ຄວາມສົມດຸນທີ່ແບບເປີດເຜີຍຂອງຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງ: ເຕັກໂນໂລຢີເຄື່ອງຈັກ CNC ປະເພດ Slant Bed Lathe

ຂໍ້ດີດ້ານໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງຈັກ CNC Lathe ທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເທິງແບບເອີ້ງເຊີງ (Slant Bed) ສຳລັບຄວາມແໜ່ນໃຈ ແລະ ການຈັດການຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດ

ທໍ່ ເຄື່ອງກັດ slant bed cnc ການອອກແບບນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການປຸ້ງແຕ່ງດີຂຶ້ນຢ່າງເປັນເນື້ອເປົ່າຜ່ານການປັບປຸງກົນໄກໂຄງສ້າງ. ໂດຍການເອີ້ງເທິງຂອງເຄື່ອງຈັກໃນມຸມທີ່ປົກກະຕິຈະຢູ່ລະຫວ່າງ 30° ແລະ 60°, ຜູ້ຜະລິດຈະໄດ້ຮັບຄວາມແໜ່ນໃຈທີ່ດີເລີດ—ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການປຸ້ງແຕ່ງທີ່ຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ມຸມເອີ້ງເທິງທີ່ 45° ຈະເຮັດໃຫ້ການຫຼຸດທອນການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການໃຊ້ພື້ນທີ່ໃນເຂດຜະລິດມີປະສິດທິພາບທີ່ສົມດຸນ, ໃນຂະນະທີ່ມຸມທີ່ຊັນກວ່າ (60°) ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມສະຖຽນທາງດ້ານການດຶງດູດຂອງແຮງດຶງດູດຂອງໂລກມີຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດເວລາປຸ້ງແຕ່ງທີ່ຕ້ອງໃຊ້ແຮງຫຼາຍ. ການສຶກສາໃນອຸດສາຫະກຳໄດ້ຢືນຢັນວ່າ ລູກສູບທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເທິງແບບເອີ້ງເຊີງ (slant bed) ຈະຫຼຸດລົງການເບື່ອງ (deflection) ໄດ້ 40% ເມື່ອທຽບກັບລູກສູບທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເທິງແບບແທ້ງ (flat bed) ໃນສະພາບການທີ່ເທົ່າທຽມກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄຸນນະພາບຂອງພື້ນຜິວດີຂຶ້ນ ແລະ ຍາວອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງມື.

ການເລືອກມຸມເອີ້ງເທິງຂອງຕົວເຄື່ອງ (30°, 45°, 60°) ແລະ ອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມສະຖຽນຂອງເຄື່ອງຈັກ

ການເລືອກມຸມຂອງເຕັ້ນຫຼັງມີຜົນຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການປະມວນຜົນ ແລະ ຄວາມເໝາະສົມຕໍ່ການນຳໃຊ້ໂດຍກົງ. ໃນມຸມ 30° ການອອກແບບຈະໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບການຂັບໄລ່ຂີ້ເຫື່ອອອກຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນການຜະລິດໃນປະລິມານສູງ. ການຈັດຕັ້ງທີ່ມຸມ 45°—ເຊິ່ງເປັນທີ່ນິຍົມທີ່ສຸດໃນການປະມວນຜົນທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ—ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມສຳພັນເວັກເຕີ່ຂອງແຮງຕັດ ແລະ ການດຶງດູດຂອງແຮງດຶງດູດຂອງໂລກມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ, ເຮັດໃຫ້ແຮງກົດດັນດ້ານຂ້າງຂອງເຄື່ອງມືເປັນສູນ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການເບື່ອງຂອງຊິ້ນງານໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ໜັກໜາແລະເຂັ້ມຂົ້ນເປັນພິເສດ, ເຕັ້ນຫຼັງທີ່ມີມຸມ 60° ຈະໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານສູງສຸດຕໍ່ຄວາມເຄັ່ນຂອງແຮງບິດ, ໂດຍຂໍ້ມູນຈາກອຸດສາຫະກຳສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມເບື່ອງດ້ານຕຳແໜ່ງມີຄ່າ ≤0.003 mm ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເຮັດວຽກທີ່ແຮງຂອງເຄື່ອງຈັກ (spindle load) ເຖິງ 15 kW. ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຈາກຄວາມຮ້ອນຂອງເຕັ້ນຫຼັງທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກລ້ອມ (cast iron) (0.000011 mm/mm°C) ເຮັດໃຫ້ຄວາມແໜ່ນຂອງມຸມນີ້ເປັນສິ່ງຈຳເປັນເພື່ອຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະດັບໄມໂຄຣນ (micron-level) ໃນໄລຍະເວລາທີ່ຍາວນານ.

ການຈັດສົ່ງແຮງຕັດທີ່ເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບສູງຂື້ນໂດຍອີງໃສ່ແຮງດຶງດູດຂອງໂລກ ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການດູດຊືມການສັ່ນສະເທືອນດີຂື້ນ

ຮູບແບບເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຕຳແຫນ່ງເຄື່ອງຈັກເອີ້ງໄປດ້ານຂ້າງ (Slant bed) ແປງແຮງດຶງດູດຂອງໂລກໃຫ້ເປັນປະໂຫຍດດ້ານວິສະວະກຳ. ແຮງທີ່ໃຊ້ໃນການຕັດຈະຢູ່ໃນທິດທາງຕັ້ງຫາງຈາກພື້ນຜິວຂອງຕຳແໜ່ງເຄື່ອງຈັກ, ເຮັດໃຫ້ແຮງກົດ (compressive stress) ສາມາດເດີນທາງໄປຫາຮາກຖານຂອງເຄື່ອງຈັກໄດ້ໂດຍກົງ. ສິ່ງນີ້ແຕກຕ່າງຈາກເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຕຳແໜ່ງເຄື່ອງຈັກແບນ (flat bed), ໂດຍທີ່ແຮງເຫຼົ່ານີ້ຈະສ້າງເກີດແຮງບິດ (bending moments) ຕໍ່ອົງປະກອບໂຄງສ້າງທີ່ຕັ້ງຂື້ນຕັ້ງ. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບຄືການສັ່ນໄຫວຫຼຸດລົງຢ່າງມີນັກ, ເຮັດໃຫ້ການຕັດແຕ່ງເຄື່ອງຈັກມີຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ຄວາມເລີວ 6,000 RPM, ຫຼືໄວຂື້ນ 35% ເທົ່າເທີຍກັບການອອກແບບທົ່ວໄປໂດຍບໍ່ມີການສັ່ນໄຫວ (chatter). ຜູ້ປະຕິບັດງານຈະໄດ້ຮັບປະໂຫຍດທີ່ວັດແທກໄດ້: ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງມືຍາວຂື້ນ 22%, ແລະຄວາມຂຸດຂ່າວຂອງພື້ນໜ້າ (surface roughness) ມີຄວາມສອດຄ່ອງຢູ່ທີ່ Ra 0.4 μm.

ເຄື່ອງຈັກ CNC Lathe ທີ່ມີຕຳແໜ່ງເຄື່ອງຈັກເອີ້ງໄປດ້ານຂ້າງ (Slant Bed) ເຮັດໃຫ້ການຕັດແຕ່ງທີ່ຄວາມເລີວສູງໄດ້ຢ່າງມີຄວາມຖືກຕ້ອງໂດຍບໍ່ຕ້ອງແລກປ່ຽນຄວາມຖືກຕ້ອງ

ເຄື່ອງຈັກ CNC ປະເພດທີ່ມີຕົວຖາງເອີ້ງເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໄດ້ຄວາມໄວສູງໃນການປະມວນຜົນໂດຍບໍ່ເສຍຄວາມຖືກຕ້ອງ ໂດຍຜ່ານການຮ່ວມມືກັນຢ່າງເປັນເອກະລາດຂອງຄວາມແໜ້ນຂອງໂຄງສ້າງ, ສ່ວນປະກອບການເຄື່ອນທີ່ທີ່ທັນສະໄໝ, ແລະ ການຈັດການຄວາມຮ້ອນ. ການອອກແບບຕົວຖາງທີ່ເອີ້ງເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດທອນການສັ່ນສະເທືອນຢ່າງເປັນທຳມະຊາດ ແລະ ແຈກຢາຍແຮງຕັດຢ່າງເທົ່າທຽມກັນ—ຮັກສາຄວາມສະຖຽນຂອງເຄື່ອງມືໄວ້ເຖິງແມ່ນວ່າຈະໃຊ້ຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຫມຸນສູງ. ລາວເສັ້ນຊີ້ນຳແບບເສັ້ນຊື່ (linear guideways) ຮ່ວມກັບສະກູ້ວບານທີ່ມີການຕັ້ງຄ່າລ່ວງໆ (preloaded ball screws) ຊ່ວຍຫຼຸດທອນການເສຍດີ (friction) ແລະ ຂຈາຍການເຄື່ອນທີ່ກັບຄືນ (backlash) ເຮັດໃຫ້ສາມາດເຄື່ອນທີ່ໄດ້ຢ່າງໄວວ່າ ແລະ ຮັກສາຄວາມຜິດພາດໃນການຈັດຕັ້ງຕຳແໜ່ງໄວ້ຕ່ຳກວ່າໜຶ່ງໄມໂຄຣນ. ເຄື່ອງຫມຸນທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍເຊີໂວ (servo-driven spindles) ມີຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມຄວາມໄວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (infinitely variable speed control) ເຮັດໃຫ້ສາມາດເລືອກເງື່ອນໄຂການຕັດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບວັດຖຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການລ້າງເສັ້ນເລືອດ (chip evacuation) ທີ່ມີປະສິດທິພາບຊ່ວຍປ້ອງກັນການສັ່ງຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການຕັດຊ້ຳເສັ້ນເລືອດ (chip re-cutting) ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຊິ້ນງານເບື່ອນຮູບຮ່າງ ຫຼື ລົດຄຸນນະພາບຂອງພື້ນໜ້າຫຼຸດຕ່ຳລົງ. ໂດຍການປະສົມປະສານອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າດ້ວຍກັນ, ເຄື່ອງຈັກນີ້ສາມາດປະມວນຜົນການຕັດທີ່ຮຸນແຮງ (aggressive material removal cycles) ແຕ່ຍັງຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ເຂັ້ມງວດໄວ້ໄດ້—ສະເໜີທັງຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການປະມວນຜົນຄັ້ງດຽວ.

ລະບົບການເຄື່ອນທີ່ທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ ແລະ ການປັບປຸງໃນເວລາຈິງໃນເຄື່ອງກັດແບບ CNC ປະເພດ Slant Bed ທີ່ທັນສະໄໝ

ທາງຊີ້ນຳແບບເສັ້ນຕັ້ງ, ແກນເກີບແບບບານທີ່ມີການດຶງຕຶງລ່ວງໆ, ແລະ ອຸປະກອນຂັບເຄື່ອນເຊີໂວທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ

ເຄື່ອງກັດແບບ CNC ປະເພດ Slant Bed ທີ່ທັນສະໄໝບັນລຸຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະດັບໄມໂຄຣນຜ່ານສ່ວນປະກອບການເຄື່ອນທີ່ສຳຄັນສາມຢ່າງ. ທາງຊີ້ນຳແບບເສັ້ນຕັ້ງໃຫ້ການເຄື່ອນທີ່ທີ່ມີການເສຍດສະຫຼາດຕໍ່າທີ່ສຸດ ແລະ ມີຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຈັດຕຳແໜ່ງພາຍໃນ 2 μm ຕໍ່ແຕ່ລະເມັດຂອງການເຄື່ອນທີ່. ແກນເກີບແບບບານທີ່ມີການດຶງຕຶງລ່ວງໆຈະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດການຫຼິ້ນ (backlash) ໂດຍການຮັກສາຄວາມຕຶງຄົງທີ່ລະຫວ່າງເກີບແລະເກີບເກີບ—ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍໃນການຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຕຳແໜ່ງໃນເວລາທີ່ປ່ຽນທິດທາງ. ອຸປະກອນຂັບເຄື່ອນເຊີໂວທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງທີ່ມີເຄື່ອງວັດແທກ (encoders) ຈຳນວນ 1,000,000 ຈຸດ ສາມາດຮັບຮູ້ຄວາມເບິ່ງເບນຈາກຕຳແໜ່ງທີ່ຖືກຕ້ອງໄດ້ນ້ອຍທີ່ສຸດເຖິງ 0.1 μm ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາມາດປັບປຸງໃນລະບົບປິດ (closed-loop) ໄດ້ເຖິງ 4,000 ຄັ້ງຕໍ່ວິນາທີ. ຊຸດສາມຢ່າງນີ້ຮັບປະກັນວ່າເຄື່ອງມືຕັດຈະຕາມເສັ້ນທາງທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ໂດຍມີຄວາມເບິ່ງເບນຕ່ຳກວ່າ 5 μm ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ່ສູງເຖິງ 30 m/min ຫຼື ສູງກວ່າ.

ການປັບປຸງອຸນຫະພູມ ແລະ ການສັ່ນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມດ້ວຍ CNC ເພື່ອຄວາມຖືກຕ້ອງຊ້ຳຄືນທີ່ ±0.003 mm

ລະບົບການຊົດເຊີຍການຂະຫຍາຍຕົວຈາກຄວາມຮ້ອນ ສູ້ກັບສາເຫດອັນດັບໜຶ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂະໜາດໃນການກັດແຕ່ງທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ເຊັນເຊີທີ່ຝັງຢູ່ຈະຕິດຕາມອຸນຫະພູມຂອງສະປິນເດີລ໌ ແລະ ແກນເກີບບານທຸກໆ 0.5 ວິນາທີ, ແລ້ວສ่งຂໍ້ມູນໄປຫາ CNC ເພື່ອປັບຕຳແໜ່ງຂອງເຄື່ອງມືເປັນຂັ້ນຕອນ 0.1 ມິກໂຣເມັດ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການກວດຈັບການສັ່ນໄຫວທີ່ອີງໃສ່ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເລີກ (accelerometer) ຈະເປີດເຜີຍຄວາມຖີ່ທີ່ເກີດການສັ່ນແທ້ (resonant frequencies) ໃນເວລາທີ່ຕັດດ້ວຍຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງ, ແລ້ວເປີດກົງການດູດຊືມ (adaptive damping) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຮຸນແຮງຂອງການສັ່ນ (chatter amplitudes) ລົງ 85%. ວິທີການຊົດເຊີຍສອງດ້ານນີ້ຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຕັ້ງຕຳແໜ່ງ (positional repeatability) ໃນລະດັບ ±0.003 ມີລີເມີເຕີ ໃນເວລາຜະລິດຕະກຳຕິດຕໍ່ກັນເປັນເວລາ 24 ຊົ່ວໂມງ—ເຊິ່ງເປັນການປັບປຸງຂຶ້ນ 72% ເມື່ອທຽບກັບລະບົບທີ່ບໍ່ມີການຊົດເຊີຍ, ອີງຕາມການສຶກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການກັດແຕ່ງທີ່ໄດ້ຮັບການທົບທວນຈາກຜູ້ຊ່ຽວຊານ (peer-reviewed) ແລະ ພິມໃນ ວາລະສານສາກົນດ້ານເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການຜະລິດ .

ຄຳຖາມທີ່ຖືກຖາມເລື້ອຍໆ

ຂໍ້ດີຫຼັກຂອງເຄື່ອງຈັກ CNC ປະເພດທີ່ມີເຕັກນິກເຕັງ (slant bed) ແມ່ນຫຍັງ?

ຂໍ້ດີຫຼັກຂອງເຄື່ອງຕັດ CNC ປະເພດທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເຊີງແມ່ນຄວາມແໜ່ນໃຈຂອງໂຄງສ້າງທີ່ດີເລີດ ແລະ ການຈັດການຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດ (chips) ທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ເນື່ອງຈາກການອອກແບບຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເຊີງ. ສິ່ງນີ້ນຳໄປສູ່ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຕັດທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການສັ່ນໄຫວທີ່ຫຼຸດລົງ, ແລະ ການຂັບໄລ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດອອກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ມຸມເອີ້ງເຊີງມີຜົນຕໍ່ຄວາມສະຖຽນຂອງການຕັດແນວໃດ?

ມຸມເອີ້ງເຊີງ (30°, 45°, 60°) ມີຜົນຕໍ່ຄວາມສະຖຽນຂອງການຕັດ ໂດຍການປັບສົມດຸນລະຫວ່າງການແຈກຢາຍແຮງຕັດ, ການຫຼຸດລົງຂອງການສັ່ນໄຫວ, ແລະ ການຂັບໄລ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ມຸມ 45° ເໝາະສຳລັບການຕັດທີ່ຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ໃນຂະນະທີ່ມຸມ 60° ເໝາະກັບການຕັດທີ່ຕ້ອງໃຊ້ແຮງຫຼາຍ.

ການຂັບໄລ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດມີບົດບາດໃດໃນເຄື່ອງຕັດ CNC ປະເພດທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເຊີງ?

ການຂັບໄລ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດເປັນຫຼັກການທີ່ສຳຄັນຫຼາຍໃນເຄື່ອງຕັດປະເພດທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເຊີງ. ການອອກແບບທີ່ເອີ້ງເຊີງຊ່ວຍໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກຕັດເລື່ອນອອກຈາກເຂດການເຮັດວຽກໄດ້ດ້ວຍອຳນາດຂອງແຮງດຶງດູດຂອງໂລກ, ລົດລົງການເຂົ້າໄປເຮັດວຽກດ້ວຍມື, ປ້ອງກັນການຮ້ອນເກີນໄປ, ແລະ ຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຕັດ.

ເຄື່ອງຕັດ CNC ປະເພດທີ່ມີຕົວເຄື່ອງເອີ້ງເຊີງຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໄດ້ແນວໃດໃນເວລາຕັດທີ່ມີຄວາມໄວສູງ?

ເຄື່ອງຈັກລາດຕະກະສີບ CNC ປະເພດທີ່ມີຕຳແໜ່ງເອີ້ງເອີ້ງ (slant bed) ຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນໄລຍະການຕັດແຕ່ງທີ່ມີຄວາມໄວສູງ ໂດຍຜ່ານຄວາມແໜ້ນຂອງໂຄງສ້າງ, ແກນເກີບບານທີ່ຖືກປັບລ່ວມກ່ອນ (preloaded ball screws), ແຖວຊີ້ນຳແບບເສັ້ນຊື່ (linear guideways), ແລະ ການຈັດການຂອງຂີ້ເຫຼັກທີ່ມີປະສິດທິພາບ—ທັງໝົດນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການເບື່ອງຮູບຈາກຄວາມຮ້ອນ.

ການຊົດເຊີຍຄວາມຮ້ອນໃນເຄື່ອງຈັກລາດຕະກະສີບ CNC ແມ່ນຫຍັງ?

ການຊົດເຊີຍຄວາມຮ້ອນປະກອບດ້ວຍການນຳໃຊ້ເຊີນເຊີເພື່ອຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນ. ລະບົບ CNC ຈະປັບຕຳແໜ່ງຂອງເຄື່ອງມືຢ່າງເປັນຈັງຫວະເພື່ອຕໍ່ຕ້ານການປ່ຽນແປງຂອງຂະໜາດທີ່ເກີດຈາກການຂະຫຍາຍຕົວເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນ, ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງ.