Máy CNC Là Gì?

Máy CNC (Computer Numerical Control) là một dạng máy được điều khiển tự động dưới sự trợ giúp của máy tính. Các bộ phận trong đó tự động lập trình để hoạt động theo chuỗi sự kiện mà người dùng thiết lập để tạo ra được sản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. Dễ hiểu hơn, máy cắt CNC có thể cắt theo dạng 2D, 3D hoặc điêu khắc 3D đều được.

CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trường MIT và dần dần được cải tiến, phát triển mạnh mẽ đến ngày nay.

Phân loại máy cnc

Theo dạng máy công cụ

Máy tiện cnc

Máy khoan cnc

Máy doa cnc

Máy mài cnc

Máy cắt bánh răng cnc

Máy phay cnc

Máy bào CNC

Máy chuốt CNC

Máy cưa CNC

Theo phương pháp cắt gọt

Máy CNC Router

Máy CNC router là máy cắt CNC điều khiển bằng máy tính được sử dụng để cắt gỗ, nhựa và vật liệu tổng hợp. Nó cũng thường được sử dụng để cắt nhôm và kim loại mềm khác. Độ cứng vững của máy cnc router kém hơn so với loại máy CNC được sử dụng để cắt kim loại cứng hoặc làm các bộ phận đòi hỏi độ chính xác lắp ghép cao. Máy cnc router được thiết kế để tối đa hóa hành trình làm việc và chi phí.

Máy cắt plasma CNC và máy khắc (cắt) laser CNC

Máy cắt laser dùng nguồn laser công suất cao, qua hệ thống quang học tập trung chùm tia laser đầu ra để cắt vật liệu. Có ba loại máy cắt laser chính thường được sử dụng.

Laser khí, chẳng hạn như CO2 hoặc Nd / Nd-YAG, tạo ra laser bằng cách tạo ra một dòng điện thông qua một loại khí. Chúng được sử dụng cho trong công nghiệp để cắt nhiều vật liệu bao gồm thép nhẹ, nhôm, thép không gỉ, titan, giấy, sáp, nhựa, gỗ và vải.

Laser rắn, chẳng hạn như laser sợi quang ( laser fiber), sử dụng vật chứa rắn để sản xuất chùm tia laser, sau đó được khuếch đại bằng sợi thủy tinh. Với bước sóng laser cực ngắn, kích thước điểm nhỏ của laser sợi quang làm cho nó lý tưởng để cắt vật liệu kim loại phản chiếu.

Máy cắt plasma cnc thường được xếp chung với máy cắt laser do chúng dùng luồng hồ quang nóng chảy giữa 2 điện cực để cắt kim loại. Vật liệu tiêu biểu trong cắt bằng máy cnc plasma là thép, thép không gỉ, nhôm, đồng thau và đồng.

Máy in 3D

In 3D là một quá trình tạo các vật thể rắn từ một file mẫu trên máy tính. Máy tính sẽ chia đối tượng in ra làm rất nhiều lớp mỏng, quá trình in 3D chính là liên tục chồng các lớp vật liệu lên nhau.

Máy CNC nhiều trục

Gia công nhiều trục là một quy trình sản xuất mà máy tính điều khiển công cụ di chuyển theo 4 hoặc nhiều hướng , máy này được sử dụng để chế tạo các bộ phận bằng kim loại hoặc các vật liệu khác. Các máy công cụ CNC điển hình hỗ trợ 3 trục, gọi là X , Y, Z; máy CNC nhiều trục cũng hỗ trợ chuyển động xoay quanh một hoặc nhiều trục.

Ưu điểm của Máy CNC.

- So với các máy công cụ điều khiển bằng tay, kết quả làm việc của máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển. Người điều khiển máy chủ yếu đóng vai trò theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy.

- So với các máy tự động theo chương trình cứng (dùng cam, dưỡng, cữ chặn, công tắc hành tŕnh…), máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập tŕnh, đặc biệt khi có trợ giúp của máy vi tính, tiết kiệm được thời gian chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao ngay cả với loạt sản phẩm nhỏ.

- Ưu điểm chỉ có trong máy CNC đó là phương thức làm việc với hệ thống xử lư thông tin “ điện tử – số hóa “, cho phép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi quản lý của toàn xí nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa toàn bộ quá tŕnh sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông qua mạng liên thông cục bộ ( LAN) hay mạng liên thông toàn cầu( WAN).

- Các máy ứng dụng kỹ thuật CNC đạt tốc độ dịch chuyển lớn. Trong lĩnh vực gia công cắt gọt, máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian phô, do mức tự động hoá nâng cao vượt bậc.- Máy công cụ CNC có thể dễ dàng thay đổi chương tŕnh gia công, thiết thực với các loại chi tiết khác nhau, thời gian chuẩn bị và hiệu chỉnh kỹ thuật tại khu vực làm việc giảm đáng kể. Thời gian thay dao được thực hiện nhanh chóng, chính xác có thể chuẩn bị dao ở vùng ngoại vi và nạp trở lại vào ổ tích dao chuyên dùng gắn trên máy.

- Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khác nhau, tự động điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết.

- Máy công cụ CNC gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điểm quan trọng nhất là việc lập tŕnh gia công có thể thực hiện được ngoài máy, trong văn pḥng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thông qua các thiết bị vi tính, vi xử lư,….

- Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.- Độ chính xác lập lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá tŕnh đảm bảo chất lượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật số.

- Bản thân nguyên tắc điều khiển theo chương tŕnh số là đảm bảo cơ bản của độ chính xác gia công trên máy. Ngoài ra máy CNC còn ưu điểm khai thác tối đa các chế độ cắt gọt, các nguyên lư cắt và phương án gá đặt, đảm bảo độ chính xác cao, ổn định chất lượng sản phẩm.

Tóm lại sự lựa chọn thế hệ máy CNC ngày nay trở thành một đặc tính cần thiết có tầm quan trọng, quyết định đối với các xí nghiệp công nghiệp. V́ì nó có thể đem lại lợi nhuận, khả năng tái sản xuất vá nó có những tính năng cao mà may công cụ thông thường chưa đạt được.

Nhược điểm của Máy CNC

- Giá thành chế tạo máy cao hơn.

- Giá mua máy đắt hơn.

- Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn.

- Vận hành máy phức tạp hơn.

- Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.

Cấu tạo máy cnc

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

Thể hiện cụm trục chính bao gồm động cơ trục chính (thường dùng động cơ không đồng bộ) và đầu cắt. Vòng quay của động cơ trục chính được truyền tới đầu cắt thông qua bộ truyền đai để thay đổi tốc độ và momen xoắn của đầu cắt.

Động cơ truyền động và cảm biến

Thuật ngữ “động cơ truyền động” bao gồm cả động cơ servo di chuyển bàn máy và động cơ trục chính. Trục chính là thiết bị tạo ra tốc độ và mômen cắt bằng cách quay dao hoặc phôi gia công. Mô-men xoắn cao và tốc độ cao là rất quan trọng đối với động cơ trục chính và do đó động cơ không đồng bộ thường được sử dụng.

Động cơ servo di chuyển bàn máy cần đặc điểm như mô-men xoắn cao, khả năng tăng tốc tức thời và phản ứng nhanh ở tốc độ thấp và có thể điều khiển đồng thời vận tốc và vị trí.

Các loại động cơ servo thường dùng trong máy CNC

Động cơ DC servo

Bộ điều khiển động cơ servo DC có thể được thiết kế dễ dàng bằng cách sử dụng một mạch đơn giản vì mô men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện. Dải vận tốc của động cơ servo DC rất rộng và giá thành thấp. Tuy nhiên khi tăng công suất động cơ thì nhiệt độ của cũng tăng. Ma sát giữa roto với chổi than dẫn đến mòn chổi than và gây tiếng ồn nên động cơ DC servo cần phải được bảo trì chổi than định kì.

Động cơ AC servo đồng bộ

Động cơ servo AC loại đồng bộ được gọi là "động cơ servo không chổi than". Cấu trúc động cơ cho phép làm mát lõi stato trực tiếp từ bên ngoài nên có thể chống lại sự gia tăng nhiệt độ trong động cơ. Động cơ servo AC đồng bộ không có giới hạn vận tốc cực đại do không có tia lửa nên có thể đạt được mo-men xoắn cao ở phạm vi tốc độ cao. Ngoài ra, nó cũng không có chổi than nên có thể được vận hành trong một thời gian dài mà không cần bảo trì.

Động cơ AC servo không đồng bộ

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

Encoder

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

Hệ dẫn hướng cho các trục

Vít me bi được sử dụng để di chuyển bàn máy do chúng có ma sát thấp và độ rơ rất nhỏ nên hiệu suất truyền động cao và đạt được độ chính xác vị trí cao. Dẫn hướng được dùng là thanh ray trượt hay còn gọi là ray trượt tuyến tính (LM) là được sử dụng để tăng độ chính xác và độ mượt của chuyển động tuyến tính.

Khớp nối mềm

Khi trục vít me bi và động cơ servo được nối với nhau cần đảm bảo tâm trục của chúng phải trùng nhau. Tuy nhiên, trong thực tế, điều này là rất khó khăn, do đó khớp nối mềm được sử dụng để bù trừ độ sai lệch giữa đường tâm của trục vít me bi và trục động cơ, cho phép hệ thống vận hành trơn tru, nhẹ nhàng.

Hệ điều khiển máy cnc

Điều khiển bán kín

Trong loại này, 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 trục động cơ có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của vít me bi. Với kiểu điều khiển này thì vít me bi cần có độ chính xác cao để đảm bảo được độ chính xác vị trí của bàn máy. Vòng điều khiển bán kín được sử dụng rộng rãi trong máy CNC do tính chất khá đơn giản và độ chính xác tương đối cao.

Điều khiển kín

Cảm biến vị trí được gắn vào bàn máy và 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 của cảm biến và độ chính xác vị trí của vòng khép kín là rất cao. Tuy nhiên, tần số cộng hưởng của thân máy, thanh trượt, và chuyển động bị mất có ảnh hưởng đến các đặc tính servo vì thân máy được bao gồm trong vòng điều khiển vị trí.

Vòng điều khiển lai

Trong vòng lặp lai, có hai loại điều khiển vòng lặp; vòng bán khép kín, nơi 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 vì thân máy không được bao gồm trong hệ thống điều khiển. Các vòng khép kín tăng độ chính xác bằng cách bù lỗi cho vòng bán kín không thể kiểm soát. Bằng cách kết hợp vòng khép kín và vòng bán khép kín, có thể đạt được độ chính xác cao kể cả trong môi trường hoạt động không tốt.

Vòng điều khiển hở

Vòng điều khiển hở có thể được áp dụng 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, cấu trúc rất đơn giản. Ngoài ra, độ chính xác của máy CNC bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của động cơ bước, vít me bi và hệ thống truyền dẫn.

Một số loại máy cnc thông dụng trên thị trường

Máy phay CNC

Máy tiện CNC

Máy cắt plasma CNC

Máy khắc gỗ CNC

Máy khắc đá CNC

Chúng tôi là nhà cung cấp linh kiện và máy cnc khắc gỗ, máy cnc khắc đá uy tín. Quý khách có nhu cầu tìm hiểu xin gọi hotline 0913.052.803 để được tư vấn.