คลังบทเรียน / การเขียนโปรแกรม CNC

บทที่ 13

ค่าชดเชยรัศมีเครื่องมือบน Machining center — G41 G42 ค่า D และการอ่านล่วงหน้า

ค่ารัศมี D ในตารางค่าชดเชยของ Machining center การชดเชยรัศมีเครื่องมือ G41 G42 G40 การเริ่มและยกเลิกการชดเชย กัดตามและกัดสวน การอ่านล่วงหน้า และ alarm การตัดเกิน พร้อมตัวจำลองโปรแกรมตัวอย่างทีละบรรทัด

บทที่ 12 อธิบายตารางค่าชดเชยและค่าชดเชยความยาวเครื่องมือ ซึ่งบอกชุดควบคุมว่าปลายเครื่องมืออยู่ที่ใดในแกน Z บทนี้อธิบายการชดเชย รัศมีของเครื่องมือ (Cutter radius compensation) บน Machining center ด้วย G41 และ G42 การคำนวณเวกเตอร์ของการอ่านล่วงหน้า และการปรับขนาดชิ้นงานด้วยค่าสึกหรอ ส่วนค่าชดเชยตำแหน่งและรัศมีปลายมีดของ Turning center จะอธิบายแยกในบทที่ 14

แนวคิดที่ใช้คือ โปรแกรมเขียนตามแบบงาน ส่วนค่าชดเชยเก็บขนาดจริงของเครื่องมือ ผู้เขียนโปรแกรมเขียนพิกัดของผิวชิ้นงานจากแบบงาน ชุดควบคุมนำรัศมีการตัดจริงและการสึกหรอของเครื่องมือจากตารางค่าชดเชยมาคำนวณตำแหน่งจริงเอง เมื่อเปลี่ยนเครื่องมือหรือคมตัดสึก ผู้ปฏิบัติงานแก้ค่า D ในตาราง ไม่ต้องแก้โปรแกรม

ตารางที่ 13.1 ค่าชดเชยเครื่องมือแต่ละชนิด
ค่าชดเชย เครื่อง ชดเชยอะไร เรียกใช้ด้วย
ความยาวเครื่องมือ ในบทที่ 12 Machining center ระยะจากเส้นอ้างอิงหัวสปินเดิลถึงปลายเครื่องมือ G43 กับหมายเลข H
รัศมีเครื่องมือ (บทนี้) Machining center ระยะจากศูนย์กลางถึงขอบของเครื่องมือ G41 หรือ G42 กับหมายเลข D
ค่าชดเชยของมีดกลึง ในบทที่ 14 Turning center ตำแหน่งปลายมีด (X, Z) และรัศมีปลายมีด (R, T) คำสั่ง T สี่หลัก และ G41/G42

13.1 ค่า D ในตารางค่าชดเชย

ตารางค่าชดเชยของ Machining center ค่าขนาดกับค่าสึกหรอ และการใส่ค่าด้วย INPUT กับ +INPUT อธิบายไว้ในบทที่ 12 ค่ารัศมีใช้ตารางเดียวกันและหลักเดียวกัน คือชุดควบคุมใช้ ผลรวมของค่าขนาดกับค่าสึกหรอ ของแถวที่หมายเลข D เลือก ข้อที่ต้องรู้เพิ่มสำหรับค่า D มีสองข้อ

บนแบบ A และ B H03 กับ D03 คือแถวเดียวกัน ถ้าเขียน G43 H03 แล้วเขียน G41 D03 ชุดควบคุมจะใช้ความยาว 118.6 มม. เป็นรัศมีของเครื่องมือ โรงงานที่ใช้ตารางแบบนี้จึงตั้งหมายเลข D ให้ห่างจากหมายเลข H เช่น D ของเครื่องมือหมายเลข 3 คือ D23 ต้องรู้ว่าเครื่องที่ใช้เป็นแบบใดก่อนเขียนหมายเลข D

ชุดควบคุม Fanuc เก็บค่า D เป็น รัศมี ตามค่าเริ่มต้น แต่ตั้งพารามิเตอร์ให้เก็บเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางได้ และชุดควบคุมบางยี่ห้อใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเป็นหลัก ให้ดูชื่อคอลัมน์บนหน้าจอเสมอ ถ้าใส่ 10.0 ที่เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางในช่องที่เป็นรัศมี ขอบชิ้นงานจะผิดไปด้านละ 5 มม. และอาจเกิดการชนได้

วิธีหาค่ารัศมีที่จะใส่ในตารางอยู่ในหัวข้อวัดรัศมีของเครื่องมือ

13.2 การชดเชยรัศมีเครื่องมือ G41 G42 G40

ตัวอย่างร่องในบทที่ 8 ใช้ดอกเอ็นมิลล์ที่กว้างเท่าร่อง เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือจึงเป็นเส้นกลางของร่องพอดี แต่เมื่อกัดขอบของชิ้นงาน ขอบของเครื่องมือ ต้องอยู่บนเส้นแบบงาน ศูนย์กลางเครื่องมือจึงต้องอยู่ห่างออกไปเท่ารัศมีตลอดทาง

ถ้าคำนวณเส้นทางที่เลื่อนออกนี้เอง ต้องหาจุดใหม่ทุกจุด ส่วนโค้งทุกส่วนต้องเปลี่ยนรัศมี และโปรแกรมจะใช้ได้กับเครื่องมือขนาดเดียว การชดเชยรัศมีเครื่องมือทำให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถ เขียนพิกัดตามเส้นแบบงาน และบอกเพียงว่าเครื่องมืออยู่ด้านใดของเส้น ชุดควบคุมจะเลื่อนเส้นทางออกไปเท่าค่า D เอง

ตารางที่ 13.2 คำสั่งชดเชยรัศมีเครื่องมือ
คำสั่ง ความหมาย
G41 ชดเชยรัศมี เครื่องมืออยู่ทางซ้ายของเส้นทาง
G42 ชดเชยรัศมี เครื่องมืออยู่ทางขวาของเส้นทาง
G40 ยกเลิกการชดเชยรัศมี

ทั้งสามคำสั่งอยู่ในกลุ่มเดียวกัน และเป็นคำสั่งคงสถานะ การชดเชยทำงานในระนาบที่เลือกด้วย G17 G18 G19 ตามบทที่ 9 บน Machining center ทั่วไปคือระนาบ XY (G17)

ชุดควบคุมมองเครื่องมือเป็นวงกลม ในการชดเชยรัศมี ชุดควบคุมรู้จักเครื่องมือเพียงวงกลมรัศมีเท่าค่า D ในระนาบที่เลือก มีศูนย์กลางอยู่บนแกนเพลาหมุน ชุดควบคุมไม่รู้จำนวนคมตัด ความยาวคมตัด รัศมีที่มุมของดอก หรือรูปร่างปลายดอก ค่า D จึงต้องเป็นรัศมีของเครื่องมือ ที่ระดับที่คมตัดแตะผนัง ดอกเอ็นมิลล์ทั่วไปและดอกที่มีรัศมีที่มุมกัดผนังตั้งด้วยด้านข้างของดอก รัศมีที่แตะผนังจึงเท่ารัศมีของดอก แต่ถ้ากัดผนังด้วยส่วนโค้งของดอกปลายบอล รัศมีที่แตะผนังเล็กกว่ารัศมีของดอก ค่า D ตามรัศมีของดอกจะทำให้เหลือเนื้อ

13.2.1 ซ้ายหรือขวาของเส้นทาง (G41 หรือ G42)

วิธีดูว่าเครื่องมืออยู่ทาง “ซ้าย” หรือ “ขวา” มักทำให้ผู้เริ่มต้นสับสน หลักการดูที่ตรงไปตรงมาคือ:

ให้สมมติว่ากำลังยืนอยู่บนเครื่องมือตัด แล้วมองไปข้างหน้าตามทิศทางที่เครื่องมือกำลังเคลื่อนที่:

  • G41 (ชดเชยทางซ้าย): เมื่อมองไปตามทิศทางเดินมีด เครื่องมือตัดวิ่งอยู่ทาง ฝั่งซ้ายมือ ของเส้นทางที่สั่งในโปรแกรม (เนื้องานอยู่ทางขวามือ)
  • G42 (ชดเชยทางขวา): เมื่อมองไปตามทิศทางเดินมีด เครื่องมือตัดวิ่งอยู่ทาง ฝั่งขวามือ ของเส้นทางที่สั่งในโปรแกรม (เนื้องานอยู่ทางซ้ายมือ)

ดังนั้น ผิวชิ้นงานด้านเดียวกันอาจใช้ G41 หรือ G42 ก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่าเลือกเดินมีดวนรอบชิ้นงานไปในทิศทางใด

G41 เครื่องมืออยู่ทางซ้ายของทิศเดิน กัดขอบนอกโดยเดินตามเข็มนาฬิกา = กัดตาม (Climb) ชิ้นงาน ขอบชิ้นงาน = เส้นในโปรแกรม ห่าง = ค่า D ขณะเดินขึ้นตามขอบซ้าย เครื่องมืออยู่ทางซ้ายมือของทิศเดิน สปินเดิลหมุน M03 คมตัดที่แตะชิ้นงานกวาดสวนทิศเดิน เศษเริ่มหนาแล้วบางลง ผิวเรียบและคมตัดสึกช้า G42 เครื่องมืออยู่ทางขวาของทิศเดิน กัดขอบนอกโดยเดินทวนเข็มนาฬิกา = กัดสวน (Conventional) ชิ้นงาน ขอบชิ้นงาน = เส้นในโปรแกรม ห่าง = ค่า D ขณะเดินลงตามขอบซ้าย เครื่องมืออยู่ทางขวามือของทิศเดิน สปินเดิลหมุน M03 คมตัดที่แตะชิ้นงานกวาดไปทางเดียวกับทิศเดิน เศษเริ่มบางแล้วหนาขึ้น คมตัดเสียดสีผิวก่อนกินเนื้อ มองจากด้าน +Z ลงมายังชิ้นงาน ซ้ายหรือขวาให้ดูตามทิศที่เครื่องมือกำลังเดิน · เส้นประ = เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ
รูปที่ 13.1 G41 และ G42 บนขอบนอกของชิ้นงาน

เมื่อใช้ดอกเอ็นมิลล์มาตรฐาน (คมขวา) หมุนตามเข็มนาฬิกาด้วยคำสั่ง M03:

  • G41 จะเป็นการกัดตาม (Climb milling): คมตัดเริ่มเฉือนเข้าเนื้องานตรงจุดที่เศษมีความหนาสูงสุด แล้วค่อยๆ บางลงจนหลุดออกจากผิวสำเร็จ ผิวงานจึงเรียบกว่า ความร้อนสะสมที่ตัวดอกน้อยกว่า และคมมีดสึกหรอช้ากว่า จึงเป็นทิศทางหลักที่ใช้บนเครื่อง CNC
  • G42 จะเป็นการกัดสวน (Conventional milling): คมตัดเริ่มไถเข้าเนื้องานจากความหนาของเศษเกือบเป็นศูนย์ คมมีดจึงเสียดสีกับผิวงานก่อนจะเริ่มกินเนื้อ ทำให้เกิดความร้อนสูงกว่าและคมมีดสึกหรอเร็วกว่า

สรุปทิศทางสำหรับการกัดตามด้วย G41:

  • กัดรอบนอกชิ้นงาน: เดินมีดวน ตามเข็มนาฬิกา (CW)
  • กัดคว้านรูกลมหรือเบ้าหลุมด้านใน: เดินมีดวน ทวนเข็มนาฬิกา (CCW)

13.2.2 กัดตามและกัดสวนต่างกันอย่างไร

ในงานกัด มีชื่อเรียกสองชุดที่หมายถึงสิ่งเดียวกัน:

  • กัดตาม (Climb milling) หรือ Down milling
  • กัดสวน (Conventional milling) หรือ Up milling

ความแตกต่างอยู่ที่ว่าคมตัดแต่ละฟันเข้าปะทะเนื้องานและสร้างเศษโลหะในลักษณะใด:

กัดตามกับกัดสวน: คมตัดเข้าเนื้องานจากด้านไหน มองจากด้าน +Z · ดอกเอ็นมิลล์หมุนตามเข็มนาฬิกา (M03) เดินไปทาง +X · ความหนาของเศษวาดใหญ่กว่าจริงมาก G41 กัดตาม (Climb / Down milling) เครื่องมืออยู่ซ้ายของทิศเดิน เนื้องานอยู่ทางขวา ทิศเดิน เศษหนา เศษบาง แรงดันเครื่องมือออกจากผนัง ผนังสำเร็จ คมตัดเข้าที่เศษหนา ออกที่ผิวสำเร็จด้วยเศษบาง ผิวเรียบกว่า ร้อนน้อยกว่า คมตัดสึกช้ากว่า แรงตัดดึงชิ้นงานตามทิศเดิน ต้องไม่มีระยะคลอน G42 กัดสวน (Conventional / Up milling) เครื่องมืออยู่ขวาของทิศเดิน เนื้องานอยู่ทางซ้าย ทิศเดิน เศษหนา เศษบาง แรงดึงเครื่องมือเข้าหาผนัง ผนังสำเร็จ คมตัดเข้าที่ผิวสำเร็จด้วยเศษเกือบเป็นศูนย์ เสียดสีก่อนกินเนื้อ ผิวแข็งตัวและร้อนกว่า เหมาะกับผิวหล่อหรือผิวแข็งที่ต้องเข้าจากใต้ผิว
รูปที่ 13.2 กัดตามกับกัดสวน
  1. ความหนาของเศษตัด:
    • การกัดตาม: คมตัดเฉือนเข้าเนื้องานตั้งแต่มุมเข้าตัดที่ความหนาเศษมากที่สุด แล้วบางลงเป็นรูปพระจันทร์เสี้ยวจนบางตรงจุดที่หลุดออกจากผิวชิ้นงาน คมมีดจึงเฉือนเนื้อโลหะออกโดยไม่ครูดถูบนผิวสำเร็จ
    • การกัดสวน: คมตัดเริ่มแตะเนื้องานที่ความหนาเศษเป็นศูนย์ คมมีดยังไม่เฉือนเนื้อโลหะในทันที แต่เสียดสีไปบนผิวงานจนเกิดแรงกดสะสม เมื่อมีดโก่งตัวถึงจุดหนึ่งจึงเฉือนกินเนื้อและหลุดออกตรงจุดที่เศษหนาที่สุด ผิวสำเร็จจึงผ่านการเสียดสีก่อนหลุด
  2. การระบายความร้อน:
    • ในการกัดตาม ความร้อนส่วนใหญ่ถูกพาออกไปกับเศษตัดชิ้นหนา ชิ้นงานและดอกเอ็นมิลล์จึงร้อนน้อยกว่า
    • ในการกัดสวน ความร้อนจากการเสียดสีถ่ายเทเข้าสู่เนื้อชิ้นงานและสะสมที่คมมีด ทำให้คมมีดสึกหรอเร็วกว่า โดยเฉพาะในสเตนเลสที่แข็งตัวจากการเสียดสีได้ง่าย (Work hardening)
  3. ทิศทางของแรงตัดและการโก่งตัวของดอกเอ็นมิลล์:
    • ดอกเอ็นมิลล์คือคานยื่น ก้านถูกจับแน่นในหัวจับ ปลายดอกลอยอิสระ เมื่อแรงตัดกระทำด้านข้าง ดอกจึงโก่งเหมือนไม้บรรทัดที่กดปลายด้านหนึ่งไว้บนขอบโต๊ะ ระยะโก่งเป็นสัดส่วนกับแรง และเพิ่มขึ้นมากตามระยะยื่น ปลายดอกโก่งมากที่สุด ส่วนใกล้หัวจับแทบไม่ขยับ
    • การกัดตาม: เมื่อกินข้างน้อยแบบเที่ยวเก็บผิว แรงตัดดันดอกออกจากผนัง ผนังจึงเหลือเนื้อหนากว่าที่สั่งเล็กน้อย และเพราะปลายดอกโก่งมากกว่าโคน ผนังจึงไม่ตั้งฉาก ด้านล่างหนากว่าด้านบน
    • การกัดสวน: แรงตัดดึงดอกเข้าหาผนัง ผนังจึงถูกกินลึกกว่าที่สั่งเล็กน้อย ระยะนี้เป็นการโก่งตัวแบบสปริงตามแรงตัด ใกล้เคียงกับระยะที่การกัดตามโก่งหนี ดอกไม่ได้ดึงตัวเองลึกลงไปเรื่อยๆ ภาพดอกที่กระชากตัวเองเข้าเนื้องานเป็นเรื่องของการกัดตามบนเครื่องที่มีระยะคลอนในข้อ 4
    • ทำไมการกัดตามจึงปลอดภัยกว่า: เนื้อที่เหลือเกินแก้ได้ วัดชิ้นแรกแล้วปรับค่าสึกหรอของรัศมี หรือเดินเที่ยวเก็บผิวซ้ำโดยไม่เปลี่ยนค่า (Spring pass) ซึ่งตัดด้วยแรงน้อยมาก ดอกจึงโก่งน้อยลง แต่เนื้อที่ตัดเกินไปแล้วเติมคืนไม่ได้ ผนังที่ถูกกินเกินในเที่ยวกัดหยาบยังไม่เสียหาย ถ้ายังเหลือเนื้อสำหรับเก็บผิว ชิ้นงานเสียเฉพาะเมื่อเที่ยวเก็บผิวสุดท้ายกินเกิน ส่วนผนังเอียงจากการโก่งของดอกยาว การปรับค่าสึกหรอแก้ไม่ได้ ต้องลดแรงตัดด้วยการกินข้างน้อยลง หรือใช้ดอกที่สั้นและก้านโตขึ้น
  4. ทำไมเครื่องแมนนวลรุ่นเก่าจึงกัดตามไม่ได้ แต่ CNC กัดตามเป็นหลัก:
    • ในการกัดตาม แรงตัดจะดึงโต๊ะงานไปตามทิศทางป้อน หากเป็นเครื่องมิลลิ่งแมนนวลรุ่นเก่าที่ใช้สกรูธรรมดา (Lead screw) ซึ่งมีระยะคลอน (Backlash) โต๊ะงานจะขยับเลื่อนไปข้างหน้าเท่ากับระยะคลอน ทำให้คมตัดกินเนื้อหนาขึ้นกะทันหันจนดอกเอ็นมิลล์บิ่นหรือหัก ช่างรุ่นเก่าจึงใช้การกัดสวนเป็นหลัก
    • เครื่อง CNC ขับเคลื่อนแกนด้วย บอลสกรูพรีโหลด (Preloaded ball screw) ร่วมกับรางเลื่อนเชิงเส้นที่คุมระยะคลอนไว้ใกล้ศูนย์ จึงใช้การกัดตามเป็นหลักได้

สรุปข้อปฏิบัติในงาน CNC: ใช้การกัดตาม (G41) เป็นมาตรฐานหลักทั้งในงานกัดหยาบและงานเก็บผิวละเอียด ยกเว้นกรณีเดียวคือชิ้นงานที่มีผิวเปลือกนอกแข็งหรือสกปรกมาก (เช่น ผิวเหล็กหล่อตกทราย ผิวตัดแก๊ส หรือผิวเปลือกตีขึ้นรูป) ในเที่ยวแรกอาจเลือกใช้การกัดสวน (G42) เพื่อให้คมมีดช้อนเข้าจากเนื้อในใต้เปลือกแข็งแทนที่จะกระแทกผิวเปลือกโดยตรง

13.2.3 เริ่มการชดเชย

บรรทัดที่มี G41 หรือ G42 คือ บรรทัดเริ่มการชดเชย (Start-up block) ระหว่างบรรทัดนี้ ศูนย์กลางเครื่องมือเลื่อนจากตำแหน่งที่ไม่ชดเชย ไปหยุดห่างจากจุดปลายเท่าค่า D ในแนวตั้งฉากกับทิศของบรรทัดถัดไป ชุดควบคุมจึงต้อง อ่านบรรทัดถัดไปล่วงหน้า เพื่อรู้ว่าจะไปทางใด

ภาพในหัวข้อนี้และหัวข้อถัดไปใช้บรรทัดจากโปรแกรม O1301 ซึ่งเป็นตัวอย่างโปรแกรมเต็มท้ายส่วนนี้ โปรแกรมนั้นกัดขอบรอบนอกเป็นสี่เหลี่ยมมุมมนด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ขอบซ้ายของสี่เหลี่ยมอยู่ที่ X20 และค่า D03 คือรัศมี 5 มม. บรรทัดที่ใช้ในภาพคือ

N140 G01 Z-2. F100     (ลงถึงความลึกที่ X-6 Y30 นอกชิ้นงาน)
N150 G41 D03 X20. F300 (บรรทัดเริ่มการชดเชย เข้าหาขอบซ้าย)
N160 Y47.              (เดินขึ้นตามขอบซ้าย)
บรรทัดเริ่มการชดเชย (Start-up block) จากโปรแกรม O1301 ดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ค่า D03 = 5 มม. ชิ้นงาน ขอบซ้ายอยู่ที่ X20 จุดเริ่ม X−6 Y30 นอกชิ้นงาน ลงแกน Z แล้ว N150 N160 ค่า D = 5 มม. ระยะเดิน 26 มม. ยาวกว่ารัศมี 5 มม. เส้นทางในโปรแกรม N150 G41 D03 X20. N160 Y47. เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ จบบรรทัด N150 ที่ X15 ไม่ใช่ X20 ห่างจากจุดปลายเท่าค่า D ในแนวตั้งฉากกับทิศของ N160 ชุดควบคุมอ่าน N160 ล่วงหน้า จึงรู้ว่าจะเดินขึ้นในทิศ +Y และเครื่องมือต้องอยู่ทางซ้าย ของขอบ คือด้าน −X มองจากด้าน +Z ลงมายังชิ้นงาน · วงกลมเส้นประ = เครื่องมือก่อนเริ่มการชดเชย · วงกลมทึบ = เครื่องมือเมื่อจบบรรทัดเริ่ม
รูปที่ 13.3 บรรทัดเริ่มการชดเชยด้วย G41

จุดที่ศูนย์กลางเครื่องมือไปหยุดจึงขึ้นกับบรรทัดถัดไป บรรทัดเริ่มการชดเชยบรรทัดเดียวกันให้ผลต่างกันเมื่อบรรทัดถัดไปเดินคนละทิศ

บรรทัดเริ่มเดียวกัน บรรทัดถัดไปต่างกัน ทุกภาพเริ่มที่ X−6 Y30 ด้วย N150 G41 D03 X20. ค่า D = 5 มม. ต่างกันเฉพาะบรรทัด N160 N160 Y47. ศูนย์กลางจบที่ X15 Y30 N160 X32. ศูนย์กลางจบที่ X20 Y35 N160 Y13. ศูนย์กลางจบที่ X25 Y30 เส้นสีเขียว = เส้นทางในโปรแกรม · เส้นสีส้ม = เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ · จุดกลม = จุดปลายของ N150 ที่ X20 Y30 ศูนย์กลางเครื่องมือจบห่างจากจุดปลายนี้เท่าค่า D ทางซ้ายของทิศที่บรรทัดถัดไปเดิน
รูปที่ 13.4 บรรทัดเริ่มเดียวกัน บรรทัดถัดไปต่างกัน
  1. เริ่มในบรรทัด G00 หรือ G01 เท่านั้น ถ้าเริ่มในบรรทัด G02 G03 ชุดควบคุมจะหยุดด้วย Alarm
  2. เริ่มจากจุดนอกชิ้นงาน ระยะเคลื่อนที่ของบรรทัดเริ่มต้องยาวกว่ารัศมีเครื่องมือ ถ้าสั้นกว่า เครื่องมือจะกินเข้าไปในชิ้นงานระหว่างที่เลื่อนออก หรือชุดควบคุมหยุดด้วย Alarm
  3. ลงแกน Z ก่อนเริ่มการชดเชย ให้เครื่องมือลงถึงความลึกที่จุดนอกชิ้นงานก่อน แล้วจึงเริ่มการชดเชยพร้อมกับการเข้าหาชิ้นงานในระนาบ
  4. เข้าหาขอบอย่างนุ่มนวล การเข้าตั้งฉากกับขอบตรงทำได้ แต่มักเห็นรอยที่จุดเข้า งานผิวสำเร็จนิยมเข้าในแนวสัมผัส หรือด้วยส่วนโค้งเข้า (Arc lead-in) ที่ต่อจากบรรทัดเริ่มการชดเชย

ภาพต่อไปนี้แสดงข้อ 2 เมื่อจุดเริ่มอยู่ใกล้ขอบเกินไป

ผิด: ระยะของบรรทัดเริ่มสั้นกว่ารัศมีเครื่องมือ โปรแกรมเดียวกัน แต่เริ่มที่ X17 Y30 แทน X−6 Y30 ชิ้นงาน ขอบซ้ายอยู่ที่ X20 N160 กินเข้าไป 2 มม. จุดเริ่ม X17 Y30 ห่างจากขอบ 3 มม. น้อยกว่ารัศมี 5 มม. ศูนย์กลางเครื่องมือถอยกลับ จาก X17 ไปที่ X15 สวนทิศของ N150 ระยะเดิน 3 มม. สั้นกว่ารัศมี 5 มม. เส้นทางในโปรแกรม N150 G41 D03 X20. N160 Y47. เนื้องานที่ถูกกินเกินขอบ เครื่องมือ Ø10 ที่ X17 ล้ำขอบ X20 เข้าไป 2 มม. ตั้งแต่ลงแกน Z การชดเชยเลื่อนออกทีหลัง แก้ไม่ได้ ชุดควบคุมบางรุ่นหยุดด้วย alarm แก้โดยย้ายจุดเริ่มออกนอกชิ้นงาน ให้ระยะของบรรทัดเริ่มยาวกว่า รัศมีเครื่องมือ มองจากด้าน +Z ลงมายังชิ้นงาน · วงกลมเส้นประ = เครื่องมือที่จุดเริ่ม · วงกลมทึบ = เครื่องมือเมื่อจบบรรทัดเริ่ม
รูปที่ 13.5 ระยะของบรรทัดเริ่มสั้นกว่ารัศมีเครื่องมือ

13.2.4 เข้าและออกจากชิ้นงานด้วย G41 G42

กฎทั้งสี่ข้อข้างต้นป้องกันไม่ให้เครื่องมือกินเนื้องาน แต่การเลือก ตำแหน่งและแนวเข้า ยังมีผลกับผิวงานและความปลอดภัย ภาพต่อไปนี้เป็นสามวิธีเข้าหาขอบนอกของโปรแกรม O1301

เริ่ม G41 เข้าหาขอบนอกสามแบบ (โปรแกรม O1301) มองจากด้าน +Z สี่เหลี่ยม X20 ถึง X80 Y15 ถึง Y55 มุม R8 ดอก Ø10 · เส้นสีส้มคือเส้นทางในโปรแกรม (ขอบชิ้นงาน) 1 เข้าตั้งฉากกับขอบ ง่าย แต่มีรอยที่จุดเข้า ชิ้นงาน เริ่ม รอย G00 X-6. Y30. G41 G01 X20. D03 Y47. 2 เข้าตามแนวขอบ ไถลเข้าผิวตามแนวสัมผัส ชิ้นงาน เริ่ม G00 X5. Y0 G41 G01 X20. Y5. D03 Y47. เส้นขอบเดียวกัน 3 เข้าด้วยส่วนโค้ง ผิวดีที่สุดที่จุดกึ่งกลางขอบ ชิ้นงาน เริ่ม G00 X-6. Y25. G41 G01 X10. Y25. D03 G03 X20. Y35. R10. เข้า G01 Y47.
รูปที่ 13.6 เริ่ม G41 เข้าหาขอบนอกสามแบบ
  1. เข้าตั้งฉากกับขอบ แบบที่ใช้ใน O1301 เขียนง่ายและตรวจง่าย แต่เครื่องมือหยุดเลี้ยว 90° ตรงที่ชนผนัง แรงตัดเปลี่ยนทิศทันที จึงมักเห็นรอยที่จุดเข้า เหมาะกับกัดหยาบ หรือเมื่อจุดเข้าอยู่บนผิวที่ไม่สำคัญ
  2. เข้าตามแนวขอบ เดินตามแนวต่อของขอบแรก เครื่องมือแตะผนังโดยไม่ต้องเลี้ยว ในตัวอย่าง แนว X20 ใต้ Y23 อยู่นอกมุม R8 เครื่องมือจึงไถลเข้าผิวเองที่ปลายมุม เขียนง่ายเกือบเท่าแบบแรก และไม่มีรอย
  3. เข้าด้วยส่วนโค้ง เส้นตรงเริ่มการชดเชย แล้วส่วนโค้งเล็กที่สัมผัสขอบพอดี เข้าที่จุดใดของขอบก็ได้ ให้ผิวดีที่สุด และเป็นวิธีเดียวที่ใช้ได้กับรูกลมและหลุมที่ไม่มีแนวต่อของขอบให้เข้า ตามบทที่ 8 รัศมีของส่วนโค้งต้องมากกว่ารัศมีเครื่องมือ มิฉะนั้นขึ้น Alarm การตัดเกิน

ทางออกใช้หลักเดียวกับทางเข้า เมื่อเดินรอบเส้นขอบกลับมาถึงจุดเข้า ให้เดินเลยจุดเข้าไปเล็กน้อยเพื่อให้ผิวซ้อนกัน ไม่เหลือรอยที่รอยต่อ แล้วจึงถอยออกจากผนังพร้อมยกเลิกการชดเชย

ออกจากขอบนอกและยกเลิกด้วย G40 (โปรแกรม O1301) มองจากด้าน +Z สี่เหลี่ยม X20 ถึง X80 Y15 ถึง Y55 มุม R8 ดอก Ø10 · เส้นสีส้มคือเส้นทางในโปรแกรม (ขอบชิ้นงาน) 1 เดินเลยแล้วถอยตั้งฉาก ผิวซ้อนกัน 2 มม. แล้วถอยออก ชิ้นงาน จบ G01 Y32. เลยจุดเข้า Y30 G40 X-6. ถอยออกพร้อมยกเลิก 2 เดินเลยแล้วออกด้วยส่วนโค้ง คู่กับการเข้าด้วยส่วนโค้ง ชิ้นงาน จบ G01 Y37. เลยจุดเข้า Y35 G03 X10. Y47. R10. ส่วนโค้งออก G40 G01 X-6. 3 ผิด: ยกเลิกขณะแตะผนัง ศูนย์กลางเลื่อนเข้าหาเส้นขอบ ชิ้นงาน G01 Y30. G40 Y40. ยกเลิกบนผนัง เครื่องมือกินผนัง 5 มม. กินผนัง 5 มม.
รูปที่ 13.7 ออกจากขอบนอกและยกเลิกด้วย G40
  • เดินเลยแล้วถอยตั้งฉาก แบบใน O1301 ใช้คู่กับการเข้าตั้งฉากหรือเข้าตามแนวขอบ
  • เดินเลยแล้วออกด้วยส่วนโค้ง ใช้คู่กับการเข้าด้วยส่วนโค้ง ส่วนโค้งออกต้องเลี้ยวออกจากชิ้นงาน (บนขอบนอกที่เดินตามเข็มนาฬิกา คือ G03) และยกเลิกด้วย G40 บนเส้นตรงหลังส่วนโค้ง เพราะยกเลิกในบรรทัดส่วนโค้งไม่ได้
  • ห้ามยกเลิกขณะเครื่องมือยังแตะผนัง บรรทัด G40 พาศูนย์กลางเครื่องมือกลับมาที่เส้นในโปรแกรม ถ้าบรรทัดนั้นเดินเลียบผนัง เครื่องมือจะกินผนังเข้าไปเท่ารัศมีเครื่องมือ ตามหัวข้อยกเลิกการชดเชย

แนวปฏิบัติที่ดีเมื่อใช้ G41 G42

  • เลือกจุดเข้าบนเส้นตรง เช่น กลางขอบยาวหรือแนวต่อของขอบ ไม่ใช่ที่มุมด้านใน และไม่เริ่มการชดเชยในบรรทัดส่วนโค้ง ซึ่งชุดควบคุมไม่ยอม
  • ลงแกน Z ถึงความลึกในที่ว่างก่อน ห่างจากเส้นขอบมากกว่ารัศมีเครื่องมือ และเส้นทางของบรรทัดเริ่มการชดเชยทั้งเส้นต้องไม่แตะเนื้องาน เพราะระหว่างบรรทัดนี้ศูนย์กลางเครื่องมือเลื่อนออกด้านข้างด้วย
  • ใช้ G01 กับบรรทัดเริ่มการชดเชย ไม่ใช่ G00 เมื่อจุดปลายอยู่ใกล้ชิ้นงาน เพราะเครื่องมือเลื่อนออกด้านข้างระหว่างทาง ถ้าคำนวณผิดจะชนด้วยอัตราป้อน ไม่ใช่ความเร็วเคลื่อนที่เร็ว
  • บรรทัดเริ่มแกนเดียวตรวจง่ายที่สุด การเริ่มด้วยการเคลื่อนที่สองแกนพร้อมกันทำได้ แต่ต้องตรวจว่าเส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือไม่ผ่านเนื้องาน
  • ในหลุมและช่อง ต้องระวังกว่าขอบนอก ชุดควบคุมไม่รู้ว่าผนังอื่นของหลุมอยู่ตรงไหน ตามตัวอย่างในหัวข้อ alarm การตัดเกิน บรรทัดเริ่มการชดเชยที่เฉียงเข้าหาผนังหนึ่งอาจทำให้ศูนย์กลางเครื่องมือเลื่อนออกไปกินผนังอีกด้านโดยไม่มี Alarm ให้เริ่มจากกลางหลุมด้วยเส้นตรงที่สั้นแต่ยาวกว่ารัศมีเครื่องมือ แล้วเข้าผนังด้วยส่วนโค้ง
  • ออกแบบเดียวกับตอนเข้า เดินเลยจุดเข้าไปเล็กน้อยให้ผิวซ้อนกัน หรือออกด้วยส่วนโค้งออกที่สัมผัสขอบ แล้วยกเลิกด้วย G40 บนเส้นตรงที่ถอยออกจากผนัง จากนั้นจึงถอยแกน Z ตามหัวข้อถัดไป
  • ไม่สลับ G41 กับ G42 กลางเส้นขอบ ถ้าต้องเปลี่ยนด้าน ให้ถอยออกและยกเลิกด้วย G40 ในที่ว่างก่อน แล้วเริ่มการชดเชยใหม่
  • ตรวจด้วยภาพจำลองหรือ DRY RUN ก่อนตัดจริงเสมอ โดยเฉพาะจุดเข้าและจุดออก ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ผิดพลาดบ่อยที่สุดของการชดเชยรัศมี

13.2.5 การอ่านล่วงหน้าระหว่างชดเชยรัศมี

ขณะชดเชย ชุดควบคุมต้องรู้ทิศของบรรทัดถัดไปทุกครั้ง เพื่อคำนวณว่าจะหยุดที่มุมตรงไหน ที่มุมด้านนอก ศูนย์กลางเครื่องมือเดินอ้อมมุมโดยให้ขอบเครื่องมือแตะมุมตลอด ที่มุมด้านใน ศูนย์กลางเครื่องมือหยุดก่อนถึงมุม ตรงจุดที่ขอบเครื่องมือแตะขอบชิ้นงานทั้งสองด้านของมุมพร้อมกัน คือจุดที่ห่างจากขอบทั้งสองด้านเท่าค่า D

มุมด้านนอก ศูนย์กลางเครื่องมือเดินอ้อมมุม ชิ้นงาน D ศูนย์กลางเดินเป็นส่วนโค้งรัศมี D รอบมุมของชิ้นงาน ขอบเครื่องมือแตะมุมตลอดทาง มุมจึงคมตามแบบ มุมด้านใน ศูนย์กลางเครื่องมือหยุดก่อนถึงมุม ชิ้นงาน D D เนื้อที่เครื่องมือกลมเข้าไม่ถึง หยุดที่จุดซึ่งห่างจากขอบทั้งสองด้านเท่าค่า D แล้วเลี้ยว ขอบเครื่องมือแตะสองขอบพร้อมกัน มุมจึงมนเท่ารัศมีเครื่องมือ มองจากด้าน +Z · G41 เครื่องมืออยู่ทางซ้ายของทิศเดิน · เส้นสีเขียว = เส้นทางในโปรแกรม · เส้นประสีส้ม = เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ
รูปที่ 13.8 เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือที่มุมด้านนอกและมุมด้านใน
  • หลีกเลี่ยงบรรทัดที่ไม่เคลื่อนที่ในระนาบขณะชดเชย เช่น บรรทัดที่เคลื่อนเฉพาะแกน Z บรรทัดที่มีเพียงคำสั่ง M หรือ G04 ชุดควบคุมรุ่นเก่าอ่านล่วงหน้าได้เพียงสองบรรทัด ถ้ามีบรรทัดเหล่านี้ติดกันจนมองไม่เห็นบรรทัดเคลื่อนที่ถัดไป จะคำนวณมุมผิด ตัดเกินหรือเหลือเนื้อที่มุมนั้น ชุดควบคุมรุ่นใหม่อ่านล่วงหน้าได้มากกว่า แต่หลักการนี้ยังปลอดภัยที่สุดบนทุกเครื่อง
  • มุมในแหลมไม่ทำให้เกิด Alarm แต่เหลือเนื้อที่มุม มุมในระหว่างเส้นตรงสองเส้น เช่น มุมของหลุมสี่เหลี่ยม ชุดควบคุมหยุดศูนย์กลางเครื่องมือที่จุดตัดของเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือของเส้นทั้งสอง แล้วเลี้ยวต่อตามภาพด้านขวา เครื่องกัดทำงานต่อได้ตามปกติ แต่เครื่องมือกลมทำมุมในแหลมไม่ได้ มุมในจึงมนเท่ารัศมีเครื่องมือเสมอ ถ้าแบบงานต้องการมุมที่เล็กกว่านั้น ต้องใช้เครื่องมือที่เล็กลงเก็บมุม ส่วนกรณีที่ทำให้เกิด Alarm อยู่ในหัวข้อถัดไป

13.2.6 Alarm การตัดเกินและสาเหตุ

Alarm การตัดเกิน บนชุดควบคุม Fanuc Series 0i-F คือ PS0041 INTERFERENCE IN CUTTER COMPENSATION ชุดควบคุมไม่ได้ตรวจหลังจากเครื่องมือกินชิ้นงานไปแล้ว แต่ ตรวจล่วงหน้า ระหว่างอ่านโปรแกรม จึงหยุดเครื่องที่ ต้นบรรทัด ก่อนบรรทัดที่จะเกิดปัญหา ชิ้นงานยังไม่เสีย

Alarm เกิดเมื่อเส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือต้องเดินย้อนทิศ คือกรณีที่เดินตามไม่ได้โดยไม่กินเนื้องานที่ต้องเหลือ ได้แก่ ส่วนโค้งด้านในที่รัศมีเล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ และร่องที่แคบกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ ชุดควบคุมจะหยุดที่ต้นบรรทัดนั้นพร้อม Alarm ส่วนผนังที่หยักเป็นขั้นเล็กๆ ด้วยเส้นตรง เช่น ผนังที่เยื้องเข้าไป 2 มม. แล้วเดินต่อ ขณะที่รัศมีเครื่องมือ 5 มม. ไม่ทำให้เกิด Alarm แต่เครื่องมือเข้าไปในมุมของขั้นไม่ถึง จึงเหลือเนื้อที่มุมนั้น เลือกเครื่องมือที่รัศมีเล็กกว่ารัศมีในที่เล็กที่สุดของแบบงาน และเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าร่องที่แคบที่สุด

ให้นึกถึงร่องกว้าง 8 มม. ที่กัดด้วย G41 และดอก Ø10 โปรแกรมเดินลงตามผนังซ้าย เดินก้นร่องไปทางขวา แล้วขึ้นตามผนังขวา ขณะเดินตามผนังซ้าย ศูนย์กลางเครื่องมือต้องอยู่ห่างผนัง 5 มม. คือที่ X5 ขณะเดินตามผนังขวาที่ X8 ศูนย์กลางต้องอยู่ห่าง 5 มม. คือที่ X3 ระหว่างเดินก้นร่อง โปรแกรมไปทางขวา แต่ศูนย์กลางเครื่องมือต้องไปจาก X5 ถึง X3 คือ ไปทางซ้าย สวนกับโปรแกรม นี่คือความหมายของ “ย้อนทิศ” ชุดควบคุมเห็นล่วงหน้าว่าเดินตามไม่ได้โดยไม่กินผนัง จึงหยุดก่อน

"เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือเดินย้อนทิศ" หมายความว่าอย่างไร ร่องกว้าง 8 มม. กัดด้วย G41 ดอก Ø10 (D = 5) · ขยายให้เห็น · เส้นสีเขียวคือเส้นทางในโปรแกรม เส้นประคือที่ที่ศูนย์กลางเครื่องมือต้องอยู่ X5 X3 5 5 กว้าง 8 1 ลงตามผนังซ้าย X0 ศูนย์กลางต้องห่างผนัง 5 อยู่ที่ X5 2 เดินก้นร่องไปทางขวา ถึง X8 โปรแกรมไปทางขวา 8 มม. 3 ขึ้นตามผนังขวา X8 ศูนย์กลางต้องห่างผนัง 5 อยู่ที่ X3 ! ที่ก้นร่อง ศูนย์กลางต้องไปจาก X5 ถึง X3 คือไปทางซ้าย สวนกับโปรแกรม = ย้อนทิศ ชุดควบคุมเห็นล่วงหน้าจึงหยุดที่ต้นบรรทัด ด้วย alarm PS0041 ก่อนเครื่องมือลงร่อง
รูปที่ 13.9 เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือเดินย้อนทิศในร่องแคบ

ส่วนโค้งด้านในที่เล็กกว่ารัศมีเครื่องมือก็เป็นแบบเดียวกัน ส่วนโค้ง R3 กับดอก Ø10 ศูนย์กลางเครื่องมือต้องขยับเข้าหาศูนย์กลางของส่วนโค้ง 5 มม. แต่ส่วนโค้งห่างจากศูนย์กลางของมันแค่ 3 มม. ศูนย์กลางเครื่องมือจึงต้องเลยศูนย์กลางของส่วนโค้งไปอยู่อีกฝั่งหนึ่ง 2 มม. ซึ่งเป็นตำแหน่งที่กลับด้าน ภาพต่อไปนี้รวมทั้งสามกรณีเทียบกัน

alarm การตัดเกิน (Interference) เกิดเมื่อใด มองจากด้าน +Z ดอกเอ็นมิลล์ Ø10 (D = 5) ตามมาตราส่วน · เส้นสีเขียวคือเส้นทางในโปรแกรม เส้นประคือเส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ 1 ส่วนโค้งด้านในเล็กเกิน มุมของหลุม R3 แต่รัศมีเครื่องมือ 5 ✕ alarm ศูนย์กลางต้องขยับเข้า 5 แต่ส่วนโค้งรัศมีแค่ 3 จึงต้องเลยไปอยู่อีกฝั่ง กลับด้าน R3 2 ร่องแคบกว่าเครื่องมือ ร่องกว้าง 8 ดอก Ø10 ลงไปไม่ได้ ✕ alarm ศูนย์กลางต้องห่างผนังซ้ายและขวาข้างละ 5 ต้องกว้าง 10 แต่ร่องกว้างแค่ 8 กว้าง 8 3 ขั้นเล็กกว่ารัศมี ผนังเยื้องเข้า 2 มม. ด้วยเส้นตรง ✓ ไม่มี alarm เครื่องมือกลมเข้ามุมของขั้นไม่ถึง เนื้อสีแดงที่ควรกัดออกจึงยังเหลืออยู่ เหลือเนื้อที่ควรกัดออก ขั้น 2
รูปที่ 13.10 alarm การตัดเกินเกิดเมื่อใด

ชุดควบคุมตรวจอย่างไร ขณะชดเชย ชุดควบคุมอ่านบรรทัดเคลื่อนที่ล่วงหน้าอย่างน้อยสามบรรทัด คำนวณเส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือที่เลื่อนออก แล้วเทียบกับเส้นทางในโปรแกรมสองแบบ

  • ตรวจทิศ (Direction check) ถ้าศูนย์กลางเครื่องมือต้องเดินในทิศที่ต่างจากเส้นทางในโปรแกรมตั้งแต่ 90° ขึ้นไป คือเดินถอยหลังหรือเกือบถอยหลัง ถือว่าเครื่องมือจะกินเนื้องาน
  • ตรวจส่วนโค้ง (Circular angle check) บนส่วนโค้งด้านใน ศูนย์กลางเครื่องมือต้องอยู่ห่างจากส่วนโค้งเท่ารัศมีเครื่องมือ โดยอยู่ทางด้านศูนย์กลางของส่วนโค้ง ถ้าส่วนโค้งมีรัศมีเล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ เช่น ส่วนโค้ง R3 กับดอก Ø10 ศูนย์กลางเครื่องมือต้องขยับเข้าหาศูนย์กลางของส่วนโค้ง 5 มม. ทั้งที่ห่างกันแค่ 3 มม. จึงต้องเลยศูนย์กลางของส่วนโค้งไปอีก 2 มม. ไปอยู่ ฝั่งตรงข้าม ตำแหน่งของศูนย์กลางเครื่องมือจึงกลับด้านจากที่ควรเป็น ชุดควบคุมตรวจพบการกลับด้านนี้และหยุด
ส่วนโค้งด้านในที่เล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ: ศูนย์กลางเครื่องมือกลับไปอยู่อีกฝั่ง ดอก Ø10 (D = 5) · ศูนย์กลางเครื่องมือต้องห่างจากส่วนโค้ง 5 มม. ไปทางศูนย์กลางของส่วนโค้ง C · แต่ละช่องตามมาตราส่วนของตัวเอง R10: ทำได้ ส่วนโค้งใหญ่กว่ารัศมีเครื่องมือ C R10 ศูนย์กลางเครื่องมือ บน R5 ฝั่งเดียวกัน ศูนย์กลางเครื่องมืออยู่ระหว่างส่วนโค้งกับ C เดินส่วนโค้ง R5 ไปทางเดียวกับโปรแกรม R3: alarm ส่วนโค้งเล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ C R3 กินผนังบน 2 มม. กินผนังขวา 2 มม. เลยไปอีกฝั่ง 2 มม. ศูนย์กลางเครื่องมือเลย C ไปอยู่อีกฝั่ง ตำแหน่งกลับด้าน ชุดควบคุมจึงหยุด ถ้าไม่หยุด เครื่องมือกินผนังทั้งสองด้าน 2 มม. (สีแดง)
รูปที่ 13.11 ส่วนโค้งด้านในที่เล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ

คู่มือ Fanuc ระบุว่าการตรวจนี้ ทำงานแม้การกินเกินจะไม่เกิดจริง บางครั้งจึงขึ้น Alarm กับรูปร่างที่ตัดได้ เช่น เส้นสั้นๆ ที่ทิศกลับไปมา

ตารางที่ 13.3 สาเหตุของ Alarm การตัดเกิน PS0041
สาเหตุ ตัวอย่าง แก้โดย
ส่วนโค้งด้านในเล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ มุมหลุม R3 กับดอก Ø10 ใช้ดอกที่รัศมีเล็กกว่ารัศมีในที่เล็กที่สุด
ร่องหรือช่องแคบกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ ร่องกว้าง 8 กับดอก Ø10 ใช้ดอกที่เล็กกว่าร่อง หรือกัดร่องด้วยเส้นกลางโดยไม่ชดเชย
ค่า D ใหญ่เกินจริง ป้อนเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 แทนรัศมี 5 เรียก D ของเครื่องมือตัวอื่น หรือใช้ D กัดหยาบที่เผื่อเนื้อมากกับรูปร่างเล็ก ตรวจหน้าค่าชดเชยว่า D เป็นรัศมีของเครื่องมือที่อยู่บนสปินเดิล
เส้นสั้นจาก CAM เส้นตรงหรือส่วนโค้งที่สั้นกว่ารัศมีเครื่องมือ หรือส่วนโค้งที่ CAM แบ่งเป็นเส้นตรงสั้นๆ ในมุมด้านใน ให้ CAM แปลงเป็นส่วนโค้ง ตัดเส้นสั้นทิ้ง หรือให้ CAM คำนวณเส้นทางของศูนย์กลางเอง แล้วใช้ D เฉพาะค่าสึกหรอเล็กๆ
ชดเชยผิดด้าน เขียน G42 แทน G41 หรือค่า D ติดลบ ซึ่งชุดควบคุม Fanuc ถือว่าสลับด้าน G41 กับ G42 ตรวจด้านของการชดเชยตามหัวข้อซ้ายหรือขวาของเส้นทาง และตรวจเครื่องหมายของ D
ส่วนโค้งที่ศูนย์กลางอยู่ที่จุดเริ่มหรือจุดปลาย พิมพ์ I J ผิดจนรัศมีเป็นศูนย์ ตรวจ I J หรือ R ของบรรทัดนั้น

Alarm ใกล้เคียงที่พบด้วยกันบ่อย

  • PS0033 NO INTERSECTION AT G41/G42 ส่วนโค้งสองส่วนที่ต่อกัน เมื่อเลื่อนออกเท่าค่า D แล้วไม่ตัดกัน มักเกิดจากค่า D ใหญ่เกิน
  • PS0034 ONLY G00/G01 ALLOWED IN STUP/EXT BLK เริ่มหรือยกเลิกการชดเชยในบรรทัด G02 G03

หาบรรทัดที่เป็นต้นเหตุ เพราะชุดควบคุมตรวจล่วงหน้า บรรทัดที่แสดงตอน Alarm มักเป็นบรรทัด ก่อน รูปร่างที่มีปัญหา ให้ดูสองถึงสามบรรทัดถัดไปจากบรรทัดที่หยุด หาส่วนโค้งเล็ก ร่องแคบ หรือเส้นสั้น แล้วเทียบกับค่า D ที่ใช้อยู่

ข้อควรระวังสองเรื่อง

  • ไม่มี Alarm ไม่ได้แปลว่าไม่กินเกิน ถ้ามีบรรทัดที่ไม่เคลื่อนที่ในระนาบติดกันหลายบรรทัดจนชุดควบคุมอ่านบรรทัดเคลื่อนที่ล่วงหน้าไม่ถึงสามบรรทัด การตรวจจะทำไม่ได้ และเครื่องมืออาจกินเกินโดยไม่มีเตือน ตามหัวข้อการอ่านล่วงหน้าข้างต้น และผนังที่อยู่ไกลเกินกว่าบรรทัดที่ชุดควบคุมอ่านล่วงหน้า เช่น ผนังที่อยู่ท้ายโปรแกรม ชุดควบคุมก็ตรวจไม่ได้ ตามตัวอย่างด้านล่าง
  • บางเครื่องตั้งให้เลี่ยงแทนการหยุด ชุดควบคุม Fanuc มีพารามิเตอร์ (พารามิเตอร์ 5008 บิต CAV) ที่ให้ชุดควบคุมคำนวณเส้นทางเลี่ยงแล้วตัดต่อ แทนการหยุดด้วย Alarm ชิ้นงานจะไม่ถูกกินเกิน แต่จะเหลือเนื้อที่ตำแหน่งนั้นโดยไม่มีใครรู้ ควรรู้ว่าเครื่องที่ใช้ตั้งแบบใด

ตัวอย่างที่ชุดควบคุมตรวจไม่พบ: เริ่มชดเชยสองแกนในหลุม หลุม X0 ถึง X40 Y0 ถึง Y30 กัดตามด้วย G41 เดินทวนเข็มนาฬิกา ดอก Ø10 เริ่มที่กลางหลุม ถ้าเขียนบรรทัดเริ่มการชดเชยเฉียงเข้ามุม G41 G01 X0 Y0 D01 แล้วตามด้วย X40. ตามผนังล่าง ชุดควบคุมวางศูนย์กลางเครื่องมือห่างจากจุดปลายเท่าค่า D ในแนวตั้งฉากกับบรรทัดถัดไป บรรทัดถัดไปเดินไปทาง +X ศูนย์กลางเครื่องมือจึงไปอยู่ที่ X0 Y5 คือบนผนังซ้ายพอดี เครื่องมือ Ø10 จึง กินผนังซ้ายเข้าไป 5 มม. ผนังซ้ายเป็นด้านสุดท้ายของเส้นขอบ อยู่ท้ายโปรแกรม ชุดควบคุมอ่านล่วงหน้าไม่ถึง จึงไม่มี Alarm ใดๆ วิธีที่ปลอดภัยคือเริ่มด้วยการเคลื่อนที่แกนเดียวเข้ากลางผนัง เช่น G41 G01 Y0 D01 ศูนย์กลางเครื่องมือจะไปอยู่ที่ X20 Y5 ห่างจากผนังทุกด้าน

เริ่ม G41 ในหลุมด้วยการเคลื่อนที่สองแกน: กินผนังที่ชุดควบคุมมองไม่เห็น หลุม X0 ถึง X40 Y0 ถึง Y30 เดินทวนเข็มนาฬิกา ดอก Ø10 (D01 = 5) เริ่มที่กลางหลุม X20 Y15 · ตามมาตราส่วน ผิด: เฉียงสองแกนเข้ามุม บรรทัดถัดไปเดิน +X ศูนย์กลางจึงเลื่อนขึ้น 5 เริ่ม X20 Y15 ศูนย์กลาง X0 Y5 กินผนังซ้าย 5 มม. G41 G01 X0 Y0 D01 เฉียงเข้ามุม X40. ตามผนังล่าง ผนังซ้ายอยู่ท้ายโปรแกรม ชุดควบคุมมองไม่เห็น ไม่มี alarm ปลอดภัย: แกนเดียวเข้ากลางผนัง ศูนย์กลางเครื่องมือห่างผนังทุกด้าน เริ่ม X20 Y15 ศูนย์กลาง X20 Y5 G41 G01 Y0 D01 ลงตรงถึงกลางผนังล่าง X40. ตามผนังล่าง หรือเข้าด้วยส่วนโค้งตามหัวข้อเข้าและออกจากชิ้นงาน
รูปที่ 13.12 เริ่ม G41 ในหลุมด้วยการเคลื่อนที่สองแกน

13.2.7 ยกเลิกการชดเชย G40

บรรทัดที่มี G40 คือ บรรทัดยกเลิกการชดเชย ระหว่างบรรทัดนี้ ศูนย์กลางเครื่องมือเลื่อนกลับมาอยู่บนพิกัดในโปรแกรมเมื่อจบบรรทัด จึงต้องเป็นการเคลื่อนที่ ออกจากชิ้นงาน ด้วย G00 หรือ G01 ที่ยาวกว่ารัศมีเครื่องมือ

ในโปรแกรม O1301 เดียวกัน เครื่องมือเดินรอบสี่เหลี่ยมกลับมาที่ขอบซ้าย แล้วยกเลิกการชดเชยด้วยสองบรรทัดนี้

N240 G01 Y32. (เดินขึ้นตามขอบซ้าย เลยจุดเข้าเดิมที่ Y30)
N250 G40 X-6. (บรรทัดยกเลิกการชดเชย ถอยออกจากขอบ)
บรรทัดยกเลิกการชดเชย G40 จากโปรแกรม O1301 ดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ค่า D03 = 5 มม. ชิ้นงาน ขอบซ้ายอยู่ที่ X20 Y30 จุดเข้าเดิม Y32 เดินเลยให้ผิวซ้อนกัน 2 มม. N240 จบที่ X−6 Y32 ศูนย์กลางอยู่บนพิกัดในโปรแกรม N250 ค่า D = 5 มม. ระยะถอย 26 มม. ยาวกว่ารัศมี 5 มม. เส้นทางในโปรแกรม N240 G01 Y32. N250 G40 X-6. เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ จบบรรทัด N240 ที่ X15 Y32 ระหว่าง N250 เลื่อนกลับเข้าหา พิกัดในโปรแกรม จบที่ X−6 พอดี ยกเลิกขณะถอยออกจากชิ้นงาน ด้วย G00 หรือ G01 ที่ยาวกว่ารัศมี ถอยแกน Z หลังจากยกเลิกแล้ว มองจากด้าน +Z ลงมายังชิ้นงาน · วงกลมทึบ = เครื่องมือเมื่อจบบรรทัด N240 · วงกลมเส้นประ = เครื่องมือเมื่อจบบรรทัดยกเลิก
รูปที่ 13.13 บรรทัดยกเลิกการชดเชยด้วย G40

ถ้ายกเลิกขณะเครื่องมือยังแตะผนัง ศูนย์กลางเครื่องมือจะไปอยู่บนเส้นแบบงาน และกินผนังเข้าไปเท่ารัศมีเครื่องมือ วิธีที่ใช้บ่อยคือเดินเลยจุดเริ่มต้นของเส้นขอบไปเล็กน้อยให้ผิวซ้อนกัน แล้วจึงถอยออกด้วยบรรทัดที่มี G40 ถอยแกน Z หลังจากยกเลิกแล้ว และใส่ G40 ไว้ในบรรทัดเตรียมความปลอดภัยต้นโปรแกรมตามบทที่ 11 เสมอ

13.2.8 ยกเลิกก่อนกลับจุดอ้างอิง

ชุดควบคุมแบบ Fanuc กำหนดให้ ยกเลิกการชดเชยรัศมีด้วย G40 ก่อนสั่ง G28 G29 G30 หรือ G53 ถ้าสั่งขณะยังอยู่ในโหมด G41 หรือ G42 ระยะชดเชยจะหายไปชั่วคราว ศูนย์กลางเครื่องมือจึงเลื่อนเข้าหาพิกัดในโปรแกรมเท่ารัศมีเครื่องมือในจังหวะที่ผู้เขียนโปรแกรมไม่ได้วางไว้ ถ้าเกิดขณะเครื่องมืออยู่ข้างผนัง เครื่องมือจะกินผนังเหมือนการยกเลิกขณะยังแตะผนัง

ลำดับที่ถูกต้องอยู่ในตัวอย่างโปรแกรม O1301 คือ N250 G40 X-6. ถอยออกจากขอบพร้อมยกเลิกการชดเชย N260 G00 Z50. ถอยแกน Z ขึ้นพ้นชิ้นงาน แล้วจึง N270 G91 G28 Z0 กลับจุดอ้างอิง ถ้าพบโปรแกรมที่สั่ง G28 ทันทีหลังเดินตัดเส้นขอบโดยไม่มี G40 ให้เพิ่มบรรทัด G40 ที่ถอยออกจากชิ้นงานก่อน

13.2.9 ค่า D กับขนาดชิ้นงาน

ชุดควบคุมไม่รู้ขนาดจริงของเครื่องมือ รู้เพียงค่า D ในตาราง ค่า D จึงเป็นเครื่องมือปรับขนาดชิ้นงานโดยตรง

  • ค่า D มากขึ้น ศูนย์กลางเครื่องมือถอยห่างจากเส้นแบบงาน ขอบนอกจะใหญ่ขึ้น และหลุมจะเล็กลง
  • ค่า D น้อยลง ศูนย์กลางเครื่องมือเข้าใกล้เส้นแบบงาน ขอบนอกจะเล็กลง และหลุมจะใหญ่ขึ้น

ค่า D เปลี่ยนระยะด้านละหนึ่งเท่า ขนาดที่วัดข้ามชิ้นงานจึงเปลี่ยนสองเท่าของค่าที่ปรับ

ตารางที่ 13.4 การปรับค่าสึกหรอของรัศมีเมื่อขนาดไม่ได้
รูปร่าง ขนาดที่วัดได้เทียบกับแบบ ปรับค่าสึกหรอของ D
ขอบนอก เช่น ขอบชิ้นงาน ใหญ่ไป 0.04 มม. −0.02
ขอบนอก เล็กไป 0.04 มม. +0.02
ขอบใน เช่น หลุมหรือร่อง ใหญ่ไป 0.04 มม. +0.02
ขอบใน เล็กไป 0.04 มม. −0.02

ค่า D ยังใช้ กัดหยาบและเก็บผิวด้วยพิกัดชุดเดียวกัน ได้ โดยเรียกแถว D ที่มีค่ามากกว่ารัศมีจริงในเที่ยวหยาบ ตามตัวอย่างในหัวข้อกัดหยาบและเก็บผิวด้วยค่า D สองชุด

13.2.10 วัดรัศมีของเครื่องมือ

ค่าที่ชุดควบคุมต้องการไม่ใช่ขนาดระบุของเครื่องมือ แต่เป็น รัศมีของวงกลมที่คมตัดกวาดขณะตัดงาน ค่านี้ต่างจากครึ่งหนึ่งของขนาดระบุได้จากสามสาเหตุ

  • ขนาดจริงของเครื่องมือ ดอกเอ็นมิลล์ใหม่มีพิกัดความเผื่อของเส้นผ่านศูนย์กลางตามที่ผู้ผลิตกำหนด และดอกที่ลับคมใหม่เล็กกว่าขนาดระบุเสมอ
  • การส่ายของเครื่องมือ (Runout) ถ้าเครื่องมือไม่ร่วมศูนย์กับแกนหมุนของหัวสปินเดิล คมตัดที่อยู่ไกลแกนที่สุดกวาดวงกลมที่ใหญ่กว่าตัวเครื่องมือ สาเหตุมาจากด้ามจับ คอลเล็ต หรือเศษโลหะที่ติดอยู่ในเรียว
  • การโก่งของเครื่องมือขณะตัด แรงตัดดันเครื่องมือให้โก่งออกจากผนัง ผนังจึงเหลือเนื้อมากกว่าที่คำนวณ เครื่องมือที่เล็กและยื่นยาวโก่งมากกว่า

วิธีหาค่ารัศมีมีห้าวิธี แต่ละวิธีรวมสาเหตุข้างต้นได้ไม่เท่ากัน

ตารางที่ 13.5 วิธีหาค่ารัศมีของเครื่องมือ
วิธี วัดที่ใด รวมการส่าย รวมการโก่ง
ใช้ขนาดระบุ ไม่วัด ไม่รวม ไม่รวม
ไมโครมิเตอร์ ตัวเครื่องมือ นอกเครื่อง ไม่รวม ไม่รวม
เครื่องตั้งศูนย์เครื่องมือนอกเครื่อง เครื่องมือที่ประกอบในด้ามจับ นอกเครื่อง รวมของด้ามจับ ไม่รวมของหัวสปินเดิล ไม่รวม
ตัววัดบนเครื่อง เครื่องมือในหัวสปินเดิลขณะหมุน รวม ไม่รวม
กัดทดสอบแล้ววัดชิ้นงาน ชิ้นงาน รวม รวม
  • ใช้ขนาดระบุ ใส่ครึ่งหนึ่งของขนาดระบุลงช่องค่าขนาด เช่น 5.000 สำหรับดอกเอ็นมิลล์ Ø10 และตั้งค่าสึกหรอเป็นศูนย์ เป็นจุดเริ่มต้นที่ใช้มากที่สุดกับเครื่องมือใหม่ แล้วปรับด้วยค่าสึกหรอหลังวัดชิ้นงาน
  • ไมโครมิเตอร์ วัดเส้นผ่านศูนย์กลางข้ามคมตัดสองคมที่อยู่ตรงข้ามกันแล้วหารสอง ใช้กับดอกที่ลับคมใหม่ซึ่งไม่รู้ขนาด วัดที่ส่วนคมตัดใกล้ปลาย ไม่ใช่ที่ก้าน และหมุนไมโครมิเตอร์เบาๆ เพราะคมตัดบิ่นได้ ใช้ได้กับเครื่องมือที่มีจำนวนคมตัดเป็นเลขคู่เท่านั้น ดอกเอ็นมิลล์ 3 หรือ 5 คมตัดไม่มีคมที่อยู่ตรงข้ามกัน ค่าที่อ่านได้จึงน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางจริง
  • เครื่องตั้งศูนย์เครื่องมือนอกเครื่อง หมุนเครื่องมือจนคมตัดที่อยู่ไกลแกนที่สุดอยู่ที่กากบาทของกล้อง แล้วอ่านค่า X ตามบทที่ 12 ใช้ได้กับเครื่องมือทุกจำนวนคมตัด และค่าที่ได้รวมการส่ายของด้ามจับกับคอลเล็ตแล้ว
  • ตัววัดบนเครื่อง ตัววัดแบบเลเซอร์วัดรัศมีขณะหัวสปินเดิลหมุน ส่วนตัววัดแบบสัมผัสบนโต๊ะงานบางรุ่นวัดได้โดยนำขอบของเครื่องมือเข้าแตะจากด้านข้างขณะหัวสปินเดิลหมุนกลับทิศ ทั้งสองแบบใช้โปรแกรมวัดของผู้ผลิต ให้ดูคู่มือของเครื่อง
  • กัดทดสอบแล้ววัดชิ้นงาน เป็นวิธีเดียวที่รวมทุกสาเหตุ ชิ้นงานที่มีพิกัดความเผื่อแคบจึงต้องจบด้วยวิธีนี้เสมอ ไม่ว่าวัดเครื่องมือด้วยวิธีใดมาก่อน

การกัดทดสอบทำบนชิ้นงานจริงได้ โดยเหลือเนื้อไว้ก่อน

  1. ใส่รัศมีตามขนาดระบุในช่องค่าขนาด และใส่ค่าสึกหรอเป็นบวก เช่น +0.100 ขอบของชิ้นงานจะเหลือเนื้อด้านละ 0.1 มม.
  2. เดินเที่ยวกัดละเอียด ด้วยอัตราป้อนและความลึกที่จะใช้จริง แล้ววัดขนาดของชิ้นงาน
  3. คำนวณค่าที่ต้องปรับ สำหรับขอบนอกคือ (ขนาดตามแบบ − ขนาดที่วัดได้) ÷ 2 สำหรับขอบในให้กลับเครื่องหมาย ตามตารางในหัวข้อก่อน แล้วบวกเข้าค่าสึกหรอด้วย +INPUT
  4. เดินเที่ยวกัดละเอียดซ้ำ แล้ววัดอีกครั้ง

ตัวอย่าง ขอบนอกกว้าง 60.000 มม. ตามแบบ กัดด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ที่ใส่ค่าขนาด 5.000 และค่าสึกหรอ +0.100 ถ้ารัศมีที่ตัดได้จริงเป็น 5.000 พอดี ชิ้นงานจะกว้าง 60.200 มม. แต่วัดได้ 60.230 มม. ค่าที่ต้องปรับคือ (60.000 − 60.230) ÷ 2 = −0.115 ค่าสึกหรอใหม่จึงเป็น 0.100 − 0.115 = −0.015 ชุดควบคุมใช้รัศมี 5.000 − 0.015 = 4.985 มม. ซึ่งเป็นรัศมีที่เครื่องมือตัวนี้ตัดได้จริง

รัศมีที่ได้จากการกัดทดสอบใช้ได้กับสภาพการตัดนั้นเท่านั้น เมื่อความลึก ความกว้างของการกัด หรืออัตราป้อนเปลี่ยน การโก่งของเครื่องมือเปลี่ยน และขนาดของชิ้นงานเปลี่ยนตาม เที่ยวที่ใช้วัดจึงต้องเหมือนเที่ยวกัดละเอียดที่ใช้ผลิตจริง

รัศมีปลายมีดของมีดกลึงไม่ต้องวัด ใช้ค่าตามรหัสของเม็ดมีด ตามบทที่ 14 (หัวข้อปลายมีดตามทฤษฎี)

13.2.11 อัตราป้อนบนส่วนโค้ง

F คือความเร็วของ ศูนย์กลางเครื่องมือ ไม่ใช่ของจุดที่คมตัดแตะขอบชิ้นงาน บนเส้นตรงสองค่านี้เท่ากัน แต่บนส่วนโค้ง ศูนย์กลางเครื่องมือกับขอบชิ้นงานเดินบนวงที่มีรัศมีต่างกัน ในเวลาเท่ากันจึงเดินได้ระยะต่างกัน

  • ส่วนโค้งด้านใน เช่น ผนังหลุม ศูนย์กลางเครื่องมือเดินบนวงที่เล็กกว่าขอบ อัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานจึง สูงกว่า F
  • ส่วนโค้งด้านนอก เช่น มุมมนของขอบชิ้นงาน ศูนย์กลางเครื่องมือเดินบนวงที่ใหญ่กว่าขอบ อัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานจึง ต่ำกว่า F
อัตราป้อนบนส่วนโค้ง: F คือความเร็วของศูนย์กลางเครื่องมือ ในเวลาเท่ากัน ศูนย์กลางเครื่องมือ (เส้นประ) กับจุดที่คมตัดแตะขอบ (สีเขียว) กวาดมุมเท่ากัน แต่บนรัศมีต่างกัน ส่วนโค้งด้านใน: ผนังรู Ø66 ดอก Ø16 ศูนย์กลางเดินบนรัศมี 25 สั้นกว่าขอบ ที่ผนัง 2904 F2200 ที่ขอบเร็วกว่า F: 2200 × 33 ÷ 25 = 2904 ต้องการ 2200 ที่ผนัง จึงเขียน F1650 ส่วนโค้งด้านนอก: มุมมน R8 ดอก Ø10 ศูนย์กลางเดินบนรัศมี 13 ยาวกว่าขอบ F800 ที่ขอบ 492 ที่ขอบช้ากว่า F: 800 × 8 ÷ 13 = 492 ต้องการ 800 ที่ขอบ จึงเขียน F1300
รูปที่ 13.14 อัตราป้อนบนส่วนโค้งด้านในและด้านนอก

ถ้าต้องการอัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานเท่ากับ FขอบF_{\text{ขอบ}} ค่า F ที่เขียนในโปรแกรมคือ

Fใน=Fขอบ×R−rRFนอก=Fขอบ×R+rRF_{\text{ใน}} = F_{\text{ขอบ}} \times \frac{R - r}{R} \qquad F_{\text{นอก}} = F_{\text{ขอบ}} \times \frac{R + r}{R}

เมื่อ RR คือรัศมีของส่วนโค้งบนชิ้นงาน และ rr คือรัศมีเครื่องมือ เช่น กัดผนังหลุม Ø66 ด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø16 ที่ต้องการ 2200 มม./นาที ที่ขอบ ค่าที่เขียนคือ 2200 × (33 − 8) ÷ 33 = 1667 จึงเขียน F1650. ถ้าเขียน F2200. อัตราป้อนที่ขอบจะเป็น 2200 × 33 ÷ 25 = 2904 มม./นาที สูงกว่าที่ตั้งใจ 32%

ผลนี้มากเมื่อรัศมีของส่วนโค้งใกล้กับรัศมีเครื่องมือ มุมในรัศมี 6 มม. ที่กัดด้วยเครื่องมือ Ø10 มีอัตราป้อนที่ขอบเป็น 6 ÷ (6 − 5) = 6 เท่าของ F จึงควรลด F ในบรรทัดส่วนโค้งของมุมใน และกลับเป็นค่าเดิมในบรรทัดเส้นตรงถัดไป

G01 X80. F800           (เส้นตรง)
G03 X86. Y26. R6. F150  (มุมในรัศมี 6 ลดอัตราป้อน)
G01 Y60. F800           (กลับเป็นค่าเดิม)

หลักนี้ใช้ได้ทั้งเมื่อใช้ G41 G42 และเมื่อเขียนเส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือเอง เพราะ F เป็นความเร็วของศูนย์กลางเครื่องมือทั้งสองกรณี ชุดควบคุมบางรุ่นมีฟังก์ชันลดอัตราป้อนบนส่วนโค้งด้านในให้เองขณะชดเชย ให้ตรวจจากคู่มือของเครื่อง

13.3 ตัวอย่างโปรแกรม Machining center

ตัวอย่างนี้กัดขอบรอบนอกเป็นสี่เหลี่ยมมุมมน 60 × 40 มม. รัศมีมุม 8 มม. ลึก 2 มม. บนแผ่นเหล็กเดียวกับบทที่ 11 ด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø10 สี่เหลี่ยมมีมุมซ้ายล่างที่ X20 Y15 และมุมขวาบนที่ X80 Y55 พิกัดในโปรแกรมทุกค่าคือขอบของสี่เหลี่ยมตามแบบงาน ไม่ใช่เส้นทางของศูนย์กลางเครื่องมือ

  • เครื่องมือลงถึงความลึกที่ X−6 Y30 ซึ่งอยู่นอกแผ่นงาน แล้วเริ่มการชดเชยด้วย G41 ขณะเข้าหาขอบซ้ายของสี่เหลี่ยม
  • เดินรอบสี่เหลี่ยมตามเข็มนาฬิกา เครื่องมืออยู่ทางซ้ายของทิศเดินตลอดทาง จึงเป็นการกัดตาม
  • เดินเลยจุดเข้าเดิมที่ Y30 ขึ้นไปถึง Y32 ให้ผิวซ้อนกัน แล้วยกเลิกการชดเชยขณะถอยออกไปที่ X−6
  • ใช้ D03 คู่กับ H03 ซึ่งถูกต้องบนหน่วยความจำค่าชดเชยแบบ C ตามหน้าจอในหัวข้อก่อน ถ้าเครื่องเป็นแบบ A หรือ B ให้เปลี่ยนเป็นหมายเลขที่แยกจาก H เช่น D23

ตัวอย่างนี้กัดรอบเดียวเพื่อให้เห็นเส้นทางชัด ในงานจริงพื้นที่นอกสี่เหลี่ยมที่เหลือต้องกัดออกอีก หรือขอบของสี่เหลี่ยมอาจเป็นขอบนอกของชิ้นงานทั้งชิ้น

%
O1301 (BOSS 60X40 R8 G41)
(G54 X0 Y0 = LOWER LEFT CORNER  Z0 = TOP FACE)
(T03 END MILL D10  D03 = RADIUS 5. OFFSET MEMORY C)
N10 G17 G21 G40 G49 G80 G90 G94
N20 G91 G28 Z0
N30 G90
(T03 END MILL D10)
N100 T03 M06
N110 G90 G54 G00 X-6. Y30. S2500 M03
N120 G43 H03 Z50. M08
N130 Z2.
N140 G01 Z-2. F100
N150 G41 D03 X20. F300
N160 Y47.
N170 G02 X28. Y55. R8.
N180 G01 X72.
N190 G02 X80. Y47. R8.
N200 G01 Y23.
N210 G02 X72. Y15. R8.
N220 G01 X28.
N230 G02 X20. Y23. R8.
N240 G01 Y32.
N250 G40 X-6.
N260 G00 Z50. M09
N270 G91 G28 Z0
N280 G49
N290 M05
N300 G28 X0 Y0
N310 G90
N320 M30
%

ดูเครื่องมือเดินตั้งแต่ N10 ถึง N320 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

ตัวจำลองด้านล่างเดินโปรแกรมนี้ทีละบรรทัด ในภาพด้านบนภาพด้านล่างแสดงผลเมื่อเดินโปรแกรมนี้จบ ในภาพด้านบน (XY) เส้นประสีเขียวคือเส้นทางตามโปรแกรมซึ่งเป็นขอบของสี่เหลี่ยม เส้นสีส้มคือเส้นทางที่ศูนย์กลางเครื่องมือเดินจริง ให้สังเกตว่า

  • บรรทัด N150 พาศูนย์กลางเครื่องมือไปหยุดที่ X15 ไม่ใช่ X20 เพราะชุดควบคุมอ่านบรรทัด N160 ล่วงหน้าแล้วรู้ว่าจะเดินขึ้นในทิศ +Y เครื่องมือจึงต้องอยู่ทางซ้ายของเส้น X20
  • ที่มุมมน รัศมี 8 ศูนย์กลางเครื่องมือเดินส่วนโค้งรัศมี 13 คือรัศมีของมุมบวกรัศมีเครื่องมือ
  • บนหน้าจอเครื่องของตัวจำลอง ค่า ABSOLUTE อาจแสดงตำแหน่งศูนย์กลางเครื่องมือที่เลื่อนออกแล้ว จึงต่างจากพิกัดในบรรทัดที่กำลังทำงาน ชุดควบคุมจริงแสดงแบบนี้หรือแสดงพิกัดตามโปรแกรมก็ได้ ขึ้นกับพารามิเตอร์ของเครื่อง
ตารางที่ 13.6 ส่วนต่างๆ ของโปรแกรมตัวอย่าง O1301
บรรทัด สิ่งที่เกิดขึ้น
N110 ถึง N140 ไปที่ X−6 Y30 นอกแผ่นงาน เปิดชดเชยความยาว แล้วป้อนลงถึง Z−2 ก่อนเริ่มการชดเชยรัศมี
N150 G41 D03 X20. บรรทัดเริ่มการชดเชย เดินเข้าหาขอบซ้าย ระยะ 26 มม. ยาวกว่ารัศมี 5 มม. ศูนย์กลางเครื่องมือไปหยุดที่ X15
N160 ถึง N230 เดินรอบสี่เหลี่ยมตามเข็มนาฬิกา พิกัดทุกค่าตรงกับขอบในแบบงาน
N240 Y32. เดินเลยจุดเข้าที่ Y30 ให้ผิวซ้อนกัน 2 มม.
N250 G40 X-6. บรรทัดยกเลิกการชดเชย ถอยออกจากขอบ ศูนย์กลางเครื่องมือกลับมาที่ X−6 พอดี
N260 ถึง N320 ถอยแกน Z หลังยกเลิกการชดเชยแล้ว แล้วจบโปรแกรมตามบทที่ 11

ถ้าวัดสี่เหลี่ยมที่กัดได้ 60.04 × 40.04 มม. ให้ปรับค่าสึกหรอของ D03 ลง 0.02 มม. ด้วย +INPUT ตามตารางในหัวข้อก่อน ชิ้นถัดไปจะได้ 60.00 × 40.00 มม. โดยไม่ต้องแก้โปรแกรมแม้แต่บรรทัดเดียว

13.4 วิธีเผื่อรัศมีแบบเก่า

โปรแกรมเก่าบางโปรแกรมเผื่อรัศมีเครื่องมือด้วย G45 ถึง G48 ซึ่งเพิ่มหรือลดระยะเคลื่อนที่ทีละบรรทัด แทน G41 และ G42 วิธีนี้ใช้ได้กับเส้นที่ขนานแกนเท่านั้น และโปรแกรมใหม่ไม่ควรใช้ วิธีอ่านและแปลงอยู่ในบทที่ 23

13.5 เครื่องมือตัวเดียว ค่าชดเชยหลายชุด

เครื่องมือตัวเดียวมีค่าชดเชยได้หลายชุด โดย แต่ละชุดผูกกับผิวหรือขั้นตอนเดียว โปรแกรมจึงเขียนพิกัดตามแบบงานได้ตรงๆ และผู้ปฏิบัติงานปรับแต่ละผิวได้แยกกัน ส่วนค่าความยาว H สองชุดของเครื่องมือที่มีคมตัดสองระดับอยู่ในบทที่ 12

13.5.1 กัดหยาบและเก็บผิวด้วยค่า D สองชุด

โปรแกรม O1301 ในตัวอย่างโปรแกรม Machining center กัดขอบรอบเดียวด้วยค่า D ที่เท่ารัศมีจริง ในงานจริง ขอบที่ต้องได้ขนาดมักกัดสองเที่ยว เที่ยวแรก กัดหยาบ โดยเหลือเนื้อไว้เล็กน้อย เที่ยวที่สอง เก็บผิว ด้วยแรงตัดที่ต่ำและสม่ำเสมอ เครื่องมือจึงโก่งน้อยและขนาดคงที่ ทั้งสองเที่ยวใช้พิกัดชุดเดียวกันได้ เพราะชุดควบคุมรู้เพียงค่า D ในแถวที่เรียก

ตารางที่ 13.7 ค่า D สองชุดของดอกเอ็นมิลล์ Ø10 หมายเลข 3
แถว ค่า D ใช้กับ
13 5.300 เที่ยวกัดหยาบ ศูนย์กลางเครื่องมือห่างขอบ 5.3 มม. จึงเหลือเนื้อด้านละ 0.3 มม.
03 5.000 เที่ยวเก็บผิว ศูนย์กลางเครื่องมือห่างขอบเท่ารัศมีจริง
เส้นทางเดียวกัน ค่า D สองชุด: D13 กัดหยาบ D03 เก็บผิว มุมล่างซ้ายของสี่เหลี่ยม 60 × 40 มองจากด้านบน · ระยะเผื่อ 0.3 มม. วาดใหญ่กว่ามาตราส่วนเพื่อให้เห็น ชิ้นงาน เนื้อที่เหลือหลังกัดหยาบ ด้านละ 0.3 มม. เที่ยวเก็บผิวกินส่วนนี้ออก D13 = 5.3 กัดหยาบ ศูนย์กลางเครื่องมือห่างขอบ 5.3 D03 = 5.0 เก็บผิว ศูนย์กลางเครื่องมือห่างขอบ 5.0 เหมือนกันทั้งสองเที่ยว พิกัดตามแบบงาน X20. Y15. R8. เครื่องมือตัวเดียวกัน T03 ต่างกัน แถว D ที่เรียก และอัตราป้อน ชุดควบคุมรู้เพียงค่า D ในแถวที่เรียก เส้นทางที่ห่างขอบมากกว่าจึงเหลือเนื้อไว้เท่าผลต่างของสองแถว
รูปที่ 13.15 เส้นทางเดียวกัน ค่า D สองชุด สำหรับกัดหยาบและเก็บผิว
(T03 END MILL D10  D13 = 5.3 ROUGH  D03 = 5.0 FINISH)
N100 T03 M06
N110 G90 G54 G00 X-6. Y30. S2500 M03
N120 G43 H03 Z50. M08
N130 Z2.
N140 G01 Z-2. F100
(ROUGH  D13 LEAVES 0.3 PER SIDE)
N150 G41 D13 X20. F600
N160 Y47.
N170 G02 X28. Y55. R8.
N180 G01 X72.
N190 G02 X80. Y47. R8.
N200 G01 Y23.
N210 G02 X72. Y15. R8.
N220 G01 X28.
N230 G02 X20. Y23. R8.
N240 G01 Y32.
N250 G40 X-6.
(FINISH  D03 = TOOL RADIUS)
N350 G41 D03 X20. F300
N360 Y47.
N370 G02 X28. Y55. R8.
N380 G01 X72.
N390 G02 X80. Y47. R8.
N400 G01 Y23.
N410 G02 X72. Y15. R8.
N420 G01 X28.
N430 G02 X20. Y23. R8.
N440 G01 Y32.
N450 G40 X-6.
N460 G00 Z50. M09

พิกัดของ N160 ถึง N240 และ N360 ถึง N440 เหมือนกันทุกบรรทัด และตรงกับขอบในแบบงาน สิ่งที่ต่างคือแถว D ในบรรทัดเริ่มการชดเชย และอัตราป้อน เที่ยวหยาบได้ขอบรอบนอก 60.6 × 40.6 มม. เที่ยวเก็บผิวได้ 60 × 40 มม.

  • ปรับขนาดด้วยค่าสึกหรอของแถวเก็บผิวเท่านั้น ถ้าวัดได้ 60.04 × 40.04 มม. ให้ปรับค่าสึกหรอของ D03 ลง 0.02 มม. ตามตารางในหัวข้อค่า D กับขนาดชิ้นงาน ค่าของแถว 13 ไม่ต้องแม่นยำ ขอเพียงเหลือเนื้อพอสำหรับเที่ยวเก็บผิว
  • ระยะเผื่อต้องไม่มากเกินไปและไม่น้อยเกินไป ถ้าน้อยเกินไป เครื่องมือในเที่ยวเก็บผิวจะถูมากกว่าตัด ถ้ามากเกินไป แรงตัดในเที่ยวเก็บผิวสูงจนเครื่องมือโก่ง ค่าประมาณ 0.1 ถึง 0.5 มม. ต่อด้านเป็นจุดเริ่มต้นที่ใช้กันทั่วไป ให้ปรับตามเครื่องมือและวัสดุ
  • ขอบในต้องมีรัศมีมุมใหญ่กว่าค่า D ของเที่ยวหยาบ บนขอบนอกอย่างตัวอย่างนี้ค่า D ใดก็ใช้ได้ แต่ถ้าเป็นหลุมหรือร่อง รัศมีมุมด้านในที่เล็กกว่า 5.3 มม. จะทำให้เที่ยวหยาบเกิด Alarm การตัดเกิน แม้เที่ยวเก็บผิวจะผ่าน
  • แถว 13 ต้องไม่ซ้ำกับแถว H ของเครื่องมือตัวอื่น บนหน่วยความจำแบบ A และ B แถว 13 ใช้ร่วมกับ H13 จึงต้องไม่ใช้แถวนี้เป็นค่าความยาวของเครื่องมือตัวอื่น

13.6 ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ตารางที่ 13.8 ข้อผิดพลาดของการชดเชยรัศมีเครื่องมือที่พบบ่อย
ข้อผิดพลาด ผลที่เกิด ป้องกันโดย
สลับ G41 กับ G42 เครื่องมืออยู่ผิดด้านของเส้น ขอบนอกเล็กไปด้านละหนึ่งเท่าเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ ตรวจด้านของเครื่องมือตามทิศเดิน และตรวจด้วยแบบจำลอง
เริ่มหรือยกเลิกการชดเชยในบรรทัดส่วนโค้ง Alarm เริ่มและยกเลิกในบรรทัด G00 หรือ G01
บรรทัดเริ่มการชดเชยสั้นกว่ารัศมีเครื่องมือ เครื่องมือกินชิ้นงานที่จุดเข้า หรือ Alarm เริ่มจากจุดนอกชิ้นงานที่ห่างกว่ารัศมีเครื่องมือ
ยกเลิก G40 ขณะเครื่องมือยังแตะผนัง กินผนังเข้าไปเท่ารัศมีเครื่องมือ เดินเลยจุดเริ่มแล้วถอยออกด้วยบรรทัด G40
สั่ง G28 G30 หรือ G53 ขณะยังอยู่ใน G41 G42 ระยะชดเชยหายไปชั่วคราว ศูนย์กลางเครื่องมือเลื่อนผิดจังหวะ อาจกินผนัง ถอยออกด้วยบรรทัด G40 และถอยแกน Z ก่อนกลับจุดอ้างอิง
บรรทัดที่เคลื่อนเฉพาะแกน Z หรือคำสั่ง M หลายบรรทัดขณะชดเชย มุมตัดเกินหรือเหลือเนื้อ ลงและขึ้นแกน Z นอกช่วงที่ชดเชย
ส่วนโค้งด้านในเล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ หรือร่องแคบกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ Alarm การตัดเกิน PS0041 เลือกเครื่องมือที่รัศมีเล็กกว่ารัศมีในที่เล็กที่สุดและเล็กกว่าร่องที่แคบที่สุด ตามหัวข้อ alarm การตัดเกิน
ใช้หมายเลข D เดียวกับ H บนตารางแบบ A หรือ B ใช้ความยาวเครื่องมือเป็นรัศมี เส้นทางเลื่อนออกไปมาก ตั้งหมายเลข D แยกจาก H เช่น D23
ใส่เส้นผ่านศูนย์กลางในช่องรัศมี ขอบชิ้นงานคลาดเคลื่อนไปด้านละหนึ่งเท่ารัศมี หรือ Alarm การตัดเกินที่ส่วนโค้งและร่องเล็ก ดูชื่อคอลัมน์บนหน้าจอก่อนใส่ค่า
ใส่ค่าสึกหรอด้วย INPUT แทน +INPUT ค่าสึกหรอที่สะสมมาหายไป ใช้ +INPUT กับผลต่างที่วัดได้
ปรับค่าสึกหรอผิดเครื่องหมาย ขนาดผิดจากแบบมากขึ้นเป็นสองเท่า คิดว่าค่ามากขึ้นเลื่อนเครื่องมือไปทางใด แล้วปรับทีละน้อย

สรุป

  • กัดตาม (Down milling) เป็นหลักบนเครื่อง CNC เศษเริ่มหนา ผิวดี ร้อนน้อย แต่แรงดันเครื่องมือออกจากผนัง ใช้กัดสวน (Up milling) กับผิวหล่อหรือผิวแข็งและเครื่องที่มีระยะคลอน เข้าหาชิ้นงาน บนเส้นตรงในที่ว่าง ตามแนวต่อของขอบหรือด้วยส่วนโค้งเข้า ออกด้วยวิธีเดียวกัน และยกเลิกด้วย G40 หลังพ้นผนัง
  • ตารางค่าชดเชยมีสองหน้า คือหน้าค่าขนาด (Geometry) และหน้าค่าสึกหรอ (Wear) หรือเป็นคอลัมน์คู่กันในตารางเดียว ค่าขนาดคือขนาดตอนตั้งเครื่อง ค่าสึกหรอคือค่าที่ช่างปรับเพื่อชดเชยการสึกหรอและปรับขนาดระหว่างผลิต ชุดควบคุมใช้ผลรวมของทั้งสองค่า
  • ปรับค่าสึกหรอด้วย +INPUT และปรับให้ได้ค่ากลางของพิกัดความเผื่อ ค่า D มากขึ้นทำให้ขอบนอกใหญ่ขึ้นและหลุมเล็กลง
  • รัศมีที่ใส่ในตารางคือรัศมีที่เครื่องมือกัดได้จริง ซึ่งรวมขนาดจริง การส่าย และการโก่งของเครื่องมือ เริ่มจากขนาดระบุหรือค่าที่วัดได้ แล้วจบด้วยการกัดทดสอบและวัดชิ้นงาน
  • G41 เครื่องมืออยู่ทางซ้าย G42 อยู่ทางขวา ของทิศที่เครื่องมือเดิน G41 กับ M03 คือการกัดตาม ซึ่งเป็นทิศหลักบนเครื่อง CNC G40 ยกเลิก
  • เริ่มและยกเลิกการชดเชยในบรรทัด G00 หรือ G01 ที่อยู่นอกชิ้นงานและยาวกว่ารัศมีเครื่องมือ ลงแกน Z ก่อนเริ่ม ขึ้นแกน Z หลังยกเลิก และมุมในต้องไม่เล็กกว่ารัศมีเครื่องมือ ยกเลิกด้วย G40 ก่อนสั่ง G28 G30 หรือ G53 เสมอ
  • G45 ถึง G48 เป็นวิธีเผื่อรัศมีแบบเก่าที่เพิ่มหรือลดระยะเคลื่อนที่ทีละบรรทัด ใช้ได้กับเส้นขนานแกนเท่านั้น โปรแกรมใหม่ใช้ G41 G42 แทน รายละเอียดอยู่ในบทที่ 23
  • เครื่องมือตัวเดียวมีค่า D ได้หลายชุด สำหรับกัดหยาบและเก็บผิวด้วยพิกัดชุดเดียวกัน โดยแถวหยาบใส่ค่า D เผื่อระยะกินลึก และแถวเก็บผิวใส่รัศมีจริง

แบบฝึกหัด

ลองทำทุกข้อก่อนเปิดเฉลย ข้อที่มีโปรแกรม ให้วางโปรแกรมในเครื่องมือแปลงโปรแกรม NC เป็นภาพเส้นทาง เพื่อดูเส้นทางเทียบกับคำตอบ

ข้อ 1 กัดผนังด้านในของหลุมสี่เหลี่ยมด้วยดอกเอ็นมิลล์ที่หมุนด้วย M03 ต้องการให้เป็นการกัดตาม เครื่องมือต้องเดินรอบหลุมตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา และใช้ G41 หรือ G42

เฉลยข้อ 1

เดินทวนเข็มนาฬิกา และใช้ G41 เมื่อเดินทวนเข็มนาฬิการอบหลุม ผนังของหลุมอยู่ทางขวามือของทิศเดิน เครื่องมือจึงอยู่ทางซ้ายของเส้นแบบงาน คือ G41 ซึ่งเป็นการกัดตาม ดังอธิบายในหัวข้อซ้ายหรือขวาของเส้นทาง ส่วนขอบนอกของชิ้นงานต้องเดินตามเข็มนาฬิกาจึงจะเป็นการกัดตามด้วย G41

ข้อ 2 เดินโปรแกรม O1301 ในหัวข้อตัวอย่างโปรแกรม Machining center ซึ่งกัดขอบนอก 60 × 40 มุม R8 ด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø10 แต่ผู้ปฏิบัติงานใส่ 10. ในช่องค่าขนาดของ D03 แทน 5. ชิ้นงานที่ได้มีขนาดเท่าใด และมุมมนมีรัศมีเท่าใด

เฉลยข้อ 2

ขนาด 70 × 50 มุม R13 ชุดควบคุมเลื่อนศูนย์กลางเครื่องมือออกจากเส้นแบบงาน 10 มม. แต่เครื่องมือมีรัศมีจริง 5 มม. ขอบที่ได้จึงห่างจากเส้นแบบงานออกไป 10 − 5 = 5 มม. ทุกด้าน ขนาดข้ามชิ้นงานเพิ่มด้านละ 5 คือ 60 + 10 = 70 และ 40 + 10 = 50 ที่มุม ศูนย์กลางเครื่องมือเดินบนรัศมี 8 + 10 = 18 คมตัดจึงตัดได้รัศมี 18 − 5 = 13

ชุดควบคุมไม่ขึ้น Alarm เพราะทุกส่วนโค้งของขอบนอกยังใหญ่กว่ารัศมีเครื่องมือ ข้อผิดพลาดนี้จึงพบเมื่อวัดชิ้นงานเท่านั้น

ข้อ 3 หลังเก็บผิวด้วยค่าสึกหรอของ D03 เป็น 0

  • (ก) ขอบนอกที่ควรเป็น 60.00 วัดได้ 60.06 ต้องปรับค่าสึกหรอของ D03 เท่าใด
  • (ข) หลุมที่ควรกว้าง 30.00 วัดได้ 29.96 ต้องปรับค่าสึกหรอของ D ที่ใช้กับหลุมเท่าใด
เฉลยข้อ 3
  • (ก) −0.03 ขอบนอกใหญ่ไป 0.06 คือด้านละ 0.03 ค่า D ที่น้อยลงพาศูนย์กลางเครื่องมือเข้าใกล้เส้นแบบงาน ขอบนอกจึงเล็กลง ค่าที่ปรับเป็นรัศมี ไม่ใช่ 0.06
  • (ข) −0.02 หลุมเล็กไป 0.04 คือด้านละ 0.02 ค่า D ที่น้อยลงทำให้หลุมใหญ่ขึ้น

ใส่ทั้งสองค่าด้วย +INPUT ให้บวกเข้ากับค่าสึกหรอเดิม ตามตารางในหัวข้อค่า D กับขนาดชิ้นงาน

ข้อ 4 โปรแกรมสองส่วนนี้แก้มาจาก O1301 แต่ละส่วนมีข้อผิดพลาดหนึ่งจุด หาข้อผิดพลาดและผลที่เกิดกับชิ้นงาน

(ส่วน ก)
N110 G90 G54 G00 X17. Y30. S2500 M03
N120 G43 H03 Z50. M08
N130 Z2.
N140 G01 Z-2. F100
N150 G41 D03 X20. F300
N160 Y47.
(ส่วน ข)
N220 G01 X28.
N230 G02 X20. Y23. R8.
N240 G40 G01 Y30.
N250 G00 Z50. M09
เฉลยข้อ 4
  • ส่วน ก: บรรทัดเริ่มการชดเชยสั้นกว่ารัศมีเครื่องมือ เครื่องมือลงที่ X17 ซึ่งห่างจากขอบ X20 เพียง 3 มม. แต่รัศมีเครื่องมือ 5 มม. ดอกเอ็นมิลล์จึงกินขอบชิ้นงานเข้าไป 2 มม. ตั้งแต่ตอนลงแกน Z และบรรทัด N150 เคลื่อนที่เพียง 3 มม. ซึ่งชุดควบคุมบางรุ่นขึ้น Alarm แก้โดยเริ่มที่ X-6. เหมือน O1301
  • ส่วน ข: ยกเลิกการชดเชยขณะเครื่องมือยังแตะผนัง N240 เดินไปตามขอบ X20 พร้อมยกเลิกการชดเชย ศูนย์กลางเครื่องมือจึงเลื่อนจาก X15 ไปที่ X20 พอดี กินขอบชิ้นงานเข้าไป 5 มม. ที่ปลายเส้น แก้โดยเดินต่อตามขอบให้เลยจุดเริ่มก่อน แล้วยกเลิกในบรรทัดที่ถอยออกจากขอบ เหมือน N240 G01 Y32. และ N250 G40 X-6. ของ O1301

บทต่อไปจะพูดถึงค่าชดเชยของมีดกลึงบน Turning center ได้แก่ ค่าชดเชยตำแหน่งในคำสั่ง T ปลายมีดตามทฤษฎี ทิศทางปลายมีด และการชดเชยรัศมีปลายมีดด้วย G41 G42 ในบทที่ 14

พบข้อผิดพลาดหรือมีข้อเสนอแนะ? ส่งอีเมลแจ้งเรา