ที่มา: ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์
และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ
ในปัจจุบันการใช้งานเครื่องจักรกลซีเอ็นซี (CNC Computer Numerical Control ) ในการอุตสาหกรรมภายในประเทศมีเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากข้อดีของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคือ สามารถประหยัดเวลา แรงงานคน และทำให้คุณภาพของชิ้นงานที่ได้มีความแม่นยำสูง ซึ่งเป็นการเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้สามารถแข่งขันกับผู้ผลิตภายนอกประเทศได้ เครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่ใช้งานในประเทศส่วนใหญ่ได้แก่ เครื่องกลึง เครื่องกัด เครื่องเจียร และเครื่องเจาะ ซึ่งเครื่องจักรส่วนใหญ่ไม่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ จากการสำรวจประเทศไทยมีการนำเข้าเครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นมูลค่ากว่า 50,000 ล้านบาทต่อปี ในส่วนนี้มีทั้งเครื่องจักรเก่าและเครื่องจักรใหม่ ซึ่งมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นทุกปี จากข้อมูลดังกล่าวเห็นได้ว่าประเทศต้องนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศในราคาที่แพง อีกทั้งอายุการใช้งานปกติของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจะมีอายุประมาณ 5-10 ปี เมื่อเครื่องจักรชำรุด จำเป็นต้องมีการปรับปรุง ที่เรียกกันว่าการรีโทรฟิต(Retrofit) จากการสำรวจในประเทศมีเครื่องจักรชำรุดประมาณ 80,000 เครื่อง ในจำนวนนี้สามารถรีโทรฟิตได้ประมาณ 40,000 เครื่อง ส่วนที่เหลือไม่สามารถรีโทรฟิตได้ ต้องนำไปหลอมเป็นเหล็กเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่
การรีโทรฟิตเครื่องจักรมีส่วนประกอบสำคัญที่จะต้องพิจารณาเปลี่ยนอยู่ 3 ส่วนคือ ส่วนระบบควบคุม(CNC Controller) ส่วนมอเตอร์และวงจรขับ(Motor &Driver) และส่วนของเครื่องกล เช่นบอลล์สกรู ลีเนียร์ไกด์ เป็นต้น การรีโทรฟิตเครื่องจักรอาจไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนทั้งหมด แต่ทำการเปลี่ยนเฉพาะส่วนประกอบที่เสีย ซึ่งส่วนประกอบทั้ง 3 ส่วนนี้เป็นราคาส่วนใหญ่ของระบบ โดยทั้ง 3 ส่วนนี้ยังไม่สามารถผลิตได้ในประเทศ ในปัจจุบันมีผู้ประกอบการประมาณ 5 ถึง 10 รายมีความเชี่ยวชาญทางด้านเครื่องกล ที่สามารถทำการรีโทรฟิตเครื่องจักกลซีเอ็นซีได้ แต่ยังต้องนำเข้าระบบควบคุม วงจรขับ และมอเตอร์จากต่างประเทศ ซึ่งในส่วนของระบบควบคุมที่นำเข้ามาจากต่างประเทศมีราคาตั้งแต่ 100,000-300,000 บาท ตามความสามารถของระบบควบคุม แนวคิดการพัฒนาระบบควบคุมเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจึงเกิดขึ้น เพื่อลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ เพื่อการพัฒนาประเทศที่ยั่งยืน
ระบบควบคุมซีเอ็นซีที่ติดตั้งในเครื่องกัดอัตโนมัติที่วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม
ข้อมูลงานวิจัย
ลักษณะเด่นของงานวิจัย
การสร้างระบบควบคุมเครื่องกัดอัตโนมัติทีมวิจัยเนคเทคได้ทำการพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ส่วนใหญ่ขึ้นมาเอง เป็นแบบสถาปัตยกรรมเปิด ซึ่งมีข้อดีคือสามารถหาฮาร์ดแวร์ต่างๆได้ในท้องตลาด เมื่อระบบควบคุมเสียไม่จำเป็นต้องซื้อใหม่ทั้งชุด ผู้ใช้สามารถเลือกเปลี่ยนเฉพาะส่วนที่เสียเท่านั้น ฮาร์ดแวร์ที่สำคัญของระบบได้แก่ คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม การ์ด Motion Control และ I/O Module ถ้าส่วนใดเสียผู้ใช้สามารถเลือกเปลี่ยนเป็นส่วนได้ อีกทั้งเนื่องจากทางทีมวิจัยได้พัฒนาซอฟท์แวร์ขึ้นมาเอง เมื่อฮาร์ดแวร์ใดในตลาดเลิกผลิตไปแล้ว ทางทีมวิจัยสามารถนำเอาซอฟท์แวร์ไปปรับปรุงเพื่อใช้งานในฮาร์ดแวร์ใหม่ได้ง่าย ซึ่งจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายให้กับผู้ใช้ได้
การประยุกต์ใช้งาน
เนื่องจากพื้นฐานของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีแต่ละชนิดมีพื้นฐานคล้ายคลึงกัน สามารถนำความรู้ที่ได้จากการพัฒนาระบบควบคุมเครื่องกัดอัตโนมัติ ไปพัฒนาระบบควบคุมเครื่องจักรอื่นเช่น เครื่องกลึง เครื่องเจียระไน หรือเครื่องตัดเลเซอร์ได้ รวมทั้งเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาในเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนเช่นเครื่องซีเอ็นซีแบบ 5 แกน หรือ Robot Arm ต่อไปในอนาคต
ลักษณะของการใช้งาน
การนำระบบควบคุมไปติดตั้งกับเครื่องจักรสามารถทำได้ง่าย เหมือนระบบควบคุมที่ซื้อจากต่างประเทศ สามารถนำไปติดตั้งได้ทั้งเครื่องจักรใหม่และเครื่องจักรเก่า ภายในตัวชุดควบคุมมีหน้าจอแสดงผล (Man Machine Interface) สำหรับแสดงผลการทำงานของเครื่องจักร และแผงคีย์บอร์ดควบคุม ชุดควบคุมจะมีสัญญาณควบคุมมอเตอร์ด้วยสัญญาณอนาล๊อก (+/- 10 V) และรับสัญญาณ Encoderจากมอเตอร์ ในชุดควบคุมจะมีส่วนติดต่อกับ I/O ภายนอก เช่นลิมิตสวิตซ์ สปินเดิล หรือส่วนน้ำหล่อเย็น เป็นต้น
พันธมิตรที่เกี่ยวข้อง (ร่วมวิจัย/รับการถ่ายทอด)
- สถาบันไทย-เยอรมัน (TGI)
- สำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา(สอศ.)
ประโยชน์ที่ได้รับ
- ช่วยลดการนำเข้าชุดเครื่องจักรกลซีเอ็นซี ซึ่งส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศ
- เป็นการนำเครื่องจักรเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่เสื่อมสภาพมาซ่อมแซมเพื่อนำกลับมาใช้อีก แทนที่การทิ้งเครื่อง
- เนื่องจากพื้นฐานของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีแต่ละชนิดมีพื้นฐานคล้ายคลึงกัน สามารถนำความรู้ที่ได้จากการพัฒนาระบบ ควบคุมเครื่องกัดอัตโนมัติ ไปพัฒนาระบบควบคุมเครื่องจักรอื่นเช่น เครื่องกลึง เครื่องเจียระไน หรือเครื่องตัดได้ในอนาคต รวมทั้งเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาในเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนเช่นเครื่องซีเอ็นซีแบบ 5 แกน หรือ Robot Arm ต่อไป
- ส่งเสริมการวิจัยและพัฒนา รวมถึงการถ่ายทอดเทคโนโลยี ให้กับเอกชนไทย เพื่อประโยชน์ด้านอุตสาหกรรมต่อไป
โครงสร้างของระบบควบคุมซีเอ็นซีสำหรับเครื่องกัดอัตโนมัติ
วิจัยและพัฒนาโดยหน่วยปฏิบัติการวิจัยพัฒนาการควบคุมและระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ