1. Định nghĩa máy công cụ CNC

Trong quá trình sản xuất, điều khiển số bằng máy tính (viết tắt là CNC hoặc NC) là quá trình máy tính điều khiển tự động các công cụ gia công (khoan, phay, tiện), trong máy CNC nào cắt vật liệu (kim loại, nhựa, gỗ, gốm hoặc composite) và biến nó thành một sản phẩm có thông số kỹ thuật chính xác.

2. Phân loại máy công cụ CNC

2.1 Phân loại theo loại máy

Máy tiện CNC

Máy khoan CNC

Máy tiện CNC

Máy khoan CNC

p>

Máy khoan CNC

Máy mài CNC

Máy cắt bánh răng CNC

Máy phay CNC

Máy phay CNC

Giường kéo CNC

Máy cưa CNC

2.2 Bằng cách cắt

2.2.1 Bộ định tuyến CNC

Bộ định tuyến CNC là máy cắt CNC được điều khiển bằng máy tính để cắt gỗ, nhựa và vật liệu composite. Nó cũng thường được sử dụng để cắt nhôm và các kim loại mềm khác. Máy phay CNC ít cứng hơn máy CNC được sử dụng để cắt kim loại cứng hoặc chế tạo các bộ phận đòi hỏi độ chính xác lắp ráp cao. Máy phay CNC được thiết kế để tối đa hóa việc di chuyển và chi phí.

2.2.2 Máy cắt plasma CNC và máy khắc (cắt) laser CNC

Máy cắt laser sử dụng năng lượng cao Nguồn laser, thông qua hệ thống quang học để tập trung chùm tia laser đầu ra để cắt vật liệu. Có ba loại chính của máy cắt laser thường được sử dụng.

1. Laze khí, chẳng hạn như CO2 hoặc Nd/Nd-YAG, tạo ra ánh sáng laze bằng cách cho một dòng điện chạy qua một loại laze. khí ga. Chúng được sử dụng trong công nghiệp để cắt nhiều vật liệu bao gồm thép nhẹ, nhôm, thép không gỉ, titan, giấy, sáp, nhựa, gỗ và vải.

1. Laser trạng thái rắn, chẳng hạn như laze sợi quang, sử dụng một vật chứa rắn để tạo ra chùm tia laze sau đó được khuếch đại bằng sợi thủy tinh. Laser sợi quang có bước sóng laser cực ngắn và điểm nhỏ, rất thích hợp để cắt các vật liệu kim loại phản chiếu.

1. Máy cắt plasma CNC thường được sử dụng kết hợp với máy cắt laser vì chúng sử dụng dòng hồ quang nóng chảy giữa hai điện cực để cắt kim loại. Các vật liệu điển hình để cắt plasma CNC là thép, thép không gỉ, nhôm, đồng thau và đồng.

2.2.3 Máy in 3D

In 3D là quá trình tạo một đối tượng vật lý từ máy tính tập tin mô hình. Máy tính chia vật thể in thành nhiều lớp mỏng, quy trình chính của quá trình in 3D là chồng các lớp vật liệu lên nhau liên tục.

2.2.4. Máy CNC nhiều trục

Gia công nhiều trục là công cụ cắt được điều khiển bằng máy tính trong 4 hoặc thêm hướng Một quy trình sản xuất chuyển động được sử dụng để chế tạo các bộ phận cấu thành bằng kim loại hoặc vật liệu khác. Một máy CNC thông thường hỗ trợ 3 trục gọi là X, Y, Z; máy CNC nhiều trục cũng hỗ trợ quay quanh một hoặc nhiều trục.

3. Cấu tạo máy CNC

Hình 1.3a mô tả cơ cấu điều khiển của bàn máy CNC, bao gồm động cơ servo và cơ chế lây truyền. Lệnh điều khiển làm cho động cơ servo quay, và chuyển động quay của động cơ servo được truyền đến trục vít thông qua khớp nối, khi trục vít quay, đai ốc sẽ di chuyển theo đường thẳng và cuối cùng là bàn mang phôi cũng di chuyển theo.

Hình 1.3b cho thấy một cụm trục chính bao gồm một động cơ trục chính (thường là động cơ không đồng bộ) và một đầu cắt. Vòng quay của động cơ trục chính được truyền đến đầu cắt thông qua bộ truyền động đai, giúp thay đổi tốc độ và mô-men xoắn của đầu cắt.

3.1 Động cơ truyền động Bộ chấp hành và cảm biến

“Động cơ truyền động” bao gồm động cơ servo di chuyển bàn và động cơ trục chính. Trục chính là một thiết bị tạo ra tốc độ cắt và mô-men xoắn bằng cách quay dụng cụ hoặc phôi gia công. Mô-men xoắn cao và tốc độ cao là rất quan trọng đối với động cơ trục chính, vì vậy động cơ không đồng bộ thường được sử dụng.

Động cơ servo của bàn di động phải có các đặc điểm sau: mô-men xoắn cao, khả năng tăng tốc tức thì và phản ứng tốc độ thấp, đồng thời có thể điều khiển tốc độ và vị trí cùng một lúc.

Các loại động cơ thường được sử dụng trong động cơ Servo máy công cụ CNC

3.1.1 Động cơ Servo DC

Bộ điều khiển động cơ servo DC có thể được thiết kế dễ dàng bằng cách sử dụng các mạch đơn giản vì mô-men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện. Động cơ servo DC có dải tốc độ rộng và chi phí thấp. Tuy nhiên, khi công suất động cơ tăng lên thì nhiệt độ của động cơ cũng tăng theo. Ma sát giữa rôto và chổi than gây ra tiếng ồn và mài mòn chổi than, vì vậy động cơ servo DC yêu cầu bảo dưỡng chổi than thường xuyên.

3.1.2 Động cơ servo AC đồng bộ.

3.1.2

Động cơ servo AC đồng bộ được gọi là “động cơ servo không chổi than”.Cấu trúc động cơ cho phép lõi stato được làm mát trực tiếp từ bên ngoài, giúp chống lại sự gia tăng nhiệt độ bên trong động cơ. Động cơ servo đồng bộ AC không có giới hạn tốc độ tối đa do không có tia lửa, vì vậy chúng có thể đạt được mô-men xoắn cao trong phạm vi tốc độ cao. Ngoài ra, nó cũng không chổi than nên có thể chạy trong thời gian dài mà không cần bảo trì.

3.1.3 Động cơ servo AC không đồng bộ

Động cơ servo AC không đồng bộ có cấu trúc đơn giản và không cần cảm nhận sự khác biệt về vị trí tương đối giữa các rôto và stato. Nhưng không giống như động cơ servo AC, nó không thể dừng ngay lập tức.

3.1.4 Bộ mã hóa

Thiết bị này phát hiện vị trí hiện tại của trục động cơ để điều khiển. Vị trí này được gọi là bộ mã hóa và được gắn vào cuối trục động cơ. Để điều khiển tốc độ, tốc độ cần được đo bằng cảm biến hoặc tính bằng số xung tạo ra trên một đơn vị thời gian.

Hệ thống dẫn hướng 3,2 trục</strong

Bàn di chuyển bằng vít bi, ma sát thấp, dịch chuyển cực nhỏ, hiệu suất truyền động cao và độ chính xác định vị cao . Ray được sử dụng là ray trượt hay còn gọi là ray trượt tuyến tính (LM) dùng để tăng độ chính xác và mượt mà của chuyển động tuyến tính.

3.3 Khớp nối mềm

Khi vít bi được kết nối với mô tơ servo, hãy đảm bảo rằng các trục trùng nhau. Tuy nhiên, điều này rất khó thực hiện trong thực tế, vì vậy các khớp nối đàn hồi được sử dụng để bù cho độ lệch giữa vít bi và đường tâm của trục động cơ, giúp hệ thống vận hành trơn tru và nhẹ nhàng.

</p

4. Hệ thống điều khiển máy công cụ NC

4.1 Điều khiển nửa kín

Ở loại này, một cảm biến vị trí được gắn vào trục của động cơ . Phát hiện góc quay và servo, do đó độ chính xác vị trí của trục động cơ có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của vít me bi. Với phương pháp điều khiển này, vít bi yêu cầu độ chính xác cao để đảm bảo độ chính xác của vị trí bàn. Điều khiển nửa vòng kín được sử dụng rộng rãi trong các máy công cụ CNC do tính chất tương đối đơn giản và độ chính xác cao.

4.2 Điều khiển vòng kín

Một cảm biến vị trí được gắn vào bàn và vị trí thực tế được đưa trở lại hệ thống điều khiển. Vòng kín và vòng nửa kín tương tự nhau, nhưng vị trí của cảm biến và độ chính xác vị trí của vòng kín rất cao. Tuy nhiên, tần số cộng hưởng của thân, thanh trượt và mất chuyển động ảnh hưởng đến các đặc tính servo vì thân được bao gồm trong vòng điều khiển vị trí.

4.3 Vòng lặp điều khiển kết hợp</h3

Trong vòng lặp kết hợp, có hai loại điều khiển vòng lặp; vòng lặp bán kín, phát hiện vị trí từ động cơ trục và vòng khép kín, dựa trên tỷ lệ tuyến tính . Trong vòng lặp nửa kín, có thể điều khiển tốt vì thân xe không được bao gồm trong hệ thống điều khiển. Vòng khép kín cải thiện độ chính xác bằng cách bù cho các lỗi vòng lặp nửa kín không kiểm soát được. Bằng cách kết hợp vòng kín và vòng nửa kín, độ chính xác cao đạt được ngay cả trong môi trường vận hành khắc nghiệt.

4.4 Vòng lặp mở

Điều khiển vòng lặp mở có thể được sử dụng trong những trường hợp độ chính xác điều khiển không cao và có thể sử dụng với động cơ bước. Vì vòng hở không yêu cầu máy dò và mạch phản hồi nên cấu trúc rất đơn giản. Ngoài ra, độ chính xác của máy công cụ CNC cũng bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của động cơ bước, vít bi và hệ thống truyền động.

<img src="https://file.hstatic.

h2>5. Một số loại máy công cụ CNC phổ biến trên thị trường