Gia công CNC là một quy trình sản xuất trong đó phần mềm máy tính được lập trình sẵn điều khiển chuyển động của các công cụ và máy móc trong nhà máy. Quá trình này có thể được sử dụng để điều khiển nhiều loại máy móc phức tạp, từ máy mài và máy tiện đến máy nghiền và bộ định tuyến. Với gia công CNC, các tác vụ cắt ba chiều có thể được thực hiện chỉ bằng một bộ lời nhắc.
Viết tắt của “điều khiển số bằng máy tính”, quy trình CNC hoạt động trái ngược với — và do đó thay thế — những hạn chế của điều khiển thủ công, trong đó cần có người vận hành trực tiếp để nhắc nhở và hướng dẫn các lệnh của công cụ gia công thông qua đòn bẩy, nút bấm và bánh xe. Đối với người xem, hệ thống CNC có thể giống một bộ linh kiện máy tính thông thường, nhưng các chương trình phần mềm và bảng điều khiển được sử dụng trong gia công CNC giúp phân biệt nó với tất cả các dạng tính toán khác.
Gia công CNC hoạt động như thế nào?
Khi hệ thống CNC được kích hoạt, các vết cắt mong muốn sẽ được lập trình vào phần mềm và được ra lệnh cho các công cụ và máy móc tương ứng, thực hiện các nhiệm vụ về kích thước được chỉ định, giống như một robot.
Trong lập trình CNC, bộ tạo mã trong hệ thống số thường sẽ cho rằng các cơ chế là hoàn hảo, mặc dù có khả năng xảy ra lỗi, điều này càng lớn hơn bất cứ khi nào máy CNC được hướng dẫn cắt theo nhiều hướng cùng một lúc. Vị trí của một công cụ trong hệ thống điều khiển số được vạch ra bởi một loạt các đầu vào được gọi là chương trình chi tiết.
Với máy điều khiển số, các chương trình được nhập qua thẻ đục lỗ. Ngược lại, các chương trình của máy CNC được đưa vào máy tính thông qua bàn phím nhỏ. Lập trình CNC được giữ lại trong bộ nhớ của máy tính. Bản thân mã được viết và chỉnh sửa bởi các lập trình viên. Do đó, hệ thống CNC cung cấp khả năng tính toán mở rộng hơn nhiều. Điều tuyệt vời nhất là hệ thống CNC không hề tĩnh, vì các lời nhắc mới hơn có thể được thêm vào các chương trình có sẵn thông qua mã được sửa đổi.
LẬP TRÌNH MÁY CNC
Trong CNC, máy được vận hành thông qua điều khiển số, trong đó chương trình phần mềm được chỉ định để điều khiển một đối tượng. Ngôn ngữ đằng sau gia công CNC được gọi luân phiên là mã G và được viết để kiểm soát các hành vi khác nhau của máy tương ứng, chẳng hạn như tốc độ, tốc độ tiến dao và sự phối hợp.
Về cơ bản, gia công CNC cho phép lập trình trước tốc độ và vị trí của các chức năng của máy công cụ và chạy chúng thông qua phần mềm theo các chu trình lặp đi lặp lại, có thể dự đoán được, tất cả đều có rất ít sự tham gia của con người. Do những khả năng này, quy trình này đã được áp dụng trên tất cả các lĩnh vực của lĩnh vực sản xuất và đặc biệt quan trọng trong lĩnh vực sản xuất kim loại và nhựa.
Đầu tiên, bản vẽ CAD 2D hoặc 3D được hình thành, sau đó được dịch sang mã máy tính để hệ thống CNC thực thi. Sau khi chương trình được nhập, người vận hành sẽ chạy thử chương trình để đảm bảo không có lỗi trong quá trình mã hóa.
Hệ thống gia công vòng kín/mở
Điều khiển vị trí được xác định thông qua hệ thống vòng hở hoặc vòng kín. Với cái trước, tín hiệu chạy theo một hướng duy nhất giữa bộ điều khiển và động cơ. Với hệ thống vòng kín, bộ điều khiển có khả năng nhận phản hồi, giúp sửa lỗi. Vì vậy, một hệ thống vòng kín có thể khắc phục những bất thường về vận tốc và vị trí.
Trong gia công CNC, chuyển động thường được định hướng qua trục X và Y. Ngược lại, công cụ này được định vị và dẫn hướng thông qua động cơ bước hoặc động cơ servo, giúp tái tạo các chuyển động chính xác được xác định bằng mã G. Nếu lực và tốc độ ở mức tối thiểu thì quy trình có thể được thực hiện thông qua điều khiển vòng hở. Đối với mọi thứ khác, điều khiển vòng kín là cần thiết để đảm bảo tốc độ, tính nhất quán và độ chính xác cần thiết cho các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như gia công kim loại.
Gia công CNC hoàn toàn tự động
Trong các giao thức CNC ngày nay, việc sản xuất các bộ phận thông qua phần mềm được lập trình sẵn hầu hết được tự động hóa. Kích thước của một bộ phận nhất định được thiết lập bằng phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) và sau đó được chuyển đổi thành sản phẩm hoàn thiện thực tế bằng phần mềm sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM).
Bất kỳ phần công việc nào cũng có thể cần nhiều loại máy công cụ, chẳng hạn như máy khoan và máy cắt. Để đáp ứng những nhu cầu này, nhiều máy móc ngày nay kết hợp nhiều chức năng khác nhau vào một ô. Ngoài ra, một quá trình cài đặt có thể bao gồm một số máy và một bộ tay robot chuyển các bộ phận từ ứng dụng này sang ứng dụng khác nhưng mọi thứ đều được điều khiển bởi cùng một chương trình. Bất kể thiết lập như thế nào, quy trình CNC đều cho phép tính nhất quán trong sản xuất các bộ phận mà sẽ khó, nếu không muốn nói là không thể sao chép thủ công.
CÁC LOẠI MÁY CNC KHÁC NHAU
Máy điều khiển số sớm nhất có từ những năm 1940 khi động cơ lần đầu tiên được sử dụng để điều khiển chuyển động của các công cụ có sẵn. Khi công nghệ tiến bộ, các cơ chế được cải tiến bằng máy tính analog và cuối cùng là máy tính kỹ thuật số, dẫn đến sự phát triển của gia công CNC.
Phần lớn kho vũ khí CNC ngày nay hoàn toàn là điện tử. Một số quy trình vận hành CNC phổ biến hơn bao gồm hàn siêu âm, đục lỗ và cắt laser. Các máy được sử dụng thường xuyên nhất trong các hệ thống CNC bao gồm:
Máy phay CNC
Các máy phay CNC có khả năng chạy trên các chương trình bao gồm các lời nhắc dựa trên số và chữ cái, hướng dẫn các chi tiết trên các khoảng cách khác nhau. Chương trình được sử dụng cho máy nghiền có thể dựa trên mã G hoặc một số ngôn ngữ độc đáo được phát triển bởi nhóm sản xuất. Các máy nghiền cơ bản bao gồm một hệ thống ba trục (X, Y và Z), mặc dù hầu hết các máy nghiền mới hơn có thể chứa thêm ba trục.
Máy tiện
Trong máy tiện, các mảnh được cắt theo hướng tròn bằng các công cụ có thể lập chỉ mục. Với công nghệ CNC, các đường cắt bằng máy tiện được thực hiện với độ chính xác và tốc độ cao. Máy tiện CNC được sử dụng để tạo ra các thiết kế phức tạp mà các phiên bản máy chạy thủ công không thể thực hiện được. Nhìn chung, các chức năng điều khiển của máy phay và máy tiện chạy bằng CNC là tương tự nhau. Giống như trước đây, máy tiện có thể được điều khiển bằng mã G hoặc mã độc quyền duy nhất. Tuy nhiên, hầu hết các máy tiện CNC đều có hai trục - X và Z.
Máy cắt plasma
Trong máy cắt plasma, vật liệu được cắt bằng đèn khò plasma. Quá trình này được áp dụng chủ yếu cho vật liệu kim loại nhưng cũng có thể được sử dụng trên các bề mặt khác. Để tạo ra tốc độ và nhiệt lượng cần thiết để cắt kim loại, plasma được tạo ra thông qua sự kết hợp giữa khí nén và hồ quang điện.
Máy phóng điện
Gia công phóng điện (EDM) - còn được gọi luân phiên là gia công chìm khuôn và gia công tia lửa điện - là một quá trình tạo khuôn các chi tiết gia công thành các hình dạng cụ thể bằng tia lửa điện. Với EDM, sự phóng điện xảy ra giữa hai điện cực và điều này sẽ loại bỏ các phần của chi tiết gia công nhất định.
Khi khoảng cách giữa các điện cực trở nên nhỏ hơn, điện trường trở nên mạnh hơn và do đó mạnh hơn chất điện môi. Điều này làm cho dòng điện có thể chạy qua giữa hai điện cực. Do đó, các phần của chi tiết gia công sẽ bị loại bỏ bởi mỗi điện cực. Các loại phụ của EDM bao gồm:
● Dây EDM, trong đó sự xói mòn do tia lửa điện được sử dụng để loại bỏ các phần khỏi vật liệu dẫn điện tử.
● Sinker EDM, trong đó điện cực và chi tiết gia công được ngâm trong chất lỏng điện môi nhằm mục đích tạo thành chi tiết.
Trong một quá trình được gọi là xả, các mảnh vụn từ mỗi chi tiết gia công đã hoàn thiện sẽ được mang đi bởi một chất điện môi lỏng, xuất hiện khi dòng điện giữa hai điện cực dừng lại và nhằm mục đích loại bỏ mọi điện tích tiếp theo.
Máy cắt tia nước
Trong gia công CNC, tia nước là công cụ cắt các vật liệu cứng, chẳng hạn như đá granit và kim loại, bằng ứng dụng nước áp suất cao. Trong một số trường hợp, nước được trộn lẫn với cát hoặc một số chất mài mòn mạnh khác. Các bộ phận máy móc của nhà máy thường được định hình thông qua quá trình này.
Tia nước được sử dụng như một giải pháp thay thế làm mát cho các vật liệu không thể chịu được các quy trình sử dụng nhiều nhiệt của các máy CNC khác. Do đó, tia nước được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như ngành hàng không vũ trụ và khai thác mỏ, nơi quy trình này diễn ra mạnh mẽ cho mục đích chạm khắc và cắt, cùng nhiều chức năng khác. Máy cắt tia nước cũng được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu cắt vật liệu rất phức tạp, vì việc thiếu nhiệt sẽ ngăn cản mọi thay đổi về đặc tính bên trong của vật liệu có thể xảy ra do kim loại khi cắt kim loại.
CÁC LOẠI MÁY CNC KHÁC NHAU
Như nhiều video trình diễn về máy CNC đã cho thấy, hệ thống này được sử dụng để thực hiện các đường cắt có độ chi tiết cao từ các miếng kim loại cho các sản phẩm phần cứng công nghiệp. Ngoài các máy nói trên, các công cụ và linh kiện khác được sử dụng trong hệ thống CNC bao gồm:
● Máy thêu
● Bộ định tuyến gỗ
● Máy đục tháp pháo
● Máy uốn dây
● Máy cắt bọt
● Máy cắt laze
● Máy mài hình trụ
● máy in 3D
● Máy cắt kính
Khi cần thực hiện các vết cắt phức tạp ở nhiều cấp độ và góc độ khác nhau trên chi tiết gia công, tất cả đều có thể được thực hiện trong vòng vài phút trên máy CNC. Chỉ cần máy được lập trình đúng mã, các chức năng của máy sẽ thực hiện các bước theo yêu cầu của phần mềm. Với điều kiện mọi thứ đều được mã hóa theo thiết kế, một sản phẩm có chi tiết và giá trị công nghệ sẽ xuất hiện sau khi quá trình kết thúc.
Thời gian đăng: Jan-01-2022
