Nói một cách dễ hiểu máy cnc là công nghệ điều khiển các công cụ máy móc gia công bằng hệ thống điều khiển tự động.
Trong quá trình sản xuất, máy tính điều khiển số (gọi là CNC hay NC ) là quá trình điều khiển tự động các công cụ gia công (khoan, phay, dao tiện) bằng máy tính, trong đó máy CNC cắt gọt trên vật liệu (kim loại, nhựa, gỗ, gốm hoặc composite) để biến nó thành sản phẩm có thông số kỹ thuật chính xác.
CNC ngày nay được ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam như ngành gia công cơ khí như: cắt cnc bản mã, cắt cnc hoa văn, khắc cnc, cnc gỗ, cnc đá với những hình dạng phức tạp.
Trong đó, các máy cắt kim loại truyền thống chỉ giải quyết được các đường cắt có hình thù nhất định.
Máy CNC có thể hoạt động tốt cả trong không gian 3 chiều và dễ dàng thực hiện bởi phần mềm được thiết kế chuyên dụng.
Các loại máy CNC trên thị trường
Máy tiện CNC
Máy tiện CNC được sử dụng rất phổ biến trong quá trình gia công tạo hình các chi tiết tròn xoay, hầu như các xưởng cơ khí hiện nay đều được trang bị máy này nhằm giảm thiểu chi phí nhân công, tăng cường độ chính xác của sản phẩm trong sản xuất hàng loạt.
Tuy nhiên trước khi mua chúng ta nên tìm hiểu qua về cấu tạo cũng như các lưu ý khi lựa chọn và sử dụng máy tiện CNC.
Máy tiện CNC thường có các loại là tiện 2 trục, hoặc tiện 4 trục, tiện 4 trục là loại máy vừa tiện vừa phay, gia công được nhiều hình dạng chi tiết phức tạp.
Máy tiện thường được ứng dụng rộng rãi trong ngành gỗ tại Việt Nam.
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 mài CNC
Một máy mài thông dụng như máy mài dao được sử dụng để mài dao phay và các bit dao, với các dao cụ cắt khác.
Nó là một máy cực kỳ linh hoạt được sử dụng để thực hiện một loạt các hoạt động mài: bề mặt, hình trụ hoặc hình dạng phức tạp.
Các máy điều tự động (CNC) đang ngày càng trở nên phổ biến do sự phức tạp liên quan đến quá trình.
Mức độ tự động hóa cao, cũng như, đo lường và bù dao cụ trong máy tự động, cho phép kéo dài thời gian sản xuất tự động.
Máy khắc CNC
Máy khắc CNC nhập khẩu về Việt Nam có nhiều tên gọi như máy điêu khắc CNC, máy đục CNC, máy chạm khắc CNC hay 1 cái tên khác nữa là máy đục khắc gỗ vi tính tùy theo từng vùng miền khác nhau.
Máy cắt CNC
Máy cắt cnc là loại máy sử dụng công nghệ cnc kết hợp với một số phương pháp khác để thực hiện cắt vật liệu với các hình dạng được lập trình trước.
Máy cắt cnc được ứng dụng rổng rãi trong các ngành gia công kim khí tại Việt Nam.
Hiện nay có nhiều loại máy cắt cnc dựa theo cấu tạo của nó để người ta phân loại.
Cấu tạo của máy CNC
Công nghệ cnc được ứng dụng rộng rãi với đa dạng về mẫu mã và loại máy chính vì vậy mà mỗi loại máy sẽ có một cấu tạo khác nhau. Nhưng nhìn chung tất cỏ các loại máy cnc đều có cấu tạo như sau:
Động cơ
Động cơ chắc chắn là một linh kiện không thể thiếu đối với máy cnc. Nó truyền động giúp máy thực hiện được các hoạt động như chuyển động lên xuống, chuyển động tịnh tiến.
Đối với một máy cnc thông thường người ta thường sử dụng hai loại động cơ chính là động cơ servo ( Servo Motor) và động cơ bước (Step Motor).
Động cơ bước
Động cơ bước hay còn gọi là Step Motor là một loại động cơ chạy bằng điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của roto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết.
Động cơ Servo
Động cơ servo là một bộ phận truyền động của hệ thống điều khiển chuyển động của các thiết bị máy móc. Nó còn được biết đến với công nghệ Driver Servo tương tự với driver máy tính. Đây cũng là một thiết bị không thể thiếu và quyết định đến chất lượng của một chiếc máy cnc.
Bộ điều khiển
Khi một máy cnc được sản xuất thì bộ điều khiển chính là trung tâm đầu não của nó. Khả năng tự động “CNC” có hoạt động trơn tru hay không là thông qua bộ điều khiển của máy.
Bộ điều khiển có tác dụng tiếp nhận thông tin từ con người. Nói một cách đơn giản thì nó nhận lệnh từ con người và chuyển các lệnh đó đến các bộ phận khác và bắt chúng hoạt động theo lệnh được lập trình sẵn trước đó.
Điều khiển CNC có nhiệm vụ giải mã chương trình NC và xử lý tiếp các thông tin liên quan tới công nghệ và hình dạng hình học. Với sự hỗ trợ của hệ điều khiển CNC, các bộ phận tương ứng của máy công cụ CNC được điều khiển và điều chỉnh để gia công được các chi tiết theo yêu cầu
Thanh răng – thanh trượt
Đa phần thì một thanh răng thanh trượt đều xuất hiện trên máy cnc. Vì Thanh trượt (Linear motion) là linh kiện cnc dùng để dẫn hướng, dựa trên nguyên lý chuyển động tịnh tiến giữa con trượt và ray trượt.
Nó hoạt động gần như chính xác và có khả năng chịu tải cực tốt. Chính vì vậy mà máy có khả năng di chuyển theo hướng được chính xác.
Ngoài ra, máy cnc còn nhiều nhưng linh kiện khác mà tùy vào từng ngành nghề, từng công dụng mà nó sẽ có một linh kiện khác nhau. Ví dụ như máy phay cnc sẽ có dao phay, máy cắt cnc plasma sẽ có nguồn cắt plasma hay máy cắt cắt cnc laser sẽ có nguồn laser co2 hoặc laser fiber.
Nguyên lý hoạt động của máy CNC
Để hiểu được hết nguyên lý hoạt động của máy cnc là việc khá khó khăn đối với người mới tim hiểu. Tuy nhiên nếu mô tả một cách đơn giản thì nó sẽ di chuyển trên 3 trục X-Y-Z theo trục tọa độ.
Khi máy cnc được khởi động và thực hiện lệnh cắt, trục Z (đầu cắt) sẽ di chuyển lên xuống khoảng cách được cài đặt trước. Đầu cắt sẽ nhận nguồn năng lượng từ bộ nguồn để xuyên thủng vật liệu.
Trong khi đó bàn máy giữ sản phẩm và máy sẽ di chuyển trên các thay ray theo trục X và Y để tạo ra đường cắt đứt trên vật liệu.
Ưu điểm và nhược điểm của máy CNC
Ưu điểm
Nói đến CNC thì chắc chắn sẽ có nhiều ưu điểm hơn so với làm thủ công như trước đây. Công nghệ CNC ra đời giúp tự động hóa công việc thông qua các nội dung chương trình được lâp trình sẵn.
– Đối việc gia công đơn giản thì tay nghề của thợ gia công là nột yếu tố quan trong nhất. Nhưng đối với máy cnc thì kết quả công việc không phụ thuộc vào tay nghề người vận hành. Người vận hành chỉ đóng vai trò giám sát điều chỉnh máy các hoạt động của máy cnc.
– Máy cnc giúp gia tăng năng suất làm việc gấp nhiều lần với làm bằng thủ công.
– Nhờ vào sự hổ trợ của máy tính nên việc chỉnh sửa thông số vô cùng dễ dàng.
– Ứng dụng hệ thống truyền động hiện đại nên tốc độ di chuyên được nâng cao rõ rệt.
– Độ chính xác gần như là tuyệt đối, sai số cơ khí vô cùng nhỏ.
– Có khả năng làm việc với nhiều vật liệu khác nhau giúp đa dang được sản phẩm.
– Gia công được các chi tiết nhỏ với độ chính xác cao.
Nhược điểm
– Giá thành đầu tư cao.
– Mất phí sửa chữa khi hết bảo hành.
– Người vận hành phải có kiến thức cơ bản máy tính.
Ứng dụng của máy CNC là gì?
– Máy cắt CNC có ứng dụng gia công trong ngành công nghiệp cơ khí, cơ khí chế tạo. Với khả năng gia công trên đa vật liệu như gỗ, đá, kim loại ( cắt sắt,inox…).
– Ứng dụng trong ngành sản xuất đồ gia dụng: Với kĩ thuật chính xác từ phần mềm lập trình cnc, bề mặt các sản phẩm gia dụng đều được cắt gọt một cách chính xác và tỷ mỉ có độ bóng cao, đạt chuẩn. Nên nó được ứng dụng trong việc tạo khuôn cho các mặt hàng điện máy, điện lạnh, đồ gia dụng…
– Ứng dụng trong ngành công nghiệp đóng tàu. Với khả năng cắt được những vật liệu dày các dòng máy cắt plasma rất thích hợp để gia công bản mã phục vụ cho ngành công nghiệp đóng tàu tại Việt Nam. Ngoài ra máy cắt plasma còn có thể gia công hoa văn trang trí như lan can, cửa cổng, vách ngăn…
– Bên cạnh đó máy cắt laser có độ chính xác cao phù hợp cho việc gia công các chi tiết, phụ tùng đòi hỏi độ chính xác cao.
