51吃瓜

Cao c?p "" ?i?u khi?n s? "" Máy c?ng c?

Sáu ch? này bao hàm ba t?ng khái ni?m, chúng ta xem xét t?ng t?ng m?t.

M?t máy phay CNC 5 tr?c Handtmann PBZ HD

Tr??c h?t, "máy c?ng c?" là gì?

"Máy c?ng c?" theo ngh?a h?p th??ng ?? c?p ??n "máy c?t" (nói "theo ngh?a h?p", vì hi?n nay c?ng có s? xu?t hi?n c?a các máy c?ng c? s?n xu?t ph? gia nh? in 3D ho?c các máy c?ng c? ??c bi?t khác), máy c?t s? d?ng ph??ng pháp c?t ?? x? l? ph?i ph?i thành các b? ph?n c?a máy. Nói cách khác, máy c?ng c? là máy làm cho máy, vì v?y nó còn ???c g?i là "máy m? làm vi?c", trong ti?ng Nh?t là "máy làm vi?c" và trong ti?ng Anh là "c?ng c? máy".

Máy c?ng c? th?c s? ??u tiên th?c s? là m?t máy khoan, ???c phát minh b?i nhà c?ng nghi?p ng??i Anh John Wilkinson vào n?m 1775. ??ng c? phát minh ban ??u c?a máy nhàm chán này là ?? gi?i quy?t v?n ?? th?c t? c?a vi?c ch? t?o súng ??i bác có ?? chính xác cao v? m?t qu?n s? vào th?i ?i?m ?ó.

Gia c?ng phay là m?t quá trình c?t m? r?ng l? trên ph?i quay ho?c ???ng kính bên trong hình tròn khác b?ng c?ng c? c?t. Nó t??ng ?ng v?i quay, m?t quá trình c?t trong ?ó ???ng kính ngoài c?a ph?i quay ???c gi?m b?ng c?ng c? ho?c t?o hình m?t cu?i ???c th?c hi?n. [2]

Boring (trái) và Turning (ph?i) quá trình

Wilkinson, 47 tu?i, ?? làm vi?c ch?m ch? trong nhà máy c?a cha mình ?? t?o ra m?t c? máy m?i có th? ch? t?o nòng pháo v?i ?? chính xác hi?m có. Nguyên l? làm vi?c là: th?ng qua bánh xe n??c làm cho tr?c quay c? ??nh c?a dao khoan quay, và làm cho nó ??y ph?i xi lanh t??ng ??i, trong ?ó tr?c quay c?a dao khoan ???c c? ??nh ?i qua xi lanh và ???c h? tr? ? c? hai ??u, vì có chuy?n ??ng t??ng ??i gi?a dao và ph?i, v?t li?u ???c khoan ra l? hình tr? có ?? chính xác cao.

S? ?? máy khoan ??u tiên

Và máy khoan này sau ?ó ???c s? d?ng ?? x? l? xi lanh ??ng c? h?i n??c. Nguyên nh?n là sau khi James Watt phát minh ra ??ng c? h?i n??c, phát hi?n ra r?ng vi?c s? d?ng ph??ng pháp rèn ?? ch? t?o xi lanh ??ng c? h?i n??c là r?t khó kh?n, và do ?? chính xác ch? t?o quá th?p, rò r? khí nghiêm tr?ng, h?n ch? vi?c s?n xu?t ??ng c? h?i n??c và n?ng cao hi?u qu? s? d?ng. [3] Sau khi s? d?ng máy khoan này, xi lanh có ?? chính xác cao h?n 50 inch có th? ???c s?n xu?t, n?ng cao ?áng k? ch?t l??ng x? l? và hi?u qu? s?n xu?t c?a xi lanh ??ng c? h?i n??c, và do ?ó ?? ??t ???c thành c?ng l?n.

Sau ?ó, ?? ?áp ?ng nhu c?u c?a các quy trình x? l? khác nhau, máy ti?n, máy phay, máy bào, máy mài, máy khoan và các lo?i máy khác ?? xu?t hi?n. [4]

Quá trình khoan (trái) và phay (ph?i)

"Máy CNC" là gì?

Máy tính ?i?n t? ??u tiên ra ??i vào ngày 14 tháng 2 n?m 1946 t?i ??i h?c Pennsylvania. ??ng c? nghiên c?u ban ??u c?a nó là trong b?i c?nh Th? chi?n II, theo yêu c?u c?a qu?n ??i M?, ch? t?o m?t lo?i thi?t b? tính toán "?i?n t? hóa" dùng ?ng ?i?n t? thay th? r? le, dùng ?? tính toán qu? ??o ??n pháo.

Sáu n?m sau, vào n?m 1952, Parsons h?p tác v?i Vi?n C?ng ngh? Massachusetts (MIT), k?t h?p v?i H? th?ng ?i?u khi?n s? d?a trên máy tính ?i?n t? và máy phay c?a Cincinnati ?? phát tri?n máy m? làm vi?c NC ??u tiên (còn ???c g?i là "Máy ?i?u khi?n k? thu?t s?"), t? ?ó, các máy c?ng c? truy?n th?ng ?? t?o ra nh?ng thay ??i v? ch?t, ?ánh d?u s? kh?i ??u c?a máy c?ng c? vào k? nguyên ?i?u khi?n s?. [5]

Máy CNC ??u tiên (máy phay)

Sáu n?m sau, vào n?m 1958, MIT ?? h?p tác v?i m?t s? doanh nghi?p d??i s? b?o tr? c?a qu?n ??i Hoa K? ?? phát hành các c?ng c? l?p trình t? ??ng (Automatic Programming Tools), m?t ng?n ng? l?p trình máy tính tiên ti?n ???c s? d?ng ?? t?o ra các h??ng d?n làm vi?c cho các máy CNC. M?t trong nh?ng cách ph? bi?n nh?t hi?n nay là s? d?ng các ch? th? ??nh d?ng RS-274, th??ng ???c g?i là "m? G". [7]

Sau s? phát tri?n liên t?c c?a c?ng ngh? máy tính, b? vi x? l? ???c áp d?ng ?? ?i?u khi?n k? thu?t s?, c?i thi?n ?áng k? ch?c n?ng, các h? th?ng nh? v?y ???c g?i là ?i?u khi?n k? thu?t s? máy tính (CNC, Computer Numerical Control）， Máy c?ng c? áp d?ng h? th?ng này còn ???c g?i là máy CNC, t?c là máy ?i?u khi?n k? thu?t s? máy tính, ho?c ??n gi?n là "máy CNC".

C?ng ngh? ?i?u khi?n s? trong máy CNC là m?t ph??ng pháp k? thu?t ?? ki?m soát chuy?n ??ng c?a máy c?ng c? và quá trình gia c?ng c?a nó b?ng tín hi?u s?. Máy ?i?u khi?n s? là máy áp d?ng c?ng ngh? ?i?u khi?n s?, ho?c có th? nói là máy ???c trang b? h? th?ng ?i?u khi?n s?. ?y ban k? thu?t th? n?m c?a Liên minh x? l? th?ng tin qu?c t? (IFIP), ??nh ngh?a máy c?ng c? CNC: Máy c?ng c? CNC là m?t máy c?ng c? ???c trang b? h? th?ng ?i?u khi?n ch??ng trình. H? th?ng ?i?u khi?n này có th? x? l? m?t cách h?p l? các ch??ng trình có m? hóa ?i?u khi?n ho?c các h??ng d?n k? hi?u khác và d?ch chúng, bi?u di?n b?ng các con s? ???c m? hóa, ???c nh?p vào h? th?ng ?i?u khi?n s? th?ng qua ph??ng ti?n truy?n th?ng tin. Sau khi x? l? tính toán b?ng thi?t b? ?i?u khi?n s? phát ra tín hi?u ?i?u khi?n khác nhau, ?i?u khi?n hành ??ng c?a máy c?ng c?, t? ??ng x? l? các b? ph?n theo yêu c?u.

Quy trình gia c?ng máy CNC

Gia c?ng máy CNC, chia t?a ?? chuy?n ??ng c?a c?ng c? và ph?i thành m?t s? ??n v? nh? nh?t, t?c là s? l??ng d?ch chuy?n t?i thi?u, theo yêu c?u c?a ch??ng trình ph?n, do h? th?ng ?i?u khi?n s? ?? di chuy?n t?a ?? m?t s? l??ng d?ch chuy?n t?i thi?u (t?c là ?i?u khi?n qu? ??o chuy?n ??ng c?a c?ng c?), do ?ó nh?n ra chuy?n ??ng t??ng ??i c?a c?ng c? và ph?i, ?? hoàn thành vi?c x? l? các b? ph?n.

Chuy?n ??ng t??ng ??i c?a dao d?c theo các tr?c t?a ?? khác nhau ???c ?o b?ng t??ng ???ng xung (mm/pulse). Khi ???ng ?i dao là m?t ???ng th?ng ho?c vòng cung, thi?t b? ?i?u khi?n s? th?c hi?n "m?t ?? hóa ?i?m d? li?u" gi?a các giá tr? t?a ?? ??u và cu?i c?a ?o?n th?ng ho?c vòng cung, tìm ra m?t lo?t các giá tr? t?a ?? c?a ?i?m trung gian, sau ?ó theo giá tr? t?a ?? c?a ?i?m trung gian, ??u ra xung cho m?i t?a ?? ?? ??m b?o x? l? ???ng th?ng ho?c h? quang c?n thi?t.

Lo?i "m?t hóa ?i?m d? li?u" này ???c th?c hi?n b?i các thi?t b? ?i?u khi?n s? ???c g?i là n?i suy, và nói chung các thi?t b? ?i?u khi?n s? có ch?c n?ng n?i suy các ch?c n?ng c? b?n (ch?ng h?n nh? ch?c n?ng ???ng th?ng và ch?c n?ng tròn). Trên th?c t?, các b? ph?n gia c?ng b?t k? ???ng cong L nào trên máy CNC ???c áp d?ng b?i các ch?c n?ng toán h?c c? b?n mà thi?t b? CNC này có th? x? l?, ch?ng h?n nh? ???ng th?ng, vòng cung, v.v. ???ng nhiên, l?i ti?p c?n ph?i ?áp ?ng các yêu c?u v? b?n v? b? ph?n.

So v?i máy c?ng c? truy?n th?ng, máy CNC có nh?ng ?u ?i?m sau:

?? chính xác x? l? cao và ch?t l??ng ?n ??nh. M?i xung ??u ra c?a h? th?ng CNC, l??ng d?ch chuy?n c?a các b? ph?n chuy?n ??ng c?a máy ???c g?i là t??ng ???ng xung, t??ng ???ng xung c?a máy CNC nói chung là 0,001mm, máy CNC có ?? chính xác cao có th? ??t 0,0001mm, ?? ph?n gi?i chuy?n ??ng c?a nó cao h?n nhi?u so v?i máy c?ng c? th?ng th??ng. Ngoài ra, máy CNC có thi?t b? phát hi?n v? trí, có th? ph?n h?i s? l??ng d?ch chuy?n th?c t? c?a các b? ph?n chuy?n ??ng ho?c góc c?a vít, ??ng c? servo cho h? th?ng CNC và bù ??p. Do ?ó, có th? ??t ???c ?? chính xác gia c?ng cao h?n so v?i ?? chính xác c?a máy c?ng c?. Ch?t l??ng c?a các b? ph?n gia c?ng máy CNC ???c ??m b?o b?i máy c?ng c?, kh?ng có l?i ho?t ??ng c?a con ng??i, vì v?y cùng m?t lo?t các b? ph?n có tính nh?t quán v? kích th??c t?t và ch?t l??ng ?n ??nh. Có th? hoàn thành vi?c x? l? các b? ph?n ph?c t?p mà máy c?ng c? th?ng th??ng khó hoàn thành ho?c kh?ng th? x? l? ???c. Ví d?, máy CNC s? d?ng liên k?t hai tr?c ho?c liên k?t trên hai tr?c, có th? x? l? các b? ph?n b? m?t c? th? quay v?i thanh cái là ???ng cong, các b? ph?n cam và các b? ph?n b? m?t kh?ng gian ph?c t?p khác nhau. Hi?u qu? s?n xu?t cao. T?c ?? quay tr?c chính và ph?m vi cho ?n c?a máy CNC l?n h?n ph?m vi c?a máy c?ng c? th?ng th??ng, ?? c?ng c?u trúc t?t cho phép máy CNC áp d?ng li?u l??ng c?t l?n, do ?ó ti?t ki?m th?i gian ?i?u ??ng m?t cách hi?u qu?. ??i v?i vi?c x? l? m?t s? b? ph?n ph?c t?p, n?u s? d?ng trung t?m gia c?ng CNC v?i thi?t b? thay ??i c?ng c? t? ??ng, có th? th?c s? x? l? nhi?u quy trình liên t?c d??i k?p m?t l?n, làm gi?m th?i gian quay vòng c?a bán thành ph?m, c?i thi?n n?ng su?t r? ràng h?n. Kh? n?ng thích ?ng cao ??i v?i thi?t k? s?a ??i s?n ph?m. Sau khi thi?t k? s?a ??i các b? ph?n gia c?ng, máy CNC ch? c?n thay ??i ch??ng trình gia c?ng c?a các b? ph?n, ?i?u ch?nh các th?ng s? c?ng c?, v.v., có th? nh?n ra vi?c x? l? các b? ph?n sau khi thi?t k? s?a ??i, chu k? chu?n b? s?n xu?t ???c rút ng?n ?áng k?. Do ?ó, máy CNC có th? nhanh chóng chuy?n ??i t? gia c?ng m?t ph?n sang gia c?ng m?t ph?n sau khi thi?t k? s?a ??i khác, ?i?u này t?o ?i?u ki?n thu?n l?i cho vi?c gia c?ng các s?n ph?m th? nghi?m m?i v?i s? l??ng nh?, ??n l? và c?p nh?t th??ng xuyên c?u trúc s?n ph?m. Có l?i cho s? phát tri?n c?a c?ng ngh? s?n xu?t theo h??ng t? ??ng hóa toàn di?n. Máy c?ng c? CNC là thi?t b? c? b?n c?a t? ??ng hóa gia c?ng, và các h? th?ng t? ??ng hóa tích h?p nh? FMC (Flexible Machine Center, Flexible Machining Center), FMS (Flexible Manufacturing System, Flexible Manufacturing System)[8], CIMS (Computer Integrated Manufacturing System, Computer Integrated Manufacturing System)[9] ???c x?y d?ng trên c? s? máy c?ng c? CNC. ?i?u này là do h? th?ng ?i?u khi?n máy CNC s? d?ng th?ng tin k? thu?t s? và ??u vào m? tiêu chu?n, và có giao di?n truy?n th?ng, d? dàng nh?n ra truy?n th?ng d? li?u gi?a các máy CNC, phù h?p nh?t v?i k?t n?i gi?a các máy tính, t?o thành m?ng ?i?u khi?n c?ng nghi?p, ?? th?c hi?n tính toán, qu?n l? và ki?m soát quá trình s?n xu?t t? ??ng. Giám sát m?nh m? và có kh? n?ng ch?n ?oán s? c?. H? th?ng CNC kh?ng ch? ki?m soát chuy?n ??ng c?a máy c?ng c? mà còn có th? giám sát toàn di?n máy c?ng c?. Ví d?, nó có th? báo ??ng tr??c m?t s? y?u t? g?y ra s? c?, ti?n hành ch?n ?oán s? c?, v.v., c?i thi?n ?áng k? hi?u qu? c?a vi?c s?a ch?a. Gi?m c??ng ?? lao ??ng, c?i thi?n ?i?u ki?n lao ??ng c?a c?ng nh?n. Cu?i cùng, "Máy CNC cao c?p" là gì?

??nh ngh?a c?a máy CNC "cao c?p" ho?c "cao c?p": Máy CNC v?i t?c ?? cao, ?? chính xác, th?ng minh, composite, liên k?t ?a tr?c, truy?n th?ng m?ng và các ch?c n?ng khác. S? phát tri?n c?a nó t??ng tr?ng cho vi?c s?n xu?t máy c?ng c? hi?n t?i c?a ??t n??c chi?m m?t giai ?o?n tiên ti?n trong s? phát tri?n c?a ngành c?ng nghi?p máy c?ng c? trên toàn th? gi?i, vì v?y c?ng ngh? máy c?ng c? cao c?p nh? máy CNC liên k?t n?m tr?c ???c qu?c t? coi là m?t d?u hi?u quan tr?ng c?a c?ng nghi?p hóa ??t n??c. [10]

Trung t?m gia c?ng 5 tr?c DMG

Máy CNC có th? ???c chia thành các bánh r?ng th?p, trung bình và cao theo m?c ?? ch?c n?ng c?a máy. Ph??ng th?c ph?n lo?i này, ? n??c ta dùng r?t nhi?u. Gi?i h?n th?p, trung bình và cao c?p là t??ng ??i, tiêu chu?n ph?n chia c?a các th?i k? khác nhau là khác nhau, theo m?c ?? phát tri?n hi?n t?i, có th? ???c ph?n bi?t t? các khía c?nh sau (t?t nhiên, lo?i ph?n lo?i này kh?ng th? bao g?m t?t c? các ch? s?):

So sánh máy CNC cao, trung bình và th?p

V?i s? phát tri?n c?a c?ng ngh? s?n xu?t tiên ti?n, ?òi h?i các máy CNC hi?n ??i ph?i phát tri?n theo h??ng t?c ?? cao, ?? chính xác cao, ?? tin c?y cao, th?ng minh và ch?c n?ng hoàn h?o h?n.