Máy cnc là gì? Tìm hiểu về CNC từ A-Z

Mục lục nội dung

Trong vài năm trở lại đây việc khắc, tiện, khoan, đục…2D, 3D, 4D thậm chí là 5D đã trở nên khá quen thuộc, tuy nhiên có 1 khái niệm khác đó là CNC.

CNC là gì?

CNC – viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển bằng máy tính) – đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất (có tính lặp lại) các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụng các chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã G. CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trường MIT.

Nguồn https://vi.wikipedia.org/wiki/CNC

Máy cnc là gì?

Máy CNC là viết tắt của cụm từ Computer Numerical Control – (điều khiển bằng hệ thống máy vi tính).

may-cnc-la-gi

Nói dễ hiểu, đây là một hệ thống máy móc chuyên gia công cơ khí tự động, hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng các chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, (thường gọi là mã G).

Công nghệ máy CNC được phát triển cuối thập niên 1940 và đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Servomechanism của trường MIT và dần dần được cải tiến, phát triển mạnh mẽ đến ngày nay.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy CNC

Cấu tạo của máy CNC

Mặc dù máy CNC có nhiều bộ phận và chi tiết nhưng về cơ bản, máy có những bộ phận chính giống máy công cụ thông thường như sau:

Bộ thay dao tự động
Vỏ máy
Hệ thống điều khiển
Bàn xe dao
Trục chính
Hệ thống cấp nguồn

Động cơ

Động cơ hẳn nhiên là một linh kiện phải có đối với máy cnc. Nó truyền động giúp máy làm được các vận hành như chuyển động lên xuống, chuyển động tịnh tiến.

Đối với một máu cnc bình thường họ thường dùng hai loại động cơ thực sự là động cơ servo ( servo motor ) và động cơ bước ( step motor ).

Động cơ bước

Động cơ bước hay được biết đến là step motor là một loại động cơ chạy bằng điện có nguyên lý và sử dụng đặc biệt với hầu hết các động cơ điện thông thường. Chúng thực tế là một động cơ đồng nhất sử dụng để chuyển hóa các thông tin lái dưới dạng các xung điện rời rạc nối tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hay những chuyển động của rôto có điều kiện bất di bất dịch roto vào những khu vực thiết yếu.

cau-tao-cua-may-cnc-dong-co-buoc-cmcdistribution

Động cơ servo

Động cơ servo là một mắt xích truyền động của hệ thống điều khiển chuyển động của các máy móc thiết bị. Nó còn được xem là với kỹ thuật driver servo na ná với driver máy vi tính. đây còn là một trang thiết bị bắt buộc phải có và quyết định đến giá trị của một chiếc máy cnc.

cau-tao-cua-may-cnc-dong-co-servo-cmcdistribution

Bộ điều khiển

Lúc một máy cnc được làm ra thì thiết bị kiểm soát thực sự là thủ phủ đầu não của chúng. Năng lực tự động cnc có vận hành ổn định hay không là phê duyệt thiết bị kiểm soát của máy.

Thiết bị kiểm soát có công dụng nhận tin báo từ con người. Có thể hiểu theo cách giản dị thì nó nhận lệnh từ con người và chuyển các lệnh đó đến các bộ phận khác và bắt chúng vận hành theo lệnh được xây dựng trình sẵn thời gian trước.

Hữu ích cho bạn: Điều khiển số: khái niệm, đặc điểm, ưu điểm của nó

cau-tao-cua-may-cnc-bo-dieu-khien-cmcdistribution

Kiểm soát cnc có sứ mệnh phân giải kế hoạch nc và xử lí tiếp các thông tin liên quan tới kỹ thuật và hình thù hình học. Với sự trợ giúp của hệ kiểm soát cnc, các bộ phận tương xứng của máy dụng cụ cnc được kiểm soát và chỉnh lý để chế tác được các cụ thể theo đề nghị. Chẳng hạn :

Lúc bạn muốn cắt một vách ngăn cnc bạn buồn cần có file mẫu đó tiếp theo chuyển nó qua dạng g-code và nhập file g-code đó vào máy cnc. Thiết bị kiểm soát sẽ đọc bản vẽ đó và truyền lệnh theo các lệnh g-code đó giúp máy vận hành ổn định.

Thanh trượt – Thanh Răng

Hầu hết thì một thanh răng thanh trượt đều hiện diện trên máy cnc. Vì thanh trượt ( linear motion ) là linh kiện cnc sử dụng để dẫn hướng , dựa theo nguyên lý chuyển động tịnh tiến giữa con trượt và ray trượt.

Nó vận hành hầu như chuẩn xác và có thể chịu tải cực tốt. Vì vậy mà máy có thể di chuyển theo hướng được chuẩn xác.

cau-tao-cua-may-cnc-thanh-truot-thanh-rang-cmcdistribution

Hơn nữa, máy cnc còn nhiều tuy nhiên linh kiện khác mà tùy thuộc vào từng ngành nghề, từng chức năng mà nó có thể có một linh kiện không giống nhau. Chẳng hạn như máy phay cnc có thể có dao phay, máy cắt cnc plasma có thể có nguồn cắt plasma hay máy cắt cắt cnc laser có khả năng có nguồn laser co2 hoặc laser fiber.

Cấu tạo khác của máy CNC

Tuy nhiên, máy CNC có độ gia công chính xác hơn nhiều so với máy công cụ truyền thống bởi có những đặc điểm cấu tạo riêng biệt.

Đó là có thêm hệ thống xử lý và điều khiển bằng máy tính, bàn phím nhập dữ liệu, màn hình truy xuất thông tin và theo dõi quy trình vận hành máy.

Mời xem vài video về các chi tiết, sản phẩm được cắt bởi máy CNC.

Nguyên lý hoạt động

Để máy CNC hoạt động được, cần phải nạp chương trình vào hệ thống vi tính thông minh. Máy vi tính có nhiệm vụ xử lý và điều khiển các bộ phận của máy như đầu cắt, tốc độ cắt, biên độ cắt,… theo chương trình có sẵn để gia công sản phẩm.

Máy CNC thường có nhiều kích thước và có nhiều công dụng khác nhau, nhưng có thể mô tả dễ hiểu thì máy CNC hoạt động như sau:

Máy CNC có 1 hoặc nhiều trục chính. Trục chính có tốc độ quay rất cao, đầu trục chính (vitme) được gắn 1 đầu cắt như mũi khoan để cắt sản phẩm theo trục lên xuống (trục Z).
Thân máy có bàn giá để cố định sản phẩm và di chuyển theo các trục X,Y. Kết hợp với trục chính (phương Z) để đưa lưỡi cắt di chuyển theo các phương hướng, bề mặt muốn gia công của sản phẩm.

Video máy cắt plasma CNC mini

Ngoài ra bạn có thể tìm hiểu sâu hơn về nguyên lý của máy CNC tại đây

Phân loại máy CNC

Trong ngành công nghiệp sản xuất nói chung, máy CNC có khá nhiều chủng loại và công năng khác nhau. Chính vì vậy mà việc phân loại cũng có những tiêu chí khác nhau. CNC Khắc đá sẽ chỉ ra những tiêu chí sau đây để Quý vị tiện tham khảo:

Theo phương pháp truyền động: Gồm truyền động điện, thủy lực, khí nén.
Theo phương pháp điều khiển: Gồm điều khiển điểm, điều khiển đoạn, điều khiển theo đường cắt (Gồm máy 2D, máy 3D, Điều khiển 2D1/2, hoặc điều khiển 4D, 5D).
Phương pháp thay dao: Gồm thay dao bằng tay, hoặc phương pháp tự động kiểu rơ-vôn-ve, trống mang dao hay băng tải dao.
Kiểu kích cỡ phôi sản phẩm có thể gia công.
Kích cỡ máy và trọng lượng máy.
Theo số lượng trục của máy.
Phân loại theo hệ điều hành: Có thể là của Fanuc, Siemens, Fagor, EMCO,…
Chức năng hoạt động.

Các loại máy CNC phổ biến hiện nay

Máy khoan CNC

may-khoan-cnc-cmcdistribution — Máy khoan CNC

Đây là loại máy CNC khá phổ biến trong các xưởng gia công cơ khí ở Việt Nam hiện nay.
Có nhiều loại, từ trục đơn đến loại máy khoan 2 trục, 3 trục, 4 trục.

Hữu ích cho bạn: Á kim là gì?

Máy tiện CNC

may-tien-cnc-cmcdistribution

Chức năng gia công cũng như các loại máy tiện truyền thống nhưng khác ở chỗ là có hệ thống điều khiển bằng máy tính, và có 2 trục tiện trở lên

Máy phay CNC

Có 2 dạng chính là máy phay CNC dạng đứng và máy CNC dạng ngang.(xem thêm cấu tạo máy phay CNC)
Số trục điều khiển đồng thời cùng một lúc thường là 3 trục trở lên, theo các phương cắt X, Y, Z trong không gian cắt.

Trung tâm gia công

Đây cũng là một dạng máy công cụ CNC nhưng khả năng gia công của nó rộng hơn các máy tiện CNC hay máy phay CNC
Trung tâm gia công có thể thực hiện được nhiều nguyên công gia công chi tiết chỉ với 1 lần gá phôi sản phẩm.
Gia công: tiện phay kết hợp; phay đứng; phay ngang; vạn năng

Máy gia công tia lửa điện EDM

may-gia-cong-tia-lua-dien-edm

Là loại máy CNC thích hợp cho việc gia công các loại vật liệu có độ cứng cao (nhưng phải dẫn điện), gia công các bề mặt 3D phức tạp sau khi đã gia công thô bằng gia công cơ, gia công các khe hẹp và sâu, gia công góc hẹp, tạo vết nám cho bề mặt khuôn đúc các sản phẩm nhựa, cắt profile cho các khuôn dập, khuôn đùn ép.

Máy gia công tia lửa điện có điện cực định hình

Phương pháp gia công tia lửa điện (Electric Discharge Machining – EDM) được phát triển vào năm 1943 ở Liên Xô bởi hai vợ chồng người Nga tại trường Đại học Moscow là Giáo sư – Tiến sĩ Boris Lazarenko và Tiến sĩ Natalya Lazarenko.

Cho đến nay, phương pháp gia công này đã được phổ biến rộng rãi khắp nơi trên thế giới. Nguyên tắc của phương pháp này là bắn phá chi tiết để tách vật liệu bằng nguồn năng lượng nhiệt rất lớn được sinh ra khi cho hai điện cực tiến gần nhau.

Trong hai điện cực này, một đóng vai trò là dao và một đóng vai trò là phôi trong quá trình gia công.

Máy cắt dây CNC

Phần mềm lập trình máy CNC

Vì máy CNC được dùng khá nhiều trong sản xuất, vì vậy mà các phần mềm phục vụ cho việc sản xuất và vận hành máy cũng có nhiều loại, điển hình là:

Phần mềm NCStudio

huong-dan-cai-dat-download-phan-mem-ncstudio

Trong công nghệ cơ khí ứng dụng công nghệ cao thì phần mềm NcStudio được sử dụng chính trong ứng dụng máy tiện CNC.
NcStudio sẽ chịu trách nhiệm chính trong việc ra lệnh cho máy CNC thực hiện những công việc theo ý muốn của người điều khiển.
Nhiệm vụ chính của phần mềm này chính là mô tả những chuyển động của trục chính trên bề mặt của vật liệu để máy CNC có thể hiểu và thực hiện theo lập trình có sẵn.

XEM THÊM: Hướng dẫn sử dụng NCstudio chi tiết và download tại đây

Phần mềm Artcam Pro 9

phan-mem-artcam-9-pro

Phần mềm Artcam pro 9 có khả năng phân tích 1 bức tranh và đưa ra mã Gcode để gia công trên máy điêu khắc CNC.
Ngoài ra còn có nhiều tính năng khác như: tạo hình nổi, face wizard, quét biên dạng,…

XEM THÊM: Tìm hiểu và download phần mềm Artcam tại đây

Phần mềm Jdpaint

phan-mem-jdpaint-download-full

Jdpaint là phần mềm hàng đầu trong việc thiết kế 2D, tạo hình nổi 3D, lập trình gia công trên gỗ và một tính năng rất đặt biệt đó là chuyển từ File ảnh 2D thành dạng mẫu điêu khắc 3D.

Ngay từ phiên bản đầu tiên Jdpaint đã chứng tỏ được rằng nó là 1 phần mềm thiết kế điêu khắc mạnh mẽ.

Với tiêu chí xây dựng bản vẽ nhanh, sửa chữa dễ dàng, dao diện thân thiện được tích hợp và cái hay từ những phần mềm khác.

XEM THÊM: Hướng dẫn sử dụng và download Jdpaint full crack ở đây

Phần mềm Mastercam

Đây là phần mềm 2D CAM với các công cụ CAD giúp người lập trình thiết kế các chi tiết ảo trên màn hình máy tính, và hỗ trợ máy CNC để gia công các chi tiết của sản phẩm.

download-phan-mem-mastercam-x5-x7-x9-x10

Thiết kế tạo ra mô hình sản phẩm phục vụ lập trình gia công, xuất bản vẽ, thiết kế 2D

Chúng tôi có 1 bài viết hướng dẫn chi tiết cách dùng và file download full crack mastercam tại link này

Hữu ích cho bạn: Phần mềm Inventor là gì? Ứng dụng Inventor

Phần mềm mô phỏng CNC – SSCNC:

phan-mem-mo-phong-cnc-sscnc

SSCNC là phần mềm do hãng Sofware phát hành đi kèm với máy CNC, với khả năng mô phỏng sát với thực tế đến 95% nên rất thuận tiện cho việc giảng dạy, học tập và thực hành cho các công nhân vận hành máy.

Xem hướng dẫn sử dụng và download SSCNC tại bài viết này

Ứng dụng của máy CNC

Có thể nói rằng sự ra đời của máy CNC là một cuộc cách mạng của khoa học kỹ thuật hiện đại, được áp dụng mạnh mẽ cho ngành sản xuất nói chung và ngành cơ khí nói riêng.

Chính nhờ sự tự động hóa mà máy CNC có thể gia công được sản phẩm bất kỳ, hoặc gia công khuôn để đúc nên sản phẩm bất kể sản phẩm đó được làm chất liệu gỗ, đá, hay kim loại,…

Ví dụ:

Ngành công nghiệp đồ gỗ:

Với sự chính xác gần như tuyệt đối và thời gian cho ra sản phẩm nhanh chóng. Máy CNC gần như đã thay thế bàn tay của các nghệ nhân.

Cụ thể, với những chi tiết chạm trổ phức tạp, máy CNC hoàn toàn vượt trội khi cho ra đời những sản phẩm có độ tinh xảo và tỷ mỉ, hoàn hảo 100% so với bản vẽ ban đầu. Từ đó nâng cao năng lực sản xuất như tiết kiệm nhân công, tiết kiệm thời gian, ít tiêu hao nguyên vật liệu,…

Nếu cần mua máy đục gỗ CNC bạn có thể tham khảo bài viết này

Công nghiệp sản xuất gia dụng, lắp ráp

Hiện nay các nhà sản xuất đồ gia dụng lớn như Toshiba, Panasonic, Samsung, LG…đã ứng dụng công nghệ máy CNC để đúc khuôn cho sản phẩm của họ.

Các khuôn đúc được gia công bằng CNC luôn đạt được các yêu cầu kỹ thuật khắc khe như: các chi tiết có bề mặt phức tạp được gia công tỷ mỉ, chính xác, sản phẩm khuôn được cắt gọt sạch sẽ, độ bóng cao, đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Ngoài ra, đối với những loại máy móc bị hỏng hóc do những chi tiết không có bộ phận thay thế, máy CNC có thể gọi là biện pháp cuối cùng! Bởi nó có thể gia công các chi tiết dù là nhỏ nhất để thay thế bộ phận bị hỏng.

Ưu điểm của máy CNC

Như đã nói ở trên, bằng sự điều khiển và giám sát của máy vi tính. Máy có khả năng gia công những bề mặt phức tạp hoặc những chi tiết nhỏ mà bàn tay con người khó có khả năng gia công.

Các sản phẩm được sản xuất từ máy CNC luôn có độ chính xác 100% so với bản vẽ thiết kế ban đầu.
Tiết kiệm thời gian sản xuất
Có thể gia công sản phẩm hàng loạt trên nhiều vật liệu khác nhau như: gỗ, kim loại, đá,…
Tiết kiệm nhân lực, nhân công.
Được cập nhật và hỗ trợ những tính năng mới từ Hãng sản xuất.
Có khả năng vận hành liên tục & ổn định, ít xảy ra lỗi.
Bảo hành lâu dài.

Những lưu ý khi chọn mua máy CNC

Việc sở hữu được một chiếc máy CNC để sản xuất là điều ai làm trong ngành cũng mong mỏi, nhưng chi phí đầu tư ban đầu là khá lớn nên CNC Khắc đá khuyến cáo Quý vị cần phải lưu ý khi chọn mua máy CNC như sau:

Không mua máy CNC khi chưa kiểm chứng thông tin rõ ràng: Trước khi ra quyết định chọn mua máy, bạn cần kiểm tra các thông tin mà cơ sở bán máy cung cấp gồm: Mã máy, hãng sản xuất, năm sản xuất,… Nếu thấy có vấn đề thì không nên mua.
Yêu cầu cho xem quá trình máy khởi động/vận hành: Bạn có thể yêu cầu cơ sở bán máy cho xem qua quá trình hoạt động của máy. Nếu được đáp ứng, hãy theo dõi máy hoạt động có ổn định và gặp vấn đề gì không.
Chọn máy CNC phù hợp với mục đích sử dụng: Máy CNC có nhiều chủng loại và công năng nhưng không phải vì thế mà loại nào cũng áp dụng được cho quy mô và loại hình sản xuất của bạn.

Ví dụ: Bạn làm về các sản phẩm vách ngăn, phù điêu, tượng gỗ,… thì không nên chọn máy CNC của ngành cơ khí chế tạo bởi ở loại hình này, công suất máy không cần lớn mà cái quan trọng là cần độ chính xác. Các ngành khác cũng vậy, nghiên cứu kỹ lưỡng là điều quan trọng nhất!