CHƯƠNG 1.1 Giới thiệu máy gia công CNC và hệ thống cấp phôi tự động 1.1 Giới thiệu chung về máy CNC 1.1 Khái niệm, cấu tạo, phân loại, đặc điểm máy CNC a. Khái niệm Máy CNC là một dạng máy công nghiệp. Hoạt động theo nguyên lý điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính, trong đó các bộ phận tự động được lập trình để hoạt động theo các sự kiện tiếp nối nhau với tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra mẫu vật với hình dạng và kích thước yêu cầu. Máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian phụ do mức độ tự động được nâng cao.
Tùy theo mức độ tự động, máy CNC có thể thực hiện cùng một lúc nhiều chuyển động khác nhau, có thể thay dao tự động, hiệu chỉnh sai số, tự động kiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết. Khả năng thay đổi dạng sản phẩm chế tạo khi dùng máy CNC nhanh vì chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển mà không cần thay đổi cấu trúc máy hoặc thêm các đồ gá chuyên dùng Hình 1. 1 Máy CNC Chương trình được viết sẵn bởi ngôn ngữ lập trình mà bộ điều khiển của máy có thể hiểu để thực hiện điều khiển các cơ cấu chấp hành (dụng cụ, bàn máy…) khi còn người vận hành. Máy tính giúp cho chuyển lệnh từ các chương trình qua các mạch điện tử đến điều khiển các bộ phận cơ khí.
+ Ưu điểm cơ bản của máy CNC: - So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ thuộc nhiều vào tay nghề của người điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung, chương trình được đưa vào máy. Người điều khiển chủ yếu theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy. - Độ chính xác làm việc cao. - Tốc độ cắt cao.
14 - Máy CNC có tính linh hoạt cao trong việc lập trình, tiết kiệm thời quan chỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao trong việc gia công hàng loạt các sản phẩm nhỏ. - Ít phải dừng máy vì kỹ thuật, do đó chi phí dừng máy nhỏ. - Tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm tra giảm. - Thời gian hiệu chỉnh máy nhỏ - Có thể gia công hàng loạt.
+ Nhược điểm: - Giá thành chế tạo máy cao hơn - Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn. - Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khăn hơn b. Cấu tạo - Gồm hai phần chính: + Phần dùng để chứa phôi và cấp phôi. Phôi có thể được cấp tự động hoặc do người công nhận gá vào bàn máy.
+ Phần thân: Có công dụng để đỡ các bộ phận của máy CNC Ngoài ra máy còn có nhiều bộ phận phụ trợ khác đảm bảo hoạt động của máy - Nắp đậy: Khi làm việc, dầu cắt phun vào nơi tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ. Nên phải đảm bảo nắp đậy trước khi xả dầu cắt. - Ống phun dầu: phun dầu cắt vào nơi tiếp xúc giữa phôi và lưỡi dao để quá trình gia công có thể diễn ra. Dầu cắt có 2 tác dụng: Giảm độ mài mòn của lưỡi dao và làm mát.
- Các ụ dao: dùng để chứa các dao. Máy CNC cắt phôi bằng các lưỡi dao. Các lưỡi dao này phải có bộ phận để giữ nó những bộ phần này gọi là holder. - Ống đỡ phôi: Giữ phôi thông qua hệ thống kẹp.
- Bàn phím nhập dữ liệu: Nơi nhập các câu lệnh dưới dạng mã G và mã M. - Bảng điều khiển: Gồm các nút bấm để điều khiển máy. - Băng truyền: khi băng truyền hoạt động sẽ gom các mảnh phoi (những mảnh dụng rơi ra khi dao gia công trên thanh phôi) rơi xuống và vận chuyển ra ngoài. Phân loại - Có thể phân loại theo công nghệ chế tạo như máy khoan, khoét, máy hàn điểm, máy đột, dập… - Phân loại theo số trục của máy: 3 trục, 4 trục, phay 5 trục, tiện 5 trục.
có chuyển động tịnh tiến dọc ba trục cơ bản XYZ, các trục còn lại được hiểu là quay quanh trục Z, trục X, trục Y. 2 Máy phay gỗ Hình 1. 3 Máy cắt Plasma Hình 1. 4 Máy cắt laser CNC d.
Đặc điểm - Tính năng tự động cao Máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian phụ, do mức độ tự động được nâng cao vượt bậc. Tuỳ từng mức độ tự động, máy CNC có thể thực hiện cùng một lúc nhiều chuyển động khác nhau, có thể tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, tự động kiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết, tự động tưới nguội, tự động hút phoi ra khỏi khu vực cắt. - Tính năng linh hoạt cao Chương trình có thể thay đổi dễ dàng và nhanh chóng, thích ứng với các loại chi tiết khác nhau. Do đó rút ngắn được thời gian phụ và thời gian chuẩn bị sản xuất, tạo điều kiện thuận lơi cho việc tự động hóa sản xuất hàng loạt nhỏ.
Bất cứ lúc nào cũng có thể sản xuất nhanh chóng những chi tiết đã có chương trình. Vì thế, không cần phải sản xuất chi tiết dự trữ, mà chỉ giữ lấy chương trình của chi tiết đó. Máy CNC gia công được những chi tiết nhỏ, vừa, phản ứng một cách linh hoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điều quan trọng nhất là việc lập trình gia công có thể thực hiện ngoài máy, trong các văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thông qua các thiết bị vi tính, vi xử lý … - Tính năng tập trung nguyên công 16 Đa số các máy CNC có thể thực hiện số lượng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết. Từ khả năng tập trung các nguyên công, các máy CNC đã được phát triển thành các trung tâm gia công CNC.
- Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao Giảm được hư hỏng do sai sót của con người. Đồng thời cũng giảm được cường độ chú ý của con người khi làm việc. Có khả năng gia công chính xác hàng loạt. Độ chính xác lặp lại, đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình gia công là điểm ưu việt tuyệt đối của máy CNC.
Máy CNC với hệ thống điều khiển khép kín có khả năng gia công được những chi tiết chính xác cả về hình dáng đến kích thước. Những đặc điểm này thuận tiện cho việclắp lẫn, giảm khả năng tổn thất phôi liệu ở mức thấp nhất. - Gia công biên dạng phức tạp Máy CNC có thể gia công chính xác và nhanh các chi tiết có hình dáng phức tạp như các bề mặt 3 chiều.2 Các sản phẩn từ CNC - Từ các ứng dụng của máy CNC rất rộng nên sản phẩm từ CNC cũng rất đa dạng, ví dụ như đồ nội thất, các chi tiết gia công cơ khí, tranh đá, chữ điêu khắc nghệ thuật. - Các sản phẩm đồ gỗ từ máy CNC Hình 1.
5 Sản phẩm bằng gỗ được gia công bởi máy CNC - Các sản phẩm từ các vật liệu thép, nhôm và các loại vật liệu khác. 6 Sản phẩm bằng thép được gia công bởi máy CNC [1] 1.3 Giới thiệu về máy CNC mini 17 Máy CNC mini là dòng máy CNC cỡ nhỏ. Chuyên dùng khắc những vật kích thước nhỏ như đồ trang sức. Máy làm việc tốt trên rất nhiều vật liệu như gỗ, mica, nhựa, mạch in.
Máy phay CNC mini có thể được chia làm 2 loại là máy phay và máy tiện CNC mini. 7 Máy CNC 3 trục và 4 trục Các máy đặc biệt hữu ích cho mục đích giáo dục và nghiên cứu, và nó rất dễ tích hợp với các hệ thống sản xuất khác. Nó cũng có thể được sử dụng để giới thiệu về CNC của các hệ thống CAM mà không có quá nhiều phức tạp hiện diện trong thương mại hệ thống. Một số loại máy CNC mini trình bày trong Hình 1.2 Giới thiệu về hệ thống cấp phôi tự động Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhu cầu xã hội đi lên, các quá trình sản xuất, lắp ráp, kiểm tra kỹ thuật.
dần chuyển đôi sang hướng áp dụng tự động hóa. Để sản xuất luôn đạt được sự ổn định thì hệ thống cấp phôi tự động cần phải chính xác về cả thời gian và không gian, liên tục hoạt động đúng chu kỳ. Hệ thống cấp phôi tự động cho máy CNC, máy ép, máy dập, máy phay, máy mài, máy chuốt, các máy gia công kim loại …., Hệ thống Loading & Unloading cho các máy gia công trong cùng một dây chuyền sản xuất. Tạo nên dây chuyền sản xuất tự động từ vật liệu đầu vào là phôi thô đến sản phẩm hoàn thiện ở đầu ra.
Đây là một trong những giải pháp máy tự động ngành cơ khí quan trọng hiện nay giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, đạt năng suất cao trong hoạt động sản xuất và sử dụng hiệu quả máy móc, tránh lãng phí Cấp phôi là quy trình chuyển phôi từ ổ chứa sang máng dẫn phôi, hoặc chuyển phôi từ các bộ phận khác đến vị trí cần gia công. Sử dụng cấp phôi tự động sẽ giúp người sản xuất tiến một bước từ lao động thủ công sang tự động hóa dây chuyền sản xuất. Do vậy, hệ thống cấp phôi có ý nghĩa vô cùng to lớn. Hệ thống cấp phôi tự động sẽ làm cho máy bán tự động nâng cấp thành máy tự động hoàn toàn.
Dây chuyền sản xuất trong nhà xưởng công nghiệp cũng từ đó mà trở thành chuỗi dây chuyền tự động, giúp cho quá trình sản xuất hoạt động hiệu quả hơn. Sử dụng máy cấp phôi tự động sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao vượt bậc trong sản xuất bởi các khó khăn như tổn thất thời gian, thiếu chính xác trong gia công,… sẽ được khắc phục. Người sản xuất cũng không cần mất thời gian cho công tác gá đặt 18 phôi và tháo công cụ sau khi hoàn thành gia công. Năng suất gia công ổn định và được tính toán rõ ràng từ trước bởi chu kỳ cấp phôi của hệ thống luôn được đảm bảo, hoàn toàn không gặp phải các chướng ngại của ngoại cảnh như tình trạng tâm sinh lý, sức khỏe hay thái độ và cường độ lao động của công nhân.
Việc trang bị hệ thống cấp phôi tự động giúp tăng năng xuất lao động vào ổn đinh được nhịp độ sản xuất trong các nhà máy. Những công việc nhàm chán lặp đi lặp lại giờ đây đã thay thế bằng phương tiện tự động.