Máy CNC

Máy CNC là loại máy công cụ tiên tiến giúp thực hiện nhiều loại công việc gia công chính xác như cắt, khoan, phay hoặc tiện. Máy đã trở thành một yếu tố quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất hiện đại như: cơ khí, ô tô, hàng không, điện tử,… Để tìm hiểu kỹ hơn về loại máy CNC hiện đại – tân tiến này mời khách hàng theo dõi bài viết của ATC Machinery.

Máy CNC là gì?

Máy CNC hay máy công cụ CNC là công nghệ điều khiển các công cụ máy móc gia công bằng một hệ thống điều khiển tự động. Quá trình điều khiển máy theo các hướng thẳng hay cong thông qua thiết bị máy tính công nghiệp hoặc bộ điều khiển chuyên dụng. Các loại máy CNC có thể làm việc trong không gian 2D, 3D,…

Ưu và nhược điểm của máy CNC

Với máy công cụ CNC có những ưu và nhược điểm sau đây:

Ưu điểm của máy CNC

So với máy công cụ truyền thống, máy CNC sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn:

• Kết quả hoàn thành công việc của máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển máy.
• Tính linh hoạt cao trong việc lập trình, đặc biệt là khi có trợ giúp của máy vi tính giúp tiết kiệm thời gian chỉnh máy và đạt được tính kinh tế cao.
• Phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử – số hóa” cho phép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi quản lý của toàn bộ xí nghiệp. Nhờ đó, mở rộng tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất và ứng dụng các kỹ thuật hiện đại qua mạng liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn cầu (WAN).
• Sử dụng máy CNC, năng suất làm việc tăng cao và giảm được tối đa thời gian phô nhờ vào tính năng tự động hóa.
• Dễ dàng thay đổi chương trình gia công để thực hiện gia công các chi tiết khác nhau. Thời gian thay dao thực hiện nhanh chóng và chính xác.
• Máy có thể thực hiện nhiều chuyển động khác nhau cùng một lúc. Đồng thời, tự động điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động kiểm tra kích thước chi tiết, tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao với chi tiết.
• Có khả năng gia công các chi tiết nhỏ và phản ứng rất linh hoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi.
• Đa số máy CNC không cần phải thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết mà vẫn có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên công khác nhau.
• Đảm bảo độ chính xác gia công trên máy, độ chính xác được lập lại ổn định trong suốt quá trình gia công.

Nhược điểm của máy công cụ CNC

Mặc dù nhiều ưu điểm là thế, tuy nhiên, máy CNC còn tồn tại một số nhược điểm như:

• Giá thành cao.
• Chi phí chế tạo máy cao hơn.
• Chi phí bảo đường, sửa chữa máy cũng cao.
• Quy trình vận hành máy CNC phức tạp hơn so với máy truyền thống.
• Việc thay đổi người đứng máy CNC gặp không ít khó khăn.

Các mã lệnh gia công trong CNC

Các mã lệnh gia công trong máy CNC phổ biến gồm có:

Mã lệnh G-Code trong máy CNC

G-Code là ngôn ngữ lập trình cho máy tính điều khiển số. Kỹ thuật viên vận hành máy CNC sử dụng mã G-Code để chỉ thị vị trí và cách thức di chuyển cho máy.

Các kỹ thuật viên có thể viết mã G-Code bằng tay rồi chỉnh sửa mã hiện có trên bộ nhớ của máy CNC hoặc có thể tạo đoạn mã G-Code bằng các phần mềm lập trình gia công CAM như Siemens NX, MasterCAM…

Mã lệnh M-Code trong máy công cụ CNC

M-Code hay mã lệnh M có chức năng kiểm soát các công suất máy như bật hoặc tắt máy, trục, chất làm mát và thực hiện thay đổi chương trình gia công.

M-Code trong CNC còn được gọi là mã lệnh phụ có chức năng điều khiển dòng chương trình hỗ trợ cho G-Code (mã lệnh G). Tùy theo mục tiêu chương trình gia công CNC, mỗi khối lệnh có thể sử dụng 1 mã M hoặc đến 3 mã M.

Nguyên lý hoạt động của máy CNC

Máy công cụ CNC được điều khiển bởi một máy tính thông qua tín hiệu kỹ thuật số để xác định hoạt động của nó. Máy tính chuyển đổi tín hiệu này thành các chuyển động cụ thể của đầu dao, di chuyển theo hướng và tốc độ đã được xác định trước trên bề mặt phôi.

Máy CNC được hỗ trợ bởi máy tính và được lập trình để sản xuất các bộ phận ba chiều từ một mô hình kỹ thuật số 2D duy nhất. Quá trình hoạt động của nó bắt đầu bằng việc sử dụng phần mềm CAD như AutoCAD hoặc SolidWorks để lập trình các tọa độ xyz trong máy. Các tọa độ này sau đó được chuyển đổi thành các chuyển động cụ thể trên bộ phận, tạo ra sản phẩm cuối cùng.

Ứng dụng của máy CNC trong đời sống, sản xuất công nghiệp

Máy công cụ CNC được ứng dụng rất rộng rãi, trở thành “trợ thủ đắc lực” của con người:

• Sản xuất ô tô: Chế tạo các sản phẩm, chi tiết để hoàn thành các linh kiện và bộ phận của ô tô.
• Sản xuất đầu máy và máy móc: Gia công phần đầu của tàu điện ngầm, tàu hỏa; chế tạo các linh kiện, chi tiết của máy móc trong các xưởng sản xuất.
• Ngành hàng không vũ trụ: Gia công các thiết bị vệ tinh, cho tiết máy bay hay tàu vũ trụ…
• Ngành hàng hải: Gia công phụ tùng cho tàu thuyền.
• Ngành y tế: Gia công các chi tiết trong các thiết bị y tế và hỗ trợ cấy ghép sinh học.
• Ngoài ra, máy CNC còn ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác.

Cấu tạo máy CNC 

Quan sát hình a và b:

Hình a: Mô tả cơ chế điều khiển bàn máy CNC gồm một động cơ servo và cơ cấu truyền động. Các lệnh điều khiển khiến động cơ servo quay, vòng quay của động cơ servo truyền đến vít me thông qua khớp nối. Vít me quay thì đai ốc sẽ chuyển động thẳng đến cuối cùng bàn máy với phôi di chuyển theo. 

Hình b: Thể hiện cụm trục chính gồm động cơ trục chính và đầu cắt. Vòng quay của động cơ trục chính được truyền đến đầu cắt thông qua bộ truyền đai nhằm để thay đổi tốc độ và momen xoắn của đầu cắt. 

Động cơ truyền động và cảm biến

Động cơ truyền động bao gồm cả động cơ servo di chuyển bàn máy và động cơ trục chính. Trong đó, trục chính là thiết bị tạo ra tốc độ và momen cắt bằng cách thực hiện quay dao hoặc phôi gia công. Đối với động cơ trục chính, momen xoắn cao và tốc độ cao rất quan trọng; do đó, động cơ không đồng bộ thường được sử dụng. 

Còn động cơ servo di chuyển bàn máy cần các đặc điểm như momen xoắn cao, khả năng tăng tốc tức thời và phản ứng nhanh với tốc độ thấp, có thể điều khiển đồng thời cả vận tốc và vị trí. 

Các loại động cơ servo thường dùng trong máy CNC gồm:

Động cơ DC servo trong máy công cụ CNC:

Bộ điều khiển động cơ servo DC được thiết kế bằng cách sử dụng một mạch đơn giản, vì momen xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện. Dải vận tốc của động cơ này rất rộng và giá thành thấp nhưng khi tăng công suất động cơ thì nhiệt độ cũng tăng. Sự ma sát giữa roto và chổi than dẫn đến mòn chổi than và gây ra tiếng ồn nên động cơ DC servo cần được bảo trì chổi than định kỳ. 

Động cơ AC servo đồng bộ trong máy CNC:

Loại này còn được gọi là động cơ servo không chổi than. Cấu trúc của động cơ cho phép làm mát lõi stato trực tiếp từ bên ngoài, bởi vậy mới chống lại sự gia tăng nhiệt độ trong động cơ. 

Động cơ AC servo đồng bộ không có giới hạn vận tốc cực đại do không có tia lửa nên đạt được momen xoắn cao ở phạm vi tốc độ cao. Thiết bị có thể được vận hành trong thời gian dài mà không cần bảo trì vì không có chổi than. 

Động cơ AC servo không đồng bộ trong máy CNC:

Cấu trúc của động cơ AC servo không đồng bộ khá đơn giản, không cần cảm biến sai lệch của vị trí tương đối giữa rotor và stato. Tuy nhiên, nó không thể dừng tức thời như động cơ servo AC. 

Encoder:

Thiết bị phát hiện vị trí hiện tại của trục động cơ cho điều khiển vị trí gọi là bộ mã hóa, được gắn vào cuối của trục động cơ. Để điều khiển vận tốc thì vận tốc cần được đo bởi một cảm biến hoặc có thể được tính bằng số xung tạo ra trong một đơn vị thời gian. 

Hệ dẫn hướng cho các trục của máy CNC

Vít me bi máy công cụ CNC được sử dụng để di chuyển bàn máy vì chúng có ma sát thấp, độ rơ cũng rất nhỏ nên hiệu suất truyền động cao và đạt được độ chính xác ở vị trí cao. 

Dẫn hướng được dùng là thanh ray trượt (còn được gọi là ray trượt) tuyến tính (LM), được sử dụng để tăng độ chính xác cũng như độ mượt của chuyển động tuyến tính. 

Khớp nối mềm

Trục vít me bi và động cơ servo khi được nối với nhau cần đảm bảo tâm trục của chúng phải trùng nhau. Tuy nhiên, điều này rất khó xảy ra, do đó khớp nối mềm được dùng để bù trừ độ sai lệch giữa đường tâm của trục vít me bi và trục động cơ. Điều này cho phép hệ thống vận hành một cách trơn tru và nhẹ nhàng. 

Hệ điều khiển máy CNC

Hệ điều khiển máy CNC bao gồm:

Điều khiển bán kín

Cảm biến vị trí được gắn vào trục của động cơ servo và phát hiện góc quay. Do đó, độ chính xác vị trí của động cơ gây ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của vít me bi. 

Đối với kiểu điều khiển này, vít me bi cần có độ chính xác cao để đảm bảo độ chính xác vị trí của bàn máy. Do tính chất khá đơn giản và độ chính xác cao, vòng điều khiển bán kín được sử dụng rộng rãi trong máy CNC. 

Điều khiển kín máy CNC

Cảm biến vị trí được gắn vào bàn máy, còn vị trí thực tế được đưa trở lại hệ thống điều khiển. Vòng lặp kín và vòng bán kín là tương tự, ngoại trừ vị trí cảm biến và độ chính xác của vòng khép kín rất cao. 

Tuy nhiên, tần số cộng hưởng của thân máy, thanh trượt và chuyển động bị mất ảnh hưởng tới các đặc tính servo vì thân máy được bao gồm trong vòng điều khiển vị trí. 

Vòng điều khiển lai

Trong vòng lặp lai gồm có hai loại điều khiển vòng lặp; vòng bán khép kín – vị trí được phát hiện từ trục của động cơ và vòng khép kín, dựa trên thước tuyến tính. 

Trong vòng bán khép kín, có thể kiểm soát tốt bởi thân máy không bao gồm trong hệ thống điều khiển. Các vòng khép kín được tăng độ chính xác bằng cách bù lỗi cho các vòng bán kín không thể kiểm soát được. Nó được thực hiện bằng cách kết hợp vòng khép kín và vòng bán khép kín, có thể đạt độ chính xác cao kể cả trong môi trường hoạt động không đảm bảo. 

Vòng điều khiển hở máy CNC

Có thể áp dụng vòng điều khiển hở trong trường hợp độ chính xác của điều khiển không cao và sử dụng với động cơ bước được sử dụng. 

Vì vòng lặp mở không cần thiết bị dò và mạch phản hồi, có cấu trúc đơn giản. Ngoài ra, độ chính xác của máy CNC cũng bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của động cơ bước, vít me bi, hệ thống truyền dẫn. 

Các loại máy công cụ CNC được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay

Máy CNC nếu được phân theo các loại máy công cụ, thì những loại sau đây hiện đang được sử dụng phổ biến trên thị trường: 

Máy phay CNC

Máy phay CNC là loại máy dùng để cắt gọt nhiều kiểu chi tiết máy khác nhau. Khi thực hiện các lệnh thông qua ngôn ngữ lập trình được mã hóa để thiết bị hiểu và điều khiển. 

Máy tiện CNC

Máy tiện CNC dùng để gia công mặt trục hoặc côn như trục, vòng chặn, lỗ, bánh xe, ren,… Trong đó, thông dụng nhất là cắt bỏ vật liệu từ phôi trục và sử dụng dao tiện để cắt mặt ngoài. 

Máy khoan CNC

Máy khoan CNC cũng là thiết bị gia công cơ khí được điều khiển tự động bởi máy tính thông minh. Thiết bị chủ yếu được sử dụng để phay, khoan… với độ tỉ mỉ và chính xác cao. 

Máy đột dập CNC

Máy đột dập CNC là loại máy CNC được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơ khí và chế tạo máy, chuyên gia công các loại inox tấm, tole tấm,… Loại máy này không phụ thuộc vào tay nghề người điều khiển như các loại máy công cụ điều khiển bằng tay mà nó chủ yếu phụ thuộc vào nội dung, chương trình được đưa vào máy. 

Máy mài CNC

Máy mài CNC còn được gọi máy mài phẳng CNC là loại máy sử dụng công nghệ CNC có công dụng mài phẳng bề mặt của các loại vật liệu. 

Chức năng của máy mài CNC bao gồm: làm nhẵn mịn, mài mòn bề mặt của các vật liệu, đánh bóng bề mặt đá hay kim loại, loại bỏ các chất thừa bám trên bề mặt,… 

Máy xung điện EDM

Máy EDM dùng điện cực thỏi còn được gọi máy xung định hình. Điện cực trên máy có dạng thỏi được chế tạo sao cho biên dạng của nó giống bề mặt cần gia công. Thiết bị có thể điều khiển bằng tay, ZNC hay CNC. 

Máy cắt dây CNC

Máy cắt dây CNC là loại máy được điều khiển tự động bằng máy tính thông minh. Các bộ phận được lập trình tự động hoạt động theo các sự kiện tiếp nối nhau với tốc độ được xác định để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. 

Máy bào rãnh V

Máy bào rãnh V còn được gọi máy soi rãnh kim loại hay máy cắt rãnh inox… dùng để tạo rãnh kim loại trước khi chuyển qua công đoạn chấn gia công. 

Hướng dẫn cách vận hành máy CNC

Vận hành máy CNC gồm có:

Quy trình vận hành máy công cụ CNC

Để vận hành máy CNC cần thực hiện theo quy trình gồm các bước sau:

• Bước 1: Thiết kế mô hình CAD trên máy tính hoặc bản vẽ chi tiết mô hình.
• Bước 2: Thực hiện lập trình chương trình cho gia công chi tiết đó.
• Bước 3: Chuẩn bị máy CNC và các dụng cụ cần thiết
• Bước 4: Bắt đầu chạy và giám sát hoạt động gia công của máy.

Các bước vận hành máy CNC

Để vận hành máy CNC 3 trục nhanh chóng và hiệu quả, kỹ thuật viên cần nắm rõ các nguyên tắc sau đây:

• Bước 1: Làm sạch bề mặt chi tiết, đồ gá. Kiểm tra và rà gá để đảm bảo chi tiết đạt kích thước đúng yêu cầu.
• Bước 2: Lắp đặt dao phù hợp.
• Bước 3: Thực hiện Offset dao.
• Bước 4: Kiểm tra dung dịch tưới nguội
• Bước 5: Kiểm tra chương trình và nạp chương trình vào máy CNC
• Bước 6: Tiến hành chạy máy CNC

Nhà cung cấp máy CNC chất lượng, giá tốt nhất thị trường 

ATC Machinery là một trong những nhà cung cấp máy CNC hàng đầu tại thị trường Việt Nam với cam kết mang lại những sản phẩm chất lượng nhất cùng với giá thành tốt nhất cho khách hàng.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp và sửa chữa máy CNC, ATC Machinery đã được đánh giá là đối tác tin cậy của nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công cơ khí. ATC Machinery chuyên cung cấp các sản phẩm máy công cụ CNC của các thương hiệu đến từ Nhật Bản, nơi được coi là đất nước sản xuất máy móc chất lượng cao nhất trên thế giới.

Các sản phẩm máy CNC tại ATC Machinery gồm:

• Máy phay CNC
• Máy tiện CNC
• Máy mài
• Máy khoan 
• Các loại máy khác
• Vật tư điện – điện tử
• Vật tư cơ khí
• Phụ kiện… 

Các sản phẩm đều được nhập khẩu từ các nhà sản xuất uy tín tại Nhật Bản như: Okuma, Mitsubishi, Mori Seiki, Okk, Makino, Takisawa, Fanuc RoboDrill, Miyano,… Như vậy, mua hàng của ATC Machinery Quý khách có thể an tâm về chất lượng của sản phẩm. Bên cạnh đó, ATC Machinery có chính sách giá cạnh tranh và tư vấn khách hàng một cách tận tình và chuyên nghiệp.

Liên hệ chúng tôi ngay để nhận tư vấn và báo giá các loại máy CNC chính hãng!

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

CÔNG TY TNHH MÁY CÔNG CỤ ATC

– Địa chỉ: 

• HCM: 55/4E Tiền Lân 1, Bà Điểm, Hóc Môn
• Bình Dương: Số 11, Đường D6, KDC Đông An, kp Đồng An, Phường Tân Đông Hiệp, Thành phố Dĩ An
• Hà Nội: Thôn Đìa, xã Nam Hồng, huyện Đông Anh

– Hotline: 

• Tư vấn bán hàng: 03 2929 6789
• Hỗ trợ kỹ thuật: 0911 122 122

– Website: http://atcmachinery.com/

– Fanpage: https://www.facebook.com/atcmachinery/

Nguồn tham khảo:
Link 1: https://vi.wikipedia.org/wiki/M%E1%BA%A1ng_c%E1%BB%A5c_b%E1%BB%99
Link 2: https://vi.wikipedia.org/wiki/M%E1%BA%A1ng_di%E1%BB%87n_r%E1%BB%99ng
Link 3: https://vi.wikipedia.org/wiki/CAM
Link 4: https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99ng_c%C6%A1_servo