Máy CNC đã tự động hóa và cải tiến nhiều quy trình sản xuất, cách mạng hóa lĩnh vực công nghiệp. Trái ngược với các máy thủ công thông thường, máy CNC được hướng dẫn bởi các chương trình máy tính, cho kết quả chính xác và đáng tin cậy. Phần này cung cấp một cái nhìn tổng quan về cách máy CNC đã thay đổi môi trường sản xuất.
Máy CNC (Điều khiển số bằng máy tính) là một thiết bị sản xuất sử dụng các điều khiển và lập trình kỹ thuật số để tự động hóa và điều khiển chuyển động của dụng cụ cắt hoặc máy móc khác. Nó chạy bằng cách sử dụng một tập hợp các hướng dẫn được lập trình sẵn gọi là mã G, thiết lập các chuyển động và cách sử dụng chính xác của máy công cụ CNC.
Cắt, phay, khoan, tiện, gia công 5 trục, và tạo hình chỉ là một số hoạt động sản xuất mà máy CNC có thể thực hiện với độ chính xác và khả năng tái sản xuất cao.
Vì chúng được thiết kế để thực hiện các công việc trước đây được thực hiện thủ công nên máy CNC hiệu quả, chính xác và đáng tin cậy hơn. Những máy này thường được sử dụng để tạo ra các bộ phận và sản phẩm có thiết kế phức tạp và dung sai chính xác trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử, nội thất và y tế.
Một máy CNC yêu cầu một số bước để vận hành. Dưới đây là mô tả từng bước về những gì sẽ xảy ra:
Để tạo mô hình 2D hoặc 3D của thành phần bạn muốn tạo, hãy sử dụng phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Cho biết kích thước, đặc điểm và bất kỳ thông tin liên quan nào khác.
Sử dụng phần mềm sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM) để dịch thiết kế của bạn sang mã G mà máy CNC sử dụng. Chương trình CAM xác định các đường chạy dao và các thao tác cắt cần thiết, tạo các đường chạy dao.
Thiết lập máy CNC của bạn theo hướng dẫn chi tiết mà nhà sản xuất đã cung cấp. Điều này có thể bao gồm lắp phôi chắc chắn, lắp đặt và định vị dụng cụ cắt và kết nối các dây cần thiết.
Chuyển chương trình mã G kết quả sang hệ thống điều khiển của máy CNC từ PC của bạn. Thông thường, ổ USB, kết nối mạng hoặc các phương tiện truyền dữ liệu khác do máy tính của bạn kích hoạt sẽ được sử dụng.
Để đảm bảo rằng máy CNC bắt đầu hoạt động từ các vị trí tham chiếu thích hợp, hãy thiết lập chính xác các khoảng lệch công việc và công cụ. Quy trình này hỗ trợ căn chỉnh chính xác vị trí ban đầu của dụng cụ với phôi.
Để đảm bảo mọi thứ được cấu hình chính xác, hãy chạy chương trình thử nghiệm trước khi gia công thành phần cơ bản. Điều này làm cho các quy trình cắt, đường chạy dao và chuyển động của máy diễn ra theo đúng kế hoạch.
Khi bạn hài lòng với kết quả của chương trình thử nghiệm, hãy bắt đầu quy trình gia công. Thông thường, điều này đòi hỏi phải chọn nút "bắt đầu" trên giao diện phần mềm hoặc bảng điều khiển của máy CNC.
Trong quá trình gia công, hãy theo dõi máy CNC để đảm bảo mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch. Chú ý đến bất kỳ cảnh báo hoặc thận trọng nào chỉ ra vấn đề với dụng cụ cắt hoặc máy.
Cẩn thận loại bỏ đối tượng cuối cùng khỏi máy CNC sau khi hoàn thành quá trình gia công. Coi chừng bất kỳ bề mặt nóng hoặc lởm chởm nào.
Các mảnh vụn phải được dọn sạch khỏi máy CNC và dụng cụ cắt phải được cất giữ an toàn. Để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ tối ưu của máy, hãy bảo trì máy thường xuyên theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
Điều quan trọng cần nhớ là các máy CNC cụ thể có thể có các tính năng và quy trình vận hành đặc biệt, vì vậy, để có hướng dẫn toàn diện phù hợp với loại máy cụ thể của bạn, hãy luôn tham khảo tài liệu và khuyến nghị của nhà sản xuất.
Máy CNC (Điều khiển số bằng máy tính) tự động hóa và điều chỉnh chuyển động của dụng cụ cắt hoặc thiết bị khác bằng cách sử dụng các thành phần phần cứng và phần mềm. Các giai đoạn trong quy trình như sau-
Phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) được sử dụng để tạo thành phần hoặc mặt hàng sẽ được sản xuất. Nền tảng của chương trình CNC là một mô hình kỹ thuật số của đối tượng được tạo bởi phần mềm CNC.
Hệ thống điều khiển của máy CNC hoặc phần mềm sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM) nhận phần mềm CNC đã tải. Phần mềm CAD/CAM xác định việc tạo Đường chạy dao, tốc độ nạp và các thông số gia công khác để tạo ra chương trình CNC. G-code, ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn hóa cho máy CNC, thường được sử dụng để tạo chương trình.
Dụng cụ cắt được đặt chính xác vào giá đỡ dụng cụ tương ứng của chúng và phôi được cố định chắc chắn trên bàn gia công hoặc trục chính của máy CNC. Phôi gia công và máy công cụ CNC có thể được định vị chính xác bằng các cảm biến và hệ thống đo lường của máy.
Một máy CNC phải được thiết lậplên một cách chính xác để hoạt động chính xác và hiệu quả. Dưới đây là một số quy trình cần thiết để định cấu hình máy CNC-
Khi lắp đặt máy CNC, hãy tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất để đảm bảo căn chỉnh phù hợp, kết nối nguồn điện và các tiện ích cũng như nối đất.
Thực hiện các thao tác hiệu chỉnh để đảm bảo máy được căn chỉnh chính xác và các trục của máy hướng đúng hướng. Điều này đòi hỏi phải kiểm tra và hiệu chỉnh bàn gia công, trục chính và các bộ phận khác của máy về độ vuông góc, độ phẳng và độ song song.
Lắp đặt và sắp xếp các giá đỡ dụng cụ hoặc dụng cụ cắt trong trục chính hoặc ổ chứa dụng cụ của máy. Đảm bảo các thiết bị được gắn chặt và định vị an toàn theo hướng dẫn của máy.
Gắn phôi chắc chắn vào bàn làm việc, mâm cặp hoặc vật cố định của máy. Sử dụng các kẹp, bàn kẹp hoặc các kỹ thuật cố định khác thích hợp để giữ phôi chắc chắn và an toàn trong suốt quá trình gia công.
Bằng cách xác định chính xác vị trí của phôi về hệ tọa độ của máy, thiết lập điểm tham chiếu hoặc điểm 0 cho phôi. Có thể sử dụng công cụ tìm cạnh, đầu dò hoặc các phương pháp đo khác.
Hệ thống điều khiển của máy được cài đặt chương trình CNC. Máy tuân theo các hướng dẫn do mã G xác định khi chạy phần mềm từng bước. Các dụng cụ cắt được di chuyển dọc theo các trục cụ thể (X, Y và Z) bằng động cơ và bộ truyền động của máy và nhiều thao tác được thực hiện trên phôi. Hệ thống điều khiển của máy chuyển các chỉ thị mã G thành các chuyển động và hành động chính xác.
Bằng cách giao tiếp với động cơ của máy, hệ thống điều khiển CNC đồng bộ hóa chuyển động của dụng cụ cắt và phôi. Những động cơ này, được cung cấp bởi hệ thống servo hoặc động cơ bước, di chuyển chính xác và chính xác các trục của máy. Hệ thống điều khiển liên tục kiểm tra vị trí và tốc độ của các trục để đảm bảo chúng đang chuyển động theo ý muốn của phần mềm.
Nó có thể bao gồm các hệ thống phản hồi như bộ mã hóa hoặc cảm biến để duy trì độ chính xác và sửa đổi cài đặt cắt trong khi sử dụng máy. Máy có thể theo dõi vị trí, tốc độ và lực được sử dụng trong quá trình cắt bằng cách sử dụng các hệ thống phản hồi này, cho phép sửa đổi và hiệu chỉnh theo thời gian thực.
Sản phẩm cuối cùng được lấy ra khỏi máy trong quá trình gia công. Các giai đoạn hậu xử lý bổ sung như mài nhẵn, đánh bóng bề mặt hoặc kiểm tra có thể được thực hiện tùy theo nhu cầu.
Bằng cách sử dụng thiết bị CNC, các nhà sản xuất có thể đạt được mức độ chính xác, độ chính xác và khả năng tái sản xuất cao trong các quy trình sản xuất của họ. So với các máy thủ công thông thường, máy CNC mang lại một số lợi ích, chẳng hạn như năng suất cao hơn, chi phí lao động thấp hơn và khả năng tạo ra các bộ phận phức tạp và phức tạp.
Máy CNC là một phần của thiết bị linh hoạt và thiết yếu trong các lĩnh vực khác nhau, từ ô tô và hàng không vũ trụ đến điện tử và mộc. Điều này là do khả năng tự động hóa và khả năng lập trình của máy.
Bước quan trọng đầu tiên khi bắt đầu gia công CNC là chọn máy CNC phù hợp. Khi chọn máy CNC, hãy ghi nhớ những điều sau-
Thiết lập các nhiệm vụ và quy trình cụ thể mà bạn muốn bằng máy CNC. Các máy khác nhau được tạo ra cho các mục đích khác nhau như phay, tiện, định tuyến hoặc cắt laser. Chọn một thiết bị phù hợp với mục đích dự định của bạn.
Hãy suy nghĩ về kích thước và tính chất của phôi mà bạn muốn sản xuất. Thiết bị CNC có nhiều kích cỡ và trọng lượng khác nhau. Đảm bảo rằng máy bạn chọn có thể quản lý các vật liệu mà bạn sẽ làm việc, chẳng hạn như kim loại, gỗ, nhựa hoặc vật liệu tổng hợp và phù hợp với kích thước của phôi gia công của bạn.
Xác định mức độ chính xác và độ chính xác cần thiết cho công việc của bạn. Các mức độ chính xác khác nhau có sẵn với máy CNC và những thứ như độ lặp lại, độ chính xác định vị và độ bóng bề mặt có thể xác định các mức này. Chọn một máy đáp ứng các tiêu chuẩn độ chính xác yêu cầu của bạn.
Thiết lập kế hoạch chi tiêu để mua máy CNC, xem xét giá mua và chi phí vận hành và bảo trì liên tục. Xem xét chi phí của các công cụ, phần mềm, cửa hàng máy móc và các phần bổ sung hoặc tệp đính kèm khác mà bạn cần cho các ứng dụng cụ thể của mình.
Phân tích sự sẵn có của hỗ trợ kỹ thuật, tài liệu đào tạo và tài liệu của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp. Đảm bảo bạn có thể truy cập các tài nguyên hỗ trợ đáng tin cậy để bảo trì CNC, nâng cấp phần mềm và khắc phục sự cố.
Máy CNC rất cần thiết để sản xuất nhiều bộ phận xe vì chúng cho phép sản xuất chính xác và hiệu quả. Một số sử dụng bao gồm-
Khối động cơ, đầu xi lanh,trục khuỷu và trục cam đều được chế tạo chính xác và chính xác bằng cách sử dụng thiết bị CNC.
Máy CNC sản xuất kẹp phanh, khớp tay lái, bộ phận lái và các bộ phận quan trọng khác của hệ thống khung gầm.
Bảng điều khiển, viền cửa, lưới tản nhiệt và biểu tượng chỉ là một vài ví dụ về các bộ phận bên trong và bên ngoài được chế tạo bằng máy CNC để đảm bảo chất lượng và độ vừa vặn nhất quán.
Khuôn dập và máy CNC sản xuất dụng cụ cho quy trình sản xuất ô tô.
Lĩnh vực hàng không vũ trụ chủ yếu phụ thuộc vào các máy CNC để sản xuất các bộ phận phức tạp và chính xác. Một số sử dụng bao gồm-
Vật liệu nhôm, titan và composite được sử dụng để chế tạo các bộ phận cấu trúc như các mảnh thân máy bay, sườn cánh, giá đỡ và bộ phận hạ cánh bằng máy CNC.
Các máy CNC, bao gồm vỏ, cánh máy nén và cánh tuabin, sản xuất các bộ phận động cơ quan trọng có hình dạng tinh vi và dung sai chính xác.
Khuôn mẫu, đồ gá, đồ gá và các thiết bị khác cần thiết để sản xuất và lắp ráp các bộ phận hàng không được chế tạo bằng máy CNC.
Lĩnh vực hàng không vũ trụ sử dụng máy CNC để xây dựng các nguyên mẫu và dự án nghiên cứu, cho phép thiết kế lặp đi lặp lại và các quy trình xác nhận.
Các nghệ sĩ và nhà thiết kế giờ đây có thể tạo ra các tác phẩm phức tạp và chính xác nhờ máy CNC, thứ đã thay đổi lĩnh vực nghệ thuật và thiết kế. Một số sử dụng bao gồm
Các hình dạng 3D phức tạp có thể được chạm khắc từ nhiều vật liệu khác nhau bằng máy CNC, bao gồm xốp, đá, kim loại và gỗ.
Đồ nội thất tùy chỉnh, tấm trang trí và các đặc điểm kiến trúc tinh tế được chế tạo bằng phương pháp gia công chính xác tỉ mỉ.
Các bảng hiệu, chữ và logo chất lượng cao cho các công ty, sự kiện và dự án kiến trúc được tạo ra bằng máy CNC.
Trang sức làm từ kim loại quý và đá quý, bao gồm nhẫn, mặt dây chuyền và hoa tai, được sản xuất bằng máy CNC.
An toàn phải luôn được đặt lên hàng đầu khi sử dụng thiết bị CNC. Khi sử dụng máy CNC, an toàn luôn phải được đặt lên hàng đầu. Việc tuân thủ các quy trình an toàn giúp giảm các mối nguy hiểm và hỗ trợ tạo môi trường làm việc an toàn cho người lao động và bất kỳ ai xung quanh thiết bị. Để đảm bảo môi trường vận hành an toàn, hãy sử dụng các biện pháp phòng ngừa an toàn sau đây-
Mang PPE thích hợp, chẳng hạn như kính an toàn, thiết bị bảo vệ thính giác và áo giáp. Khi làm việc với các vật sắc nhọn hoặc vật liệu, hãy sử dụng găng tay.
Đảm bảo rằng tất cả các bộ phận chuyển động, bao gồm dây đai, ròng rọc và trục xoay, được bảo vệ an toàn để tránh tiếp xúc ngoài ý muốn. Lắp đặt hàng rào hoặc vỏ bọc an toàn xung quanh thiết bị để bảo vệ người dùng và người xem khỏi những rủi ro có thể xảy ra.
Tìm hiểu vị trí của công tắc hoặc nút dừng khẩn cấp trên máy và cách sử dụng. Trong trường hợp khẩn cấp hoặc trường hợp không lường trước được, hãy chuẩn bị để sử dụng nó.
Đảm bảo máy trạm được thông gió tốt, đặc biệt nếu bạn đang xử lý các chất phát ra bụi, khói hoặc khí. Sử dụng các thiết bị lọc hoặc chiết xuất không khí khi cần thiết.
Đảm bảo rằng mọi người sử dụng máy CNC đều được đào tạo thích hợp về cách sử dụng thiết bị, các biện pháp phòng ngừa an toàn và quy trình khẩn cấp. Cập nhật các khuyến nghị an toàn mới nhất và các phương pháp hay nhất.
Sự kết hợp giữa sản xuất bồi đắp, sản xuất tự động và rô-bốt, trí tuệ nhân tạo và học máy cũng như sản xuất bồi đắp sẽ nâng cao đáng kể công nghệ CNC trong tương lai.
Các quy trình CNC sẽ chạy hiệu quả hơn, giảm lao động thủ công và có thể sản xuất liên tục. Các sản phẩm phức tạp và đặt riêng sẽ có thể thực hiện được nhờ gia công CNC và sản xuất bồi đắp.
Trí tuệ nhân tạo và máy học sẽ cải thiện hiệu suất tổng thể, dự báo độ hao mòn của công cụ và tối ưu hóa người vận hành CNC. Những phát triển này sẽ cải thiện năng suất gia công CNC, khả năng thích ứng thiết kế và ra quyết định.
Người ta dự đoán rằng nếu công nghệ CNC phát triển hơn nữa, các quy trình công nghiệp sẽ trở nên năng suất, chính xác và có thể tùy chỉnh cao hơn. Máy CNC có thể giải phóng sức mạnh của sản xuất chính xác ở cả cơ sở sản xuất quy mô lớn và quy mô nhỏ.
Các cá nhân và công ty có thể sử dụng đầy đủ khả năng của máy CNC để hoàn thành các mục tiêu sản xuất và thúc đẩy đổi mới trong những năm tới bằng cách học các nguyên tắc cơ bản, thử nghiệm các phương pháp và cập nhật các xu hướng mới.
Q- Những lợi thế chính của việc sử dụng máy CNC là gì?
Tăng độ chính xác, hiệu quả, tự động hóa, độ lặp lại và khả năng làm việc với hình học phức tạp là một số lợi ích chính của việc sử dụng máy CNC.
Q-Máy CNC có thể được sử dụng cho cả sản xuất quy mô lớn và quy mô nhỏ không?
Bạn có thể sử dụng máy CNC cho cả sản xuất quy mô lớn và quy mô nhỏ. Họ có thể xử lý số lượng sản xuất khác nhau và có thể mở rộng.
Q- Mất bao lâu để học lập trình CNC?
Thời gian cần thiết để học lập trình CNC có thể thay đổi tùy theo kinh nghiệm trước đây, độ khó của dự án và tốc độ học của mỗi người. Đạt được trình độ thành thạo có thể mất một vài tuần đến một vài năm.
Q- Các vật liệu phổ biến có thể được gia công bằng CNC là gì?
Các vật liệu khác nhau có thể được xử lý bằng máy CNC, bao gồm kim loại (chẳng hạn như nhôm, thép và titan), gỗ, polyme, vật liệu tổng hợp và bọt.
Q- Máy CNC có phù hợp với những người có sở thích và những người đam mê DIY không?
Có, những người mới học và những người đam mê DIY có thể sử dụng máy CNC. Sự sẵn có của nhiều loại và kích cỡ máy CNC, từ máy tính để bàn nhỏ đến máy cấp công nghiệp lớn hơn, làm cho chúng có giá cả phải chăng cho những người nghiệp dư và những người đam mê với nhiều nhu cầu và khả năng chi tiêu khác nhau.