สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง

10 มีค. 54     1694

  เครื่องแกะสลัก 3 แกน
 

ปัจจุบันประเทศไทยมีการนำเข้าเครื่องจักรจากต่าง ประเทศเป็นจำนวนมาก มาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ต่างๆ ซึ่งเครื่องจักรเหล่านี้มีราคาค่อนข้างแพงทำให้ประเทศชาติต้องเสียเงินตรา ให้กับต่างประเทศเป็นจำนวนมาก อีกทั้งเครื่องจักรเหล่านี้มีขนาดใหญ่ ไม่เหมาะกับอุตสาหกรรมขนาดเล็กซึ่งเป็นอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ของประเทศและเป็น อุตสาหกรรมที่มีเงินทุนจำกัด ถ้าต้องนำเข้าจากต่างประเทศจึงไม่เหมาะสมสำหรับอุตสาหกรรมลักษณะนี้ ด้วยเหตุผลทั้งหมดดังที่กล่าวมาจึงเป็นแนวคิดให้ทำโครงงานนี้ขึ้น โดยเครื่องแกะสลัก 3 แกนต้นแบบที่สร้างขึ้นมีขนาดเล็กกะทัดรัดสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายและใช้ สะดวกเนื่องจากแบบชิ้นส่วนที่จะสร้างสามารถสร้างได้จากโปรแกรมที่นิยมใช้กัน คือ โปรแกรม AutoCAD และโหลดลงเครื่องจักรเพื่อทำการกัดชิ้นงานได้ทันที


  สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง
เครื่องแกะสลัก 3 แกน
 

เครื่องกัด หรือเครื่องแกะสลัก (Engraving Machine) โดยทั่วไป ที่ใช้อยู่ในงานอุตสาหกรรม ตัวเครื่องจักรและระบบควบคุมการทำงานจะมีราคาค่อนข้างสูง รูปแบบและฟังก์ชั่นการทำงานที่ตายตัวตามบริษัทที่ผลิต การเชื่อมต่อการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ก็มีข้อจำกัดเรื่องรูปแบบและลักษณะของ ข้อมูลอินพุต จึงทำให้เครื่องจักรชิ้นนั้นๆ ทำงานได้เฉพาะอย่าง และรูปแบบการใช้งานหรือการกำหนดเงื่อนไขในการทำงานทำได้เฉพาะผู้ที่มีความ รู้เฉพาะทางเท่านั้น งานวิจัยนี้ จึงพัฒนาและออกแบบระบบแมคคานิกส์ เพื่อให้สามารถสร้างเครื่องจักรได้ง่าย ทำงานได้หลากหลาย ในเครื่องเดียวกัน ทั้งที่เป็นงานตัด งานเจาะ และงานแกะสลัก เพื่อเป็นประโยชน์ให้กับผู้ประกอบการ หรือโรงงานขนาดเล็กสามารถซื้อเครื่องจักรในราคาถูก ฟังก์ชั่นการทำงานที่หลากหลาย ส่วนงานที่ออกแบบและพัฒนาโดยรวมมี 3 ส่วน หลักๆ ดังรูป

หลักการทำงาน
เครื่องต้นแบบเครื่องแกะสลัก 3 แกน จะนำข้อมูล ในพิกัด X,Y,Z ที่ได้จากโปรแกรม Auto CAD โปรแกรมเขียนภาพต่างๆ หรือข้อมูลภาพที่ได้จาก การ Scan จากกล้องดิจิตอล มาทำการวิเคราะห์และจัดเรียงข้อมูล จัดลำดับข้อมูล ที่เป็นพิกัดในแนวแกนต่างๆ ด้วยโปรแกรมที่พัฒนาขึ้น ข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์และจัดเรียงใหม่นี้จะถูกส่งผ่านทางพอร์ ทคอมพิวเตอร์ ให้กับชุดควบคุมการเคลื่อนที่ของหัวกัด เพื่อให้การกัดมีความรวดเร็ว ราบเรียบ ต่อเนื่อง และเกิดประสิทธิภาพสูงสุด หรือเพื่อความเหมาะสมกับเครื่องกัดชนิดนั้นๆ

  สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง
 
 

  สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง
 

จากรูป ทิศทางในการเคลื่อนที่จะเป็นการเคลื่อนที่จาก ซ้าย ไป ขวา เมื่อสุดขอบทางด้านขวาก็จะเคลื่อนที่กลับมาเริ่มต้นใหม่ที่แนวทางด้านซ้าย ซึ่งในการกัดชิ้นงานถ้าลักษณะการเคลื่อนที่เป็นลักษณะนี้จะทำให้การกัด ใช้เวลานาน เนื่องจาก
1. ต้องเคลื่อนที่กลับมาเริ่มต้นใหม่ ที่แนวขอบด้านซ้ายทุกครั้ง
2. ในการเคลื่อนที่กลับ ของหัวกัด เมื่อสุดขอบทางด้านขวามือ หัวกัดจะกัดชิ้นงานเป็นแนวเฉียง (ตามรอยเส้นปะ) ซึ่งทำให้งานที่ออกมาไม่มีความราบเรียบ

โครงสร้างของเครื่องต้นแบบเครื่องแกะสลัก 3 แกน ที่สร้างขึ้น
ส่วนที่ 1 ระบบแมคคานิกส์ ที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อนสามารถสร้างได้ง่ายและราคาถูก
ส่วนที่ 2 ชุดควบคุมเครื่อง ที่มีการเคลื่อนที่แบบ 2 หรือ 3 แกนได้
ส่วนที่ 3 ตัวโปรแกรมเชื่อมต่อกับเครื่องจักรให้สามารถรับอินพุตหลายๆ รูปแบบได้
การจัดเรียงข้อมูลใหม่ดังรูป จะมีการเริ่มกัดจากขอบทางด้านซ้าย ไปขวา จนตลอดแนวแกนนอน (แกน X) และ เมื่อสุดแนวแกนที่ขอบทางด้านขวา จะไม่มีการสบัดกลับไปเริ่มต้นใหม่ทางแนวขอบด้านซ้ายแต่จะเลื่อนลงล่างและกัด ในแนวแกนนอนจากขอบทางด้านขวาไปซ้าย จึงทำให้การกัดมีความต่อเนื่องและรวดเร็วขึ้น ตัวอย่างการกัดตัวอักษร และข้อความในรูปแบบต่างๆ

 
สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง
 

ผลที่ได้รับ
1. งานกัดที่เป็นป้ายชื่อ
2.งานกัดชิ้นส่วนและการเจาะ ต่างๆ
3.งานกัดภาพที่เป็น 3 มิติ
สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลที่เป็น 3 มิติ จะมีการแบ่งระดับของข้อมูลในแนวแกน Z ตามระดับ Gray Level (ความมืด-ความสว่าง) ที่ความละเอียด 256 ระดับ

การนำไปประยุกต์ใช้งาน
เครื่องกัดสามารถกัดงานและขึ้นรูปชิ้นงานจากวัสดุที่เป็นไม้และพลาสติก เช่น
1. งานป้ายชื่อ ตราสัญลักษณ์ ของที่ระลึก
2. งานกัดชิ้นส่วน ต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนเครื่องบินบังคับ แขนกล ล้อ
3. งานกัดภาพที่เป็น 3 มิติ
4. งานลบคมวัสดุ

 

  สุดยอดวิศวกรไทย ประดิษฐ์ เครื่องแกะสลัก 3 แกน เองได้ ผลงานของศิษย์ สพจ.ลาดกระบัง
 

คุณสมบัติโดยสรุป
1. พื้นที่ใช้งาน ขนาด 500mm X 800mm
2. ปรับระดับความลึกได้ถึง 150mm บนผิววัสดุที่เป็นพลาสติกและPCB
3. มีมอเตอร์ขับอิสระทั้ง 3 แกน(X,Y,Z) แกน X-Y มีความละเอียด 0.01 mm/step แกน Z เท่ากับ 0.005 mm/step
4. สามารถรับข้อมูลภาพที่เป็นไฟล์ HPGL จากโปรแกรม Auto CAD ได้

 
 

ที่มา : ภาควิชาวิศวกรรมการวัดคุม