Máy CNC là gì? Nguyên lý hoạt động

Máy CNC là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng được diễn ra như nào? Hầu hết những kiến thức này người khác ngành sẽ không thể nắm rõ được, vì thế bài viết dưới đây sẽ tổng hợp các thông tin về chúng.

1. Máy CNC là gì?

CNC được viết tắt từ cụm từ Computer Numerical Control có nghĩa là chúng được điều khiển bằng máy tính. Thuật ngữ này được dùng cho hệ thống các loại máy móc dùng trong ngành cơ khí sản xuất như máy tiện, máy cắt, máy mài, máy khoan,… chúng điều khiển hoàn toàn tự động. Giúp tối ưu hóa các công việc, tiết kiệm được cả về chi phí lẫn nhân công.

Máy CNC được phát triển vào cuối những năm 1940, ngày nay các loại máy CNC được sử dụng rất rộng rãi trong ngành cơ khí. Máy hoạt động tốt trong không gian 2D, 3D qua các phần mềm được thiết kế chuyên dụng. Qúa trình điều khiển máy có thể di chuyển theo hướng thẳng hoặc các đường cong đều được. Những sản phẩm được chế tạo từ các loại máy CNC luôn đạt được sự chuẩn xác so với các bản vẽ lên đến 100%.

2. Cấu tạo của máy CNC

Máy CNC có rất nhiều loại, tùy vào mỗi loại có chức năng như nào thì sẽ có hình dáng và cấu tạo khác nhau. Tuy nhiên chúng vẫn có chung một số đặc điểm như sau. Để tìm hiểu kỹ về cấu tạo của máy CNC, ta chia chúng thành 2 phần là phần chấp hành và phần điều khiển để dễ dàng tìm hiểu hơn.

Phần chấp hành bao gồm có: đế máy, thân máy, bàn xoay, trục vít me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính, băng hướng dẫn.

• Thân máy và đế máy: được chế tạo từ gang để đảm bảo về độ bền. Bên trong thân máy sẽ chứa phần điều khiển.
• Bàn máy: là nơi để đặt các chi tiết cần gia công, bàn máy có dạng xoay di chuyển linh hoạt và chính xác.
• Cụm trục chính: là nơi lắp dụng cụ được điều khiển bởi các động cơ. Chuyển động của trục chính tạo ra các lực cắt gọt trong quá trình gia công.
• Băng dẫn hướng: có nhiệm vụ dẫn hướng cho các chuyển động theo hướng bạn mong muốn và hướng mà trục muốn đi.
• Trục vít me, đai ốc: 2 loại vít me cơ bản được sử dụng là vít me đai ốc thường và vít me đai ốc bi.
• Ổ tích dụng cụ: được dùng để tích chứa các dao phục vụ cho quá trình.
• Xích động: gồm có 2 loại xích động học là xích động học tốc độ cắt gọt, xích động học chuyền động chạy dao.

Phần điều khiển bao gồm các động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính.

• Hệ thống điều khiển: Đây là trung tâm đầu não của các thiết bị máy CNC, hệ thống điều khiển sẽ tiếp nhận thông tin từ con người và chuyển lệch đến các bộ phận của máy để chúng hoạt động. Hệ thống điều khiển sẽ giúp các thiết bị hoạt động trơn tru hơn.
• Các động cơ: tùy vào loại máy mà sử dụng những động cơ khác nhau, nhưng có 4 loại để bạn có thể lựa chọn là động cơ 1 chiều, động cơ xoay chiều, động cơ bước, động cơ servo. Động cơ có nhiệm vụ truyền động giúp các máy CNC chuyển động lên xuống, chuyển động tịnh tiến.

3. Nguyên lý hoạt động của máy CNC

Vì máy CNC có khá là nhiều loại khác nhau, mỗi loại sẽ có một kiểu hoạt động của riêng mình. Nhưng để hiểu nôm na về hoạt động của chúng, bạn có thể hiểu như sau:

• Máy CNC được hoạt động đơn giản, di chuyển trên 3 trục X, Y, Z theo tọa độ.
• Khi máy CNC được khởi động và thực hiện các lệnh cắt, trục Z sẽ di chuyển lên xuống theo khoảng cách được cài đặt. Đầu cắt ( trục Z) sẽ nhận nguồn năng lượng từ bộ nguồn để xuyên thủng vật liệu.
• Lúc này bàn máy sẽ giữ chặt sản phẩm để máy di chuyển trên các thanh ray theo trục X và Y để tạo ra các đường cắt trên vật liệu.

4. Các loại máy CNC phổ biến

Máy tiện CNC:

Máy tiện được sử dụng chủ yếu trong các ngành về gỗ tại Việt Nam hay các công trình gia công tạo hình các chi tiết tròn xoay. Máy gồm có hai loại là tiện 2 trục và tiện 4 trục, loại máy 4 trục có thể vừa thực hiện trực năng tiện và chức năng phay, gia công được những hình dạng chi tiết phức tạp.

Máy phay CNC:

Máy phay là phương pháp gia công cắt gọt kim loại dựa vào dụng cụ xoay được gọi là dao phay. Với độ chính xác và năng xuất cao nên máy phay được sử dụng nhiều trong ngành kim khí. Dao phay có nhiều lưỡi nên lâu mòn, lượng chạy dao lớn.

Máy mài CNC:

Máy mài là một loại máy cực kỳ linh hoạt được dùng để thực hiện các hoạt động mài như bề mặt, hình trụ, hình dạng phức tạp. Máy có độ tự động hóa cao, được thông dụng để mài dao phay và các bit dao cũng như các dụng cụ cắt khác.

Máy khoan CNC:

Thông thường sẽ có hai loại là máy khoan bàn và máy khoan cần. Máy khoan bàn để khoan lỗ thông qua các chi tiết thô như gỗ, nhựa, kim loại. Máy khoan cần có kích thước lớn hơn dùng để khoan các khối vật liệu lớn và tạo ra các lỗ lớn hơn.

Máy cắt CNC:

Loại máy này sử dụng công nghệ CNC kết hợp với các phương pháp để thực hiện cắt vật liệu theo hình dạng được lập trình trước đó. Máy cắt được sử dụng rộng rãi trong các ngành gia công kim khí tại Việt Nam.

Cấu tạo máy ép cam viên