Máy Công Cụ CNC: Thông tin mà bạn không biết

 

Từ thiết kế sơ khai và hoạt động hiện tại 

Thiết kế máy CNC hiện đại bắt nguồn từ tác phẩm của John T. Parsons cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950. Sau Thế chiến II, Parsons tham gia sản xuất cánh máy bay trực thăng, một công việc đòi hỏi phải gia công chính xác các hình dạng phức tạp. Parsons sớm nhận ra rằng bằng cách sử dụng máy tính IBM thời kì đầu, ông đã có thể tạo ra những thanh dẫn đường mức chính xác hơn nhiều khi sử dụng các phép tính bằng tay và sơ đồ. Dựa trên kinh nghiệm này, ông đã giành được hợp đồng phát triển một “máy cắt đường mức tự động” cho không quân để tạo mặt cong cho cánh máy bay. Sử dụng một đầu đọc thẻ máy tính và các bộ điều khiển động cơ trợ động (servomotor) chính xác, chiếc máy được chế tạo cực kì lớn, phức tạp và đắt đỏ. Mặc dù vậy, nó làm việc một cách tự động và sản xuất các mặt cong với độ chính xác cao đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp máy bay.

Đến những năm 1960, giá thành và tính phức tạp của những chiếc máy tự động giảm đến một mức độ nhất định để có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác. Những chiếc máy này sử dụng các động cơ truyền động điện một chiều để vận dụng vô lăng và vận hành dao cụ. Các động cơ này nhận chỉ dẫn điện từ một đầu đọc băng từ — đọc một băng giấy có chiều rộng khoảng 2,5cm có đục một hàng lỗ. Vị trí và thứ tự lỗ cho phép đầu đọc sản xuất ra những xung điện cần thiết để quay động cơ với thời gian và tốc độ chính xác, trong thực tế nó điều khiển máy giống như nhân viên vận hành. Các xung điện được quản lý bởi một máy tính đơn giản không có bộ nhớ. Chúng thường được gọi là NC hay máy điều khiển số.

Năm 1947, John Parsons quản lý một hãng sản xuất hàng không ở thành phố Traverse, Michigan. Đối mặt với tính phức tạp ngày càng cao của hình dạng chi tiết và những vấn đề về toán học và kỹ thuật mà họ gặp phải, Parsons đã tìm ra những biện pháp để giảm chi phí kỹ thuật cho công ty. Ông đã xin phép International Business Machine sử dụng một trong những chiếc máy tính văn phòng trung ương của họ để thực hiện một loạt các phép toán cho một cánh máy bay trực thăng mới. Cuối cùng, ông đã dàn xếp với Thomas J. Watson, chủ tịch huyền thoại của IBM, nhờ đó IBM sẽ làm việc với tập đoàn Parsons để tạo ra một chiếc máy được điều khiển bởi các thẻ đục lỗ. Nhanh chóng, Parsons cũng ký được hợp đồng với Air Force để sản xuất một chiếc máy được điều khiển bằng thẻ hay băng từ có khả năng cắt các hình dạng đường mức giống như những hình trong cánh quạt và cánh máy bay. Sau đó, Parsons đã đến gặp các kĩ sư ở Phòng thí nghiệm cơ cấu phụ thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nhờ hỗ trợ dự án. Các nhà nghiên cứu MIT đã thí nghiệm nhiều kiểu quá trình khác nhau và cũng đã làm việc với các dự án Air Force từ thời Thế chiến II. Phòng thí nghiệm MIT đã nhận thấy đây là một cơ hội tốt để mở rộng nghiên cứu sang lĩnh vực điều khiển và cơ cấu phản hồi. Việc phát triển thành công các công cụ máy CNC đã được các nhà nghiên cứu của trường đại học đảm trách với mục tiêu đáp ứng nhu cầu của các nhà bảo trợ quân đội.

Với những tiến bộ trong điện tử tích hợp, băng từ đã bị loại bỏ và nếu có thì chỉ được sử dụng để tải (load) các chương trình vào bộ nhớ từ.

Các máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính chương trình. Để đặt thông tin này vào bộ nhớ, nhân viên lập trình tạo ra một loạt lệnh mà máy có thể hiểu được. Chương trình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” — hướng dẫn bộ điều khiển chuyển trục chính tới một vị trí mới hay “G99” — hướng dẫn bộ điều khiển đọc một đầu vào phụ từ một quá trình nào đó trong máy. Các lệnh mã hóa là phương thức phổ biến nhất để lập trình một công cụ máy CNC. Tuy nhiên, sự tiến bộ trong máy tính đã cho phép các nhà sản xuất công cụ máy tạo ra “lập trình hội thoại”. Trong lập trình hội thoại, lệnh “M03” được nhập đơn giản như “MOVE” và “G99” là “READ”. Kiểu lập trình này cho phép đào tạo nhanh hơn và nhân viên lập trình không phải nhớ nhiều ý nghĩa của mật mã. Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng hầu hết các máy sử dụng lập trình hội thoại vẫn đọc các chương trình mã hóa, do đó ngành công nghiệp vẫn đặt nhiều niềm tin vào dạng lập trình này.

Bộ điều khiển cũng giúp nhân viên lập trình tăng tốc độ sử dụng máy.

Sự tiến bộ trong máy tính và trí thông minh nhân tạo sẽ làm cho những chiếc máy CNC tương lai nhanh hơn và dễ vận hành hơn. Tất nhiên, giá của những chiếc máy như vậy chắc chắn sẽ không rẻ và có thể vượt quá tầm với của nhiều công ty. Tuy nhiên, nó sẽ đưa giá của những máy CNC cơ bản thực hiện những chuyển động 3 trục ban đầu xuống một mức độ nhất định.

Đặc điểm nổi bật của máy công cụ CNC

Chức năng

- Nhập dữ liệu : Chương trình NC có thể được đưa vào hệ điều khiển CNC qua bàn phím, đĩa hoặc các cổng giao tiếp (series, bus). Nhiều chương trình NC được lưu trữ trong bộ lưu trữ bên trong, hơn nữa ờ hệ điều khiển hiện đại người ta còn sử dụng thêm các bộ nhớ rời.

- Điều khiển thủ công: Máy tính vả phần mềm tích hợp trong hệ điều khiển CNC đảm nhiệm toàn bộ các chức năng điều khiển và điều chỉnh của máy CNC. Đồng thời, bộ lưu trữ bên trong được sử dụng cho chương trình, chương trình con, thông số máy, kích thước dụng cụ cắt, giá trị hiệu chỉnh cũng như chu trình gia công cố định và tự do. Thường người ta hay tích hợp phần mềm phỏng đoán lỗi vào hệ điều khiển CNC.

- Kiểm tra: Nhờ bộ cảm biến đo được tích hợp người ta có thể kiểm tra được kích thước trong khi gia công. Đồng thời, có thể làm việc trên hệ điều khiển để có được một quá trình gia cõng chủ động và tích cực, ví dụ, thử một chương trinh NC mới và tối ưu hoá chương trình.

 Tính kinh tế

  1. Với máy công cụ CNC, nhờ tốc độ gia công cao cũng như thời gian gia công cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị và thời gian kết thúc tại máy thấp, người ta đạt được năng suất lao động cao. Các yếu tố ảnh hường sau đây tác dụng đặc biệt đến điều này:
  • Lập trình trực tiếp trên máy công cụ nhờ khả năng nhập bằng tay.
  • Trách nhiệm lập trình được chuyền tới một bộ phận chuẩn bị sản xuất. Nguyên vật liệu, công cụ được chuẩn bị sẵn sàng và cung cấp đúng hạn tại chỗ làm việc của máy công cụ CNC.
  • Trong trường hợp gia công lặp lại, chương trình đặc thù của chi tiết gia cõng được lưu trữ dưới dạng chương trình con.
  • Tối ưu hoá chương trình NC trong hệ điều khiển.
  • Mô tà hình dạng vật gia công bằng các dữ liệu hình học đơn giản.
  • Chạy tự động cho tới khi đạt được kích thước yêu cầu.
  • Tự động vận hành tất cả các chức năng của máy và can thiệp trực tiếp khi nhận ra lỗi và nhiễu.
  • Giám sát tự động quá trinh sản xuất bằng chính hệ điều khiển CNC (đo, kiểm tra tự động).
  • Sử dụng đa dạng dụng cụ trong các hệ thống giữ dụng cụ gia công.
  • Có thể chuần bị trước dụng cụ gia công bên ngoài máy mà không ành hường tới thời gian chạy máy.
  1. Chất lượng chi tiết gia công không thay đổi và it phế liệu.
  2. Độ chính xảc gia công cao nhờ cáp chính xác của máy cao (độ chính xác đo 1/1000 mm).
  3. Thời gian gia cõng thấp nhờ tổ chức sàn xuất và kết hợp tốt hơn các bước công việc phân tán.
  4. Hệ số sử dụng máy cao nhờ cách vận hành máy.
  5. Độ linh họat sàn xuất được cải thiện nhờ hệ thống gia công, dẫn đến quá trinh sản xuất hợp lý cho lô nhò cũng như đơn chiếc với độ phức tạp cao.

Ứng dụng của máy công cụ CNC

   - Sử dụng trong công nghiệp loại bỏ kim loại

   - Sử dụng trong công nghiệp chế tạo kim loại

   - Trong công nghiệp gia công phóng diện

   - Trong công nghiệp chế biến gỗ...

 


Bạn muốn biết thêm thông tin về máy công cụ xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ SUNTECH VIỆT NAM

- Địa chỉ: Số 1, ngõ 220, đường Tây Tựu, Bắc Từ Liêm, Hà Nội
- Website: suntech
- Hotline: 0966568568 - 0988616229 - 0973954083

Scroll
G

0966 562 568