Máy Công Cụ Cnc

Máy CNC (computer numerical controlled) là gần như công cụ gia công kim nhiều loại tinh tế rất có thể tạo ra những chi tiết phức tạp theo yêu cầu của technology hiện đại. Phát triển nhanh chóng với những hiện đại trong vật dụng tính, ta bao gồm thể bắt gặp CNC bên dưới dạng vật dụng tiện, sản phẩm phay, máy giảm laze, máy cắt tia nước bao gồm hạt mài, máy bỗng dưng rập với nhiều cách thức công nghiệp khác. Thuật ngữ CNC tương quan đến một tổ máy móc lớn thực hiện logic máy tính để điều khiển và tinh chỉnh các chuyển động và thực hiện quá trình gia công kim loại. Bài viết này sẽ luận bàn hai các loại máy thịnh hành nhất bên trên thị trường bây chừ là sản phẩm công nghệ tiện và máy phay.

Bạn đang xem: Máy công cụ cnc

*

Máy mài

Lịch sử

Mặc dù sản phẩm công nghệ tiện chế tao gỗ đã được thực hiện từ thời tởm Thánh, nhưng cái máy tiện gia công kim các loại thực tế trước tiên mới được Henry Maudslay phát minh sáng tạo vào năm 1800. Nó chỉ đơn giản là một chế độ máy giữ mẩu sắt kẽm kim loại đang được thiết kế (hay phôi) trong 1 bàn kẹp giỏi trục quay và quay mẩu sắt kẽm kim loại này, vị vậy một lý lẽ cắt có thể gia công mặt phẳng theo con đường mức ước ao muốn. Biện pháp cắt này được nhân viên quản lý và vận hành vận dụng qua việc áp dụng cái tảo tay tốt vô lăng. Độ chính xác về kích thước được nhân viên quản lý và vận hành điều khiển bằng cách quan gần kề đĩa phân chia độ trên vô lăng và dịch chuyển công rứa cắt theo số lượng hợp lý. Mỗi cụ thể được tiếp tế ra đòi hỏi vận hành viên tái diễn những cử đụng trong cùng trình tự với với thuộc kích thước.

Chiếc đồ vật phay đầu tiên được quản lý theo cách thức tương từ bỏ như vậy, ngoài công vậy cắt được đặt tại trục chủ yếu đang quay. Phôi được gắn thêm trên bệ máy hay bàn làm việc và dịch rời theo lý lẽ cắt, qua việc sử dụng vô lăng để gia công đường nấc của phôi. Cái máy phay này do Eli Whitney phát minh năm 1818.

Những hoạt động được sử dụng trong số công cầm máy được call là trục với đề cập mang đến 3 trục: “X” (thường tự trái qua phải), “Y” (trước ra sau) cùng “Z” (trên và dưới). Bàn làm việc cũng hoàn toàn có thể được con quay theo phương diện ngang hay dọc, tạo ra trục vận động thứ tư. Một vài máy còn có trục vật dụng năm, có thể chấp nhận được trục xoay theo một góc.

Một một trong những vấn đề của những dòng máy ban sơ này là chúng yên cầu nhân viên vận hành phải thực hiện vô lăng để tạo nên mỗi đưa ra tiết. Quanh đó tính buồn rầu và gây mệt mỏi về thể chất, khả năng chế tạo các chi tiết của quản lý và vận hành viên cũng trở nên hạn chế. Có một khác biệt nhỏ tuổi trong quản lý và vận hành sẽ dẫn mang đến những biến đổi trong kích cỡ trục cùng khi đó, tạo thành những cụ thể không phù hợp. Nấc độ sắt kẽm kim loại vụn được tạo thành từ những hoạt động như vậy là khá cao, lãng phí nguyên liệu thô và thời hạn lao động. Khi con số sản xuất tăng lên, càng gồm nhiều cụ thể bị hỏng. Do đó, điều quan trọng ở đây là một phương tiện quản lý các chuyển động của lắp thêm một giải pháp tự động. Phần đông nỗ lực lúc đầu để “tự cồn hóa” các chuyển động này thực hiện một loạt cam để dịch rời dao cụ hay bàn thao tác qua những liên kết (linkage). Khi cam quay, một liên kết lần theo mặt phẳng của khía cạnh cam (cam face), di chuyển công nỗ lực cắt tuyệt phôi sang một dãy các chuyển động. Mặt cam được đánh giá để điều khiển cân nặng chuyển động link và vận tốc mà cam quay điều khiển tốc độ cấp dao. Một trong những máy vẫn tồn tại tồn tại cho tới ngày nay cùng được hotline là thứ “Swiss” (máy thứ hạng Thụy Sĩ), một cái tên đồng nghĩa với tối ưu chính xác.

*

Máy tiện

Từ xây dựng sơ khai đến vận động ngày nay

Thiết kế lắp thêm CNC hiện đại bắt mối cung cấp từ thành công của John T. Parsons cuối trong thời gian 1940 và đầu những năm 1950. Sau cố chiến II, Parsons tham gia sản xuất cánh máy cất cánh trực thăng, một các bước đòi hỏi yêu cầu gia công chính xác các những thiết kế phức tạp. Parsons sớm nhận biết rằng bằng phương pháp sử dụng laptop IBM giai đoạn đầu, ông đã rất có thể tạo ra phần lớn thanh dẫn đường mức chính xác hơn thỉnh thoảng sử dụng những phép tính bằng tay thủ công và sơ đồ. Dựa trên kinh nghiệm này, ông đã giành được thích hợp đồng cách tân và phát triển một “máy giảm đường mức trường đoản cú động” mang lại không quân để tạo nên mặt cong cho cánh máy bay. Thực hiện một đầu phát âm thẻ máy tính xách tay và các bộ tinh chỉnh và điều khiển động cơ trợ hễ (servomotor) chính xác, chiếc máy được sản xuất cực kì lớn, tinh vi và mắc đỏ. Tuy nhiên vậy, nó thao tác làm việc một cách tự động và sản xuất các mặt cong cùng với độ chính xác cao đáp ứng nhu cầu nhu ước của ngành công nghiệp lắp thêm bay.

Đến trong năm 1960, giá thành và tính tinh vi của các chiếc máy tự động giảm mang đến một mức độ nhất định để có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác. Những cái máy này sử dụng những động cơ truyền hễ điện một chiều để vận dụng vô lăng và vận hành dao cụ. Những động cơ này nhận hướng dẫn điện xuất phát từ một đầu gọi băng trường đoản cú — hiểu một băng giấy gồm chiều rộng khoảng tầm 2,5cm có đục một mặt hàng lỗ. Vị trí với thứ tự lỗ được cho phép đầu đọc phân phối ra các xung điện cần thiết để quay hộp động cơ với thời gian và vận tốc chính xác, trong thực tế nó điều khiển và tinh chỉnh máy y như nhân viên vận hành. Những xung năng lượng điện được thống trị bởi một đồ vật tính dễ dàng và đơn giản không bao gồm bộ nhớ. Bọn chúng thường được điện thoại tư vấn là NC xuất xắc máy tinh chỉnh và điều khiển số. Một nhà lập trình cung ứng băng từ bên trên một máy giống hệt như máy tiến công chữ, hay đúng đắn hơn là phần đa “băng giấy” được sử dụng ở những máy tính xách tay thời kì đầu, áp dụng như một “chương trình”. Size của lịch trình được xác minh bởi độ lâu năm của băng cần phải đọc để thêm vào ra một cụ thể cụ thể.

Câu chuyện về việc liên kết những chiếc máy vi tính với sản phẩm công nghệ móc cung cấp gây nhiều hiếu kỳ và tranh cãi. Nó minh họa cách thức gắn kết giữa ngành công nghiệp, những trường đại học và quân team trong nuốm kỉ 20. Câu chuyện cũng cho biết thêm thật khó để quy ra rằng nhiều sáng tạo là bởi vì một cá thể hay một cơ quan. Phân nhiều loại ai làm gì, lúc nào và với tác động gì là một các bước đầy phức tạp.

Năm 1947, John Parsons làm chủ một đơn vị phân phối hàng không ở thành phố Traverse, Michigan. Đối mặt với tính phức tạp ngày càng tốt của hình dạng cụ thể và những sự việc về toán học với kỹ thuật cơ mà họ gặp phải, Parsons sẽ tìm ra những biện pháp để giảm giá cả kỹ thuật đến công ty. Ông đã xin phép International Business Machine sử dụng giữa những chiếc máy tính văn chống trung ương của mình để triển khai một loạt những phép toán cho một cánh máy bay trực thăng mới. Cuối cùng, ông đã hội đàm với Thomas J. Watson, quản trị huyền thoại của IBM, nhờ kia IBM sẽ thao tác làm việc với tập đoàn lớn Parsons để tạo thành một chiếc máy được điều khiển bởi các thẻ đục lỗ. Nhanh chóng, Parsons cũng ký kết được vừa lòng đồng với Air Force để sản xuất một chiếc máy được điều khiển và tinh chỉnh bằng thẻ hay băng từ có công dụng cắt những hình dạng đường mức giống như những hình trong cánh gió và cánh đồ vật bay. Sau đó, Parsons vẫn đến chạm chán các kĩ sư ở Phòng thí nghiệm cơ cấu phụ thuộc Viện technology Massachusetts (MIT) nhờ cung ứng dự án. Các nhà nghiên cứu MIT sẽ thí nghiệm nhiều kiểu quá trình không giống nhau và cũng đã thao tác với các dự án Air Force từ bỏ thời gắng chiến II. Phòng phân tích MIT đã nhận thấy đó là một thời cơ tốt nhằm mở rộng phân tích sang lĩnh vực điều khiển và tổ chức cơ cấu phản hồi. Việc trở nên tân tiến thành công những công vậy máy CNC đã được các nhà nghiên cứu của trường đại học đảm trách với mục tiêu đáp ứng nhu cầu của những nhà bảo trợ quân đội.

Với những tiến bộ trong năng lượng điện tử tích hợp, băng từ đã bị loại bỏ bỏ cùng nếu bao gồm thì chỉ được áp dụng để tải (load) những chương trình vào bộ nhớ từ.

Các thiết bị CNC tân tiến hoạt động bằng phương pháp đọc hàng nghìn bit tin tức được tàng trữ trong bộ lưu trữ máy tính chương trình. Để đặt tin tức này vào bộ nhớ, nhân viên cấp dưới lập trình tạo thành một loạt lệnh nhưng mà máy hoàn toàn có thể hiểu được. Chương trình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” — trả lời bộ điều khiển và tinh chỉnh chuyển trục chính tới một vị trí new hay “G99” — lí giải bộ điều khiển và tinh chỉnh đọc một nguồn vào phụ từ một quá trình nào kia trong máy. Những lệnh mã hóa là phương thức thông dụng nhất nhằm lập trình một công cụ máy CNC. Tuy nhiên, sự tiến bộ trong laptop đã chất nhận được các bên sản xuất chế độ máy tạo nên “lập trình hội thoại”. Trong xây dựng hội thoại, lệnh “M03” được nhập đơn giản như “MOVE” với “G99” là “READ”. Hình dáng lập trình này chất nhận được đào tạo nhanh hơn và nhân viên cấp dưới lập trình không phải nhớ nhiều chân thành và ý nghĩa của mật mã. Mặc dù nhiên, phải phải chú ý rằng đa số các máy thực hiện lập trình đối thoại vẫn đọc các chương trình mã hóa, cho nên vì vậy ngành công nghiệp vẫn đặt nhiều niềm tin vào dạng thiết kế này.

Bộ tinh chỉnh và điều khiển cũng giúp nhân viên cấp dưới lập trình tăng vận tốc sử dụng máy. Ví dụ, trong một vài máy, nhân viên cấp dưới lập trình có thể đơn giản chỉ cần nhập dữ liệu về vị trí, đường kính và chiều sâu của một cụ thể và máy vi tính sẽ lựa chọn cách thức gia công rất tốt để sản xuất chi tiết đó bên dưới dạng phôi. Thiết bị tiên tiến nhất có thể chọn một mẫu nghệ thuật được tạo nên từ lắp thêm tính, đo lường và thống kê tốc độ dao cụ, con đường vận chuyển vật liệu vào máy với sản xuất cụ thể mà không cần phiên bản vẽ hay như là 1 chương trình.

Sự tiến bộ trong máy tính và trí thông minh tự tạo sẽ làm cho những cái máy CNC tương lai nhanh hơn cùng dễ vận hành hơn. Vớ nhiên, giá của những cái máy như vậy chắc chắn là sẽ không hề ít tiền và có thể vượt thừa tầm với của rất nhiều công ty. Tuy nhiên, nó sẽ đưa giá của các máy CNC cơ phiên bản thực hiện những vận động 3 trục lúc đầu xuống một mức độ độc nhất định.

Xem thêm: Thủy Quái Vật Khổng Lồ Xuất Hiện Ở Bãi Biển Tây Ban Nha, Trung Quốc: Quái Vật Hồ Thiên Trì Lại Xuất Hiện

*

Máy phay

Thiết kế hiện đại và nguyên vật liệu thô

Các nguyên tố cơ khí của dòng sản phẩm phải đủ cứng cùng vững để hỗ trợ nhanh giường các cụ thể chuyển động. Trục bao gồm thường là cụ thể vững nhất và được cung cấp bởi các ổ trục lớn. Mặc dù trục chủ yếu có giữ thành phầm hay dao cụ, công dụng kẹp tự động hóa cho phép trục chính kẹp và nhả trong khi chương trình vẫn chạy.

Gắn mặt sườn máy là một trong những máng đựng nhiều dao nắm khác nhau. Một tay vận đưa (transfer arm), đôi khi có tên gọi là tool bar có trọng trách tháo dao cụ thoát khỏi máy, để nó vào trong máng, lựa chọn một dao núm khác tự máng và đưa nó quay lại máy thông qua những hướng dẫn trong chương trình. Thời gian chu kì nổi bật để triển khai thủ tục này là 2 — 8 giây. Một vài máy có thể chứa cho tới 400 dao cụ một trong những “tổ” lớn, từng tổ auto tải theo trình từ bỏ khi chương trình đang chạy.

Máng dao

Bệ tuyệt bàn làm việc của máy được đỡ trên những mặt (way) bằng thép tôi.

Gang giỏi Meehanite được thực hiện làm thiết bị liệu cho các máy gia công kim loại. Ngày nay, phần lớn các máy số đông tận dụng các mối thép hàn cuộn nóng và rèn.

Một số máy có phong cách thiết kế như những khoang (cell), tức là chúng có một tổ các cụ thể chuyên biệt được thiết kế với đế sản xuất. Những máy này có các máng dao cụ to để có thể chứa đủ dao cụ nhằm mục tiêu thực hiện toàn bộ các hoạt động khác nhau bên trên mỗi cụ thể khác nhau, những bàn thao tác làm việc lớn giỏi khả năng thay đổi bàn thao tác và các đồ dự trữ đặc biệt trong bộ tinh chỉnh và điều khiển cho đầu vào tài liệu từ các máy CNC khác. Điều này chất nhận được lắp ráp lắp thêm CNC cùng với các loại máy có trang bị tựa như thành một khoang gia công linh hoạt (Flexible Machining Cell), vùng này có thể sản xuất mặt khác hơn một chi tiết. Mỗi nhóm khoang, bao gồm chứa tới 20 hay 30 vật dụng và có tên gọi là Hệ thống gia công linh hoạt. Những khối hệ thống này rất có thể sản xuất mặt hàng trăm cụ thể khác nhau sinh hoạt cùng thời khắc mà không bắt buộc con fan can thiệp nhiều. Một trong những hệ thống có thiết kế để hoạt động cả ngày lẫn đêm cơ mà không buộc phải giám sát.

Quy trình sản xuất

Cho cho gần đây, đa số các trung tâm gia công được sản xuất theo các thông số kỹ thuật kỹ thuật của khách hàng hàng. Giờ đồng hồ đây, thiết kế công cụ chuẩn hóa chất nhận được chế tạo các máy nhằm lưu kho với bán sau này vì những thiết kế mới rất có thể thực hiện toàn bộ những hoạt động cần thiết của hầu như người sử dụng. Ngân sách của một thứ CNC new dao động trong tầm 50.000 USD (trung trung tâm đứng) cho đến 5 triệu USD (hệ thống gia công linh hoạt). Quy trình sản xuất được triển khai như sau:

Hàn bệ

Bệ thiết bị hoặc là khuôn đúc hay là được hàn cùng nhau. Sau đó nó được sức nóng luyện để đào thải ứng suất hàn và để “bình thường hóa” sắt kẽm kim loại cho quy trình gia công. Bệ được gắn cố định và thắt chặt vào một trung trọng điểm gia công.

Bắt vít me bi

Cơ chế dịch chuyển bệ tuyệt trục cù được call là vít me bi (ballscrew). Qui định này làm thay đổi chuyển hễ quay của bộ động cơ truyền cồn thành vận động tuyến tính và bao gồm 1 trục vít (screw shaft) và ổ trục đỡ. Lúc trục quay, một ổ trục đính thêm lần theo những đường rãnh hình xoắn ốc trong trục cùng sản hình thành một vận động tuyến tính đúng đắn làm quay bàn thao tác ở bên dưới trục bao gồm hay giá chỉ đỡ trục chính. Những vít me bi này được bắt vào bệ vật dụng với ổ trục đính thêm ghép vào bàn thao tác làm việc hay giá đỡ trục chính.

Lắp trục chính

Trục chính được thiết kế và lắp vào bộ động cơ truyền động, rồi tiếp đến được bắt bùloong vào giá bán đỡ trục chính di động. Đối với hầu hết các trung trọng tâm gia công, mỗi trục vận động đều bao gồm vít me bi riêng rẽ biệt.

*

Máy giảm tia nước

Bộ điều khiển

Máy tính, tốt bộ tinh chỉnh và điều khiển là một thành phần lắp ráp điện tử tách biệt hẳn cùng với phần sót lại của máy. Nó tất cả một hộp điều trung khí hậu gắn mặt sườn khung sản phẩm công nghệ hay trong bàn tinh chỉnh của quản lý và vận hành viên. Nó tiềm ẩn tất cả bộ nhớ hoạt động, bảng máy tính, cung cấp nguồn, và mạch điện tử khác để triển khai cho sản phẩm hoạt động. Hệ thống dây được phân loại kết nối bộ tinh chỉnh và điều khiển tới bộ động cơ máy và các khe trượt vị trí. Các khe trượt này liên tục gửi thông tin về vị trí trục tới bộ điều khiển, vì vậy vị trí đúng chuẩn của bàn làm việc trong quan hệ với trục chính luôn được biết đến. Khía cạnh trước của bộ tinh chỉnh và điều khiển có một màn hình đoạn clip hiển thị tin tức chương trình, vị trí, vận tốc và đồ vật liệu cung ứng cho máy cùng với rất nhiều dữ liệu khác cần thiết cho quản lý viên để giám sát chỉ tiêu của máy. Cũng bên trên panel trước là những phím nhập tài liệu vào, những cổng kết nối dữ liệu và những công tắc khởi động-dừng.

Máy sau thời điểm lắp ráp được chạy thử để khám nghiệm độ thiết yếu xác. Từng máy bao hàm điểm biệt lập về vật lý và các điểm biệt lập này hoàn toàn có thể được chỉnh sửa toán học tập trong hệ điều hành của dòng sản phẩm tính. đầy đủ giá trị chỉnh sửa này được lưu trữ trong một bộ lưu trữ riêng biệt cùng máy sẽ liên tiếp kiểm tra phần lớn giá trị này. Khi trung tâm gia công trở đề nghị “mòn” do thực hiện nhiều, những thông số kỹ thuật này rất có thể được hiệu chuẩn lại để bảo vệ độ chủ yếu xác. Sau thời điểm kiểm tra, cái máy hoàn tất sẽ được sơn và chuẩn bị để xuất xưởng.

Điều khiển hóa học lượng

Chất lượng trong một trung tâm tối ưu phải được thiết lập ngay từ khâu kiến tạo tới khâu phục vụ và đính đặt. Chỉ dẫn tỉ mỉ cho vận hành viên cũng đặc biệt quan trọng nhằm ngăn chặn hư hỏng, sự xung đột ngoài ý ao ước giữa các bước với dao cụ do những lỗi hỏng rất có thể làm hư dao cố hay hỏng máy. Nhiều bộ điều khiển có đông đảo chương trình phụ nhằm hiểu được sự thế đang đe dọa và chuyển máy vào chính sách dừng khẩn cấp. Toàn bộ các sản phẩm CNC gần như được vận chuyển đặc biệt nhằm tránh va đập và được các kỹ thuật viên tay nghề cao thiết lập cẩn thận tại bên máy. Những hệ số chỉnh sửa ban sơ được khắc ghi để tìm hiểu thêm sau này. Sách gợi ý về lập trình, quản lý và vận hành và bảo dưỡng cũng khá được cung cấp.

Tương lai

Các các loại máy CNC sẽ sở hữu được một sau này bùng nổ mạnh dạn mẽ. Một ý tưởng phát minh đang được trở nên tân tiến là một chiếc máy có trục chủ yếu được treo lên vày sáu thanh giằng vít me bi lồng vào nhau. Vận động của trục chủ yếu được tinh chỉnh và điều khiển bởi một laptop phức tạp có công dụng thực hiện hàng tỷ phép tính để bảo đảm đường mức chi tiết chính xác. đề xuất mất vài ba triệu đô la để cải cách và phát triển và sử dụng toán học độc quyền lever cao, chiếc máy này hứa hẹn khả năng thực hiện tại những hoạt động chưa từng nghe thấy trong gia công kim loại. Sự tân tiến trong laptop và trí thông minh nhân tạo sẽ tạo cho những chiếc máy CNC tương lai cấp tốc hơn cùng dễ quản lý và vận hành hơn. Vớ nhiên, giá chỉ của những cái máy như vậy chắc chắn rằng sẽ không hề ít tiền và hoàn toàn có thể vượt thừa tầm với của tương đối nhiều công ty. Tuy nhiên, nó sẽ đưa giá của không ít máy CNC cơ phiên bản thực hiện những vận động 3 trục ban sơ xuống một mức độ tuyệt nhất định.