เนื้อหาการเรียนรู้ที่2

หน่วยที่ 2
ระบบแกนและระนาบของเคร่ืองซีเอน็ ซี

สาระสาคญั

การศึกษาเกี่ยวกับระบบซีเอ็นซีมีความจาเป็ นต้องเรียนรู้ และทาความเข้าใจเก่ียวกับ
จุดอา้ งอิงต่างๆ ซ่ึงมีความสาคญั สาหรับการกาหนดหรือการควบคุมทิศทางรวมไปถึงตาแหน่งการ
เคลื่อนท่ีของแนวแกน จุดอา้ งอิงของระบบซีเอ็นซีซ่ึงมีอยู่ดว้ ยกนั หลายแบบ ไดแ้ ก่ จุดศูนยเ์ ครื่อง
จุดศูนยง์ าน และจุดอา้ งอิง ซ่ึงมีการใช้งานอย่หู ลายรูปแบบ จุดอา้ งอิงๆ เหล่าน้ีช่วยให้การควบคุม
ตาแหน่งตา่ งๆ ของระบบซีเอน็ ซีเป็นไปอยา่ งถูกตอ้ งตรงตามท่ีกาหนด

สาระการเรียนรู้

1. กฎมือขวาของระบบแนวแกน
2. ระบบโคออร์ดิเนต
3. แกนและทิศทางของแกนเครื่องกลึงซีเอน็ ซี
4. แกนและทิศทางของแกนเคร่ืองกดั ซีเอ็นซี
5. จุดศูนยข์ องเคร่ือง
6. จุดอา้ งอิง
7. จุดศูนยช์ ิ้นงาน

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. บอกวธิ ีการหาทิศทางและแนวแกนโดยใชก้ ฎมือขวาได้
2. บอกลกั ษณะระบบโคออร์ดิเนตและระนาบในงานซีเอน็ ซีได้
3. บอกทิศทางการเคลื่อนท่ีของแนวแกนบนเครื่องกลึงซีเอน็ ซีได้
4. บอกทิศทางการเคล่ือนท่ีของแนวแกนบนเคร่ืองกดั ซีเอน็ ซีได้
5. อธิบายจุดศูนยข์ องเครื่องกลึงและเครื่องกดั ซีเอน็ ซีได้
6. อธิบายจุดอา้ งอิงของเคร่ืองกลึงและเครื่องกดั ซีเอน็ ซีได้
7. อธิบายจุดศนู ยข์ องชิ้นงานได้

28

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

2.1 กฎมอื ขวาของระบบแนวแกน

เม่ือกางนิ้วมือขวา ท้งั 3 นิ้วใหต้ ้งั ฉากซ่ึงกนั และกนั นิ้วท้งั 3 นิ้วจะแทนแกนในระบบ
แนวแกนต่อไปน้ี

- นิว้ หัวแม่มือ แทนแกน X
- นิว้ ชี้ แทนแกน Y
- นิว้ กลาง แทนแกน Z

รูปท่ี 2.1 หลกั การของกฎมือขวา

โดยมีจุด O คือจุดศูนย์ ( หรือจุด Origin ) เป็นจุดตดั ของท้งั 3 แกน หรือตาแหน่งท่ีมีค่า
X = 0.0 , Y = 0.0 และ Z = 0.0 หรือ ( X , Y , Z ) = ( 0 , 0 , 0 )

ตามมาตรฐานสากล ท้งั เคร่ืองกลึงและเคร่ืองกดั จะใหท้ ิศทางบวกของแกน Z อยใู่ นแนว
เดียวกบั แกนของสปิ นเดิลของเคร่ืองจกั ร การทางานของเครื่องจกั รเป็นการเคล่ือนท่ีของทลู เทียบ
กบั แกนหรือโคออร์ดิเนตที่กาหนดบนชิ้นงาน สาหรับเครื่องจกั รท่ีมีการเคลื่อนที่ผสมท้งั การ
เคลื่อนที่แบบเชิงเส้น ( Linear Motion ) หรือเคล่ือนท่ีตามแนวความยาวของแกน X , Y , Z และ
การเคล่ือนที่แบบเชิงมุม ( Angular Motion )หรือ โคออร์ดิเนต A, B และ C โดยทิศทางของการ
เคลื่อนท่ีเชิงมุมจะเทียบกบั แกน X , Y , Z

แกน X 29
แกน Y
แกน Z งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310229-220903

โดยที่ โคออร์ดิเนต A เป็นการหมุนรอบ
โคออร์ดิเนต B เป็นการหมุนรอบ
โคออร์ดิเนต C เป็นการหมุนรอบ

รูปที่ 2.2 โคออร์ดิเนตของการเคลื่อนที่เชิงเส้นตรง X , Y , Z และการเคล่ือนท่ีเชิงมุม A , B , C

รูปท่ี 2.3 หลกั การของกฎมือขวาในการกาหนดทิศทางบวกของมุม A หมุนรอบแกน X

30

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

2.2 ระบบโคออร์ดิเนต (Coordinate)

เม่ือนาชิ้นงานมาวางลงบนระบบโคออร์ดิเนตทุก ๆ จุดในแบบงานน้นั สามารถที่จะกาหนด
ตาแหน่งได้ ดว้ ยค่าโคออร์ดิเนต 2 ค่า เช่น แบบงานของงานกลึงตามรูปท่ี 2.4

จุดศนู ยก์ ลางของรูเจาะตามรูปที่ 2.6 จะมีคา่ โคออร์ดิเนต คือ X = 35.0 , Y = 45.0
ในงานกดั หรืองานควา้ นรูในชิ้นงาน จาเป็ นที่จะตอ้ งพิจารณาชิ้นงานในลกั ษณะท่ีเป็น 3 มิติ
เพราะในการเจาะรูจะมีความลึกเกิดข้ึน

รูปที่ 2.4 แบบงานกลึง

31

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310321-230103

รูปที่ 2.5 ชิ้นงานในการวางในระบบโคออร์ดิเนต

32

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

รูปท่ี 2.6 แบบชิ้นงานในระบบโคออร์ดิเนตแบบ 2 แกน

Y

X
Z

รูปท่ี 2.7 แบบชิ้นงานในระบบโคออร์ดิเนตแบบ 3 แกน

33

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 310323-230303

2.3 แกนและทศิ ทางของเคร่ืองกลงึ ซีเอน็ ซี

เคร่ืองกลึง CNC น้นั ส่วนใหญ่น้นั แนวแกน Z จะอยใู่ นแนวแกนเดียวกบั
แนวแกนของ สปิ นเดิลของเคร่ือง และแนวแกน X จะเป็นแนวแกนท่ีทาให้ ชุดจบั ยดึ ทลู
( Tool Turret ) เคลื่อนท่ีต้งั ฉากตดั ขวางกบั แนวแกนของ สปิ นเดิล

+X

แนวแกน X

-X

-Z
+Z

แนวแกน Z

รูปที่ 2.8 แนวแกนการเคลื่อนของเคร่ืองกลึง CNC

รูปท่ี 2.9 แนวแกนการเคล่ือนที่ของชุดจบั ยดึ ทูล (Tool Turret )

34

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

2.4 แกนและทศิ ทางของเคร่ืองกดั ซีเอน็ ซี

เครื่องกดั CNC น้นั จะประกอบไปดว้ ยแนวแกน X เป็นแนวแกนท่ีทาใหโ้ ตะ๊ งาน
( Table ) น้นั เคล่ือนที่ตดั ขวางกบั แนวแกนของสปิ นเดิล ส่วนแนวแกน Y เป็นแนวแกนท่ีทาใหใ้ ห้
โตะ๊ งาน ( Table ) น้นั เคล่ือนที่เขา้ – ออกในแนวต้งั ฉากหรือตดั ขวางกบั แนวแกน X และแนวแกน
Z ส่วนใหญจ่ ะเป็นแนวแกนการเคล่ือนท่ีข้ึน - ลงของสปิ นเดิล

รูปท่ี 2.10 แนวแกนการเคล่ือนที่เครื่องกดั CNC
เพลางาน

รูปที่ 2.11 ลกั ษณะการเคล่ือนที่ของโตะ๊ งาน และสปิ นเดิลของเคร่ืองกดั CNC

35

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310325-230503

ถา้ เป็นเคร่ืองกดั แนวนอน ส่วนใหญแ่ นวแกน Z เป็นการเคล่ือนที่เขา้ ออกของทูลเม่ือ
เทียบกบั ชิ้นงาน ในแนวนอนทิศทางบวกช้ีเขา้ หาสปิ นเดิลซ่ึงติดต้งั อยใู่ นแนวนอน โดยมีแนวแกน
X เป็นการเคลื่อนที่ตดั ขวางกบั ชิ้นงาน หรือไปทางซา้ ย - ขวา แกน Y เป็นการเคลื่อนที่ข้ึนลง

รูปท่ี 2.12 เคร่ืองกดั CNC แนวนอน

Y

รูปที่ 2.13 แนวแกนเครื่องกดั CNC แนวนอน

36

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

2.5 จดุ ศูนย์ของเคร่ือง ( MACHINE ZERO POINT )

สัญลกั ษณ์ตาแหน่งจุดศูนยข์ องเคร่ืองจะถูกกาหนดโดยบริษทั ผผู้ ลิตเครื่องจกั รกลซี เอ็น ซี
จุดศนู ยข์ องเคร่ืองจะใชเ้ ป็ นจุดศนู ยข์ องระบบโคออร์ดิเนตของเคร่ืองจกั รกล และใชเ้ ป็นจุดเริ่มตน้
สาหรับระบบโคออร์ดิเนต อื่น ๆ และยงั ใชเ้ ป็นจุดอา้ งอิงในเคร่ืองจกั รกลดว้ ย

เครื่องกลึง CNC จะมีตาแหน่งจุดศนู ยข์ องเครื่องท่ีแตกตา่ งกนั ออกไป โดยจะข้ึนอยกู่ บั
ผผู้ ลิตเครื่องจกั ร CNC ดงั น้นั ตาแหน่งจุดศูนยข์ องเครื่อง และทิศทางของแนวแกนท่ีถูกตอ้ ง จึง
ตอ้ งศึกษาจากคู่มือการปฏิบตั ิงานที่จดั เตรียมโดยบริษทั ผผู้ ลิตแตล่ ะบริษทั

รูปท่ี 2.14 ลกั ษณะจุดศูนยข์ องเครื่องกลึง CNC

รูปที่ 2.15 ลกั ษณะจุดศูนยแ์ ละของเคร่ืองกดั CNC

37

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 31032-7230703

2.6 จุดศูนย์อ้างองิ ( REFERENCE ZERO POINT )

เป็นจุดท่ีใชช้ ่วยในการปรับคา่ และควบคุมระบบวดั ขนาดระยะการเคล่ือนที่ของแท่น
เลื่อนและทูล ตาแหน่งของจุดอา้ งอิงจะถูกกาหนดไวก้ ่อนล่วงหนา้ อยา่ งเท่ียงตรงในทุกแนวแกน
ของการเคลื่อนที่ดว้ ยสวติ ซ์จากดั ระยะ หรือสวติ ซ์ขาแตะ (Limit Switches )ดงั น้นั ค่าโคออร์ดิเนต
ของจุดอา้ งอิงจะมีคา่ เท่าเดิมเสมอ และรู้คา่ ตวั เลขท่ีสมั พนั ธ์กบั จุดศนู ยข์ องเครื่อง

ถา้ เกิดเหตุขดั ขอ้ งข้ึนจนทาใหข้ อ้ มลู ของตาแหน่งแทน่ เล่ือน และทลู น้นั สูญหายไปจาก
ระบบควบคุม ซ่ึงอาจเกิดมาจากสาเหตุไฟฟ้ าดบั เป็ นตน้ ผใู้ ชเ้ คร่ืองน้นั จะตอ้ งเลื่อนแท่นเลื่อน
ต่าง ๆ กลบั ไปหาจุดอา้ งอิงก่อนเริ่มทางานใหม่เสมอ เพือ่ เครื่องจกั รจะไดป้ รับคา่ ของระบบวดั
ระยะการเคล่ือนท่ีใหถ้ ูกตอ้ ง

รูปที่ 2.16 จุดอา้ งอิงของเคร่ืองกลึง CNC

จุดศนู ยข์ องเครื่อง

จดุ อา้ งอิง

รูปที่ 2.17 จุดอา้ งอิงของเครื่องกดั CNC

38

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

2.7 จุดศูนย์ชิ้นงาน ( WORKPIECE ZERO POINT )

จะเป็นจุดท่ีช่วยในการกาหนดระบบโคออร์ดิเนตของชิ้นงานท่ีสัมพนั ธ์กบั จุดศนู ยข์ อง
เครื่อง จุดศูนยข์ องชิ้นงานจะถูกเลือกใชโ้ ดยผเู้ ขียนโปรมแกรมและป้ อนเขา้ ไปในระบบ ซี เอน็ ซี
ในข้นั ตอนของการปรับต้งั ตาแหน่งของจุดศนู ยข์ องชิ้นงานสามารถที่จะกาหนดเลือกใชไ้ ดอ้ ยา่ ง
อิสระโดยผเู้ ขียนโปรแกรม แต่ตอ้ งอยภู่ ายในขอบเขตของการทางานของเครื่องจกั ร CNC โดยมี
หลกั เกณฑง์ ่าย ๆ คือ การกาหนดตาแหน่งจุดศนู ยข์ องชิ้นงานควรจะกาหนดไวใ้ นตาแหน่งท่ีเป็ น
จุดอา้ งอิงต่าง ๆ ที่กาหนดไวใ้ นแบบชิ้นงานอยแู่ ลว้ กล่าวคือ เมื่อกาหนดตาแหน่งจุดศูนยข์ อง
ชิ้นงานแลว้ สามารถ ท่ีจะเปลี่ยนขนาดที่กาหนดในแบบชิ้นงานใหเ้ ป็นคา่ โคออร์ดิเนตไดโ้ ดยสะดวก
และหลีกเล่ียงการคานวณค่าโคออร์ดิเนตเพ่ิมเติมได้

รูปที่ 2.18 กาหนดจุดศูนยช์ ิ้นงานที่ดา้ นหลงั ของชิ้นงาน

รูปที่ 2.19 กาหนดจุดศนู ยช์ ิ้นงานท่ีดา้ นหนา้ ชิ้นงาน

39

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310329-230903

หน้าของชิ้นงาน

00

รูปที่ 2.20 การวางแบบชิ้นงานท่ีจุดใด ๆ ในระบบโคออร์ดิเนต

รูปที่ 2.21 การวางแบบชิ้นงานบนจุดใดๆ ในระบบโคออร์ดิเนต

40

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

สรุปสาระสาคญั

การเคล่ือนท่ีของเคร่ืองจกั รกลซีเอน็ ซี จะถูกควบคุมดว้ ยระบบโคออร์ดิเนตตามทิศทางของ
แนวแกนของเคร่ืองจกั รกลซีเอ็นซีแต่ละชนิด เคร่ืองจกั รกลโดยทวั่ ไปแล้วขณะทาการตดั เฉือน
ชิ้นงานเสร็จแลว้ จะตอ้ งมีการตรวจสอบความถูกตอ้ งของขนาดชิ้นงาน และตอ้ งทาการหยุดการ
ทางานของเคร่ืองจกั รเพื่อนาเครื่องมือวดั ที่เป็ นมาตรฐานเพ่ือตรวจสอบขนาดของชิ้นงาน แต่
สาหรับระบบซีเอ็นซีจะมีระบบวดั ขนาดอย่แู ล้วทาให้ไม่จาเป็ นตอ้ งหยุดเคร่ืองจกั ร ก็จะสามารถ
ทราบขนาดที่แทจ้ ริงไดเ้ ช่นกนั อยา่ งไรก็ตาม การทางานของเครื่องจกั รกลซีเอ็นซีน้ันตอ้ งทาการ
เขียนโปรแกรมการเคลื่อนที่ข้ึนมาโดยผเู้ ขียนตอ้ งทราบขนาดของชิ้นงานเริ่มตน้ การกาหนดขนาด
ในการตดั เฉือนชิ้นงานจะตอ้ งมีความถูกตอ้ งตามแบบงานท่ีถูกกาหนดไว้ ระยะทางที่เคลื่อนที่ตดั
เฉือนชิ้นงานของระบบซีเอ็นซีจะถูกวดั ระยะจากตาแหน่งหน่ึงไปยงั อีกตาแหน่งหน่ึง เพื่อให้ได้
ระยะทางที่ถูกตอ้ งโดยอาศยั จุดอ้างอิงเพื่อให้ได้ขนาดที่แน่นอน ระบบซีเอ็นซีจึงมีการกาหนด
ตาแหน่งเพอ่ื ใชอ้ า้ งอิงไวม้ ากมาย การศึกษาเกี่ยวกบั ระบบซีเอ็นซีจึงมีความจาเป็ นตอ้ งเรียนรู้และทา
ความเขา้ ใจเกี่ยวกบั จุดอา้ งอิงต่างๆ เพื่อใชใ้ นการควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของแนวแกน ให้เกิด
การเคล่ือนที่ตามระยะทางท่ีได้กาหนดไว้ ดังน้ัน จุดศูนย์และจุดอา้ งอิงในระบบซีเอ็นซีจึงถูก
กาหนดข้ึนมา เพ่ือใชเ้ ป็ นจุดเร่ิมตน้ สาหรับอา้ งอิงการเคลื่อนท่ีไปยงั ตาแหน่งท่ีตอ้ งการทาใหท้ ราบ
ระยะทางที่แน่นอนโดยไม่ตอ้ งทาการหยุดการทางานของเคร่ืองจกั รกลซีเอ็นซี สาหรับจุดอา้ งอิงท่ี
นามาใชใ้ นระบบซีเอน็ ซีโดยทว่ั ไปมีอยู่ 4 ชนิดคือ

1. จุดศูนยเ์ คร่ือง
2. จุดศูนยง์ าน
3. จุดอา้ งอิง
4. จุดอา้ งอิงเครื่องมือ

41

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310421-240103

แบบฝึ กหัด
หน่วยที่ 2 ระบบแกนและระนาบของเคร่ืองซีเอน็ ซี

ตอนที่ 1 จงเติมคาตอบให้สมบูรณ์
1. จงเติมแนวแกนใหถ้ ูกตอ้ งตามหลกั ของกฎมือขวา

แนวแกน……………….

แนวแกน……………….

แนวแกน……………….

2. จงเติมโคออร์ดิเนตของการหมุนรอบแนวแกนใหถ้ ูกตอ้ ง
โคออร์ดิเนต …………. เป็นการหมุนรอบแกน X
โคออร์ดิเนต ………….. เป็นการหมุนรอบแกน Y
โคออร์ดิเนต ………….. เป็นการหมุนรอบแกน Z

3. จงอธิบายแนวแกนในการเคล่ือนที่ของเครื่องกลึง CNC มาพอเขา้ ใจ

42

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

4 . จงอธิบายแนวแกนในการเคล่ือนท่ีของเครื่องกดั CNC มาพอเขา้ ใจ

5. จงอธิบายลกั ษณะแนวแกนของเคร่ืองกดั CNC แบบแนวนอน มาพอเขา้ ใจ

6. จงอธิบายลกั ษณะของ จุดศนู ยอ์ า้ งอิง ( REFERENCE ZERO POINT ) มาพอเขา้ ใจ

7. จงอธิบายลกั ษณะของ จุดศูนยเ์ คร่ือง ( MACHINE ZERO POINT ) มาพอเขา้ ใจ

43

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 310423-240303

8. จงอธิบายลกั ษณะของ จุดศูนยช์ ิ้นงาน ( WORKPIECE ZERO POINT ) มาพอเขา้ ใจ.

9. จากรูปจงกาหนดคา่ โคออร์ดิเนต โดย เร่ิมตน้ จากจุด P1ไปยงั จุด P4 ลงในตารางให้ถูกตอ้ ง

Point X Y หมายเหตุ

P1 …………… ……………

P2 …………… ……………

P3 …………… ……………

P4 …………… ……………

P5 …………… ……………

44

งานเครื่องมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

ตอนที่ 2 จงเลอื กคาตอบทถ่ี ูกทส่ี ุดเพยี งข้อเดียวลงในกระดาษเลอื กตอบ

1. ขอ้ ใดกล่าวผดิ เม่ือกางนิ้วมือขวา ท้งั 3 นิ้วใหต้ ้งั ฉากซ่ึงกนั และกนั

ก. นิ้วหวั แม่มือแทนแนวแกน X ข. นิ้วช้ีแทนแนวแกน Y

ค. นิ้วกลางแทนแนวแกน Z ง. นิ้วช้ีแทนแนวแกน A

2. ตามมาตรฐานสากล ท้งั เคร่ืองกลึงและเครื่องกดั สปิ นเดิลของเครื่องจกั ร อยใู่ นแนวแกนใด
ก. แกน X ข. แกน Y ค. แกน Z ง. แกน W

3. โคออร์ดิเนต C เป็นการหมุนรอบแกนใด ง. แกน X
ก. แกน A ข. แกน Z ค. แกน Y

4. คือจุดอะไรบนเครื่องจกั รกล CNC

ก. MACHINE ZERO POINT ข. REFERENCE ZERO POINT
ค. WORKPIECE ZERO POINT ง. TOOL REFERENCE POINTS

5. คือจุดอะไรบนเครื่องจกั รกล CNC
ข. MACHINE ZERO POINT ข. REFERENCE ZERO POINT
ค. WORKPIECE ZERO POINT ง. TOOL REFERENCE POINTS

45

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 310425-240503

6. คือจุดอะไรบนเครื่องจกั รกลCNC

ก. จุดศนู ยข์ องเครื่อง ข. จุดอา้ งอิงของเครื่อง
ค. จุดศูนยข์ องชิ้นงาน ง. จุดศูนยข์ องทูล
จากรูปขา้ งล่างน้ี จงตอบคาถามขอ้ ท่ี 7 – 10

46

งานเคร่ืองมือกลซีเอน็ ซี 3102-2003

7. P2 จะมีคา่ โคออร์ดิเนต X = , Z = เทา่ ใด ง. X19 Z30
ก. X14 Z30 ข. X14 Z0 ค. X14 Z10 ง. X19 Z-9
ง. X25 Z25
8. P4 จะมีค่าโคออร์ดิเนต X = , Z = เทา่ ใด ง. X25 Z25
ก. X17 Z0 ข. X18 Z-1 ค. X19 Z9

9. P6 จะมีคา่ โคออร์ดิเนต X = , Z = เท่าใด
ก. X25 Z-10 ข. X25 Z15 ค. X25 Z-15

10 P7 จะมีคา่ โคออร์ดิเนต X = , Z = เทา่ ใด
ก. X25 Z-10 ข. X25 Z15 ค. X25 Z-15