Công nghệ CNC là gì? Ứng dụng của máy CNC trong sản xuất
Sự ra đời và phát triển của công nghệ CNC đã đánh dấu một bước ngoặc lớn trong ngành công nghiệp sản xuất cơ khí. Hiện nay, các loại máy CNC đã có mặt ở hầu hết các phân xưởng hoạt động trong lĩnh vực cơ khí. Những sản phẩm được chế tác, gia công bằng máy CNC mang lại độ chính xác cao, chất lượng đạt tiêu chuẩn. Không những vậy, công nghệ này còn góp phần tiết kiệm chi phí và gia tăng năng suất gia công vượt trội. Vậy CNC là gì? Cách thức hoạt động ra sao? Cùng tìm hiểu chi tiết về công nghệ gia công trên máy CNC trong bài viết sau.
Công nghệ CNC là gì?
CNC là cụm từ viết tắt của Computerized Numerical Control, có ý nghĩa là điều khiển số thông qua sự hỗ trợ của máy tính. Theo đó, công nghệ CNC được hiểu là việc ứng dụng máy tính và các phần mềm máy tính vào việc điều khiển máy móc cơ khí. Điều này giúp gia tăng độ chính xác cao và rút ngắn thời gian chế tác, gia công sản phẩm.
Cụ thể, công nghệ cắt CNC là việc sử dụng phần mềm máy tính để điều khiển hoạt động của máy cắt cơ khí trong công đoạn gia công, tạo hình các chi tiết máy cũng như các bộ phận máy móc, thiết bị. Trước đây, các loại máy móc hoạt động theo cơ chế bánh xe và đòn bẩy, hỗ trợ con người hoàn thành những công việc đơn giản nhưng độ chính xác không cao.
Công nghệ CNC hoạt động thông qua phần mềm được lập trình trên máy tính.
Sự ra đời của các loại máy cắt CNC đã khắc phục hoàn toàn những nhược điểm từ các máy cơ. Công nghệ CNC hoạt động thông qua sự điều khiến của các phần mềm máy tính, có thể thực hiện được nhiều công việc phức tạp hơn và mang lại độ chính xác cao.
Cấu tạo chung của máy cắt CNC
Máy cắt CNC được cấu thành bởi bộ phận điều khiển ở bên ngoài cùng các chi tiết máy phía bên trong. Cụ thể:
Bộ phận điều khiển bao gồm các bộ phận:
Động cơ cho từng trục
Bàn máy
Đầu dao
Dao cụ
Hệ thống làm mát
Hệ thống thủy lực (chỉ có trên những đời máy cũ)
Cấu tạo chung của các loại máy cắt CNC. Nguồn: Cammech Training
Bộ phận cấu tạo nên các chi tiết máy gồm có:
Khung máy, hệ thống che chắn, bảo vệ cho toàn bộ máy CNC.
Đầu gắn dao cùng các loại dao gắn trên máy.
Gá kẹp phôi.
Hệ thống mâm dao, hệ thống thay dao tự động.
Hệ thống bàn máy, mâm cặp, gá đặt.
Hệ thống làm mát máy bằng nước hoặc khí.
Hệ thống điều khiển, kết nối tới máy tính.
Các loại máy sử dụng công nghệ CNC
Đi cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều loại máy móc ứng dụng công nghệ CNC ra đời. Điều này đã giúp ích rất nhiều cho quy trình chế tạo cơ khí, đơn giản hóa công đoạn chế tác, tiết kiệm thời gian, an toàn và mang lại độ chính xác cao. Dưới đây là một số loại máy CNC phổ biến được ứng dụng phổ biến hiện nay.
Máy tiện CNC
Được cấu thành từ 2 bộ phận chính, một bộ phận cố định phôi (có thể quay) cùng với một bộ phận lắp dụng cụ cắt. Theo đó, máy tiện CNC có thể di chuyển để tạo ra các đường cắt ở vị trí khác nhau, tạo hình dạng sản phẩm theo mong muốn.
Máy tiện CNC
Máy phay CNC
Thiết bị này sử dụng dao cắt quay tròn để loại bỏ vật liệu khỏi phôi, bao gồm 2 loại nằm dọc và nằm ngang để phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau. Trong đó, dao cắt được điều khiển thông qua phần mềm máy tính, có thể di chuyển theo nhiều hướng khác nhau để cắt gọt sản phẩm theo mong muốn tùy vào điều khiển của người dùng.
Máy mài CNC
Đúng như tên gọi, thiết bị này được sử dụng để mài dao và các bộ phận dao cắt của máy móc cơ khí công nghiệp. Các loại máy mài CNC có thể sử dụng với các loại vật liệu sở hữu độ cứng cao hay vật liệu dễ vỡ với khả năng xử lý nhanh chóng và độ chính xác cao.
Máy khoan CNC
Thiết bị máy khoan CNC được chế tác và gia công với đa dạng kích thước khác nhau, phù hợp với kích thước sản phẩm cần khoan. Thiết bị này có thể khoan được nhiều loại vật liệu khác nhau, khoan nhiều vị trí cùng lúc nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác và thời gian hoàn thành nhanh chóng.
Máy cắt CNC
Máy cắt CNC được điều khiển thông qua chương trình máy tính nên được đánh giá cao về độ chính xác. Những nhát cắt được thực hiện gọn gàng, đúng vị trí và tốc độ cắt nhanh chóng.
Máy cắt CNC
Nguyên lý hoạt động của máy cắt CNC là gì?
Máy cắt CNC hoạt động thông qua sự điều khiển của chương trình máy tính đã được thiết lập sẵn. Khi máy cắt vận hành, chương trình này sẽ tiến hành xử lý dữ liệu và điều khiển bộ phận dao cắt di chuyển đến các vị trí khác nhau để thực hiện công việc cắt gọt phôi cơ khí đúng theo chương trình đã thiết lập sẵn trước đó.
Máy cắt CNC hoạt động theo nguyên lý như thế nào?
Mặc dù máy cắt CNC được phân thành nhiều loại khác nhau nhưng chúng đều có chung một nguyên lý hoạt động cơ bản như sau:
Mũi cắt (dao) được gắn vào trục chính của máy cắt. Theo đó, mỗi máy có thể có một hoặc nhiều trục chính và nó có tác dụng di chuyển dao cắt đến các vị trí khác nhau thông qua sự điều khiển của máy tính.
Vật cần cắt (phôi) được đặt và giữ cố định trên giá đỡ. Giá đỡ này có thể đặt cố định hoặc xoay quanh trục để hướng lưỡi cắt đến những vị trí cần cắt khác nhau.
Ưu - nhược điểm của công nghệ CNC là gì?
Có thể khẳng định, sự ra đời của công nghệ CNC nói chung và các loại máy cắt CNC nói riêng đã tạo nên một bước tiến vượt bậc cho ngành cơ khí cùng các ngành công nghiệp chế tạo khác. Tuy nhiên, dù là công nghệ nào thì cũng tồn tại một số mặt hạn chế bên cạnh những giá trị mà nó mang lại. Dưới đây là một vài đánh giá khách quan về ưu nhược điểm của công nghệ CNC hiện nay.
Ưu điểm của công nghệ CNC
Công nghệ CNC sở hữu một số ưu điểm vượt trội như sau:
Độ chính xác cao: Các loại máy cắt CNC có thể thực hiện được nhiều thao tác phức tạp như cắt, mài, gọt,... và cho độ chính xác gần như tuyệt đối.
Tốc độ cao: Công đoạn gia công các vật liệu cứng hay dễ vỡ vô cùng khó khăn, kể cả khi thực hiện thủ công bằng tay. Với công nghệ CNC được ứng dụng trong các loại máy cắt, công việc này đã trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn rất nhiều.
Tính linh hoạt cao: Chỉ cần vài thao tác cài đặt chương trình điều khiển là máy CNC có thể hoạt động theo đúng quy trình. Trường hợp muốn thay đổi thao tác, người dùng chỉ cần thay đổi chương trình cài đặt.
Thời gian gia công ngắn: Ứng dụng của công nghệ CNC giúp cho quá trình gia công được xử lý nhanh chóng hơn, tiết kiệm nhiều thời gian cũng như công sức.
Đánh giá ưu - nhược điểm của việc ứng dụng công nghệ CNC.
Nhược điểm của công nghệ CNC
Như đã nói, bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì công nghệ CNC cũng tồn tại một vài nhược điểm nhất định như sau:
Giá thành các loại máy CNC cao: Được trang bị công nghệ hiện đại nên các loại máy CNC sở hữu mức giá bán khá cao. Điều này đòi hỏi chi phí đầu vào lớn, khó áp dụng cho các xưởng sản xuất, xưởng gia công có quy mô nhỏ hay quy mô gia đình.
Chi phí sửa chữa cao: Dù rất ít khi hỏng hóc nhưng một khi gặp vấn đề trong việc vận hành máy thì chi phí sửa chữa, bảo trì các thiết bị, máy móc CNC khá cao. Điều này cũng ảnh hưởng không nhỏ đến sự tổn thất của doanh nghiệp.
Đòi hỏi yêu cầu cao về trình độ người điều khiển, vận hành máy: Các loại máy CNC đều hoạt động dựa trên chương trình máy tính, thao tác khá phức tạp nên đòi hỏi người điều khiển phải được đào tạo bài bản với trình độ chuyên môn cao, tính chuyên nghiệp khi thực hiện. Tuy nhiên, thực tế tại thị trường Việt Nam, số lượng nhân công trình độ cao còn khá hạn chế.
Ứng dụng của công nghệ CNC
Công nghệ CNC ra đời và được ứng dụng vào các loại máy CNC, mang đến nhiều lợi ích cho con người. Hiện nay, các loại máy CNC được ứng dụng nhiều trong các ngành sản xuất công nghiệp, liên quan đến các vật liệu kim loại như gia công, chế tạo, lắp đặt máy móc, thiết bị,... Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ CNC phổ biến có thể kể đến như:
Y tế: dụng cụ phẫu thuật, chỉnh hình, nha khoa,…
Hàng không vũ trụ: tuabin máy bay, khung máy, vỏ máy,…
Chế tạo các bộ phận ô tô: lưới tản nhiệt, mâm xe, cửa, tay nắm,…
…
Ứng dụng công nghệ CNC trong gia công sản xuất.
Loại vật liệu có thể dùng trong gia công CNC
Gia công cơ khí CNC là một quy trình sản xuất đa năng với độ chính xác cao. Các vật liệu được sử dụng để gia công cơ khí trên máy CNC cũng ngày càng trở nên phổ biến nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất tổng thể. Một số vật liệu được sử dụng phổ biến trong gia công CNC như:
Nhôm
Inox (thép không gỉ)
Thép
Titan
Đồng thau
Đồng
Magie
