Công nghệ CNC ra đời và phát triển đã hình thành một bước nhảy vọt vô cùng lớn đối với ngành công nghệp sản xuất, gia công cơ khí. Hiện tại những loại máy móc CNC đã có mặt tại hầu hết những phân xưởng đang hoạt động trong mảng cơ khí. Các sản phẩm đã được chế tạo, gia công bởi máy CNC mang đến độ chính xác vô cùng cao, chất lượng tốt đạt chuẩn. Ngoài ra công nghệ này đang góp phần trong việc tiết kiệm chi phí và có thể gia tăng năng xuất một cách vượt trội. Vậy thì CNC là gì? thiết bị này hoạt động ra sao? Hãy cùng Đại Thành Phát tìm hiểu một cách chi tiết về công nghệ thực hiện gia công trên thiết bị CNC trong bài viết dưới đây.
Mục lục
Công nghệ CNC là gì?
CNC chính là một cụm từ được viết tắt từ Computerized Numerical Control, Nghĩa là điều khiển số thực hiện thông qua sự hỗ trợ từ thiết bị máy tính. Vậy công nghệ CNC sẽ được hiểu như là sử dụng máy tính và những phần mềm thiết kế để điều khiển các thao tác của máy cơ khí. Việc này giúp tăng được độ chính xác trong sản xuất, rút ngắn thời gian cũng như giảm nhưng rủi ro sai sót do con người thực hiện
Cụ thể hơn, công nghệ CNC chính là việc dùng phần mềm máy tính thực hiện điều khiển các hoạt động của thiết bị gia công cơ khí, trong các thao tác gia công, tạo hình những chi tiết máy cũng như những bộ phận máy móc…Trước đây những loại máy móc sẽ hoạt động theo một cơ chế bánh xe và đòn bẩu, điều này hỗ trợ con người có thể hoàn thành các công việc một cách đơn giản nhưng lại không đạt được độ chính xác cao.
Và rồi sự ra đời của những loại máy CNC đã có thể khắc phục được hoàn toàn các nhược điểm từ những máy cơ trước đó. Công nghệ CNC sẽ hoạt động thông qua điều khiển từ các phần mêm máy tính, thực hiện được rất nhiều công việc vô cùng phức tạp và đem lại độ chuẩn xác cao.
Cấu tạo của máy CNC
Nói đơn giản, thì máy CNC đã được tạo thành từ những phần chính sau đây: khung máy, hệ điều khiển, động cơ truyền động, trục chính và các hệ thống phụ trợ khác. Mỗi một phần sẽ giữ một vai trò riêng, nhưng lại có mối quan hệ phụ thuộc chặt chẽ với nhau.
1. Khung máy
Đây là một phần không được chú ý quá nhiều nhưng nó lại ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm gia công. Bộ khung máy CNC thông thường được làm bằng vật liệu gang được đúc nguyên khối. Lý do chúng thường được làm từ gang là vì chất liệu này có khả năng hấp thụ rông động tốt. Chính điều này giúp cho khi máy chạy sẽ xảy ra rung động, việc khung hấp thụ rung động tốt sẽ giúp giảm bớt sai số khi gia công.
2. Bộ điều khiển
Đây chính là phần bạn sẽ trực tiếp thao tác nhiều nhất. Người vận hành sẽ thực hiện nhập chương trình (G-code), rồi sau đó phía hệ thống điều khiển sẽ tiến hành xử lý và gửi đi lệnh thao tác xuống những bộ phận bên dưới.
Một số hệ điều khiển khá phổ biến trong các xưởng hiện nay:
- Fanuc
- Siemens
Mỗi hãng sẽ có giao diện khác nhau, tuy nhiên nguyên lý sẽ giống nhau.
3. Hệ truyền động
Khi máy cần di chuyển dao tới đúng vị trí, thì hệ truyền động sẽ cần đảm nhiệm việc đó.
Nó gồm:
- Động cơ servo
- Vitme bi
- Thanh dẫn hướng
Điểm quan trọng ở đây chính là độ chính xác. Máy CNC tốt sẽ có thể di chuyển với mức độ sai lệch chỉ vài micron việc này gần như là không nhìn thấy được bằng mắt thường.
4. Trục chính
Bộ phận trục chính của máy CNC chính là phần làm việc “nặng” nhất. Nó giữ cho dao và quay có thể với tốc độ rất cao giúp cắt vật liệu một cách dễ dàng. Tốc độ càng ổn định, thì bề mặt sản phẩm càng đẹp.
5. Hệ thay dao tự động
Trong thực tế sản xuất, rất hiếm khi chỉ dùng một loại dao. Vì vậy, máy CNC thường sẽ có hệ thống thay dao tự động. Khi cần phải chuyển sang một công đoạn khác, thì máy sẽ tự thực hiện đổi dao mà không cần phải dừng lại. Điều này sẽ giúp tiết kiệm khá nhiều về thời gian nếu như sản xuất hàng loạt.
6. Hệ thống làm mát
Trong quá trình cắt, thì nhiệt sinh ra sẽ rất lớn.
Nếu như không có hệ thống làm mát:
- Dao nhanh mòn
- Bề mặt chi tiết bị cháy
- Độ chính xác giảm
Vì vậy, các dung dịch làm mát gần như là luôn phải hoạt động liên tục cùng lúc với quá trình gia công.
7. Bàn máy
Phôi sẽ được gá lên trên bàn máy bằng ê tô hoặc là đồ gá chuyên dụng. Một điểm dễ bị bỏ qua: nếu như gá không chắc, thì dù cho máy có chính xác tới đâu thì các sản phẩm vẫn sai số.
8. Hệ thống điện và cảm biến
Phần này sẽ ít khi nhìn thấy, nhưng mà lại cực kỳ quan trọng. Những cảm biến sẽ có thể liên tục gửi đi tín hiệu phản hồi về các vị trí và trạng thái của máy. Nhờ vậy, hệ điều khiển sẽ biết được chính xác máy hiện đang ở đâu và cần phải điều chỉnh gì.
Những loại máy dùng công nghệ CNC
Đi cùng với lại tốc độ phát triển một cách nhanh chóng của công nghệ khoa học kỹ thuật, hiện nay ngày các nhiều loại máy móc hiện đại có ứng dụng công nghệ CNC được ra đời. Việc này sẽ giúp ích nhiều cho công việc gia công chế tạo cơ khí, có thể đơn giản hóa được nhiều công đoạn gia công, với độ an toàn và chuẩn xác cao, bên dưới đây sẽ là một số máy CNC hiện đang được sử dụng phổ biến.
Máy tiện CNC
Được cấu tạo từ 2 bộ phận chính, thứ nhất là bộ phận cố định phôi (có thể quay) cùng với thứ hai bộ phận lắp dụng cụ cắt. Từ đó, máy tiện CNC có thể thực hiện di chuyển để tạo ra những đường cắt tại vị trí khác nhau, có thể tạo hình dạng sản phẩm như mong muốn.
Máy phay CNC
Thiết bị này dùng dao cắt quay tròn để có thể loại bỏ vật liệu ra khỏi phôi, gồm 2 loại nằm dọc và nằm ngang phù hợp với lại nhiều loại vật liệu. Trong đó, thì dao cắt sẽ được điều khiển thông qua một phần mềm máy tính, thực hiện di chuyển theo rất nhiều hướng khác nhau để có thể cắt gọt được sản phẩm theo như mong muốn tùy vào phần điều khiển từ người dùng.
Máy mài CNC
Đúng như tên gọi, thì thiết bị này được dùng để mài dao và những bộ phận dao cắt của các máy móc cơ khí công nghiệp. Những loại máy mài CNC sử dụng với những loại vật liệu sở hữu một độ cứng cao hay là vật liệu dễ vỡ với một khả năng xử lý hiện đại nhanh chóng và đảm bảo độ chính xác cao.
Máy khoan CNC
Thiết bị máy khoan CNC sẽ được chế tác và thực hiện gia công với nhiều kích thước khác nhau, việc này phù hợp với lại kích thước sản phẩm cần phải khoan. Thiết bị này sẽ khoan được rất nhiều loại vật liệu, khoan được nhiều vị trí cùng một lúc nhưng vẫn có thể đảm bảo được tính chính xác và thời gian thực hiện hoàn thành nhanh chóng.
Máy cắt CNC
Máy cắt CNC sẽ được điều khiển thông qua một chương trình máy tính được đánh giá rất cao về độ chính xác. Các nhát cắt sẽ được thực hiện gọn gàng, đảm bảo đúng vị trí với tốc độ cắt nhanh chóng.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt CNC là gì?
Máy cắt CNC sẽ hoạt động thông qua việc điểu khiển chương trình máy tính được thiết lập sẵn. Lúc máy cắt thực hiện công việc thì chương trình sẽ xử lý các dữ liệu và tiến hành điều khiển phần dao cắt di chuyển tới những vị trí khác nhau, thực hiện việc cắt gọt phần phôi cơ khí đúng như chương trình đã được thiết lập từ trước đó.
Tuy máy cắt CNC đã được phần thành rất nhiều loại khác nhau nhưng mà chúng đều sẽ có chung nguyên lý hoạt động như sau:
- Mũi cắt (dao) đã được gắn vào phần trục chính của máy cắt. Theo đó, thì mỗi máy có thể sẽ có một hoặc là nhiều trục chính và sẽ có tác dụng để di chuyển dao cắt tới những vị trí khác nhau thông qua việc điều khiển của máy tính.
- Vật cần phải cắt (phôi) được đặt và được giữ cố định bên trên giá đỡ. Giá đỡ này sẽ đặt cố định hoặc là xoay quanh trục để điều hướng lưỡi cắt tới các vị trí cần phải cắt khác nhau.
Ưu và nhược điểm công nghệ CNC là gì?
Chúng ta có thể khẳng định được rằng, sự ra của một công nghệ CNC đã tạo ra một bước tiến vô cùng lớn cho ngành cơ khí chế tạo. Tuy vậy dù cho là công nghệ như thế nào thì cũng sẽ tồn tại một vài mặt hạn chế cạnh các giá trị mà nó đã mang đến. Bên dưới đây chính là những đánh giá khác quan nói về ưu nhược điểm của công nghệ CNC.
Ưu điểm của công nghệ CNC
Công nghệ CNC sở hữu một số các ưu điểm vượt trội như sau đây:
- Độ chính xác cao: Những loại máy cắt CNC có thể xử lý được nhiều thao tác rất phức tạp như là cắt, mài, gọt,… với độ chính xác gần như là tuyệt đối.
- Tốc độ cao: Công đoạn thực hiện gia công những vật liệu cứng hay là dễ vỡ vô cùng khó, kể cả là khi thực hiện thủ công bằng tay. Nhưng với công nghệ CNC đã được ứng dụng trong những loại máy cắt, công việc này sẽ trở nên đơn giản hơn và nhanh chóng được xử lý hơn rất nhiều.
- Tính linh hoạt cao: Chỉ cần một vài thao tác cài đặt về chương trình điều khiển của máy CNC là có thể hoạt động theo như quy trình công việc đã cài đặt. Trường hợp muốn thực hiện thay đổi thao tác, thì người dùng chỉ cần thực hiện thay đổi lại chương trình cài đặt.
- Thời gian gia công ngắn hơn: Ứng dụng của công nghệ CNC sẽ giúp cho quá trình thực hiện gia công được xử lý một cách nhanh chóng hơn, có thể tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như là công sức.
Nhược điểm của các công nghệ CNC
Như đã nói, thì bên cạnh các ưu điểm vượt trội thì phần công nghệ CNC cũng đã tồn tại một vài các nhược điểm nhất định như là:
- Giá thành những loại máy CNC sẽ cao: Được trang bị các công nghệ hiện đại nên những loại máy CNC sẽ sở hữu một mức giá bán khá cao. Đòi hỏi phần chi phí đầu vào lớn, rất khó áp dụng cho những xưởng sản xuất nhỏ, xưởng gia công quy mô còn nhỏ hay là quy mô gia đình.
- Chi phí sửa chữa cao: Dù cho rất ít khi hỏng hóc nhưng mà một khi gặp vấn đề hư hỏng có thể sảy ra trong việc vận hành máy sẽ mất chi phí sửa chữa, chi phí bảo trì những thiết bị, máy móc CNC là khá cao. Điều này cũng sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới sự tổn thất cho doanh nghiệp.
- Đòi hỏi yêu cầu cao về vấn đề trình độ của người điều khiển khi vận hành máy: những loại máy CNC đều cần hoạt động dựa trên các chương trình máy tính, thực hiện thao tác sẽ khá phức tạp nên là, nó đòi hỏi người điều khiển cần phải được đào tạo một cách bài bản với một trình độ chuyên môn cao, có tính chuyên nghiệp. Tuy nhiên, trong thực tế tại thị trường Việt Nam, về số lượng nhân công đạt trình độ cao đang còn khá hạn chế.
Tham Khảo: Máy CNC là gì? Các loại máy CNC trong gia công cơ khí hiện nay?
Tham Khảo: Lịch sử phát triển và nguồn gốc của máy CNC như thế nào
Ứng dụng của công nghệ CNC
Công nghệ CNC ra đời và đã được ứng dụng vào những loại máy CNC, mang tới nhiều lợi ích. Hiện nay, những loại máy CNC đã được ứng dụng nhiều trong những ngành sản xuất công nghiệp, có liên quan đến những vật liệu kim loại như là gia công, thiết bị, chế tạo, lắp đặt máy móc,… Một số các lĩnh vực ứng dụng công nghệ CNC đang phổ biến có thể kể như:
- Y tế: dụng cụ phẫu thuật, nha khoa, chỉnh hình,…
- Gia công khuôn mẫu: thực hiện gia công các bộ khuôn trong một dây chuyền sản xuất sản phẩm
- Hàng không vũ trụ: tuabin máy bay, vỏ máy, khung máy,…
- Chế tạo những bộ phận ô tô: phần lưới tản nhiệt, cửa, mâm xe, tay nắm,…
- …
Loại vật liệu có thể được dùng trong việc gia công CNC
Gia công cơ khí CNC chính là một quy trình sản xuất rất đa năng với một độ chính xác cao. Những vật liệu được dùng trong gia công cơ khí trên thiết bị CNC cũng đang ngày càng trở nên rất phổ biến điều này nhằm đáp ứng nhu cầu về sản xuất tổng thể. Số vật liệu đang được dùng phổ biến trong công việc gia công CNC như:
- Nhôm
- Inox (thép không gỉ)
- Thép
- Titan
- Đồng thau
- Đồng
- Magie
Kết luận
Bài viết bên trên đây đã có giải đáp được đầy đủ những thông tin về công nghệ CNC là như thế nào? Cũng như là ứng dụng của công nghệ vào các công nghệp sản xuất, chế tạo máy. Tương lại không xa, công nghệ CNC tại Việt Nam sẽ tiếp tục ngày càng phát triển và sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn vào nhiều ngành sản xuất như là vật tư xây dụng, thực phẩm, đồ gia dụng, hàng tiêu dùng,…việc này sẽ giúp hoàn thành những công việc một cách nhanh chóng mà chắc chắn đảm bảo được độ chính xác cao.
