Home / Uncategorized / Lịch sử phát triển CNC

Lịch sử phát triển CNC

Thiết kế hiện đại và nguyên liệu thô
Các thành phần cơ khí của máy phải đủ cứng và vững để hỗ trợ nhanh chóng các chi tiết chuyển động. Trục chính thường là chi tiết vững nhất và được hỗ trợ bởi các ổ trục lớn. Dù trục chính có giữ sản phẩm hay dao cụ, đặc tính kẹp tự động cho phép trục chính kẹp và nhả trong khi chương trình đang chạy.
Gắn bên sườn máy là một máng chứa nhiều dao cụ khác nhau. Một cánh tay vận chuyển (transfer arm), đôi khi có tên gọi là tool bar có nhiệm vụ tháo dao cụ ra khỏi máy, đặt nó vào trong máng, lựa chọn một dao cụ khác từ máng và đưa nó trở lại máy thông qua những chỉ dẫn trong chương trình. Thời gian chu kì điển hình để thực hiện thủ tục này là 2 – 8 giây. Một số máy có thể chứa tới 400 dao cụ trong những “tổ” lớn, mỗi tổ tự động tải theo trình tự khi chương trình đang chạy.
Máng dao
Bệ hay bàn làm việc của máy được đỡ trên các mặt (way) bằng thép tôi.
Gang hay Meehanite được sử dụng làm vật liệu cho các máy gia công kim loại. Ngày nay, hầu hết các máy đều tận dụng các mối thép hàn cuộn nóng và rèn.
Một số máy được thiết kế như các khoang (cell), có nghĩa là chúng có một nhóm các chi tiết chuyên biệt được thiết kế đế sản xuất. Các máy này có các máng dao cụ lớn để có thể chứa đủ dao cụ nhằm thực hiện tất cả các hoạt động khác nhau trên mỗi chi tiết khác nhau, các bàn làm việc lớn hay khả năng thay đổi bàn làm việc và các đồ dự trữ đặc biệt trong bộ điều khiển cho đầu vào dữ liệu từ các máy CNC khác. Điều này cho phép lắp ráp máy CNC cùng với các loại máy có trang bị tương tự thành một khoang gia công linh hoạt (Flexible Machining Cell), khoang này có thể sản xuất đồng thời hơn một chi tiết. Mỗi nhóm khoang, có chứa tới 20 hay 30 máy và có tên gọi là Hệ thống gia công linh hoạt. Những hệ thống này có thể sản xuất hàng trăm chi tiết khác nhau ở cùng thời điểm mà không cần con người can thiệp nhiều. Một số hệ thống được thiết kế để hoạt động cả ngày lẫn đêm mà không cần giám sát.
Quy trình sản xuất :
Cho đến gần đây, hầu hết các trung tâm gia công được chế tạo theo các thông số kỹ thuật của khách hàng. Giờ đây, thiết kế công cụ chuẩn hóa cho phép chế tạo các máy để lưu kho và bán sau này vì những thiết kế mới có thể thực hiện tất cả những hoạt động cần thiết của hầu hết người sử dụng. Chi phí của một máy CNC mới dao động trong khoảng 50.000 USD (trung tâm đứng) cho đến 5 triệu USD (hệ thống gia công linh hoạt). Quá trình sản xuất được tiến hành như sau:
Hàn bệ
Bệ máy hoặc là khuôn đúc hoặc là được hàn cùng nhau. Sau đó nó được nhiệt luyện để loại bỏ ứng suất hàn và để “bình thường hóa” kim loại cho quá trình gia công. Bệ được gắn cố định vào một trung tâm gia công.
Bắt vít me bi
Cơ chế di chuyển bệ hay trục quay được gọi là vít me bi (ballscrew). Cơ chế này làm thay đổi chuyển động quay của động cơ truyền động thành chuyển động tuyến tính và bao gồm một trục vít (screw shaft) và ổ trục đỡ. Khi trục quay, một ổ trục gắn lần theo các đường rãnh hình xoắn ốc trong trục và sản sinh ra một chuyển động tuyến tính chính xác làm quay bàn làm việc ở dưới trục chính hay giá đỡ trục chính. Những vít me bi này được bắt vào bệ máy với ổ trục gắn ghép vào bàn làm việc hay giá đỡ trục chính.
Lắp trục chính
Trục chính được gia công và gắn vào động cơ truyền động, rồi sau đó được bắt bùloong vào giá đỡ trục chính di động. Đối với hầu hết các trung tâm gia công, mỗi trục chuyển động đều có vít me bi riêng biệt.
Bộ điều khiển
Máy tính, hay bộ điều khiển là một bộ phận lắp ráp điện tử tách biệt hẳn với phần còn lại của máy. Nó có một hộp điều hòa khí hậu gắn bên sườn khung máy hay trong bàn điều khiển của vận hành viên. Nó chứa đựng tất cả bộ nhớ hoạt động, bảng máy tính, cấp nguồn, và mạch điện tử khác để làm cho máy hoạt động. Hệ thống dây được phân loại kết nối bộ điều khiển tới động cơ máy và các khe trượt vị trí. Các khe trượt này liên tiếp gửi thông tin về vị trí trục tới bộ điều khiển, do đó vị trí chính xác của bàn làm việc trong mối quan hệ với trục chính luôn được biết đến. Mặt trước của bộ điều khiển có một màn hình video hiển thị thông tin chương trình, vị trí, tốc độ và vật liệu cung cấp cho máy cùng nhiều dữ liệu khác cần thiết cho vận hành viên để giám sát chỉ tiêu của máy. Cũng trên panel trước là các phím nhập dữ liệu vào, các cổng kết nối dữ liệu và các công tắc khởi động-dừng.
Máy sau khi lắp ráp được chạy thử để kiểm tra độ chính xác. Mỗi máy có những điểm khác biệt về vật lý và những điểm khác biệt này có thể được chỉnh sửa toán học trong hệ điều hành của máy tính. Những giá trị chỉnh sửa này được lưu trữ trong một bộ nhớ riêng biệt và máy sẽ liên tục kiểm tra những giá trị này. Khi trung tâm gia công trở nên “mòn” do sử dụng nhiều, những thông số này có thể được hiệu chuẩn lại để đảm bảo độ chính xác. Sau khi kiểm tra, chiếc máy hoàn tất sẽ được sơn và chuẩn bị để xuất xưởng.
Điều khiển chất lượng
Chất lượng trong một trung tâm gia công phải được thiết lập ngay từ khâu thiết kế tới khâu giao hàng và lắp đặt. Chỉ dẫn tỉ mỉ cho vận hành viên cũng quan trọng nhằm ngăn chặn hư hỏng, sự xung đột ngoài ý muốn giữa công việc với dao cụ vì những hư hỏng có thể làm hỏng dao cụ hay hỏng máy. Nhiều bộ điều khiển có những chương trình phụ để hiểu được sự cố đang đe dọa và đưa máy vào chế độ dừng khẩn cấp. Tất cả các máy CNC đều được vận chuyển đặc biệt nhằm tránh va đập và được các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm thiết lập cẩn thận tại nhà máy. Những hệ số chỉnh sửa ban đầu được ghi lại để tham khảo sau này. Sách hướng dẫn về lập trình, vận hành và bảo dưỡng cũng được cung cấp.
Tương lai
Các loại máy CNC sẽ có một tương lai bùng nổ mạnh mẽ. Một ý tưởng đang được phát triển là một chiếc máy có trục chính được treo lên bởi sáu thanh giằng vít me bi lồng vào nhau. Chuyển động của trục chính được điều khiển bởi một máy tính phức tạp có khả năng thực hiện hàng triệu phép tính để đảm bảo đường mức chi tiết chính xác. Phải mất vài triệu đô la để phát triển và sử dụng toán học độc quyền cấp độ cao, chiếc máy này hứa hẹn khả năng thực hiện những hoạt động chưa từng nghe thấy trong gia công kim loại. Sự tiến bộ trong máy tính và trí thông minh nhân tạo sẽ làm cho những chiếc máy CNC tương lai nhanh hơn và dễ vận hành hơn. Tất nhiên, giá của những chiếc máy như vậy chắc chắn sẽ không rẻ và có thể vượt quá tầm với của nhiều công ty. Tuy nhiên, nó sẽ đưa giá của những máy CNC cơ bản thực hiện những chuyển động 3 trục ban đầu xuống một mức độ nhất định.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *