Máy CNC (Computer Numerical Control) là một công cụ sản xuất được điều khiển bằng máy tính dùng để sản xuất các bộ phận, sản phẩm có độ chính xác và độ chính xác cao.
Nó hoạt động thông qua một loạt các lệnh được lập trình sẵn để điều khiển chuyển động của các công cụ và thiết bị của máy. Các hướng dẫn này được tạo bằng phần mềm chuyên dụng dựa trên mô hình CAD (Computer-Aided Design).
Máy CNC sử dụng nhiều hộp số khác nhau để chuyển đổi công suất từ động cơ sang chuyển động được điều khiển theo các trục khác nhau (X, Y, Z và đôi khi nhiều hơn).
Bạn sẽ tìm hiểu chi tiết về hệ thống truyền động máy CNC trong bài viết này.Vì vậy, hãy đi sâu vào!
Hệ thống truyền động trong máy CNC (Computer Numerical Control) có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động chính xác dọc theo các trục khác nhau (X, Y, Z, v.v.). Những chuyển động này cho phép cắt hoặc các dụng cụ khác được gắn trên máy hoạt động chính xác theo hướng dẫn đã được lập trình.
Một số loại hệ thống truyền động thường được sử dụng trong máy CNC. Hãy cùng khám phá chúng một cách chi tiết.
Truyền vít bi là một thành phần quan trọng trong nhiều máy CNC (Điều khiển số máy tính), chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính chính xác. Đó là một lựa chọn phổ biến do hiệu quả và độ chính xác cao. Đây là cách nó hoạt động:
● Trục vít: Đây là trục ren có các rãnh xoắn ốc dẫn hướng chuyển động của vòng bi.
● Vòng bi: Chúng được đặt trong các rãnh xoắn ốc và lưu thông giữa đai ốc và trục vít. Chúng làm giảm ma sát và tạo điều kiện cho chuyển động trơn tru.
● Đai ốc: Đai ốc chứa các ổ bi và được lắp vào trục vít. Khi trục quay, đai ốc di chuyển dọc theo trục, biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng.
1. Chuyển đổi chuyển động quay: Khi động cơ quay trục vít, các ổ bi trong các rãnh giúp đai ốc di chuyển dọc theo trục.
2. Tạo chuyển động tuyến tính: Chuyển động tuyến tính của đai ốc dọc theo trục chuyển thành chuyển động theo một hướng cụ thể. Chuyển động này được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong máy CNC, chẳng hạn như định vị chính xác dụng cụ cắt hoặc phôi.
● Độ chính xác cao: Bộ truyền vít bi được biết đến với độ chính xác, khiến chúng phù hợp với các máy CNC yêu cầu dung sai tốt và chuyển động chính xác.
● Hiệu suất: Chúng mang lại hiệu suất tốt hơn các hệ thống truyền động khác, giảm tổn thất điện năng do ma sát.
Truyền vít bi được sử dụng rộng rãi trong các máy CNC đòi hỏi độ chính xác cao. Chúng được tìm thấy trong các máy phay CNC, máy tiện và các thiết bị khác, nơi cần định vị chính xác và chuyển động tuyến tính trơn tru.
Giống như bộ truyền vít bi, bộ truyền trục vít me là cơ cấu được sử dụng trong máy CNC (Điều khiển số máy tính) để chuyển chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Đây là một cái nhìn tổng quan về truyền vít me:
● Trục vít: Vít me là trục có ren, tương tự như bu lông, có một ren liên tục.
● Đai ốc: Đai ốc được ren bên trong để khớp với ren của vít. Nó được gắn trên trục và di chuyển khi vít quay.
1. Chuyển đổi chuyển động quay: Khi động cơ quay trục vít me, đai ốc sẽ di chuyển dọc theo trục, chuyển chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính.
2. Tạo chuyển động tuyến tính: Chuyển động tuyến tính này định vị và di chuyển các bộ phận khác nhau trong máy CNC, chẳng hạn như dụng cụ hoặc phôi, dọc theo một trục cụ thể.
● Tính đơn giản: Bộ truyền trục vít me có cấu trúc đơn giản hơn so với vít bi, giúp tiết kiệm chi phí và dễ sản xuất hơn.
● Tính phù hợp cho các ứng dụng ít yêu cầu hơn: Chúng có thể phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cực cao, chẳng hạn như trong các máy CNC đơn giản hơn hoặc các chuyển động nhất định không cần định vị có độ chính xác cao.
Truyền vít me được ứng dụng trong các máy CNC ít đòi hỏi hơn hoặc trong các tình huống mà độ chính xác cao không phải là mối quan tâm hàng đầu. Chúng được sử dụng trong một số thiết bị CNC giá rẻ hoặc có sở thích.
Mặc dù bộ truyền vít me đơn giản hơn và giá cả phải chăng hơn so với vít bi nhưng chúng có thể không mang lại mức độ chính xác như nhau. Việc sử dụng chúng phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng CNC và dung sai cần thiết cho các chuyển động.
Truyền thanh răng và bánh răng là một hệ thống cơ khí được sử dụng trong máy CNC (Điều khiển số máy tính) để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Dưới đây là tổng quan về cách thức hoạt động của nó:
● Giá đỡ: Một thanh thẳng có răng hoặc rãnh dọc theo chiều dài của nó. Thanh răng được cố định và các răng ăn khớp với bánh răng của bánh răng nhỏ.
● Bánh răng: Một bánh răng nhỏ ăn khớp với các răng trên thanh răng. Khi bánh răng quay sẽ làm cho thanh răng chuyển động tuyến tính.
1. Chuyển đổi chuyển động quay: Động cơ làm quay bánh răng cưa.
2. Tạo chuyển động tuyến tính: Khi bánh răng cưa quay, nó ăn khớp với các răng trên thanh răng, làm cho thanh răng chuyển động theo hướng tuyến tính. Chuyển động này định vị các bộ phận khác nhau trong máy CNC dọc theo một trục cụ thể.
● Tốc độ và chuyển động đường dài: Hệ thống giá đỡ và bánh răng rất thuận lợi cho các chuyển động nhanh trên khoảng cách xa hơn, khiến chúng phù hợp với các máy CNC lớn hơn hoặc các chuyển động đòi hỏi tốc độ hơn độ chính xác.
● Thiết kế đơn giản: Hệ thống này tương đối đơn giản trong thiết kế và lắp ráp.
Truyền thanh răng và bánh răng thường được sử dụng trong các máy CNC lớn hơn, đặc biệt là trong các trường hợp cần chuyển động nhanh và bao phủ khoảng cách xa hơn, chẳng hạn như trong một số bộ định tuyến CNC được sử dụng để chế biến gỗ hoặc trong sản xuất quy mô lớn, nơi cần tốc độ cao.
Việc lựa chọn hệ thống truyền động trong máy CNC thường phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, cân bằng các yếu tố như độ chính xác, tốc độ và tính chất của các nguyên công được thực hiện.
Truyền động dây đai trong máy CNC (Computer Numerical Control) là hệ thống sử dụng dây đai và ròng rọc để truyền chuyển động quay từ động cơ sang chuyển động thẳng trên các trục của máy. Dưới đây là tổng quan về hệ thống truyền tải này:
● Thắt lưng: Được làm bằng vật liệu như cao su hoặc polymer, dây đai nối các ròng rọc để truyền tải điện. Chúng có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như đai định thời hoặc đai chữ V.
● Ròng rọc: Đây là những bánh xe có bề mặt có rãnh để đặt các dây đai vào. Các dây đai nối các ròng rọc trên động cơ và trục cần di chuyển.
1. Chuyển đổi chuyển động quay: Động cơ quay một trong các ròng rọc được nối bằng dây đai với một ròng rọc khác.
2. Tạo chuyển động tuyến tính: Khi ròng rọc được kết nối quay, nó sẽ di chuyển dây đai, làm di chuyển ròng rọc trên trục, gây ra chuyển động tuyến tính. Chuyển động này định vị các bộ phận trong máy CNC dọc theo một trục cụ thể.
● Hiệu quả về chi phí: Hệ thống truyền động đai thường có giá cả phải chăng hơn các hệ thống truyền động khác như vít bi hoặc thanh răng và bánh răng.
● Hoạt động êm hơn: Chúng hoạt động êm hơn các hệ thống có bánh răng và vít bi.
Truyền động đai thường được sử dụng trong các máy CNC nơi độ chính xác cao không quan trọng bằng, chẳng hạn như một số bộ định tuyến CNC cấp thấp hoặc dành cho người yêu thích hoặc các máy quy mô nhỏ hơn. Chúng phù hợp với các ứng dụng trong đó chi phí và sự đơn giản quan trọng hơn độ chính xác cực cao.
Việc lựa chọn hệ thống truyền động trong máy CNC phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, cân bằng các yếu tố như độ chính xác, tốc độ, khả năng chịu tải và hiệu quả chi phí.
Một số yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống truyền động CNC. Hãy thảo luận về một vài trong số họ.
● Nhu cầu về độ chính xác cao: Nếu ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như trong ngành hàng không vũ trụ hoặc y tế, các hệ thống truyền động như vít bi sẽ được ưu tiên do tính chính xác của chúng.
● Yêu cầu độ chính xác thấp hơn: Đối với các ứng dụng có thể chấp nhận được độ chính xác thấp hơn, có thể sử dụng các giải pháp tiết kiệm chi phí như truyền động đai hoặc vít me.
● Chuyển động nhanh: Các hệ thống như thanh răng và bánh răng phù hợp cho các chuyển động nhanh và bao quát khoảng cách xa hơn do hiệu quả về tốc độ của chúng.
● Chuyển động chậm hơn nhưng chính xác: Vít bi mang lại độ chính xác cao hơn nhưng có thể hy sinh tốc độ so với các hệ thống khác.
● Tải nặng: Hệ thống truyền động phải hỗ trợ tải trọng cần thiết mà không ảnh hưởng đến chuyển động hoặc gây hư hỏng. Các hệ thống chắc chắn như vít bi, giá đỡ và bánh răng có thể được ưu tiên cho tải nặng.
● Hạn chế về ngân sách: Một số hệ thống, như bộ truyền động đai hoặc vít me, tiết kiệm chi phí hơn so với vít bi hoặc hệ thống giá đỡ và bánh răng. Nếu độ chính xác không phải là ưu tiên cao nhất thì có thể chọn các phương án tiết kiệm chi phí.
● Nhu cầu bảo trì: Các hệ thống yêu cầu ít bảo trì hơn, như bộ truyền động dây đai hoặc vít me, có thể được ưu tiên trong các tình huống mà việc bảo trì thường xuyên không khả thi hoặc không hiệu quả về mặt chi phí.
● Tuổi thọ: Tuổi thọ và đặc tính hao mòn của hệ thống truyền động là những yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn hệ thống đảm bảo hiệu suất ổn định theo thời gian.
● Yêu cầu cụ thể của ngành: Các ngành khác nhau có thể có những nhu cầu riêng. Ví dụ, máy CNC gia công gỗ ưu tiên tốc độ hơn độ chính xác, trong khi gia công kim loại có độ chính xác cao đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối.
● Việc lựa chọn hệ thống truyền động thường là sự cân bằng giữa các yếu tố này, trong đó các yêu cầu cụ thể của ứng dụng CNC, bao gồm độ chính xác, tốc độ, khả năng chịu tải và hiệu quả chi phí, ảnh hưởng đến quá trình ra quyết định.
Cấu trúc truyền động trong máy CNC (Điều khiển số máy tính) bao gồm các phần tử cho phép và điều chỉnh chuyển động của các trục của máy. Đây là một phần quan trọng của hệ thống CNC, chịu trách nhiệm chuyển đổi công suất quay từ động cơ thành chuyển động tuyến tính chính xác. Dưới đây là các thành phần chính:
Động cơ truyền động chính: Chúng cung cấp năng lượng quay cần thiết cho hoạt động của máy. Chúng có thể là động cơ servo hoặc động cơ bước, được lựa chọn dựa trên độ chính xác, mô-men xoắn và chi phí.
Vít bi, Vít chì, Giá đỡ và Bánh răng, Bộ truyền động dây đai: Các hệ thống này có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tuyến tính dọc theo các trục của máy (X, Y, Z, v.v.).
Đường ray, Thanh dẫn hướng và Vòng bi: Chúng cung cấp đường ray cho hệ thống truyền động di chuyển, đảm bảo sự ổn định và chính xác trong việc di chuyển các bộ phận của máy.
Bộ điều khiển CNC: Bộ phận này điều khiển và điều phối chuyển động của động cơ và hệ thống truyền động dựa trên các hướng dẫn được cung cấp bởi mã hoặc phần mềm được lập trình.
Bộ thay đổi công cụ hoặc đồ gá gia công: Các bộ phận này đảm bảo an toàn cho các dụng cụ cắt hoặc phôi gia công tại chỗ trong khi máy thực hiện các hoạt động.
Tấm chắn an toàn, vỏ bọc và nút dừng khẩn cấp: Những tấm chắn này đảm bảo an toàn cho người vận hành và bảo vệ các bộ phận của máy trong quá trình vận hành.
Hệ thống bôi trơn hoặc bôi trơn đường dẫn: Các hệ thống này đảm bảo rằng các bộ phận chuyển động, chẳng hạn như cơ cấu truyền động và dẫn hướng tuyến tính, được bôi trơn đúng cách để giảm ma sát và mài mòn.
Hệ thống làm mát, Băng tải phoi: Hệ thống này quản lý nhiệt sinh ra trong quá trình gia công và loại bỏ vật liệu thải (phoi) khỏi khu vực làm việc.
Máy công cụ gia công CNC (Điều khiển số máy tính) thể hiện một số đặc điểm góp phần mang lại hiệu quả, độ chính xác và tính linh hoạt của chúng. Dưới đây là một số đặc điểm chính:
Máy CNC được biết đến với độ chính xác cao, cho phép thực hiện các thao tác chính xác và lặp lại. Điều này rất quan trọng trong các ngành đòi hỏi dung sai chặt chẽ.
Máy CNC cung cấp kết quả chính xác do tính chất hoạt động được điều khiển bằng máy tính. Độ chính xác này rất cần thiết để sản xuất các bộ phận phức tạp với kích thước chính xác.
Máy CNC có thể thực hiện nhiều thao tác khác nhau, từ khoan và phay đơn giản đến các quy trình phức tạp như tạo đường viền 3D. Tính linh hoạt của chúng làm cho chúng phù hợp với nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau.
Tự động hóa là một đặc tính cơ bản của gia công CNC. Sau khi được lập trình, máy CNC có thể hoạt động tự động, giảm nhu cầu can thiệp liên tục của con người trong quá trình sản xuất.
Máy CNC có độ lặp lại cao, nghĩa là chúng có thể tái tạo cùng một bộ phận hoặc sản phẩm với độ chính xác nhất quán qua nhiều lần sản xuất. Điều này rất quan trọng để duy trì chất lượng và tính đồng nhất.
Gia công CNC vượt trội trong việc sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp và phức tạp mà khó có thể hoặc không thể đạt được bằng tay.
Máy CNC hoạt động hiệu quả, thường giảm thời gian sản xuất so với gia công thủ công truyền thống. Hiệu quả này có lợi cho việc sản xuất hàng loạt và đáp ứng thời hạn chặt chẽ.
Máy CNC có thể dễ dàng lập trình lại để sản xuất các bộ phận hoặc nguyên mẫu khác nhau, cho phép tùy chỉnh nhanh chóng dựa trên những thay đổi về thiết kế hoặc yêu cầu cụ thể.
Máy CNC có thể làm việc với nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm kim loại, nhựa, vật liệu tổng hợp và gỗ, khiến chúng có thể thích ứng với các nhu cầu sản xuất khác nhau.
Máy CNC cung cấp khả năng giám sát và kiểm soát theo thời gian thực các thông số khác nhau, cho phép người vận hành điều chỉnh cài đặt và giải quyết các vấn đề kịp thời.
Bài viết sau đây xoay quanh Hệ thống truyền động CNC và các loại của nó, bao gồm truyền động trục vít bi, truyền động trục vít me, truyền động thanh răng và bánh răng, và hệ thống truyền động truyền động đai.
Nó cũng trình bày chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống truyền động CNC, cấu trúc truyền động của máy CNC và đặc tính của máy công cụ gia công CNC.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần công cụ gia công, hãy liên hệ với Yangsen đội bây giờ!