรมคอมพิวเตอรที่ออกแบบมาเพื่อนํามาใชในดานการวัดและควบคุมสําหรับงานทางวิศวกรรม LabVIEW ยอมาจาก Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench ส่ิงที่ แลบวิวแตกตางจากโปรแกรมอื่นคือเปนโปรแกรมประเภท GUI (Graphic User Interface) โดยสมบูรณ ลักษณะภาษาที่ ใชในโปรแกรมนี้ เปนภาษารูปภาพ (Graphical Language) ซึ่งจะแทนการเขียนโปรแกรม



ในรูปแบบของตัวอักษร (Text Mode) ซึ่งมีความสะดวกและสามารถลดเวลาในการพัฒนาโปรแกรมลงไปไดมากสามารถนํามาประยุกตใชในงานวิจัย พัฒนา ระบบควบคุมการทํางานของเครื่องจักร CNC ได [1], [3] 2.4 องคประกอบของ NC โปรแกรม [5]-[7] รูปแบบของโปรแกรมควบคุมเครื่องจักร CNC จะมีลักษณะเหมือนโปรแกรมคอมพิวเตอรทั่วไปโดยจะประกอบดวยชุดรหัสคําส่ังเรียงลําดับกันไปตามบรรทัด (Block) ในแตละบรรทัดจะประกอบดวยชุดรหัสคําส่ัง (Word) ตาง ๆ ซึ่งประกอบดวยตัวอักษร (Address) และตามดวยตัวเลข (Code and Value) เชนรหัสคําส่ัง การควบคุมโปรแกรม (Program Control Instructions) ไดแก N, รหัสคําส่ังทางเรขาคณิต(Geometric Instructions)ไดแก G,X,Y,Z,I,J และ K, รหัสคําส่ังทางเทคนิค (Technical Instructions) ไดแก M,F,S และ T เปนตนดังแสดงตัวอยางในรูปที่ 3

รูปที่ 3 ตัวอยางชุดรหัสคําสั่ง [6]

รูปที่ 4 รูปแบบการกัดชิ้นงานจากชุดรหัสคําสั่งของรูปที่ 3 [6]

จากรูปที่ 3ชุดรหัสคําส่ัง N110 คือบรรทัดที่ 110 กําหนดอัตราปอน 95 mm/min และความเร็วรอบของดอกกัด 850rpm, บรรทัดที่ 115 กําหนดใหดอกกัดเคลื่อนที่เร็วจากตําแหนงปจจุบันไปยังจุดเริ่มตนที่จุด X=25 mm และ Y=30 mm, บรรทัดที่ 120 กําหนดใหดอกกัดเคล่ือนที่ตามความเร็วท่ีกําหนดในแนวแกน Z=-8 mm, บรรทัดที่ 125 กําหนดใหดอกกัดเคล่ือนที่ตามความเร็วที่

กําหนดในแนวแกน X=105 mm, บรรทัดที่ 130 กําหนดใหดอกกัดเคลื่อนที่ตามความเร็วที่กําหนด ในแนวแกน Y=80 mm ดังแสดงรูปแบบการเคลื่อนที่กัดชิ้นงานในรูปที่ 4ชุดรหัสคําส่ังที่ใชในการเขียน NC โปรแกรม มี 3 ประเภท คือ G-code เปนชุดรหัสคําส่ังใหเครื่องจักรเคลื่อนที่ไปตามรูปรางเลขาคณิต เชน เสนตรง เสนโคง วงกลมหรือเคล่ือนที่แบบวัฏจักร และเปนคําส่ังกําหนดคาตัวแปรกระบวนการตางๆใหกับเคร่ืองจักร สวนของ M-Code เปนชุดคําส่ังติดตอกับเครื่องจักรโดยตรง เชน ส่ังใหดอกกัดหมุนเปดหรือปดน้ําหลอเย็นส่ังใหจบการทํางาน เปนตน โดยไมเกี่ยวของกับการเคลื่อนที่ของดอกกัดและสวนของรหัสคําส่ังอื่นๆ ใชชวยในการเขียนโปรแกรมติดตอกับเคร่ืองจักร นอกเหนือจาก G-code และ M-codeขางตน 3. การดําเนินงาน 3.1 การออกแบบโครงสรางเคร่ืองจักร [1] งานวิจัยและพัฒนานี้ ไดดําเนินงานตอยอดจากโครงการ [1] โดยโครงสรางของโตะงาน (XY-Table) เครื่องกัด CNC เปนการประยุกตใชระบบกลไกอินเวอรสชั่นโอลแฮม สามารถขับเคล่ือนได 2 แนวแกน คือ X และ Y โดยโครงงานนี้เลือกใชวัสดุอลูมิเนียมขนาดหนาตัด 40x40mm ในการประกอบเปนโครงสราง และใชบอลสกรูแบบเม็ดลูกปนหมุนวน (Recirculating Ball Screw) เปนอุปกรณสงถายกําลังตัวขับเคล่ือนโตะงาน โดยใชระบบรองล่ืนเชิงเสน (Linear Guide Rail) เปนอุปกรณรองรับน้ําหนักโตะงานทั้ง 2 แนวแกน ตัวแผนพ้ืนโตะงานเ ลือกใช วั สดุพลาสติกอะคริ ลิค มีขนาดประมาณ 300x300x10mm ติดตั้งชุดระบบรองล่ืนเชิงเสนเพ่ือนําเ ล่ือนไวที่ขอบของโตะงานทั้ ง 4 ดาน พรอมทั้ งทํา การติดตั้งระบบปมน้ําหลอเย็นและโคมไฟสองสวางเพ่ิมเติมจากโครงการ [1] ดังแสดงในรูปที่ 5, 6 และ 7

รูปที

รูปที่ 6

รูปท

รูปที่

ที่ 5 ระบบกลไกอิ

6การติดตั้งระบบป

ที่ 7องคประกอบ

8 องคประกอบข

นเวอรสชั่นโอลแ

ปมนํ้าหลอเย็นแล

ของโครงสรางเค ื

ของระบบควบคุม

แฮมของโตะงาน

ละโคมไฟสองสวา

ร่ืองกัด 3 แกน

เครื่องกัด 3 แกน

การประช

าง

น

3.2 ร คอมbaseDrivเชื่อม6501ของใหสและควาหมุนโปรแลบคําส่ั[5]-[7ที่ตอ3.3 ก การทการModสวนกลุมชอง(Actuสวนตัวอัสวนทั้งเชิจากสัญญแกน(Spiโคมไของหในรูป

ชุมวิชาการขายง

ระบบควบคมุระบบควบค

มพิวเตอรที่ติดตe) โดยใชอุปกรer-UD2115) ซึมตอระหวางคอ1) โดยโปรแกเครื่องจักรใชสเตปปมอเตอรทความเร็วที่สัมมเร็วรอบของมนมีดกัด (Spinแกรมขึ้นมาใหวิว (LabVIEWัง G-Codeตาม7] เพ่ือใชควองการ ดังแสดงการเขียนโปรรูปแบบของก

ทํางานของเครืพัฒนาโปรแก

dule)ใหสมบูรณนยอยอื่นๆ อยาม (Array Variaทาง (Port) uator) ตัวอยานของการรับคาักษร ตามมาตนของการปรชิงเสนตรง แลพ้ืนฐานของสมญาณพัลส (Pนตาง ๆ การควndle Speeไฟสองสวาง แหนาจอสื่อสารปที่ 9

านวิศวกรรมอุตส16-1

มการเคลื่อนท่ีคุมการเคลื่ อตั้งระบบปฏิบัติรณขับสเตปปมซึ่งไดรับสัญญาอมพิวเตอร (Inกรมควบคุมการสมการ (1)-(12ทั้ง 3 ตัวหมุนมพันธกัน รวมมอเตอร (24V ndle) โดยโครงหมทั้งหมดบน

W-base Prograมมาตรฐาน ISOบคุมการกัดชิ้นงในรูปที่ 8

แกรมแลบวิวการเขียนโปรแรื่องจักร CNรมแตละสวนณ และสงคาตัางเหมาะสม โดable)เพ่ือนําไปการขับเราอุปงของโปรแกรมชุดรหัสคําสั่ง รฐาน ISO 69ะมวลผลเ พ่ือละเสนโคงซึ่งเมการที่ (1)-(1Pulse) เพ่ือขัวบคุมความเร็วd) รวมทั้งกและปมน้ําหลอกับผูใชงาน (U

สาหการ ประจําป 18 ตุลาคม 2556

ของเคร่ืองกัดอนที่ของเครื่ติการวินโวส (มอเตอร (Vextาณทางไฟฟาจาterface Card รเคล่ือนที่และก

2) เปนพ้ืนฐานแนไปตามตําแหนมทั้งติดตั้งระบDC Motor) งงานนี้ไดทํากนพ้ืนฐานของamming) เพ่ือรO 6983 (DINนงานใหเปนไป

ว แกรมแลบวิวเพืNCในโครงงานยอย(Module, ัวแปรตาง ดยใชรูปแบบขปประมวลผลจนกรณขับเคล่ือนมสวนยอยอันปรG-code ในรู

983 (DIN 660อควบคุมการเปนสวนโคงข2) สวนขอขับสเตปปมอเตวรอบของมอเตการควบคุมกาอเย็นเปนตน โUser Interface

ป พ.ศ. 2556 พัทยา ชลบุรี

ด [1] องกัด ใช(Windows-a Stepper ากอุปกรณ: NI USB-การทํางานและส่ังการนง ทิศทาง บบควบคุมสําหรับขับการพัฒนาโปรแกรม รองรับรหัสN 66025) ปตามแบบ

พ่ือควบคุมนนี้ จะเปน Sub-ๆ ไปยัง

ของตัวแปรนกระทั่งถึงนตาง ๆ ระกอบดวย ปแบบของ25) [5]-[7] รเค ล่ือนที่ องวงกลม งการสรางตอรในแนว ตอรดอกกัด ร ปด-เปด ดยแผนผัง

e) ดังแสดง



รูปที่ 9 แผนผังของหนาจอส่ือสารกับผูใชงาน

การออกแบบหนาจอสื่อสารกับผูใชงาน(Front Panel) ของโปรแกรมแลบวิว ดังแสดงในรูปที่ 10 และ มีสวนประกอบตาง ๆ ดังนี ้

รูปที่ 10การออกแบบหนาจอส่ือสารกับผูใชงาน

จากรูปที่ 10 สามารถแบงเปนสวนประกอบหลัก 6 สวน ดังตอไปนี้ 1. ปุมควบคุมแสดงถึงสวนที่ส่ังใหเครื่องจักรทํางาน โดยแสดงสัญลักษณเปนปุมตาง ๆ และมีคําส่ังในการทํางานของโปรแกรมกํากับไว ซึ่งปุมตาง ๆเหลานี้ประกอบดวยปุม NEW FILE เมื่อกดปุมนี้จะทําหนาที่ลบขอมูลเกาพรอมที่จะรับขอมูลใหมเขามา, ปุม LOAD FILE เมื่อกดปุมนี้จะทําหนาที่นําไฟลขอมูลที่ทําการเขียน G-Code ไวเขามาใชงาน, ปุม RUN M/C เมื่อกดปุมนี้เครื่องจักรจะทํางาน, ปุม STOP M/C เมื่อกดปุมนี้โปรแกรมจะหยุดการทํางาน, ปุม EXIT เมื่อกดปุมนี้จะออกจากโปรแกรม, ปุม M/C STOP เมื่อกดปุมนี้เครื่องจักรจะหยุดทํางานชั่วคราว, ปุม SPINDLE STOP เมื่อกดปุมนี้มอเตอรดอกกัดจะหยุดหมุน 2. ตัวอยางหนาจอแสดงชุดรหัสคํ า ส่ัง G-Codeในรูปแบบของ

ตัวอักษร ดังแสดงในรูปที่ 11 3. ตัวอยางหนาจอแสดงตําแหนงการเคลื่อนที่ของมีดกัดบนระนาบ X-Y ดังแสดงในรูปที่ 124.หนาจอควบคุมการเคลื่อนที่แบบใชมือบังคับ (Jog Control / Manual Control) ในแนวแกน X,Y และZ ซึ่งสามารถกําหนดระยะ และทิศทางที่ตองการเคลื่อนที่ไดตรงชอง POSITON และเลือกแนวแกนที่จะเคล่ือนที่ไดที่ชอง AXIS ดังแสดงในรูปที่ 135. หนาจอควบคุม การปรับเปล่ียนความเร็วรอบของมอเตอรดอกกัด โดยสามารถปรับระดับแบบเปอรเซนตตรงชอง spindle speed(%)หรือปรับคาความเร็วตัด (Cutting Speed, mm/sec) และยังมีปุมสวิตซปด-เปดดังแสดงในรูปที่ 14 6. หนาจอแสดงสถานะของชุดรหัสคําส่ัง G-Code และ M-Code ในขณะใดๆ ที่เครื่องจักรกําลังทํางาน ดังแสดงในรูปที่ 15



รูปที่ 11 สวนของการรับคาชุดรหัสคําสั่ง G-code

รูปที่ 12 ตําแหนงการเคลื่อนที่ของมีดกัดบนระนาบ X-Y

รูปที่ 13 Jog Control / Manual Control ในแนวแกน X, Y และ Z

รูปที่ 14 การปรับเปลี่ยนความเร็วรอบของมอเตอรดอกกัด

รูปที่ 15 หนาจอแสดงสถานะของชุดรหัสคําสั่งขณะใดๆ

โดยในสวนของการสื่อสารกับผูใชงาน (Front Panel) ข า ง ต น จ ะ สั ม พั น ธ กั บ ใ น ส ว น ข อ ง โ ป ร แ ก ร ม การประมวลผล (Block Diagram) ดังตัวอยางของสวนโปรแกรมยอย การประมวลผลการปรับเปล่ียนความเร็วรอบของมอเตอรดอกกัด ดังแสดงในรูปที่ 16

รูปที่ 16 โปรแกรมการประมวลผลการปรับเปลี่ยน ความเร็วรอบของมอเตอรดอกกัด

4. ผลการทดลอง การทดสอบความแมนยํา (Accuracy) และความแมนตรง (Precision) ของการเคลื่อนที่เชิงเสนตรง จะแบงเปนการทดสอบการเคลื่อนที่ทีละ1แนวแกน ทีละ 2 แนวแกนพรอมกันและทีละ 3 แนวแกนพรอมกัน จํานวน 10 ครั้ง ดวยความเร็วคงที่สูงสุดเทาที่ระบบจะสามารถทําได คือคาความถี่ของสัญญาณพัลสรวม 10 kHz จากโปรแกรมแลบวิว โดยใชชุดคําส่ังรหัสคําส่ังG-Code แลวทําการวัดระยะดวยเวอรเนียคาลิเปอร ดังแสดงในรูปที่ 17 โดยเก็บขอมูลเพ่ือทําการหาคาเฉล่ีย

ของเปอรPercent ดังแสดงใวัสดุโฟม ดังแสดงในของโปรแกควบคุมก(Algorithmตามชุดคํา(DIN 660

รูปที่ 1

ตารางที่ 1 ก

การการเร

การเค ืคือ X แล

เสน

การเค ืX,Y,Zและ Z=

รเซนตความผิError) [8]

นตารางที่ 1 สํ ดวยชุดคําสั่งนรูปที่ 18และ กรม การเคลื่อนที่ ทีm) ขึ้นมาใหม าส่ังรหัส G-Co

025) [5]-[7]

17 การวัดระยะกาเวอ

คาเฉลี่ยของเปอรการทดสอบการเค

รูปแบบการทดส

ารเคลื่อนที่ในแนวะยะทาง 10 มม. ารเคลื่อนที่ในแนวะยะทาง 10 มม. เคลื่อนที่ในแนวแะยะทาง 50 มม. ลื่อนที่พรอมกัน ละ Y โดยเปนรูปนผานศูนยกลาง

(G02,G03)ลื่อนที่พรอมกัน Z โดย X=15 มม.=5 มม. วัดเปนเว

(G01)

ดพลาดจริง (Aโดยตัวอยาง

สําหรับตัวอยางรหัส G-Code 19 ซึ่งเปนการ

ที่พัฒนาระเบี ทําใหสามารถodeตามมาตร

ารเคลื่อนที่ของแอรเนียคาลิเปอร

รเซนตความผิดพคลื่อนที ่

สอบ

วแกน X (G01) วแกน Y (G01) แกน Z (G01) 2 แนวแกน วงกลมขนาด40 มม. 3 แนวแกน .Y=10 มม. วคเตอรลัพธ

Average ของผลการทดงของการกัดชิ้น แบบตอรแสดงถึงสมรร

ยบวิธีการคํากัดชิ้นงานไดสํฐาน ISO

ตละแนวแกนดวย

พลาดจริงของ

คาเฉลีย่ของเปอรเซนตควาผิดพลาดจรงิ

1.11

1.25

0.6

0.075

0.236

การประช

True ดสอบ นงานเนื่อง รถนะ

นวณ สําเร็จ6983

ย

ามง

รูป

รูป

5. ส

โตะงการพไดอผิดพ1.25เครื่อที่ซับ5 แก กิตติ

ภาคมหาการใEditi

ชุมวิชาการขายง

ปที่ 18 การทดสอ

ปที่ 19 การกัดชิ้น

รุป การวิจัยและ

งาน X-Y แบบพัฒนาชุดคําสั่งยางนาพอใจ พลาดจริง ขอ5% ซึ่ งจะ เปนองจักรกล CNCบซอนสูงขึ้นในกน ใหสามารถ

ติกรรมประกางานวิจัยแล

ควิชาวิศวกรราวิทยาลัยเทคโใชโปรแกรมแลion

านวิศวกรรมอุตส16-1

อบการกัดชิ้นงาน

นงานรูปรางกรวย

ะพัฒนาเครื่องกบอินเวอรชั่นโอง G-Code สา โดยมีคาเฉล่ีองการทดสอบนรากฐานขอC ใหมีสมรรถนอนาคต เชนกรองรับระบบ C

าศ ะพัฒนาน้ีไดรมการผลิต คนโลยีพระจอมลบวิว ลิขสิทธิ์

สาหการ ประจําป 18 ตุลาคม 2556

ดวยชุดรหัสคําสัง่

ดวยชุดรหัสคําสัง่

กัด 3 แกน โดอลแฮมขนาดเล็ามารถทดสอบกลยของเปอรเซบการเคลื่อนทีองการวิจั ยแลนะตอบรับกับกการพัฒนาเปนCAM เปนตน

ดรับการสนับคณะวิศวกรรมเกลาพระนคร

Version 8.2

ป พ.ศ. 2556 พัทยา ชลบุรี

ง G-code

ง G-code

ดยใชกลไกล็ก รวมท้ังการทํางานซนตความที่นอยกวา ละพัฒนาการทํางานนเครื่องกัด

สนุนจาก รมศาสตร เหนือ และ

2 Student



เอกสารอางอิง [1] สมฤกษ ปุจฉาการ, นิพัทธ ยืนยาว,สุพัฒน พรศิรินพคุณ และ สายันต พรายมี. 2555. การพัฒนาเครื่องกัด 3 แกน โดยใชกลไกโตะงาน X-Y แบบอินเวอรชั่นโอลแฮม.การประชุมวิชาการ ขายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ประจําป 2555, วันที่ 17-19 ตุลาคม 2555 จังหวัดเพชรบุรี : 197. [2] Alan Overby.2010. CNC Machining Handbook, McGraw Hill Professional. [3] EranCastiel. 2008.First Robotics LabVIEW Training.TheLabVIEW Style Book, Prentice Hall. [4] Gustavo Arroyo, Claudio Ochoa, Josep Silva And Germán Vidal. 2004.Towards CNC Programming UsingHaskell. IBERAMIA 2004, Springer LNCS 3315,pp.386-395. [5] Smid, Peter. 2008. CNC Programming Handbook (3rd ed.), New York, Industrial Press. [6] Programmer’s Guide.1998. CNC-Simulator for Milling.MTSMathematischTechnische Software- Entwicklung GmbH. [7] Training Document forIntegrated Automation SolutionsTotally Integrated Automation (TIA). 2010. Module S01Fundamentals of CNC Programmingwith SinuTrain, Siemens AG. [8] A.H. Slocum. 1992. Precision Machine Design, Englewood Cliffs, Prentice-Hall, NJ.

การพัฒนาซอฟท แวร ควบค ุมเครื่องกัด 3...

Documents