CNC 3 แกน, 4 แกน และ 5 แกน เลือกแบบไหนดี?

ในการผลิตชิ้นส่วนด้วยเครื่องจักร CNC การเลือกจำนวนแกนของเครื่องจักรมีผลโดยตรงต่อ รูปแบบชิ้นงาน ความซับซ้อนของงาน ความเร็วในการผลิต และต้นทุนการผลิต โดยเฉพาะงานกัดที่ต้องทำงานหลายด้านหรือมีพื้นผิวที่มีความซับซ้อน

CNC 3 แกน, 4 แกน และ 5 แกน ต่างมีจุดเด่นและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน การเลือกจึงไม่จำเป็นต้องเลือกเครื่องที่มีจำนวนแกนมากที่สุดเสมอไป แต่ควรเลือกให้เหมาะกับลักษณะงานและปริมาณการผลิต

CNC คืออะไร?

CNC (Computer Numerical Control) คือระบบควบคุมเครื่องจักรด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อสั่งให้เครื่องจักรเคลื่อนที่และทำงานตามตำแหน่ง ความเร็ว และค่าที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ จึงช่วยให้สามารถผลิตชิ้นงานที่มีขนาดและรูปทรงตามแบบได้อย่างสม่ำเสมอ

ในงานอุตสาหกรรม CNC สามารถนำมาใช้กับกระบวนการผลิตได้หลายรูปแบบ เช่น การกัด การเจาะ การคว้าน และการทำเกลียว โดยเครื่องจักรจะใช้เครื่องมือตัดที่เหมาะสมกับลักษณะของงาน

สำหรับเครื่องกัด CNC แกนพื้นฐานที่พบได้ทั่วไปมี 3 แกน ได้แก่

• แกน X – การเคลื่อนที่ในแนวซ้ายและขวา
• แกน Y – การเคลื่อนที่ในแนวหน้าและหลัง
• แกน Z – การเคลื่อนที่ในแนวขึ้นและลง

เมื่อเพิ่ม แกนหมุน เข้ามา เครื่องจักรจะสามารถหมุนชิ้นงานหรือปรับมุมการทำงานของเครื่องมือตัดได้ ทำให้เข้าถึงพื้นผิวด้านอื่น ๆ ได้มากขึ้น

ตัวอย่างเช่น

เครื่อง CNC 3 แกน อาจต้องกลับด้านชิ้นงานเมื่อต้องการกัดอีกด้านหนึ่ง ขณะที่เครื่อง 4 แกนหรือ 5 แกน สามารถหมุนชิ้นงานหรือปรับมุมเครื่องมือตัดเพื่อเข้าถึงพื้นที่เหล่านั้นได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนการจับยึดบ่อยครั้ง

ดังนั้น จำนวนแกนของ CNC จึงมีผลโดยตรงต่อ ความสามารถในการเข้าถึงชิ้นงาน ความซับซ้อนของรูปทรง จำนวนครั้งในการจับยึด และระยะเวลาในการผลิต ยิ่งชิ้นงานมีรายละเอียดหรือพื้นผิวหลายมุมมากขึ้น เครื่อง CNC ที่มีจำนวนแกนมากขึ้นก็จะยิ่งมีความได้เปรียบในด้านการเข้าถึงและการผลิต

CNC 3 แกน คืออะไร?

CNC 3 แกน เป็นเครื่องจักร CNC ที่ควบคุมการเคลื่อนที่หลักใน แกน X, Y และ Z โดยเครื่องมือตัดสามารถเคลื่อนที่ไปตามแนวทั้ง 3 แกน เพื่อกัดหรือเจาะชิ้นงานตามแบบที่กำหนด

เป็นเครื่องจักรที่พบได้ทั่วไปในโรงงาน เพราะสามารถรองรับงานผลิตได้หลากหลาย และเหมาะกับชิ้นงานที่ไม่ได้มีรูปทรงซับซ้อนมาก เช่น

• กัดปรับผิวชิ้นงาน
• กัดร่อง
• เจาะรู
• กัด Pocket
• กัดบ่าหรือขั้นของชิ้นงาน
• ผลิตชิ้นส่วนที่สามารถทำงานจากด้านเดียวได้

ข้อดีของ CNC 3 แกน

จุดเด่นของ CNC 3 แกน คือ ใช้งานไม่ซับซ้อนและเหมาะกับงานผลิตทั่วไป เครื่องจักรมีโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อนมากเมื่อเทียบกับเครื่องหลายแกน ทำให้การตั้งงาน การเขียนโปรแกรม และการควบคุมเครื่องทำได้ง่ายกว่า

นอกจากนี้ ต้นทุนในการจัดหาและดูแลเครื่องโดยทั่วไปมักต่ำกว่าเครื่อง CNC ที่มีจำนวนแกนมากกว่า จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับโรงงานที่เน้นงานกัดทั่วไป หรืองานที่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนมุมการทำงานบ่อย ๆ

ข้อจำกัดของ CNC 3 แกน

ข้อจำกัดสำคัญคือ เครื่องมือสามารถเข้าถึงชิ้นงานได้ตามทิศทางของ 3 แกนหลัก หากต้องการกัดหรือเจาะบริเวณด้านข้างหรือด้านหลังของชิ้นงาน อาจต้องนำชิ้นงานออกมา กลับด้านหรือเปลี่ยนตำแหน่งจับยึด

การจับชิ้นงานใหม่หลายครั้งไม่เพียงทำให้เสียเวลาในการตั้งงาน แต่ยังเพิ่มโอกาสเกิดความคลาดเคลื่อนจากตำแหน่งการจับยึด หากต้องการความแม่นยำสูง การควบคุมตำแหน่งในการจับชิ้นงานจึงมีความสำคัญมาก

ดังนั้น หากชิ้นงานสามารถผลิตได้จากด้านเดียว CNC 3 แกนก็เพียงพอและคุ้มค่าสำหรับงานประเภทนั้น แต่หากเป็นชิ้นงานที่ต้องทำหลายด้านหรือมีพื้นผิวซับซ้อน อาจพิจารณา CNC 4 แกนหรือ 5 แกน เพื่อช่วยลดขั้นตอนการจับยึดและเพิ่มความคล่องตัวในการผลิต

CNC 4 แกน คืออะไร?

CNC 4 แกน เป็นเครื่องจักรที่พัฒนาต่อยอดจาก CNC 3 แกน โดยเพิ่ม แกนหมุนอีก 1 แกน เข้ามา โดยทั่วไปมักเป็น แกน A ซึ่งทำหน้าที่หมุนรอบแกน X

การเพิ่มแกนหมุนทำให้เครื่องจักรสามารถ หมุนชิ้นงานระหว่างการผลิต เพื่อให้เครื่องมือตัดเข้าถึงพื้นผิวหรือด้านต่าง ๆ ของชิ้นงานได้มากขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องถอดชิ้นงานออกมาเปลี่ยนตำแหน่งจับยึดทุกครั้ง เหมาะกับงาน เช่น

• ชิ้นงานทรงกระบอกหรือทรงกลม
• งานที่ต้องกัดหลายด้าน
• งานเจาะรูรอบชิ้นงาน
• งานกัดร่องหรือรายละเอียดที่ต่อเนื่องรอบชิ้นงาน
• งานที่ต้องผลิตชิ้นงานรูปแบบเดิมจำนวนมาก

ข้อดีของ CNC 4 แกน

จุดเด่นของ CNC 4 แกนคือ ช่วยลดขั้นตอนการกลับด้านและจับยึดชิ้นงานใหม่ เพราะสามารถหมุนชิ้นงานเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งการทำงานได้

ตัวอย่างเช่น หากชิ้นงานต้องเจาะรูหลายตำแหน่งรอบตัวชิ้นงาน การใช้แกนหมุนสามารถหมุนชิ้นงานไปยังตำแหน่งที่ต้องการ แล้วให้เครื่องมือตัดทำงานต่อได้ ทำให้กระบวนการผลิตต่อเนื่องมากขึ้น

การลดจำนวนครั้งในการจับยึดยังช่วย ลดเวลาในการตั้งงาน และลดโอกาสเกิดความคลาดเคลื่อนจากการจับชิ้นงานซ้ำ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับงานที่ต้องควบคุมตำแหน่งและขนาดให้แม่นยำ

นอกจากนี้ หากเป็นงานที่ต้องผลิตจำนวนมาก การลดเวลาในการตั้งงานและการเปลี่ยนตำแหน่งชิ้นงานก็สามารถช่วยเพิ่มความต่อเนื่องและลดเวลาในการผลิตต่อชิ้นได้อีกด้วย

ข้อจำกัดของ CNC 4 แกน

แม้จะสามารถทำงานได้หลากหลายกว่า CNC 3 แกน แต่ CNC 4 แกนยังมีข้อจำกัดในการเข้าถึงพื้นผิวที่ซับซ้อนหรือมุมที่หลากหลายมาก ๆ งานบางประเภทอาจยังต้องมีการปรับตำแหน่งหรือเปลี่ยนการจับยึดเพิ่มเติม

ดังนั้น CNC 4 แกนจึงเหมาะกับงานที่ต้องการ เพิ่มความสามารถในการทำงานหลายด้าน แต่ยังไม่ได้มีรูปทรงซับซ้อนมากจนจำเป็นต้องใช้การปรับมุมเครื่องมือตัดหลายทิศทางแบบ CNC 5 แกน

CNC 5 แกน คืออะไร?

CNC 5 แกน เป็นเครื่องจักรที่สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ได้รวม 5 แกน โดยประกอบด้วยแกนหลัก X, Y และ Z ร่วมกับแกนหมุนอีก 2 แกน ทำให้สามารถปรับมุมของชิ้นงานหรือเครื่องมือตัดได้หลากหลายทิศทาง

จุดเด่นสำคัญของ CNC 5 แกนคือ สามารถ ปรับมุมเครื่องมือตัดระหว่างการทำงาน ทำให้เข้าถึงพื้นผิวหลายด้านหรือบริเวณที่เข้าถึงได้ยากด้วยเครื่อง 3 หรือ 4 แกน จึงเหมาะกับชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนและต้องควบคุมความแม่นยำสูง

ตัวอย่างงานที่เหมาะกับ CNC 5 แกน เช่น

• ชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อน
• ใบพัดและชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวโค้ง
• ชิ้นส่วนแม่พิมพ์
• ชิ้นส่วนอากาศยาน
• ชิ้นส่วนยานยนต์
• งานที่ต้องกัดพื้นผิวหลายมุม
• งานที่มีบริเวณซอกหรือมุมที่เครื่องมือแบบปกติเข้าถึงได้ยาก

ข้อดีของ CNC 5 แกน

ข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดคือ ลดจำนวนครั้งในการกลับด้านหรือจับยึดชิ้นงานใหม่ เพราะเครื่องสามารถปรับมุมเพื่อทำงานในหลายด้านได้ภายในการตั้งงานเดียว

การลดจำนวนครั้งในการจับยึดช่วยลดเวลาในการตั้งเครื่อง และลดโอกาสเกิดความคลาดเคลื่อนจากการนำชิ้นงานออกมาจับใหม่หลายครั้ง จึงเหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำและคุณภาพสม่ำเสมอ

อีกข้อดีคือสามารถปรับมุมของเครื่องมือตัดให้เหมาะกับพื้นผิวที่กำลังทำงาน ทำให้เครื่องมือสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่ต้องการได้ดีขึ้น และในบางกระบวนการอาจช่วย ลดเวลาในการกัดและลดจำนวนขั้นตอนการผลิต

อย่างไรก็ตาม CNC 5 แกนมีระบบการทำงานที่ซับซ้อนกว่าเครื่อง 3 และ 4 แกน ทั้งในด้านการตั้งเครื่อง การเขียนโปรแกรม และการควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ จึงต้องอาศัยผู้ปฏิบัติงานที่มีความรู้และประสบการณ์ รวมถึงซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ที่รองรับการทำงาน 5 แกน

ด้วยเหตุนี้ ต้นทุนเครื่องจักร การตั้งงาน และการเขียนโปรแกรมจึงมักสูงกว่า CNC 3 หรือ 4 แกน ดังนั้นจึงควรเลือกใช้เมื่อความสามารถของเครื่อง 5 แกนตอบโจทย์รูปแบบงานจริง ไม่จำเป็นต้องเลือกเครื่องที่มีจำนวนแกนมากที่สุดเสมอไป

CNC 3 แกน, 4 แกน และ 5 แกน ต่างกันอย่างไร?

แล้วควรเลือก CNC กี่แกน?

การเลือกจำนวนแกนของเครื่อง CNC ไม่ได้หมายความว่า “ยิ่งมีแกนมากยิ่งดี” เพราะเครื่องที่มีจำนวนแกนมากขึ้นมักมีต้นทุนเครื่องจักร การตั้งงาน และการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนขึ้น สิ่งสำคัญคือควรเลือกให้เหมาะกับ ลักษณะชิ้นงาน กระบวนการผลิต ปริมาณงาน และความแม่นยำที่ต้องการ

เลือก CNC 3 แกน หาก…

งานส่วนใหญ่เป็นงานกัดหรือเจาะทั่วไป ชิ้นงานมีรูปทรงไม่ซับซ้อน และสามารถทำงานให้เสร็จได้จากด้านเดียว หรือมีการกลับด้านชิ้นงานไม่บ่อย

เหมาะสำหรับโรงงานที่ต้องการเครื่องจักรสำหรับงานผลิตทั่วไป และต้องการควบคุมต้นทุนในการลงทุน

เลือก CNC 4 แกน หาก…

งานต้องทำ หลายด้านของชิ้นงาน หรือต้องหมุนชิ้นงานเพื่อกัดหรือเจาะรอบตัวชิ้นงาน การเพิ่มแกนหมุนจะช่วยลดจำนวนครั้งในการถอดและจับชิ้นงานใหม่

เหมาะกับงานที่มีรายละเอียดต่อเนื่องรอบชิ้นงาน เช่น ชิ้นงานทรงกระบอก งานเจาะหลายตำแหน่ง หรือชิ้นส่วนที่ต้องทำงานหลายด้าน

เลือก CNC 5 แกน หาก…

ชิ้นงานมี รูปทรงหรือพื้นผิวซับซ้อน ต้องทำงานหลายมุม หรือจำเป็นต้องปรับทิศทางของเครื่องมือตัดระหว่างการกัด เพื่อให้สามารถเข้าถึงพื้นที่ที่เครื่อง 3 หรือ 4 แกนทำได้ยาก

เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและต้องการลดจำนวนครั้งในการจับยึด เช่น งานแม่พิมพ์ ใบพัด หรือชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวโค้งหลายทิศทาง

ก่อนตัดสินใจ ควรดูอะไรบ้าง?

นอกจากจำนวนแกนแล้ว ควรพิจารณา ขนาดและรูปทรงของชิ้นงาน ปริมาณการผลิต ความซับซ้อนของงาน ความแม่นยำที่ต้องการ เวลาในการผลิต และงบประมาณ ร่วมกัน

หากงานสามารถผลิตได้ด้วย CNC 3 แกน ก็ไม่จำเป็นต้องลงทุนกับเครื่อง 5 แกน แต่หากต้องกลับชิ้นงานหลายครั้งหรือมีขั้นตอนการตั้งงานที่ซับซ้อน การเพิ่มแกนอาจช่วยลดเวลาและต้นทุนในกระบวนการผลิตได้

เลือกจำนวนแกนให้เหมาะกับงานจริง จะช่วยให้ได้ทั้งประสิทธิภาพในการผลิตและความคุ้มค่าของการลงทุน

จำนวนแกนมีผลต่อการเลือก Cutting Tool อย่างไร?

นอกจากจำนวนแกนของเครื่องจักรแล้ว การเลือก Cutting Tool ให้เหมาะสม ก็มีผลโดยตรงต่อคุณภาพและประสิทธิภาพในการผลิต เพราะเมื่อเครื่อง CNC สามารถเข้าถึงชิ้นงานได้หลายมุม รูปแบบและลักษณะการตัดก็จะเปลี่ยนไปตามไปด้วย

สำหรับ CNC 3 แกน ที่ใช้กับงานกัดทั่วไป สามารถเลือกใช้เครื่องมือตัด เช่น เอ็นมิล ดอกสว่าน รีมเมอร์ และดอกต๊าป ตามประเภทของงานและวัสดุชิ้นงาน

ส่วนงาน CNC 4 และ 5 แกน ที่ต้องทำงานหลายด้านหรือปรับมุมระหว่างการกัด อาจต้องพิจารณาเครื่องมือเพิ่มเติม เช่น

• ความยาวของเครื่องมือ
• ขนาดและรูปทรงของเครื่องมือ
• จำนวนฟัน
• ความสามารถในการเข้าถึงพื้นที่ทำงาน
• ความแข็งแรงและความเหมาะสมกับลักษณะการตัด

ตัวอย่างเช่น

หากเลือก Tool ที่ ยาวเกินความจำเป็น แม้จะสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่ต้องการได้ แต่ก็อาจทำให้เครื่องมือเกิดการสั่นสะเทือนได้ง่ายขึ้น โดยเฉพาะเมื่อต้องกัดด้วยความเร็วสูง ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพผิวและอายุการใช้งานของ Tool

ในทางกลับกัน หากเลือก Tool ที่มี ความยาวและรูปทรงเหมาะสมกับชิ้นงาน จะช่วยให้การจับยึดมีความมั่นคง ลดการสั่น และทำให้คมตัดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ สำหรับงานที่ต้องปรับมุมเครื่องมือตัดหลายทิศทาง ยังควรตรวจสอบว่า Tool Holder และอุปกรณ์จับยึด สามารถรองรับการทำงานและให้ระยะยื่นของ Tool เหมาะสมหรือไม่ เพราะระบบจับยึดที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการส่ายและลดความแม่นยำของงานได้

ดังนั้น การเลือกเครื่องจักรจึงไม่ควรแยกออกจากการเลือกเครื่องมือตัด แต่ควรพิจารณาร่วมกันเป็นระบบตั้งแต่

เครื่องจักร → Cutting Tool → Tool Holder → อุปกรณ์จับยึด → ค่าการตัด

เมื่อทุกส่วนเหมาะสมกัน จะช่วยให้เครื่อง CNC ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ ลดการสั่น ลดการสึกหรอของ Tool และช่วยควบคุมคุณภาพของชิ้นงานได้ดีขึ้น

KULSUB มีเครื่องมือตัดสำหรับงาน CNC

ไม่ว่าจะเป็น CNC 3 แกน 4 แกน หรือ 5 แกน การเลือกเครื่องมือตัดให้เหมาะกับงานเป็นอีกปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อทั้งคุณภาพชิ้นงาน อายุการใช้งานของเครื่องมือ และต้นทุนการผลิต

KULSUB มีเครื่องมือตัดสำหรับงานอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท เช่น เอ็นมิล ดอกสว่าน รีมเมอร์ และดอกต๊าป รวมถึงอุปกรณ์จับยึดเครื่องมือ เช่น Collet, Tool Holder และ Arbor เพื่อรองรับกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน

การเลือกเครื่องมือจึงควรพิจารณาให้สัมพันธ์กันตั้งแต่ วัสดุของชิ้นงาน รูปทรงและความซับซ้อนของงาน จำนวนแกนของเครื่องจักร ลักษณะการกัด ขนาดและความยาวของเครื่องมือ ไปจนถึงอุปกรณ์จับยึดและค่าการตัด

โดยเฉพาะงานที่ต้องใช้ CNC 4 หรือ 5 แกน การเลือกเครื่องมือที่มีขนาดและความยาวเหมาะสม รวมถึงมีระบบจับยึดที่มั่นคง จะช่วยให้เครื่องมือเข้าถึงพื้นที่ทำงานได้ดี ลดการสั่น และช่วยให้การกัดมีความต่อเนื่องมากขึ้น

ดังนั้น หากต้องการเลือก Cutting Tool สำหรับงาน CNC ไม่ควรดูเพียงประเภทหรือขนาดของเครื่องมือ แต่ควรเลือกให้เหมาะกับ เครื่องจักร + ชิ้นงาน + กระบวนการผลิต เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและความคุ้มค่าที่เหมาะสมกับงานจริง

สรุป CNC 3 แกน, 4 แกน และ 5 แกน เลือกแบบไหนดี?

การเลือก CNC ไม่ควรดูเพียงจำนวนแกน แต่ควรพิจารณาจาก ลักษณะชิ้นงาน ความซับซ้อนของกระบวนการผลิต ปริมาณงาน ความแม่นยำ และต้นทุน ที่เหมาะสมกับโรงงาน

CNC 3 แกน เหมาะกับงานกัดและเจาะทั่วไปที่มีรูปทรงไม่ซับซ้อน
CNC 4 แกน เหมาะกับงานที่ต้องทำหลายด้านหรือต้องหมุนชิ้นงานระหว่างการผลิต
CNC 5 แกน เหมาะกับงานที่มีรูปทรงซับซ้อน ต้องทำงานหลายมุม และต้องการลดจำนวนครั้งในการจับยึดชิ้นงาน

อย่างไรก็ตาม การมีจำนวนแกนมากขึ้นไม่ได้หมายความว่าจะเหมาะกับทุกงาน เพราะเครื่องจักรที่ซับซ้อนขึ้นมักมาพร้อมกับต้นทุนในการลงทุน การตั้งงาน และการเขียนโปรแกรมที่สูงขึ้น ดังนั้นควรเลือกเครื่องที่สามารถตอบโจทย์กระบวนการผลิตได้จริงและคุ้มค่ากับการใช้งาน

นอกจากตัวเครื่องจักรแล้ว Cutting Tool และอุปกรณ์จับยึด ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน การเลือกเอ็นมิล ดอกสว่าน รีมเมอร์ หรือดอกต๊าป รวมถึง Tool Holder และ Collet ให้เหมาะกับวัสดุ รูปทรงชิ้นงาน และลักษณะการทำงาน จะช่วยให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ลดการสั่น ลดการสึกหรอ และช่วยควบคุมคุณภาพของชิ้นงานได้ดีขึ้น

ดังนั้น CNC ที่ดีที่สุด ไม่ใช่เครื่องที่มีจำนวนแกนมากที่สุด แต่คือเครื่องที่เหมาะกับงานและทำงานร่วมกับเครื่องมือตัดได้อย่างลงตัว ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการวางกระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าในระยะยาว