Bộ định tuyến CNC là gì?

Giới thiệu về Bộ định tuyến CNC

Điều khiển số máy tính được gọi là CNC. Sử dụng điều khiển số, bộ định tuyến CNC sử dụng các hệ thống vi tính hóa để điều khiển máy móc, cắt, tạo hình và chạm khắc các vật liệu như gỗ, nhựa, kim loại và vật liệu tổng hợp.

Bộ định tuyến CNC sử dụng trục chính cho các hoạt động chính xác, được kiểm soát trên phôi. Trái ngược với các bộ định tuyến cầm tay thông thường, bộ định tuyến CNC được tự động hóa và chạy theo các hướng dẫn được lập trình sẵn. MỘT cường tráng khung máy, trục chính mạnh mẽ, dụng cụ cắt, giường hoặc bàn làm việc hỗ trợ phôi, hệ thống điều khiển, động cơ và ổ đĩa để di chuyển cũng như phần mềm chuyên dụng để lập trình và điều khiển đều là những bộ phận thiết yếu của bộ định tuyến CNC.

Các thành phần thiết yếu của bộ định tuyến CNC

khung máy 

Khung máy của bộ định tuyến CNC cung cấp hỗ trợ cấu trúc và độ ổn định cần thiết cho hoạt động chính xác và chính xác. Nó thường được chế tạo từ vật liệu cứng như thép hoặc nhôm để giảm rung động và đảm bảo độ bền. Khung chống lại các lực được tạo ra trong quá trình cắt trong khi vẫn giữ được độ ổn định của máy.

Con quay 

Trục quay làm quay dụng cụ cắt và cần thiết để một bộ định tuyến CNC. Tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng cụ thể, khả năng về sức mạnh và tốc độ của nó có thể thay đổi. Trục chính có thể sử dụng các giá đỡ công cụ khác nhau để xử lý các công cụ cắt khác nhau, bao gồm máy khoan, bit bộ định tuyến và máy phay ngón. Độ chính xác và sức mạnh của trục chính có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vết cắt và sự đa dạng của vật liệu có thể được gia công.

dụng cụ cắt 

Bộ định tuyến CNC sử dụng các công cụ cắt để thực hiện các thao tác khác nhau trên phôi. Dao phay ngón, mũi khoan định tuyến, mũi khoan và các công cụ đặc biệt được chế tạo cho các tác vụ cụ thể như khắc hoặc vát cạnh là một số trong những công cụ này. Vật liệu được cắt, chất lượng cắt yêu cầu và độ phức tạp của thiết kế đều là những cân nhắc quan trọng khi chọn một bộ dụng cụ cắt. Các chuyển động và đặc điểm cắt của công cụ được xác định trước bởi đường chạy dao chính xác được tạo bởi phần mềm CNC.

Bed hoặc bàn làm việc

Bề mặt mà phôi được cố định trong quá trình cắt là giường hoặc bàn làm việc của bộ định tuyến CNC. Nó cung cấp cho phôi một cơ sở vững chắc hỗ trợ nó trong quá trình cắt và đảm bảo căn chỉnh chính xác. Bàn làm việc có thể bao gồm các tùy chọn hệ thống kẹp hoặc chân không để giữ vật liệu. Kích thước tối đa của phôi gia công có thể được gia công được xác định bởi kích thước và cách bố trí của bàn gia công. 

Hệ thống điều khiển 

Hệ thống điều khiển đóng vai trò là "bộ não" của bộ định tuyến CNC, giải mã các lệnh G-code và điều khiển các chuyển động của máy. Nó bao gồm một bộ điều khiển, có thể ở bên ngoài hoặc được tích hợp bên trong máy và một giao diện để nhập lệnh và kiểm tra tình trạng của máy. Hệ thống điều khiển chuyển đổi các lệnh kỹ thuật số thành các xung điện vận hành động cơ và các bộ phận khác của máy.

Động cơ và ổ đĩa 

Động cơ và ổ đĩa di chuyển chính xác các trục của bộ định tuyến CNC. Tùy thuộc vào ứng dụng, các động cơ này có thể là động cơ bước hoặc động cơ servo, mỗi với lợi ích tốc độ, mô-men xoắn và độ chính xác độc đáo. Các bộ truyền động kết nối với động cơ chuyển các xung điện từ hệ thống điều khiển thành chuyển động cơ học. Nhờ có sự kết hợp giữa động cơ và truyền động, máy có thể di chuyển dọc theo các trục X, Y và Z trong khi thực hiện đường chạy dao đã lên kế hoạch.

Phần mềm

Hoạt động của bộ định tuyến CNC về cơ bản bị ảnh hưởng bởi phần mềm. Nó bao gồm một số phần, chẳng hạn như phần mềm CAD (Computer-Aided Design) để sản xuất các mô hình hoặc thiết kế kỹ thuật số, phần mềm CAM (Computer-Aided Manufacturing) để tạo đường chạy dao và dịch chúng thành hướng dẫn mã G và phần mềm điều khiển máy để tương tác với Hệ thống điều khiển của bộ định tuyến CNC. Người dùng chương trình có thể tạo các bộ phận, chỉ định đường chạy dao, chọn cài đặt cắt và thực hành thao tác gia công trước khi đi vào sản xuất đầy đủ.

Nguyên tắc làm việc của bộ định tuyến CNC

Quy trình CAD (Thiết kế hỗ trợ máy tính) 

1. Quá trình CAD liên quan đến việc tạo thiết kế chi tiết của một bộ phận hoặc đối tượng bằng phần mềm chuyên dụng, xác định hình dạng, kích thước và các tính năng mong muốn bằng các công cụ vẽ và kỹ thuật mô hình hóa nâng cao.

2. Nhà thiết kế tạo ra các mô hình 3D kỹ thuật số bằng phần mềm CAD, biến thiết kế ý tưởng thành hình ảnh đại diện ảo của một bộ phận hoặc đối tượng, đảm bảo độ chính xác và tính thẩm mỹ mong muốn.

3. Phần mềm CAD tạo đường chạy dao, lộ trình cụ thể và chuyển động cho bộ định tuyến CNC để định hình vật liệu và tạo các tính năng mong muốn. Những đường dẫn này được xác định bởi các yếu tố như hình học công cụ, đặc tính vật liệu và thông số cắt, đảm bảo gia công chính xác.

Quy trình CAM (Computer-Aided Production) 

1. Phần mềm CAM nhập mô hình 3D từ quy trình CAD, cho phép gia công, tham số cắt, lựa chọn công cụ và tạo đường chạy dao dựa trên yêu cầu thiết kế.

2. Phần mềm CAM xác định đường chạy dao bằng cách chỉ định chuyển động của bộ định tuyến CNC, tham số cắt và lựa chọn dao, ảnh hưởng đến hiệu quả, độ chính xác và độ hoàn thiện bề mặt trong quy trình gia công.

3. Phần mềm CAM tạo ra các hướng dẫn mã G, một ngôn ngữ lập trình được tiêu chuẩn hóa, điều khiển các chuyển động và hoạt động của bộ định tuyến CNC, bao gồm thay đổi công cụ, tốc độ nạp và độ lệch, đảm bảo quy trình gia công chính xác.

Vận hành máy CNC 

1. Chương trình mã G tải phần mềm CAM vào hệ thống điều khiển của bộ định tuyến CNC, diễn giải các hướng dẫn thành tín hiệu điện để điều khiển động cơ.

2. Người vận hành cố định phôi vào bàn làm việc của bộ định tuyến CNC bằng cách sử dụng các cơ cấu kẹp, hệ thống chân không hoặc đồ gá để định vị phù hợp và yêu cầu gia công.

3. Dẫn hướng bộ định tuyến CNC liên quan đến việc thiết lập vị trí bắt đầu, hiệu chỉnh và căn chỉnh các chuyển động để đảm bảo gia công chính xác trước khi gia công.

4. Người vận hành khởi tạo bộ định tuyến CNC, điều phối các chuyển động của trục và dụng cụ cắt dựa trên chương trình mã G, đảm bảo vật liệu được cắt, tạo hình hoặc chạm khắc theo thông số kỹ thuật thiết kế.

5. Người vận hành giám sát hoạt động của máy CNC để đảm bảo hoạt động trơn tru, quan sát tiến trình, kiểm tra sự bất thường và thực hiện các điều chỉnh để tối ưu hóa các thông số, dụng cụ và cài đặt.

Ưu điểm của bộ định tuyến CNC

Độ chính xác và độ chính xác 

Trong suốt quá trình gia công, các bộ định tuyến CNC cung cấp độ chính xác và độ chính xác vượt trội. Bởi vì những máy này được điều khiển bằng máy tính nên chuyển động của chúng chính xác và liên tục, tạo ra các đường cắt và tạo hình cực kỳ chính xác. Các đường chạy dao phức tạp có thể được lập trình để tạo ra các mẫu phức tạp với dung sai chính xác đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất.

Tự động hóa và lặp lại 

Khả năng tự động hóa của bộ định tuyến CNC là một trong những lợi ích chính của nó. Sau khi được lập trình, các bộ định tuyến CNC có thể hoạt động mà không cần sự trợ giúp của con người. Bằng cách tự động hóa quy trình, các sửa đổi thủ công là không cần thiết và khả năng xảy ra lỗi của con người giảm đi. Hơn nữa, các bộ định tuyến CNC có xuất sắc khả năng lặp lại, cho phép cùng một chương trình được thực hiện lặp đi lặp lại để mang lại kết quả tương tự, đảm bảo chất lượng nhất quán trên các phôi gia công khác nhau.

Tính linh hoạt và linh hoạt

Bộ định tuyến CNC nổi tiếng về khả năng thích ứng vì chúng có thể xử lý các vật liệu khác nhau, bao gồm gỗ, nhựa, kim loại, vật liệu tổng hợp, v.v. Bộ định tuyến CNC có thể xử lý các vật liệu và quy trình gia công khác nhau bằng cách chuyển đổi công cụ cắt và thay đổi cài đặt cắt. Do khả năng sản xuất các loại hàng hóa khác nhau và điều chỉnh theo nhu cầu thay đổi của dự án, các nhà sản xuất có thể tăng khả năng và khả năng tiếp cận thị trường của họ.

Hiệu quả và năng suất 

bộ định tuyến CNC đáng kể tăng năng suất và hiệu quả của quá trình sản xuất. Những máy này có thể thực hiện một số nhiệm vụ trong một cấu hình duy nhất và chạy ở tốc độ cao, giúp rút ngắn thời gian sản xuất và tăng năng suất. Bộ định tuyến CNC thúc đẩy việc sử dụng máy và tối ưu hóa quy trình làm việc, tăng sản lượng và giảm thời gian thực hiện. Họ có thể hoạt động liên tục và nhất quán.

Hiệu quả chi phí

Mặc dù đầu tư ban đầu là cần thiết, nhưng bộ định tuyến CNC mang lại hiệu quả chi phí lâu dài. Bộ định tuyến CNC cắt giảm chi phí lao động và loại bỏ chất thải vật liệu bằng cách tự động phay. Cắt chính xác và sử dụng vật liệu hiệu quả tối đa hóa việc sử dụng vật liệu trong khi giảm chi phí vật liệu. Bộ định tuyến CNC cũng làm giảm yêu cầu hoàn thiện thủ công và các quy trình phụ trợ, tiết kiệm thời gian và giảm chi phí sản xuất. Khả năng của các bộ định tuyến CNC để sản xuất hàng hóa chất lượng cao với hiệu quả được cải thiện và ít chất thải hơn cho thấy hiệu quả chi phí tổng thể của chúng.

Các ứng dụng của bộ định tuyến CNC

ngành chế biến gỗ 

Bộ định tuyến CNC đã thay đổi ngành công nghiệp chế biến gỗ bằng cách cho phép cắt, chạm khắc và điêu khắc các sản phẩm gỗ một cách chính xác và chi tiết. Họ tạo ra đồ thủ công chế biến gỗ, đồ nội thất, tủ, các bộ phận trang trí và khuôn đúc. Bộ định tuyến CNC có thể tạo ra chính xác các hoa văn phức tạp, đồ gỗ tinh xảo và các yếu tố trang trí, nâng cao chất lượng và sự hấp dẫn của các mặt hàng gỗ.

Làm dấu và khắc 

Các ngành công nghiệp bảng hiệu và khắc sử dụng đáng kể các bộ định tuyến CNC. Họ có thể cắt và tạo hình chính xác các vật liệu khác nhau, bao gồm kim loại, gỗ và nhựa, để tạo ra các ký hiệu, chữ kích thước, mảng và bản khắc cá nhân hóa. Sự đa dạng của các bộ định tuyến CNC cho phép sản xuất các thiết kế phức tạp, các cạnh chính xác và các đường cong tròn, cho phép sản xuất các dấu hiệu và bản khắc thẩm mỹ và chuyên nghiệp.

sản xuất nội thất 

Bộ định tuyến CNC rất cần thiết trong sản xuất đồ nội thất để tạo ra các mặt hàng đồ nội thất theo yêu cầu một cách chính xác và hiệu quả. Một số vật liệu, bao gồm gỗ, ván ép và MDF, có thể được cắt, tạo hình và chạm khắc để tạo ra các hoa văn phức tạp, điểm nhấn trang trí và đồ mộc đầy thách thức. -Để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của các nhà sản xuất và thiết kế đồ nội thất, các bộ định tuyến CNC cho phép sản xuất đồ nội thất đặt riêng, chất lượng cao với các tính năng tinh tế và độ chính xác không đổi.

Tạo mẫu và sản xuất nhanh 

Các nhà thiết kế và nhà sản xuất có thể nhanh chóng dịch các bản vẽ kỹ thuật số của họ thành các nguyên mẫu vật lý hoặc các đợt sản xuất giới hạn nhờ vào việc sử dụng rộng rãi CNC bộ định tuyến để sản xuất và tạo mẫu nhanh. -Bộ định tuyến CNC Có thể

làm việc với một số vật liệu để tạo nguyên mẫu để thử nghiệm sản phẩm, xác nhận thiết kế và phân tích thị trường. Bộ định tuyến CNC rất cần thiết cho các quy trình sản xuất nhanh vì tốc độ, độ chính xác và khả năng tái sản xuất của chúng. 

Chế tạo kim loại Bộ định tuyến CNC với dụng cụ phù hợp có thể được sử dụng chothủ tục sản xuất kim loại

. Họ có thể khoan, cắt và khắc các kim loại khác nhau, bao gồm nhôm, đồng thau và thép nhẹ. Bộ định tuyến CNC cung cấp khả năng điều khiển chính xác, thiết kế phức tạp và sản xuất nhanh hơn. Chúng được sử dụng trong nghệ thuật hàng không vũ trụ, ô tô và kim loại, nơi mà độ chính xác và khả năng thích ứng là rất cần thiết. 

Vật liệu nhựa và composite

Bộ định tuyến CNC rất hữu ích trong lĩnh vực ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và sản xuất vì chúng rất xuất sắc trong việc cắt nhựa và vật liệu composite. Các vật liệu, bao gồm composite acrylic, PVC, ABS và sợi thủy tinh, có thể được cắt, tạo hình và khắc bằng chúng. Các bộ phận nhựa chính xác, vỏ bọc độc đáo, biển báo và các bộ phận tùy chỉnh được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau có thể được sản xuất bằng bộ định tuyến CNC. 

cắt xốp

Đối với các ứng dụng cắt bọt, bộ định tuyến CNC với các công cụ cắt cụ thể được sử dụng. Vật liệu xốp, bao gồm polystyrene mở rộng (EPS), bọt polyurethane (PU) và tấm xốp, có thể được định hình và tạo đường viền chính xác bởi chúng. Bộ định tuyến CNC được sử dụng trong các lĩnh vực đóng gói, đệm, cách nhiệt và mô hình bọt, nơi cần có các dạng bọt chính xác và phức tạp.

Chạm khắc đá và đá cẩm thạch

Để cắt đá cẩm thạch và đá, các bộ định tuyến CNC với các công cụ có đầu kim cương được sử dụng. Các vật liệu đá như đá granit, đá cẩm thạch và đá vôi có thể được cắt, tạo hình và khắc chính xác. Đối với nhu cầu của các lĩnh vực kiến trúc, xây dựng và sáng tạo, các bộ định tuyến CNC có thể chạm khắc các thiết kế phức tạp, chạm khắc phù điêu và các thành phần trang trí bằng đá.

Người vận hành phải biết quy trình dừng khẩn cấp và vị trí của nút dừng khẩn cấp trên bộ định tuyến CNC. Nhấn nút dừng khẩn cấp sẽ nhanh chóng tắt máy trong trường hợp khẩn cấp hoặc nguy hiểm. Trong trường hợp rủi ro hoặc rủi ro có thể xảy ra, người vận hành phải được đào tạo về quy trình dừng khẩn cấp và sẵn sàng hành động nhanh chóng để dừng máy.

Xu hướng tương lai trong công nghệ bộ định tuyến CNC 

Tăng cường tự động hóa và tích hợp robot

Tương lai của công nghệ bộ định tuyến CNC tập trung vào tích hợp tự động hóa và rô bốt, nâng cao hiệu quả, giảm thời gian chết và cải thiện năng suất trong thay đổi công cụ, xử lý vật liệu và thao tác bộ phận. 

Cải thiện phần mềm và khả năng mô phỏng

Các giải pháp phần mềm nâng cao dành cho lập trình và vận hành bộ định tuyến CNC sẽ nâng cao giao diện người dùng, khả năng lập trình và các tính năng mô phỏng, cho phép trực quan hóa chính xác, giảm lỗi và cải thiện tối ưu hóa đường chạy dao. 

Những tiến bộ trong công nghệ trục chính và cắt

Công nghệ trục chính và cắt sẽ phát triển, nâng cao hiệu suất, tốc độ và tính linh hoạt. Các bộ định tuyến CNC trong tương lai sẽ có các trục chính mạnh mẽ, RPM và mô-men xoắn tăng lên, cho phép vận hành nhanh hơn, chính xác hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn. 

Tích hợp với sản xuất bồi đắp (in 3D)

Việc kết hợp các bộ định tuyến CNC và công nghệ in 3D tạo ra các máy lai có thể thực hiện các quy trình sản xuất trừ và cộng, cho phép các cấu trúc phức tạp và kết hợp các lợi ích trong một thiết bị.

Kết nối IoT (Internet of Things) và phân tích dữ liệu

Công nghệ bộ định tuyến CNC được kỳ vọng sẽ kết hợp Internet of Things

kết nối và phân tích dữ liệu để theo dõi hiệu suất của máy, độ mòn của công cụ và việc sử dụng vật liệu. -Điều này sẽ nâng cao hiệu quả hoạt động trong các hoạt động của bộ định tuyến CNC, tối ưu hóa quy trình sản xuất và dự báo các yêu cầu bảo trì.