Blog

Hướng dẫn về gia công cơ khí CNC

Gia công điều khiển số bằng máy tính (CNC) đã cách mạng hóa sản xuất. Ngày nay, chúng hoạt động trên khắp các ngành công nghiệp, thiết lập tiêu chuẩn về tốc độ, độ chính xác và dung sai chặt chẽ. Khi nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng vượt trội và thời gian xử lý nhanh tăng lên, ngành gia công CNC đổi mới, tạo điều kiện cho các bộ phận có hình dạng ngày càng phức tạp với tốc độ ngày càng nhanh.

Với hướng dẫn gia công CNC này, bạn sẽ nắm được những kiến ​​thức cơ bản, hiểu về lập trình và biết được những điều cần biết trong tương lai.

Gia công cơ khí CNC là gì?

Gia công cơ khí CNC là một quy trình sản xuất bằng máy tính trong đó phần mềm và mã điều khiển chuyển động của máy. Quy trình gia công CNC  là quy trình trừ , nghĩa là các vật thể được định hình bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi phôi cho đến khi đạt được các thông số mong muốn.

Các kỹ sư thiết kế nhập một mô hình phức tạp vào phần mềm chuyên dụng, sau đó đưa ra mã điều khiển các máy CNC. Các máy sản xuất chi tiết dựa trên các ràng buộc mà lập trình viên phác thảo trong phần mềm. Phần mềm tự động tạo đường chạy dao, tốc độ làm mát, tốc độ cấp liệu và nhiều thông số khác để tạo chi tiết bằng vật liệu do kỹ sư thiết kế chỉ định.

Ngôn ngữ được sử dụng để mã hóa máy CNC được gọi là G-code. Việc tạo ra một bộ phận gia công bao gồm việc kết xuất thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) và chuyển đổi nó thành phần mềm sản xuất hỗ trợ máy tính (CAM). Sau đó, phần mềm CAM sẽ dịch các đường chạy dao cho máy CNC. Sau khi nhập chương trình, người vận hành tiến hành chạy thử để xác định và sửa bất kỳ lỗi nào.

Quy trình này phù hợp với nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa, gỗ, vật liệu tổng hợp, thủy tinh và bọt. Mỗi bộ phận cần một chương trình máy tính cụ thể để đảm bảo dung sai chặt chẽ, tốc độ gia công, tuổi thọ của dụng cụ, độ hoàn thiện bề mặt, v.v.

Tại sao gia công CNC lại quan trọng?

Gia công CNC đã cách mạng hóa sản xuất, cho phép các tổ chức sản xuất các thành phần có khả năng lặp lại cao. Nó làm giảm lỗi của con người, tăng lợi nhuận và thúc đẩy chất lượng. Một số lợi ích của gia công CNC bao gồm:

  • Giảm chi phí: Máy CNC giúp giảm chi phí sản xuất, giảm chi phí năng lượng, tăng khả năng mở rộng và giảm thiểu lãng phí vật liệu.
  • Nâng cao hiệu quả: Máy CNC giúp giảm thời gian sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm, cải thiện kết quả sản xuất chung và loại bỏ tình trạng tắc nghẽn.
  • Giảm thiểu chất thải: Vì phần mềm gia công CNC rất chính xác nên quá trình gia công tạo ra ít chất thải nhất trong quá trình sản xuất.
  • Lắp ráp hợp lý: Các thành phần gia công bằng máy CNC dễ lắp ráp hơn.

 

Các loại hoạt động gia công CNC

Quá trình gia công CNC bao gồm nhiều hoạt động gia công được điều khiển bằng máy tính, bao gồm một số quy trình cơ học. Một số máy CNC phổ biến nhất bao gồm:

– Phay và khoan CNC

Máy phay CNC di chuyển các công cụ cắt đa điểm quay để loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Quá trình gia công phay thường bao gồm việc đưa phôi vào công cụ cắt ngược chiều quay, ép phôi vào đặc điểm giữ chặt để đạt được kích thước chặt hơn. Có nhiều máy phay khác nhau phục vụ các chức năng khác nhau, bao gồm máy doa, máy phay mặt và máy tiện ren. Máy phay CNC cơ bản  có hệ thống ba trục , mặc dù các máy mới nhất có thể chứa nhiều trục bổ sung.

Khoan sử dụng mũi khoan đa điểm để tạo ra các lỗ hình trụ trên phôi. Mặc dù chúng chủ yếu hoạt động bằng cách đưa mũi khoan vuông góc với mặt phẳng của bề mặt phôi, các hoạt động khoan góc có thể thực hiện được bằng các cấu hình máy chuyên dụng. Những máy này lý tưởng để khoan lỗ trên các vật liệu giữ vít và chúng phổ biến trong các ứng dụng lắp ráp như phụ tùng ô tô và thiết bị điện tử.

– Tiện CNC

Nhiều máy CNC hoạt động bằng cách xoay vật liệu của phôi xung quanh trục chính. Các công cụ cắt tiện loại bỏ vật liệu khỏi phôi với độ chính xác và tốc độ. Máy tiện CNC lý tưởng để sản xuất các thiết kế phức tạp. Các máy CNC hiện đại thường kết hợp máy phay và máy tiện thành một máy.

Quá trình tiện sử dụng các công cụ cắt để tạo ra một phôi quay. Máy tiện di chuyển công cụ cắt, trừ đi bề mặt cho đến khi đạt được đường kính mong muốn. Quá trình này tạo ra các bộ phận hình trụ có các đặc điểm bên trong và bên ngoài.

Các thành phần chính của máy CNC

Máy CNC rất phức tạp, với nhiều thành phần hoạt động cùng nhau để tạo ra dung sai chặt chẽ cần thiết cho sản xuất. Chúng bao gồm nhiều thành phần quan trọng, một số thành phần quan trọng nhất  bao  gồm:

– Trục chính CNC

Trục chính là  xương sống của máy CNC . Nó bao gồm một trục ở giữa trục quay của máy và áp dụng mô-men xoắn, tốc độ và khả năng kiểm soát cần thiết để gia công thành công. Máy có thể có một hoặc nhiều trục chính tùy thuộc vào nhiệm vụ và ứng dụng.  Có nhiều loại trục chính khác nhau cho các ứng dụng khác nhau , bao gồm cắt kim loại, đá và gỗ.

– Thiết bị đầu vào

Thiết bị đầu vào cho phép người vận hành tải chương trình CNC vào máy. Chúng thay đổi tùy theo hoạt động, nhưng một số thiết bị đầu vào tiêu chuẩn bao gồm:

  • Bàn phím: Bàn phím là phương tiện để người vận hành tải chương trình vào máy, cho phép họ nhập trực tiếp lệnh G-code.
  • Thiết bị lưu trữ: Thiết bị lưu trữ cho phép người vận hành chuyển chương trình từ máy này sang máy khác. Ổ đĩa flash USB là tùy chọn tiêu chuẩn vì chúng có thể ghi lại được.
  • Thiết bị không dây: Người vận hành cũng có thể nhập lệnh qua giao tiếp không dây nếu họ tải chương trình từ máy tính khác qua mạng cục bộ. Kết nối Ethernet đang trở thành lựa chọn thiết thực nhất để vận chuyển chương trình bộ phận giữa máy tính và máy công cụ.

– Bộ điều khiển máy (MCU)

Thiết bị đầu vào cung cấp mã, và MCU kết hợp phần cứng và phần mềm đọc mã và dịch mã thành hướng dẫn. Sau đó, nó chuyển các hướng dẫn này đến trình điều khiển công cụ để chúng có thể thực hiện các hành động gia công có liên quan. MCU đóng vai trò là trình thông dịch, chuyển đổi tọa độ được mã hóa thành chuyển động của máy và diễn giải thông tin từ các cảm biến phản hồi.

– Công cụ máy móc

Máy công cụ là bất kỳ công cụ nào tương tác với phôi. Tùy thuộc vào loại máy CNC, chúng có nhiều dạng, mặc dù công cụ cắt là phổ biến nhất. Máy tiện sử dụng các công cụ cố định và phôi quay để tạo ra các vết cắt. Máy phay làm ngược lại, di chuyển các công cụ quay lên vật liệu. Máy CNC +4 trục phức tạp hơn, di chuyển phôi và công cụ để đạt được độ hoàn thiện chi tiết hơn.

– Hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động của máy bao gồm các động cơ di chuyển máy công cụ dọc theo và xung quanh các trục khác nhau. Sự kết hợp của động cơ servo, vít me bi và thanh dẫn hướng tuyến tính điều khiển chuyển động của máy CNC và giữ cho chúng chính xác.

– Hệ thống phản hồi

Gia công CNC thành công đòi hỏi độ chính xác và độ tinh xảo hoàn toàn. Hệ thống phản hồi là biện pháp kiểm soát xác minh và điều chỉnh chuyển động của máy, kiểm tra độ chính xác và độ tinh xảo của hệ thống truyền động.

– Đơn vị hiển thị

Các đơn vị hiển thị cung cấp cho người vận hành cái nhìn sâu sắc về từng máy, hiển thị thông tin quan trọng về cách chúng tương tác với các chức năng khác nhau của máy. Chúng cũng cung cấp thông tin về trạng thái hoạt động hiện tại của máy.

Những tiến bộ và xu hướng tương lai trong gia công CNC

Máy công cụ hiện đại  tập trung vào tốc độ và độ chính xác  để đáp ứng nhu cầu ngày càng thay đổi của người tiêu dùng. Các nhà cung cấp sẽ tiếp tục mở rộng ranh giới khi máy CNC giúp các nhà sản xuất tạo ra kết quả chất lượng cao hơn và cải thiện hiệu quả quy trình làm việc. Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng biến đổi gia công CNC hơn nữa.

Ở mức cơ bản nhất, thuật toán AI có thể đưa ra các khuyến nghị bảo trì dự đoán, dẫn đến độ chính xác được cải thiện, thời gian sản xuất nhanh hơn và tiết kiệm chi phí. Từ đó, AI có tiềm năng tìm ra đường dẫn công cụ tốt hơn giúp giảm thời gian xử lý và tăng chất lượng. Những tiến bộ này góp phần tạo nên môi trường sản xuất bền vững hơn.

Việc tích hợp AI cung cấp các giải pháp gia công thông minh hơn, có khả năng thích ứng. Phân tích dữ liệu lớn có thể được áp dụng cho dữ liệu sản xuất, xác định mối tương quan giữa các biến sản xuất và lỗi và cho phép dự đoán các thách thức về chất lượng trước khi chúng xảy ra. Phát hiện sớm mở đường cho các chiến lược bảo trì dự đoán tiên tiến. Một lần nữa, những cải tiến quy trình này có ý nghĩa tích cực đối với tính bền vững trong sản xuất. Gia công CNC sẽ tiếp tục phát triển để giảm tác động của nó. Tương lai có thể sẽ có nhiều máy móc tiết kiệm năng lượng hơn, vật liệu thân thiện với môi trường và các chương trình tái chế toàn diện để giảm chất thải.

Xem thêm:

Bạn cũng có thể thích..

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *