Máy CNC hoạt động và hoạt động như thế nào
Mức độ phát triển hiện tại của tiến bộ công nghệ, kết hợp với mức tiêu thụ cao và nhu cầu tương ứng, đặt ra các tiêu chuẩn mới và mới cho các ngành công nghiệp khác nhau về số lượng và chất lượng sản phẩm của họ. Khối lượng cần thiết ngày nay không còn có thể được cung cấp mà không cần dùng đến tự động hóa hoàn toàn.
Kết quả là, một trong những đổi mới lớn của thập kỷ trước là việc áp dụng rộng rãi các máy cắt kim loại với CNC - máy cắt kim loại điều khiển số.
Nhiệm vụ nâng cao hiệu quả chế tạo máy có thể được giải quyết trên cơ sở cơ giới hóa hoàn toàn và tự động hóa các quy trình sản xuất, cải thiện cấu trúc của khu thiết bị gia công kim loại, bằng cách giới thiệu các máy được lập trình, rô bốt công nghiệp, dây chuyền và tổ hợp tự động, tức là. khả năng thay đổi thiết bị nhanh chóng khi chuyển sang các loại sản phẩm khác nhau.
Người máy công nghiệp (máy thao tác tự động với điều khiển được lập trình) là một máy tự động (cố định hoặc di động) bao gồm một thiết bị điều khiển ở dạng một tay máy với nhiều mức độ di động và một thiết bị có thể lập trình lại để điều khiển chương trình để thực hiện các chức năng điều khiển và động cơ trong quy trình sản xuất.
Tìm hiểu thêm về robot:
Các loại Robot công nghiệp trong sản xuất hiện đại
Việc tự động hóa việc quản lý bất kỳ đối tượng nào bao gồm việc điều chỉnh chuyển động của đối tượng này theo các yêu cầu nhất định, đảm bảo hiệu suất tốt nhất theo mục đích của nó. Việc tổ chức chuyển động của vật thể này được thực hiện bằng các thiết bị điều khiển tự động - máy điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển theo chương trình.
Điều khiển được lập trình bao gồm thực tế là các phương thức chuyển động cần thiết của từng đối tượng được điều khiển được tính toán trước và ghi lại trong các thiết bị lưu trữ thông tin tương ứng - cơ quan bộ nhớ. Quá trình điều khiển được giảm xuống để tái tạo các chuyển động của đối tượng được ghi lại bởi chương trình này.
điều khiển chương trình - điều khiển bởi các hệ thống cung cấp khả năng chuyển đổi nhanh chóng sang bất kỳ chương trình làm việc nào bằng cách nhập hoặc viết mã có điều kiện trên bộ mang chương trình mà nó được nhập vào thiết bị điều khiển.
Điều khiển số của máy - kiểm soát quá trình xử lý của bộ phận máy theo chương trình điều khiển (NC), trong đó dữ liệu được chỉ định ở dạng kỹ thuật số.
Hệ thống điều khiển kỹ thuật số (CNC) được xây dựng trên cơ sở phần cứng và phần mềm, tập trung vào việc sử dụng bộ vi xử lý và máy vi tính hiện đại với thiết bị ngoại vi, sử dụng ổ điện tự động tốc độ cao cung cấp khả năng tái tạo quỹ đạo chuyển động của phần mềm, cũng như thiết kế máy tính, chuẩn bị và gỡ lỗi hệ thống và phần mềm ứng dụng.
Hình ảnh bên ngoài của mô hình WinPCNC của Đơn vị CNC
Vì vậy, CNC (điều khiển số) thực sự là một hệ thống máy tính để điều khiển các cơ chế của máy công cụ, sử dụng các lệnh máy nhất định để thực hiện các tác vụ nhất định. Công nghệ này đã cho phép nhiều doanh nghiệp tăng đáng kể năng lực sản xuất, đồng thời giảm giá thành sản phẩm.
Lập trình thứ tự và chế độ hoạt động của máy CNC được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ chức năng và thuật toán đặc biệt dễ hiểu đối với hệ thống điều khiển kỹ thuật số. Số lượng và chất lượng của các lệnh được cung cấp cho hệ thống điều khiển, cũng như các đặc điểm lập trình của từng máy, phụ thuộc cả vào tính chuyên nghiệp của người vận hành và khả năng của một máy cụ thể, ban đầu có thể bị giới hạn bởi thiết kế của nó.
Ví dụ, nhiều bộ định tuyến cho phép lập trình chuyển động của công cụ làm việc, nhưng đồng thời hoàn toàn không cho phép chuyển động của bàn làm việc. Các máy khác cho phép thực hiện nhiều hành động có thể lập trình hơn, vì vậy người vận hành có nhiều phòng điều khiển hơn. Đôi khi, tất cả những gì người vận hành yêu cầu là thay đổi phôi kịp thời và theo dõi độ mòn của dụng cụ làm việc, và phần còn lại sẽ được chương trình xử lý.
Thiết bị của máy CNC
Thiết kế của máy CNC bao gồm một số khối, mỗi khối, là một phần của tổng thể, có mục đích chức năng riêng. Có thể có các đơn vị bổ sung giới thiệu các đặc điểm riêng lẻ vào hệ thống đơn vị. Giả sử một máy tiện CNC có các bộ phận cơ bản sau: đế, bệ, tựa đầu, chất lỏng đuôi, đầu cắt, truyền động bánh răng, cảm biến ren, bảng điều khiển.
Đế là một bộ phận hình chữ nhật đúc trên đó giường được gắn và cung cấp cho máy độ bền và khả năng chống rung. Giường là bộ phận chính của máy tiện, nơi kết hợp tất cả các bộ phận và cơ chế của nó. Nó bao gồm một cặp tường được kết nối chặt chẽ bởi các phần tử ngang.
Có hướng dẫn trên giường, ngoài ra, hộp số và phần phía sau được cố định ở đây. Đuôi và giá đỡ với tạp dề có thể di chuyển dọc theo các hướng dẫn, tùy thuộc vào loại công cụ làm việc. Có một ổ trục ở đầu trục chính, nhờ thiết kế này, phôi được cố định và xoay.
Đầu cắt tự động liên quan đến việc cài đặt tuần tự các dụng cụ cắt ở vị trí làm việc. Các bánh răng truyền động của chuyển động chính, truyền động ngang và dọc.
Các động cơ điện chuyển chuyển động quay của rôto, nhờ các vít hình cầu, được chuyển thành chuyển động tuyến tính của các khối. Đuôi giữ tâm phôi được gia công. Cảm biến vòi được đặt trên khay. Bảng điều khiển được thiết kế để thuận tiện cho người vận hành và giám sát quy trình. Có thể có một số bảng điều khiển.
Việc lập trình truyền động trục chính cố định sẽ giúp bật, tắt và chuyển đổi các công tắc tơ thích hợp.Để làm điều này, chỉ cần ghi tín hiệu của lệnh «bật» và «tắt» là đủ.
Việc kiểm soát tốc độ của các trục chính thường được yêu cầu nhất để đảm bảo rằng kim loại được xử lý ở tốc độ cắt tối ưu. Trong trường hợp này, cần điều chỉnh tốc độ góc sao cho tốc độ ngoại vi mà quá trình cắt được thực hiện có giá trị tối ưu không đổi.
Lập trình điều khiển máy cấp liệu là một nhiệm vụ quan trọng và phức tạp hơn nhiều, vì nó đảm bảo thực hiện chức năng chính của máy — tạo hình sản phẩm.
Hệ tọa độ chuẩn của máy công cụ CNC
Sơ đồ chức năng điều khiển máy CNC
Sơ đồ triển khai thuật toán CNC lớp NC (SNC)
Kiến trúc hệ thống PCNC-1 của Alan Bradley với CNC
Ưu điểm của máy CNC
Ưu điểm chính và rõ ràng của máy CNC so với máy thông thường là mức độ tự động hóa sản xuất cao nhất, giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người vào quá trình sản xuất các bộ phận.
Theo định nghĩa, máy CNC có khả năng hoạt động độc lập và gần như liên tục, không biết mệt mỏi suốt ngày đêm và chất lượng sản phẩm sẽ không giảm vì điều này, nếu công việc được thực hiện bởi một người, anh ta sẽ mệt mỏi, nó sẽ là cần thiết để thay đổi máy tiện, các yếu tố phổ biến của con người, lỗi, v.v. Điều này không có ở đây. Người vận hành chỉ chuẩn bị máy cho công việc, đặt và tháo các bộ phận, điều chỉnh dụng cụ. Một người có thể vận hành nhiều máy theo cách này.
Ngoài ra, cần lưu ý đến tính linh hoạt cao nhất của máy CNC. Để sản xuất các bộ phận khác nhau, người vận hành chỉ cần thay đổi chương trình làm việc của máy.Ngoài ra, chương trình luôn sẵn sàng chạy không giới hạn số lần, trong khi chương trình không phải chỉnh sửa mỗi lần.
Độ chính xác và độ lặp lại cao không còn phụ thuộc vào việc đào tạo người vận hành mà phụ thuộc vào chất lượng của chương trình được sử dụng. Đây là một điểm cộng rất lớn so với các máy cắt kim loại thông thường, cho phép sản xuất hàng nghìn chi tiết giống hệt nhau về hình thức và chất lượng mà không làm giảm chất lượng này.
Một số bộ phận không thể được chế tạo bằng tay trên máy thông thường do độ phức tạp hoặc chi phí cao, còn trên máy CNC, vấn đề chỉ là chọn chương trình phù hợp. Do đó, máy CNC cho phép một người có được một phần của hầu hết mọi độ phức tạp và về nguyên tắc với số lượng bất kỳ một cách nhanh chóng và hiệu quả. Chỉ có một điều kiện - bộ phận được sản xuất phải được thiết kế trước bằng máy tính.
Xem thêm:
Thiết bị điện cho máy khoan CNC
Thiết bị điện của máy tiện CNC