Cách làm việc của trục thứ 4 trong CNC

Uncategorized Leave a comment 10,292 Lượt xem

Giới thiệu

Tôi cũng đã có giới thiệu các bài viết cơ bản về gia công 4 trục trên máy CNC ( Cơ bản về 4 trục ,Gia công 4 trục trong ngành điêu khắc)

nhưng có lẽ một số người muốn tìm hiểu kỹ hơn, muốn hiểu rõ hơn về công nghệ này, với hi vọng tự mình chế tạo, thiết lập mà không cần sự trợ giúp nào khác.
[adrotate banner=”2″]

Tôi sẽ nói một chút về cách làm việc của cụm 4 trục và bên trong chúng có những gì.

Để tạo ra trục thứ 4 một cách cơ bản nhất, thì trục đó phải được gắn một cách cố định và sao cho nó có thể quay được, và cần phải có cách điều khiển tốc độ quay, vị trí quay của chúng bằng mã lệnh G-code, và thường khó mà tránh được rung động và độ lệch tâm, một kẻ thù đáng sợ trong CNC (gây sai số), việc gắn các trục này không giống như quy trình người ta gắn trục chính của máy CNC, thường thì nó là dạng trục được đặng giữa các vòng bi, bạn cần phải có một kiến thức nhất định và nên nhờ hỗ trợ để đạt độ chính xác khi lắp đặt.

Dạng ổ bi với con lăn côn trụ thường được dùng nhiều trong cụm 4 trục, bạn cũng thấy nó trong các trục chống đở máy tiện.

Giờ đi sâu một tí vào thiết kế và các kiểu cơ cấu của cụm 4 trục.

Cơ cấu Geneva và cụm phân độ khác.

Dĩ nhiên với cơ cấu Geneva bạn sẽ thấy ít có độ võng. Chúng khá đơn giản, ổn định và đáng tin cậy. Và với cơ cấu này bạn sẽ không dùng được trong phân độ liên tục vì chúng di chuyển theo vị trí xác định. Vì vậy sử dụng trên cụm phân độ và thật sự nó chưa phải là gia công 4 trục.

Bên dưới là cụm phân độ với xy lanh khí, khá gọn gàng.

Dạng bàn xoay dùng bánh cóc

Với những người trong ngành CNC, thì khi nói đến 4 trục thường nghĩ ngay đến bàn xoay. Vì cơ cấu này rẻ, và thường có sẵn ( mua được ngay), và nó cũng được thiết lập sẵn phần đồ gá trên đó,và cũng dễ dàng gắn động cơ bước lên bất kì vị trí nào rồi sử dụng như là một trục thứ 4 của máy.

Nhưng có một vấn đề nhỏ, xuất hiện rung động. Cơ cấu bánh cóc của hầu hết cụm phân độ đều xuất hiện rung động. Bạn cũng có thể hiệu chỉnh được nó, nhưng nó sẽ gây mài mòn và làm giảm tuổi thọ của các vòng bi. Và nếu không có nhiều kinh phí bạn vẫn có thể tận dụng cơ cấu bánh cóc, song rung động lớn sẽ làm giảm tuổi thọ và độ chính xác.
[adrotate banner=”2″]

Sử dụng đai

Bạn có thể sử dụng cơ cấu tương tự như các máy phay sử dụng đai để truyền động.

Khi không sử dụng các vitme bi, chi phí sẽ giảm đi, tốc độ sẽ tăng lên, nhưng cần chú ý đến các động cơ bước hoặc động cơ servo sao cho không lệch vị trí khi di chuyển ( đai bị trượt)

Và nếu sử dụng đai bạn nên dùng động cơ servo với truyền động đơn giản hơn và độ phân giải cao hơn so với động cơ bước ( chuyển động tính theo tỉ lệ vòng quay).

Bạn tham khảo thêm video bên dưới.

Cơ cấu Harmonic

Tiếp theo là cơ cấu dạng harmonic, tôi sẽ không giải thích cụ thể về cơ cầu này, bạn có thể tham khảo thêm trên internet. Đây là cơ cấu có độ rung động thấp, khá phù hợp cho việc phân độ, đặt nó vào động cơ bước hoặc servo và bạn đã có một trục thứ 4 một cách đơn giản.

Có thể tìm mua các cơ cấu này dễ dàng trên alibaba hoặc ebay. Bạn nên chú ý về các tỉ số truyền khi mua loại này.

Cơ cấu cam globoidal

Có khá nhiều cơ cấu lạ giúp hạn chế rung động và thực hiện chức năng phân độ, và tôi muốn giới thiệu một cơ cấu mà Hass đã phát triển được sử dụng cho các máy gia công 4 trục cao tốc. Chúng được gọ là “Globoidal Cam”. Bên dưới là minh họa của bộ này.

Các chốt thực chất là các vòng bi, di chuyển với độ ma sát thấp và cực kỳ chính xác.

Phanh

Chừng đó là đủ về các kiểu di chuyển xoay, chúng ta cũng cần phải biết cách dừng các trục này lại. Và cần một lực đủ để hãm chúng. Các cơ cấu hãm cũng tùy loại, với phân độ bạn có thể dùng chốt để hãm theo các lỗ được đục sẵn, hoặc sử dụng các lẫy.

Còn với các loại phân độ chính xác, người ta đã dùng cơ cấu hãm từ động cơ, còn nếu bạn muốn chế tạo thêm, có thể tham khảo cơ cấu hãm tự làm bên dưới.

Điêu khắc gỗ với Jdpaint

Vẽ mẫu điêu khắc và gia công mẫu

Cắt ghép mẫu phức tạp

Điêu khắc mẫu khó, hoa văn, tranh ảnh

Còn về máy tiện 4 trục.

Trong bài này tôi không để cập đến 4 trục trong máy tiện mà chỉ nói cách để biến máy phay thành máy tiện. Nếu bạn sử dụng máy tiện, thì khá là khó để chuyển đổi công năng. Còn nếu bạn có máy phay thì chuyển đổi dễ dàng hơn, nhiều tính năng hơn, giúp tiết kiệm nhiều thời gian nếu bạn gia công tiện chi tiết của bạn trên máy phay. Một số người còn gắn chi tiết lên trục chính, gắn bộ phận gia công tiện lên bàn máy.

Hoặc bằng cách gắn mũi chống tâm lên bàn máy. Bạn chú ý là tốc độ quay vừa phải để đảm bảo việc phân độ cũng như hoạt động của mũi chống tâm.

Để đề cập chi tiết hơn về máy tiện, tôi sẽ viết một số bài khác.