Tự động hóa trong sản xuất là một cách cực kỳ hiệu quả để sản xuất hàng hóa. Cách tiếp cận này đã trở nên phổ biến hơn bao giờ hết với sự ra đời của các công nghệ tiên tiến trong những năm gần đây. Một khái niệm giúp máy móc hoạt động bình thường được gọi là computer numerical control viết tắt là CNC (điều khiển số bằng máy tính). Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về CNC là gì nhé!
Mục Lục [Ẩn]
1. CNC là gì?
CNC là gì?
CNC là viết tắt của từ “Computer Numerical Control” nghĩa là điều khiển số máy tính, là khái niệm chỉ cách hoạt động của máy công cụ dựa trên cách thức hoạt động của các công cụ đó. Các hướng dẫn được mã hóa cụ thể được gửi đến cái được gọi là bộ vi xử lý bên trong trong hệ thống điều khiển của máy công cụ. Bộ vi xử lý này về cơ bản hoạt động như một máy tính mini có thể nhận thông tin. Bộ xử lý nội bộ này chấp nhận các hướng dẫn thông tin mà nó nhận được, diễn giải cách chúng được thực hiện và sau đó thực hiện một cách vật lý một chức năng mong muốn cho một máy. Lợi ích lớn của CNC là các chức năng được mã hóa trước này có thể cụ thể hơn nhiều - và được thực hiện chính xác hơn nhiều - so với những gì ai đó có thể làm thủ công với một công cụ máy móc.
Tất nhiên, điều khiển số bằng máy tính chủ yếu nhằm giúp tự động hóa các quy trình, làm cho chúng hiệu quả hơn và giảm - hoặc thậm chí loại bỏ - số lượng lao động chân tay tham gia vào việc thực hiện chúng. Như đã nói, CNC thường được sử dụng với các chương trình thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (viết tắt là CAD) và các chương trình sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM). Máy CNC thường được sử dụng bao gồm máy tiện, máy xay, bộ định tuyến, máy cắt plasma, máy cắt tia nước và máy mài.
2. Tầm quan trọng của CNC trong sản xuất
Điều khiển số bằng máy tính là một quy trình công nghệ cực kỳ cao và quan trọng trong thế giới sản xuất ngày nay. Các kỹ sư có tay nghề cao phải lập trình các tệp được bộ vi xử lý sử dụng trong một máy công cụ để làm cho một máy hoạt động đúng và hiệu quả. Thật ngạc nhiên khi nhiều loại hàng hóa khác nhau có thể được sản xuất nhanh chóng như thế nào, nhưng công nghệ CNC là xương sống quan trọng tạo nên sự khác biệt trong các quy trình này.
Tầm quan trọng của CNC trong sản xuất
3. Thành phần hệ thống CNC
Một hệ thống CNC bao gồm giao diện người máy (HMI), bộ điều khiển số có thể lập trình, thiết bị phản hồi tích hợp, bộ truyền động servo và động cơ cũng như bộ truyền động trục chính và động cơ.
Bộ điều khiển số
Bộ điều khiển số thực thi phần mềm chương trình CNC, phần mềm này bao gồm bộ dịch chương trình bộ phận, bộ tạo quỹ đạo, điều khiển chuyển động và chương trình logic rời rạc. Bộ điều khiển số hiện tại cung cấp các tính năng, chẳng hạn như đường viền đối tượng, hình tròn, tuyến tính, xoắn ốc và nội suy đa thức và lập trình hội thoại. Các chương trình hội thoại tính toán hình dạng của một bộ phận từ một vài điểm đã biết và chứa các chu trình đóng hộp để một chương trình bộ phận có thể được sao chép từ dữ liệu có sẵn trực tiếp trên bản in màu xanh lam.
Phần mềm hệ thống được nhúng trong bộ điều khiển số cung cấp khả năng điều khiển chính xác trước các ổ đĩa servo và trục chính. Nó giao tiếp với bộ truyền động servo để điều phối tốc độ và vị trí trục động cơ. Các ổ đĩa cung cấp các lệnh vị trí và điều khiển mô-men xoắn cần thiết để điều chỉnh tốc độ. Phần mềm nhúng như vậy thường là độc quyền và được bao gồm như một phần doanh thu phần cứng của các nhà cung cấp.
Thành phần hệ thống CNC
>> Cùng tìm hiểu về sản phẩm băng keo hai mặt giá rẻ tại Đồng Nai
Động cơ và ổ trục chính
Trục chính quay dao trong các ứng dụng phay và chi tiết gia công trong các ứng dụng tiện. Nhiều máy công cụ có nhiều trục quay để cung cấp một loạt các hoạt động. Các ứng dụng đa trục chính điển hình gắn trục chính mã lực lớn trong phạm vi tốc độ tương đối thấp để loại bỏ vật liệu trong giai đoạn gia công thô và sử dụng trục quay tốc độ cao mã lực thấp cho giai đoạn hoàn thiện. Động cơ trục chính thường là động cơ cảm ứng lồng sóc xoay chiều 3 pha. Mỗi động cơ trục chính yêu cầu một bộ truyền động xoay chiều tốc độ thay đổi riêng với nguồn điện tích hợp.
Tốc độ thay đổi (tần số thay đổi) Các ổ đĩa xoay chiều có sẵn với ba chế độ điều khiển: điều khiển volt / hertz không đổi, điều khiển vector từ thông không cảm biến vòng hở và điều khiển vector từ thông vòng kín. Trong khi bộ truyền động vôn / hertz không đổi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống CNC cũ hơn, thì bộ truyền động vectơ thông lượng lại phổ biến hơn trong các hệ thống CNC mới. Có sự phân biệt rõ ràng giữa các công nghệ truyền động này từ góc độ ứng dụng. Trong khi bộ truyền động vôn / hertz hoạt động với mô-men xoắn tương đối không đổi, vì mô-men xoắn tỷ lệ với vôn / hertz, bộ truyền động vectơ từ thông cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn về tốc độ và gia tốc, vì chúng thay đổi mô-men xoắn dựa trên tải áp dụng. Chúng cung cấp mô-men xoắn cao hơn, thường được yêu cầu ở tốc độ thấp. Các ổ trục chính thường được cung cấp dưới dạng một mô-đun sẵn sàng để cài đặt vào bảng điều khiển.
Truyền động Servo và Động cơ
Độ chính xác của hệ thống CNC phụ thuộc vào khả năng đo những thay đổi về vị trí dọc theo trục của nó và điều khiển động cơ dưới toàn bộ mô-men xoắn và tốc độ tới các vị trí mục tiêu. Bộ truyền động servo và động cơ, thực hiện chức năng điều khiển vị trí dọc theo trục, là một bộ tích hợp, phù hợp trong một hệ thống CNC. Hệ thống servo có hoạt động bốn góc phần tư, phản hồi tốc độ và dòng điện, mô-men xoắn tăng tốc cao, kiểm soát tốc độ không dải chết và độ chính xác nhanh chóng và chính xác để đáp ứng nhu cầu thay đổi tốc độ.
Hai loại động cơ servo là DC Brush và động cơ servo không chổi than. Động cơ servo loại chổi chuyển nguồn DC sang cuộn dây trường thông qua bộ biến đổi hài. Động cơ servo không chổi than có rôto nam châm vĩnh cửu và phụ thuộc vào bộ truyền động servo điện tử để cung cấp chuyển mạch cho các cuộn dây hiện trường. Hệ thống servo AC không chổi than sử dụng sóng hình sin trong khi hệ thống servo không chổi than DC sử dụng sóng hình thang. Hệ thống điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi vì hoạt động ở tốc độ thấp tốt hơn, giảm hiện tượng bó cứng động cơ và giảm gợn mô-men xoắn. Bộ xử lý ổ đĩa servo thường là Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) và nhận các lệnh từ bộ điều khiển numer-ical.
Hệ điều hành HMI
Lập trình bộ phận và lập trình logic rời rạc được thực hiện từ trạm HMI và gửi đến bộ điều khiển CNC. Trong khi các trạm HMI dựa trên hệ điều hành độc quyền vẫn được sử dụng, thì HMI dựa trên PC trên nền Win-dows đang được ưa chuộng.
Các trạm HMI dựa trên PC giúp các hệ thống CNC có thể sử dụng CAD / CAM dựa trên PC và phần mềm đồ họa khác để lập trình con-troller CNC một cách tự động. Trong trường hợp các hệ thống CNC độc quyền, mặc dù chúng có thể sử dụng HMI dựa trên PC, các CPU bộ điều khiển số vẫn là độc quyền. Lập trình của CPU CNC được thực hiện bằng cách liên kết PC HMI với phần cứng bộ điều khiển CNC.
Mặt khác, máy CNC mở sử dụng HMI dựa trên PC cũng như bộ điều khiển sử dụng phần cứng dựa trên PC. Các máy CNC mở như vậy có thể trao đổi thông tin với phần mềm dựa trên PC của bên thứ ba và giao tiếp với thiết bị khác sử dụng RS232 và các mạng LAN tiêu chuẩn như Ethernet. Hệ thống CNC mở đã tách HMI khỏi phần mềm lập trình. Tuy nhiên, hầu hết các máy CNC mở đều giữ lại hệ thống điều khiển chạy trên Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) độc quyền để điều khiển chuyển động của các trục.
Bài viết này giúp bạn hiểu về CNC là gì và những nội dung về CNC. Hy vọng bài viết này sẽ giải đáp được phần nào thắc mắc của các bạn.
Xem thêm bài viết khác:
- Chứng chỉ MOS là gì? Lợi ích của chứng chỉ MOS
- Checklist là gì? Công dụng và làm thế nào để sử dụng một checklist?
