Introduction

1.1 ประวัติความเป็นมาของ CAD/CAM

ริ่มต้นเมื่อประมาณปี ค.ศ. 1950 ซึ่งได้มีการประยุกต์การใช้คอมพิวเตอร์ในงานวิศวกรรมและ ช่วยงานอุตสาหกรรม โดยเริ่มจากการใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการคำนวณเป็นส่วนใหญ่ ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดเล็กลงและมีความสามารถสูงขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดการพัฒนาทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์ เพื่อประยุกต์ในงานต่างๆเช่น คอมพิวเตอร์กราฟฟิก (computer graphic) ซึ่งเป็นการนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในการสร้างภาพ

สำหรับงานวิศวกรรมก็ได้นำคอมพิวเตอร์กราฟิกในการสร้างแบบ ซึ่งเรียกว่า”คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ (CAD: Computer Aided Design)” และพัฒนามาใช้คอมพิวเตอร์ช่วยผลิตด้วย โดยใช้ควบคุมอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ผลิต
สินค้า และผลิตชิ้นส่วนในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งเรียกว่า “คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิต (CAM: Computer Aided Manufacturing)”

เนื่องจาก CAM ต้องอาศัยข้อมูลจาก CAD ดังนั้น CAD และ CAM จึงมักนำมาใช้ร่วมกัน โดยเราเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า “ CAD/CAM ” ซึ่งเป็นพื้นฐานการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในงาน     อุตสาหกรรม

คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ (computer Aided Design)

ในกระบวนการของ CAD นอกจากจะเป็นการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแล้วยังรวมถึงการใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการดัดแปลง การวิเคราะห์และหาหนทางที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบ โดยระบบ CAD จะต้องมีทั้งส่วนที่เป็นฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ โดยฮาร์ดแวร์ของ CAD นอกจากจะประกอบด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงแล้ว ยังต้องมีจอกราฟิกและอุปกรณ์รับข้อมูล เช่น เมาส์ ดิจิไทเซอร์

ส่วนซอฟต์แวร์ของ CAD นั้นจะเป็นโปรแกรมสำหรับสร้างภาพกราฟิกและโปรแกรมช่วยงานต่างๆเช่น โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้าง เช่น finite element analysis ซึ่งเราอาจเรียกส่วนนี้ว่า”คอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรม (CAE: Computer Aided Engineering)”

คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิต (CAM: Computer Aided Manufacturing)

การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยจัดการกับกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม โดยอาจควบคุมตั้งแต่การวางแผนจนกระทั่งการจัดการหลังการผลิต ซึ่งกระบวนการของ CAM อาจแบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลักๆ คือ

1. การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการผลิตโดยตรง

เป็นลักษณะการใช้คอมพิวเตอร์ในงานตรวจสอบ โดยระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้เชื่อมโยงกับกระบวนการผลิตจะทำหน้าที่ตรวจสอบกระบวนการผลิตหรือเก็บข้อมูลจากกระบวนการผลิต

การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อทำการผลิตสินค้าโดยตรง โดยการนำข้อมูลจากระบบ CAD มาช่วยในการควบคุมอุปกรณ์การผลิต เช่น เครื่องกัดที่ทำงานโดยอาศัยคำสั่งเชิงตัวเลข (numerical control machine) หรือ NC machine tool

2. การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิตทางอ้อม

งานลักษณะนี้จะเป็นงานที่สนับสนุนการผลิต ซึ่งไม่ต่อเชื่อมระบบคอมพิวเตอร์โดยตรง แต่อาจจะเป็นการนำข้อมูลมาประมวลผล สรุป วางแผน เช่น งานเกี่ยวกับการวางแผน การจัดการเกี่ยวกับการจัดซื้อวัตถุดิบ การจัดการในโรงงาน เป็นต้น

การใช้ CAD และ CAM หากจะใช้ให้ผลเต็มที่แล้วจะต้องสามารถส่งข้อมูลถึงกันและกันได้ โดยข้อมูลที่ออกแบบโดย CAD ซึ่งเป็นข้อมูลลักษณะรูปภาพ กราฟฟิก สามารถนำไปใช้ในการผลิตชิ้นงาน ซึ่งมีขนาดและรูปร่างลักษณะเหมือนกับที่ออกแบบไว้ใน CAD ทุกประการ

1.2 Process CAD/CAM

ขั้นตอนการทำ  CAD/CAM มีดังนี้

(1)  CAD

(2)  CAM

(3)  Postprocessor

CAD: เป็นขั้นตอนแรกของ CAD/CAM จุดประสงค์หลักของ CAD คือการทำการออกแบบส่วนประกอบต่างๆด้วยคอมพิวเตอร์ โดยต้องทำการเขียนออกแบบเพื่อใช้ศึกษาส่วนประกอบของชิ้นงาน และคำนวณหาขนาดของ Law Material เสียก่อนที่จะไปสู่กระบวนการถัดไปคือ CAM

CAM: CAM program จะใช้ข้อมูล 2 อย่างที่ต้องป้อนเข้า คือ:

                        - รูปร่างของชิ้นงาน (Part Geometry)

                        - ข้อมูลการแปรรูป (Machining Data)

แล้ว CAM program จะทำโปรแกรมที่เรียกว่า NCI file ที่บอกข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่ง (coordinate) ของทางเดิน cutter (cutter path), ความเร็วรอบ (spindle speed), อัตราการป้อนตัด (feed rate) ฯลฯ

POST PROCESSOR: Post processor จะเปลี่ยน NCI file ให้ไปเป็น NC codes ที่เครื่อง CNC สามารถอ่านได้ โดยเครื่อง CNC แต่ละยี่ห้อก็จะมี NC codes ที่แตกต่างกัน NCI file จะเป็นแค่ภาษากลางของเครื่องจักรคล้ายๆภาษาอังกฤษ โดยต้องมี Post processor ซึ่งเป็นคล้ายๆล่ามที่แปลภาษาอังกฤษให้เป็นภาษาท้องถิ่นแต่ละเครื่อง

PART DRAWING

 

PART GEOMETRY CREATION

(CAD)

TOOLPATH GENERETION

(CAM)

NC-CODE GENERETION

(POST PROCESSOR)

PART PROGRAM

รูปที่ 1.1 ขั้นตอนการทำ CAD/CAM

1.3 การลงโปรแกรม MASTERCAM V9.0 (Installing Mastercam V 9.0 )

System Requirements

                        Hardware

-       Personal Computer with an Intel386^TM DX,Intel486^TM, Pentium III â or Pentiumâ processor

-       RAM อย่างน้อย 16 MB

-       Hard disk ต้องมีพื้นที่ว่างอย่างน้อย 25 MB

-       การ์ดจอ VGA หรือสูงกว่านั้น

-       Mouse

-       CD-ROM ความเร็วอย่างต่ำ 2X

ขั้นตอนการ Install Mastercam v9.0

1.     เมื่อเริ่มการลงแผ่นโปรแกรม Mastercam v9.0 หน้าจอแรกที่ปรากฎคือ การ install กดปุ่ม Next เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูปที่ 1.2

รูปที่ 1.2

2.     ข้อตกลงของโปรแกรม Mastercam v9.0 ถ้าตกลงให้กดปุ่ม Yes เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.3

รูปที่ 1.3        

3. การเลือกหน่วยวัดที่จะใช้ในโปรแกรม Mastercam v9.0 ถ้าเลือก English Units จะมีหน่วยวัดเป็นนิ้ว ถ้าเลือก Metric Units จะมีหน่วยวัดเป็นมิลลิเมตร ดังรูป 1.4

                        

รูปที่ 1.4

4. เลือก folder ที่จะทำการ install กดไปที่ปุ่ม Next เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.5

รูปที่ 1.5

           

5. ให้เลือก file ตัวอย่างของโปรแกรมในส่วนที่ต้องการ ถ้าเลือกจะมีเครื่องหมาย üบนหน้า folder แล้วกดไปที่ปุ่ม Next เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.6

รูปที่ 1.6

           

6. ผู้ใช้สามารถพิมพ์ชื่อ folder ใหม่หรือเลือกจาก folder ที่มีอยู่แล้วก็ได้ ดังรูปที่ 1.7

รูปที่ 1.7

           

7. หน้าจอจะถามเกี่ยวกับการติดตั้ง Post processor  ถ้าตกลงให้กดปุ่ม Yes เพื่อที่ดำเนินการต่อไป

ดังรูป1.8

รูปที่ 1.8

8. เลือก folder ที่จะ install Post processor กดไปที่ปุ่ม Next เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.9

รูปที่ 1.9

           

9.เลือก Post processor ของโปรแกรมในส่วนที่ต้องการจะ install แล้วกดไปที่ปุ่ม Next เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.10

รูปที่ 1.10

10. การ install โปรแกรมเสร็จสิ้นแล้วโปรแกรมถูกติดตั้งในคอมพิวเตอร์แล้ว กดไปที่ปุ่ม Finish เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.11

รูปที่ 1.11

1. เลือกนามสกุลของ file ที่ต้องการใช้งานร่วมกับ Mastercam v9.0  กดไปที่ปุ่ม Next  เพื่อที่ดำเนินการต่อไป ดังรูป 1.12

รูปที่ 1.12

           

12. การ Installation ทั้งหมดเสร็จสิ้นแล้วโปรแกรมถูกติดตั้งในคอมพิวเตอร์แล้วกดไปที่ปุ่ม Next เพื่อที่เสร็จสิ้นการ installation ดังรูป 1.13

รูปที่ 1.13

1.4 Mastercam Interface

เมื่อเปิดโปรแกรมจะเห็นหน้าจอหลัก ( MAIN MENU ) โดยส่วนที่มีเนื้อหามากที่สุดจะเป็นพื้นที่สำหรับสร้างและแก้ไขงานที่ออกแบบและทำ CAM เรียกส่วนนี้ว่า GRAPHICS AREA

างด้านซ้ายมือจะเป็นเมนูหลัก (MAIN MENU) , เมนูรอง (SECONDARY MENU) และเมนูการทำงาน (MENU OPERATION).

                        ถวบนของจอจะเป็นปุ่มคำสั่งต่างๆเรียกว่า TOOLBAR จะเป็นปุ่มลัดสำหรับคำสั่งในเมนูหลัก

            ทางด้านล่างจะเรียกว่า PROMT AREA จะเป็นพื้นที่สำหรับเติมค่าหรือข้อมูลที่ต้องเติมเมื่อใช้คำสั่งในเมนูหลัก (MAIN MENU)

TOOLBAR

              

MAIN MENU

MENU OPERATION

BUTTONS

SECONDARYMENU

           AREA              

GRAPHICS

 PROMPT

 AREA

รูปที่ 1.14

1.5 Main Menu Options

เมื่อเลือกคำสั่งจาก Main Menu       Main Menu ก็จะเปลี่ยนไปเป็นตามคำสั่งที่เลือกไปจนกว่า

จะเสร็จคำสั่ง

ใน Main Menu มีคำสั่งหลักดังนี้:

                                                                                    Analyze:                                                                             

                                                                                    Create:                                                                                                 

                                                                                    File:                                                                                                                   

                                                                                    Modify:                                                                                                   

                                                                                    Xform:                                                                                                      

                                                                                    Delete:                                                                                                         

                                                                                    Screen:                                                                                                

                                                                                    Solids:                                                                                              

                                                                                    Toolpaths:

                                                                                    NC Utilities:                   

           

รูปที่ 1.15

                        รายละเอียดเกี่ยวกับคำสั่งต่างๆใน Main Menu นั้นจะกล่าวไว้ในบทต่อไป

Menu Operation Buttons

รูปที่ 1.16

BACKUP	เป็นคำสั่งที่ใช้สำหรับกลับไปที่หน้าคำสั่งก่อนหน้านี้
MAIN MENU	เป็นคำสั่งที่ใช้สำหรับกลับไปที่เมนูหลัก

Secondary Menu Options

 

 รูปที่ 1.17

 

Z	ใช้ตั้งค่าความลึก,ความสูง (construction depth) ในแนวแกนที่อ้างอิงจากแนวระนาบ
Color	ใช้สำหรับตั้งค่าสีที่จะเลือกใช้ในการทำงาน
Level	ใช้ตั้งค่า( Level )การทำงานที่ ณ.ปัจจุบัน
Attributes	ใช้สำหรับตั้งค่ารูปแบบเส้นและความหนาของเส้น
Groups	ใช้สำหรับตั้งค่ากลุ่มการทำงาน
Mask	ใช้ตั้งค่าสำหรับส่วนที่ต้องการจะปกปิด
WCS	ใช้สำหรับตั้งค่าระบบพิกัดงาน
Tplane	Tplane เป็นระนาบที่ใช้ทำงานของ tool โดยเป็นระนาบ 2 มิติ ตามแกน X,Y อ้างอิงตามระนาบจริงของเครื่อง CNC  Tplane เป็นระนาบอ้างอิงคล้ายๆกับระนาบ Origin ของเครื่อง CNC
Cplane	Cplane เป็นระนาบ 2 มิติที่สามารถสร้างไว้ที่ไหนก็ได้ในระนาบ 3 มิติ เพื่อใช้ในการทำงานที่ระนาบต้องการ โดยอาจจะไม่ใช้ระนาบที่กำลังทำงานอยู่ จะมีคำสั่งคือ Top,Front,Side,3D และคำสั่งอื่นๆ
Gview	Gview เป็นคำสั่งเลือกมุมมองต่างๆโดยที่เมื่อเลือก Gview จาก Secondary Menu แล้ว Gview จะแสดงคำสั่งต่างๆให้ เพื่อที่จะให้เลือกมุมมอง จะมีคำสั่งคือ Isometric,Top,Front,Side และคำสั่งอื่นๆ

1.6 Mastercam short-cut keys

                       

จะมีอยู่ 15 คำสั่งให้ใช้งานดังนี้

Alt - A	เปิดคำสั่งในการใช้ Autosave
Alt - B	คำสั่งเปิดและซ่อน Toolbars
Alt - C	คำสั่ง  Run การใช้งานโปรแกรม C-Hook
Alt - D	เปิด dialog box ของ Drafting global
Alt - F	คำสั่งตั้งค่า Fonts
Alt - H	คำสั่งเปิด Help
Alt - L	คำสั่งแสดงสถานะของเส้น
Alt - M	คำสั่งแสดงรายการที่เกี่ยวข้องกับ Mastercam memory
Alt - O	คำสั่งแสดง Operations maneger
Alt - P	คำสั่งเปิดและซ่อน Promt Area
Alt - S	คำสั่งแสดง Shade Surface
Alt - U	คำสั่งยกเลิกคำสั่ง (Undo)
Alt - W	คำสั่งตั้งค่า viewport
PageUp/PageDown	Zoom เข้า/Zoom ออก
Cursor Arrows	คำสั่งเลื่อนไปหารูปร่างที่ต้องการบนหน้าจอ

1.7 Mastercam function keys

       

จะมีอยู่ 19 คำสั่งให้ใช้งานดังนี้

	Function Key	Alt + Function key
F1	Zoom	Zoom fit screen
F2	Zoom ก่อนหน้านี้หรือ ที่ scale 0.5	Zoom ที่ scale 0.8
F3	Repaint	วิเคราะห์ที่ตำแหน่ง Cursor
F4	Analyze	Exit Mastercam
F5	Delete	ลบทั้งหน้าจอ
F6	File	Edit file
F7	Modify	-
F8	Create	แสดง dialog box ของ configuration
F9	แสดง system Information	แสดงแกน XYZ
F10	แสดงการใช้งานของ function ต่างๆ	แสดงการใช้งานของ function ต่างๆ
F11	แสดงการ mapping	-
F12	แสดงการ mapping	-