Cuộc cách mạng công nghiệp thế kỷ 20th thế kỷ là những gì đã thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, những tiến bộ không dừng lại sau đó và con người của thời đại đó chắc chắn sẽ thấy nhiều điều kỳ diệu hơn của công nghệ, bao gồm máy tính, rô bốt, v.v.
Vào những năm 1940 và 1950, Điều khiển số là một công nghệ được biết đến với việc tự động hóa các máy công cụ. Nền tảng của tự động hóa điều khiển số là điều khiển, độ chính xác và chuyển động của máy công cụ một cách tự động thông qua các con số hoặc ký hiệu được mã hóa trên băng giấy đục lỗ hoặc phương tiện lưu trữ.
CNC là hình thức điều khiển số hiện đại, trong đó phần mềm và chương trình máy tính được sử dụng để tự động hóa máy móc và phương pháp sản xuất. Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ thảo luận về CNC là viết tắt của từ gì trong sản xuất và cách máy CNC mang lại sự tiện lợi cho ngành sản xuất trên toàn cầu.
Vì vậy, chúng ta hãy tham gia vào nó.
CNC là viết tắt của Máy tính điều khiển số, kết quả của sự tiến bộ trong tự động hóa điều khiển số đã sử dụng băng đục lỗ để điều khiển số. Trong CNC, máy tính kỹ thuật số được sử dụng để tự động hóa sản xuất bằng cách sử dụng ngôn ngữ mã hóa chuyên dụng và phần mềm được lập trình sẵn tinh vi. Phần mềm giúp kiểm soát chuyển động của thiết bị sản xuất giúp các quy trình sản xuất khác nhau được thực hiện nhanh chóng và chính xác cao.
Sản xuất điều khiển số bằng máy tính là một quy trình sản xuất trừ đi trong đó các bộ phận của phôi được trừ đi để tạo cho nó một thiết kế hoặc hình dạng tùy chỉnh. Nó trái ngược với quy trình sản xuất phụ gia như in 3D, trong đó từng lớp được thêm vào để tạo thành một thiết kế tùy chỉnh cuối cùng của một đối tượng.
Nói tóm lại, Điều khiển số bằng máy vi tính là sự phát triển của Sản xuất điều khiển số từ sản xuất có sự trợ giúp của máy móc sang sản xuất có sự trợ giúp của máy tính. Sẽ không sai nếu nói rằng máy CNC hoạt động như rô bốt.
Chúng ta sẽ nói thêm về CNC trong ngành sản xuất và tác dụng của nó đối với quy trình sản xuất.
Như đã thảo luận trước đó, CNC là viết tắt của Điều khiển số được vi tính hóa và ý nghĩa của nó không thay đổi đối với ngành sản xuất. Tuy nhiên, các ứng dụng và cách sử dụng gia công CNC trong sản xuất sẽ cần được xây dựng và giải thích thêm.
Bản thân CNC chỉ là một công nghệ ra đời thông qua sự tiến bộ liên tục trong các công cụ và máy móc sản xuất được điều khiển bằng tay và máy móc. Công nghệ này sử dụng phần mềm máy tính được lập trình sẵn để điều khiển chuyển động và hoạt động của các công cụ và máy móc sản xuất. Các ứng dụng của các chương trình điều khiển số được vi tính hóa phổ biến trong các ngành sản xuất khác nhau, từ máy phay đến máy tiện, máy mài đến bộ định tuyến CNC, v.v.
Chúng ta có thể tóm tắt khái niệm về CNC trong sản xuất như sau:
Máy móc và công cụ cơ khí được điều khiển bằng số đã giúp giảm bớt những hạn chế của điều khiển thủ công. Tương tự như vậy, sự ra đời của chất bán dẫn và điốt dẫn đến các máy tính hiệu quả hơn với các chương trình và phần mềm phức tạp.
Do đó, CNC ra đời để khắc phục những hạn chế của tự động hóa được điều khiển bằng máy móc, nơi cần nhiều thợ máy lành nghề và có trình độ hơn để vận hành các máy móc và công cụ sản xuất. Tuy nhiên, nền tảng của điều khiển số vẫn được sử dụng trong các quy trình CNC.
Gia công CNC là một thuật ngữ chung được sử dụng cho các quy trình sản xuất sử dụng điều khiển số được vi tính hóa thông qua phần mềm máy tính được lập trình sẵn. Bất kỳ quy trình sản xuất nào sử dụng máy CNC đều thuộc danh mục gia công CNC.
Như đã đề cập, gia công CNC là một quy trình sản xuất trừ sử dụng các công cụ và máy móc cắt. Trong sản xuất trừ đi, các công cụ cắt và máy móc sẽ loại bỏ các vật liệu không cần thiết và tạo ra bộ phận hoặc thiết kế mong muốn của phôi. Nó trái ngược với in 3D, là một quy trình sản xuất bồi đắp.
Các trung tâm gia công CNC hoạt động theo một cách nhất định bắt đầu từ việc thiết kế và tạo ra Mô hình thiết kế hỗ trợ máy tính của phần đã chọn của bất kỳ phôi nào. Bước tiếp theo là chuyển các chi tiết mô hình CAD thành chương trình CNC. Sau đó, chương trình CNC được tích hợp với máy CNC và chạy để thực hiện các hoạt động gia công cần thiết nhằm đạt được kết quả mong muốn.
Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng điều quan trọng thứ hai trong gia công CNC sau công nghệ CNC là máy CNC sẽ thực hiện các thao tác. Máy CNC là một dạng tiên tiến của máy móc thủ công. Máy CNC còn được gọi là trung tâm gia công CNC hoặc chỉ trung tâm gia công.
Những máy này không yêu cầu thợ máy có tay nghề cao và chuyên gia để vận hành chính xác. Thay vào đó, độ chính xác và tốc độ của những chiếc máy này cao hơn nhờ phần mềm được lập trình sẵn và thiết kế cẩn thận.
Phôi là thuật ngữ được sử dụng cho đối tượng đang được sử dụng trongchế tạo.
Chúng tôi đã cung cấp cho bạn tổng quan nhanh về gia công CNC trong quy trình sản xuất. Tuy nhiên, hãy tìm hiểu kỹ về cách thức hoạt động của gia công CNC trong sản xuất.
Bước 1: Bước đầu tiên của bất kỳ quy trình sản xuất nào là trực quan hóa kết quả. Tương tự, gia công CNC cũng yêu cầu trực quan hóa phôi. Không giống như sản xuất phụ gia, sản xuất trừ đi loại bỏ các phần không cần thiết của phôi để biến nó thành phôi gia công trực quan. Do đó, bước đầu tiên rất quan trọng: các kỹ sư sẽ vẽ mô hình CAD của chi tiết muốn sản xuất bằng máy CNC.
Bước 2: Bản vẽ CAD được chuyển thành mã G, ngôn ngữ lập trình cho CNC. Lịch sử của G-code là một câu chuyện khác để kể.
Mã G là tên được đặt cho các mã hướng dẫn được sử dụng trong thẻ băng đục lỗ khi các chương trình điều khiển số phổ biến trong ngành sản xuất. Lý do chính để gọi ngôn ngữ giảng dạy là G-code là do công ty đã phát triển nó. Công cụ khoa học Gerber là công ty đứng sau sự phát triển của mã G do đó đặt tên cho nó.
Bước 3: Bước tiếp theo là tải chương trình mã G vào bộ điều khiển máy (MCU) và chạy thử nghiệm mà không có phần tử thô. Thử nghiệm này nhằm đảm bảo rằng vị trí và hiệu suất của máy là chính xác cho quy trình thực tế. Kiểm tra cũng rất quan trọng vì độ chính xác của vị trí là cần thiết đối với gia công CNC để tránh hư hỏng hoặc suy giảm chức năng của máy trong quá trình vận hành thực tế.
Bước 4: Cuối cùng, phần tử thô phải được chuyển đổi thành bản vẽ mô hình CAD được đặt trong máy móc sản xuất. Chương trình được chạy và bạn sẽ nhận được kết quả mong muốn.
Trước khi chúng ta nói về lý do tại sao các trung tâm gia công CNC lại cần thiết cho ngành sản xuất và tại sao nó lại là một lựa chọn thuận tiện hơn so với gia công thủ công, điều quan trọng là phải tổng quan ngắn gọn về các loại hoạt động phổ biến của máy CNC được sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất khác nhau.
Vì vậy, đây là các hoạt động CNC phổ biến nhất được sử dụng trong máy móc thương mại:
Trong khoan CNC, trung tâm gia công CNC sử dụng các mũi khoan đa điểm để tạo các lỗ hình trụ trên phần tử thô/phôi gia công. Mũi khoan xoay được nạp vuông góc với bề mặt của phần tử thô dẫn đến các lỗ thẳng đứng có đường kính bằng với mũi khoan. Việc khoan CNC cũng có thể được thực hiện với các hoạt động góc cạnh bằng cách sử dụng các cấu hình máy chuyên dụng.
Nói một cách đơn giản, các nguyên công khoan được sử dụng để tạo các lỗ tròn trên các phôi gia công tĩnh thông qua một dụng cụ cắt quay. Ứng dụng phổ biến của khoan CNC là để định vị vít, đinh và bu lông được sử dụng trong quy trình lắp ráp các vật liệu khác nhau.
máy phay CNC sử dụng các nguyên công phay tương tự như nguyên công khoan hoặc cắt CNC. Tuy nhiên, ứng dụng chính của phay CNC là cắt nhiều loại vật liệu để biến chúng thành các bộ phận được thiết kế riêng với độ chính xác cao. Trong phay CNC, phôi vẫn đứng yên và một công cụ cắt quay được sử dụng cho các hoạt động. Do đó, có hai hoạt động nữa trong phay CNC: mặt và ngoại vi.
Cuối cùng, tiện CNC là hoạt động trong đó phần tử thô hoặc phôi tiếp tục quay và các dụng cụ cắt văn phòng phẩm được sử dụng trong máy móc. Dụng cụ cắt vẫn đứng yên và chuyển phôi quay thành đầu ra mong muốn với hiệu quả và độ chính xác rất cao. Tuy nhiên, nguyên tắc làm việc đằng sau quá trình phay và tiện giống nhau vì cả hai quy trình đều loại bỏ các bộ phận của phôi để tạo cho phôi có hình dạng hoặc thiết kế mong muốn.
Ngoài các thao tác phổ biến của chương trình điều khiển số trên máy vi tính, còn một số thao tác khác như sau:
● Chuốt – Loại bỏ có chọn lọc vật liệu khỏi phôi bằng cách sử dụng chuốt đẩy hoặc kéo vào bề mặt phôi và để lại một lỗ phía sau
● Mài – loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu khỏi phôi bằng cách sử dụng bánh mài tốc độ cao làm công cụ cắt trong máy móc thực hiện các thao tác bằng cách quay tại chỗ của nó.
● Cưa cắt một khe hẹp trong phôi bằng cách sử dụng các dụng cụ cắt có răng hoặc mài mòn di chuyển trên bề mặt phôi.
● Lapping – Gia công CNC sử dụng hoạt động lap khi mục tiêu là thu được các bề mặt phẳng chính xác của phôi.
● Mài giũa –Các hoạt động mài giũa CNC cho phép bạn đạt được bề mặt hoàn thiện tốt hơn và dung sai chặt chẽ hơn.
Các ứng dụng của gia công CNC phổ biến trên khắp thế giới và trong các quy trình sản xuất khác nhau. Các ứng dụng phổ biến nhất của các trung tâm gia công CNC như sau:
● máy phay CNC
● máy tiện
● bộ định tuyến
● Máy cắt plasma, laser và máy cắt tia nước
● Máy phóng điện
● Máy gia công CNC
● máy cắt bọt
● máy thêu
● máy cắt hoa văn
● máy in đồ gốm
● nhà sản xuất thực phẩm
Hãy nói về phần quan trọng nhất của bài viết này về cách gia công CNC mang lại sự thuận tiện và lợi thế cho ngành sản xuất trên toàn thế giới:
Ưu điểm rõ ràng nhất của việc sử dụng các trung tâm gia công CNC trong các quy trình sản xuất khác nhau là độ chính xác và độ chính xác cao của phôi do máy sản xuất. Các chương trình và phần mềm tinh vi hoạt động đằng sau các hoạt động giảm thiểu khả năng xảy ra lỗi của con người và kết quả không chính xác.
Phần mềm được lập trình sẵn hoạt động đằng sau các hoạt động của máy CNC giúp sử dụng chúng an toàn hơn. Các máy hoạt động với cửa an toàn đóng kín không gây nguy hiểm cho người vận hành; đó có thể là trường hợp cho các máy thủ công.
Một trong những lý do tại sao ngành công nghiệp sản xuất cần sử dụng các trung tâm gia công CNC là các yêu cầu về tốc độ cho các quy trình khác nhau. Các máy CNC giảm thời gian thiết lập thủ công và không cần thay đổi công cụ thủ công, tiết kiệm thời gian cho toàn bộ quá trình.
Khi bạn phải lấy những thiết kế phức tạp làm kết quả, thì máy móc thủ công với đòn bẩy, cưa, v.v. và sức lao động của con người có thể không mang lại kết quả tốt nhất. Kết quả thật tuyệt vời và chính xác hoàn hảo khi bạn sử dụng phần mềm được lập trình sẵn với các yêu cầu chính xác của mình.
Ngành công nghiệp sản xuất cũng phải xem xét hiệu quả tổng thể cao hơn của các máy điều khiển số được vi tính hóa. Những máy này có thể hoạt động 24 giờ một ngày với tỷ lệ phế liệu thấp hơn đối với các sản phẩm có nhu cầu cao. Không chỉ vậy, những máy này không cần một số lượng lớn lao động thủ công dẫn đến hiệu quả về chi phí.
Các máy và hoạt động CNC có thể hoạt động tốt với một số loại vật liệu từ gỗ đến thủy tinh, kim loại đến hợp kim, v.v.
Mọi thứ về CNC đều không tốt và quá trình tự động hóa này có những thách thức hoặc nhược điểm nhất định phải được giải quyết. Dưới đây là một số điểm cần đánh giá và khắc phục:
Các trung tâm gia công CNC, cho dù là máy phay CNC, máy tiện hay máy thêu, đều rất đắt. Do đó, các nhà sản xuất thương mại của công nghệ này cần nghiên cứu các lĩnh vực liên quan để cải thiện hiệu quả chi phí của máy móc.
Bên cạnh đó, việc lắp đặt các loại máy này rất phức tạp và đòi hỏi người thợ máy phải được đào tạo bài bản để vận hành đúng. Nếu các bên liên quan trong ngành sản xuất vượt qua những thách thức này, công nghệ CNC sẽ tạo ra sự khác biệt lớn trong ngành.
Tóm lại, lợi ích của gia công CNC lớn hơn những thách thức khi áp dụng nó. Nó ngụ ý nhu cầu áp dụng rộng rãi công nghệ trong các ngành sản xuất có liên quan. Do đó, các bên liên quan trong ngành phải thực hiện các bước đi đúng hướng để vượt qua các thách thức và hưởng lợi từ công nghệ CNC.
CNC là viết tắt của Computerized Numerical Control.
Gia công CNC sử dụng phần mềm và chương trình tinh vi để vận hành máy móc và công cụ sản xuất. Mặt khác, máy thủ công yêu cầu người lao động thủ công vận hành các cần gạt, bánh xe, nút bấm, v.v. Tốc độ, độ chính xác và độ chính xác của máy CNC cũng cao hơn so với các quy trình gia công thủ công.
Có một sự khác biệt giữa máy phay CNC và máy tiện CNC. Cả hai kỹ thuật sản xuất đều thuộc danh mục sản xuất trừ. Tuy nhiên, chúng khác nhau ở cách phôi và máy vận hành. Như đã đề cập, trong máy phay CNC, dụng cụ cắt sẽ quay và phần tử thô không di chuyển. Mặt khác, phôi được quay trong các nguyên công tiện.