Giải thích ngắn gọn về máy CNC và cách chúng hoạt động

Giải thích ngắn gọn về máy CNC và cách chúng hoạt động

Để biết thêm thông tin chuyên sâu hơn được đề cập ở đây, hãy xem phần sau:

Khái niệm cơ bản về CNC

Để hiểu rõ hơn các vấn đề liên quan để sử dụng thành công dữ liệu Rhino của bạn cho hoạt động gia công hoặc loại cắt được điều khiển bởi CNC, bạn cần hiểu quy trình CNC và cách thức hoạt động của nó. Hy vọng rằng, phần nhỏ này sẽ giúp ích cho bạn.

Đầu tiên, một vài định nghĩa

CNC – Điều khiển số bằng máy tính – Lấy dữ liệu số hóa, một máy tính và chương trình CAM được sử dụng để điều khiển, tự động hóa và giám sát các chuyển động của máy. Máy có thể là máy phay, máy tiện, bộ định tuyến, máy hàn, máy mài, máy cắt laser hoặc tia nước, máy dập kim loại tấm, rô bốt, hoặc nhiều loại máy khác. Đối với các máy công nghiệp lớn hơn, máy tính thường là một bộ điều khiển chuyên dụng trên bo mạch. Nhưng đối với những loại máy có sở thích hơn hoặc với một số trang bị thêm, máy tính có thể là một PC bên ngoài. Bộ điều khiển CNC hoạt động cùng với một loạt động cơ và các thành phần truyền động để di chuyển và điều khiển các trục máy, thực hiện các chuyển động đã lập trình. Trên các máy công nghiệp thường có một hệ thống phản hồi tinh vi liên tục theo dõi và điều chỉnh tốc độ và vị trí của máy cắt.

Máy CNC để bàn – Có nhiều máy CNC để bàn theo phong cách thợ làm mô hình nhỏ hơn. Nhìn chung, chúng có trọng lượng nhẹ hơn, ít cứng hơn, kém chính xác hơn, chậm hơn và rẻ hơn so với các loại máy công nghiệp của chúng, nhưng có thể hoạt động tốt để gia công các vật thể từ vật liệu mềm hơn như nhựa, bọt và sáp. Một số máy tính để bàn có thể chạy giống như một máy in. Những người khác có hệ thống lệnh khép kín của riêng họ và thậm chí có thể có phần mềm CAM chuyên dụng. Một số cũng sẽ chấp nhận mã G tiêu chuẩn làm đầu vào. Một số máy để bàn tiêu chuẩn công nghiệp tồn tại với bộ điều khiển chuyên dụng để thực hiện các công việc nhỏ chính xác.

CAM – Gia công hoặc Sản xuất có Sự hỗ trợ của Máy tính – Đề cập đến việc sử dụng các gói phần mềm khác nhau để tạo các đường chạy dao và mã NC để chạy một máy điều khiển CNC, dựa trên dữ liệu mô hình máy tính 3D (CAD). Khi cả hai được sử dụng cùng nhau, điều này thường được gọi là CAD / CAM.

Lưu ý: CAM không thực sự chạy máy CNC mà chỉ tạo mã để nó chạy theo. Nó cũng không phải là một hoạt động tự động nhập mô hình CAD của bạn và tạo ra mã NC chính xác. Lập trình CAM, giống như mô hình 3D, đòi hỏi kiến ​​thức và kinh nghiệm trong việc chạy chương trình, phát triển các chiến lược gia công và biết những công cụ và hoạt động nào cần sử dụng trong từng tình huống để có được kết quả tốt nhất. Trong khi có những chương trình đơn giản để người dùng chưa có kinh nghiệm bắt đầu mà không gặp quá nhiều khó khăn, thì những mô hình phức tạp hơn sẽ phải đầu tư về thời gian và tiền bạc để trở nên thành thạo.

Mã NC – Một ngôn ngữ máy tính đặc biệt tương đối đơn giản mà máy CNC có thể hiểu và thực thi. Những ngôn ngữ này ban đầu được phát triển để lập trình các bộ phận trực tiếp trên bàn phím máy mà không cần sự hỗ trợ của chương trình CAM. Chúng cho máy biết từng chuyển động cần thực hiện, cũng như điều khiển các chức năng khác của máy như tốc độ trục chính và tốc độ nạp liệu, chất làm mát. Ngôn ngữ phổ biến nhất là mã G hoặc mã ISO, một ngôn ngữ lập trình đơn giản gồm chữ và số được phát triển cho các máy CNC sớm nhất vào những năm 70.

Bộ xử lý hậu kỳ – Trong khi mã G được coi là tiêu chuẩn, mỗi nhà sản xuất có thể sửa đổi một số bộ phận nhất định như các chức năng phụ trợ, tạo ra tình huống mã G được tạo cho một máy có thể không hoạt động cho máy khác. Ngoài ra còn có nhiều nhà sản xuất máy móc, chẳng hạn như Heidenhain hay Mazak, đã phát triển ngôn ngữ lập trình của riêng họ. Vì vậy, để dịch các đường dẫn được tính toán nội bộ của phần mềm CAM thành mã NC cụ thể mà máy CNC có thể hiểu được, có một phần mềm phần mềm cầu nối được gọi là bộ xử lý hậu kỳ. Bộ xử lý hậu kỳ, sau khi được cấu hình chính xác, sẽ xuất ra mã thích hợp cho máy đã chọn, vì vậy ít nhất về lý thuyết, bất kỳ hệ thống CAM nào cũng có thể xuất mã cho bất kỳ máy nào. Các nhà xử lý hậu kỳ có thể được miễn phí với hệ thống CAM hoặc thêm các khoản phụ phí.

Dưới đây là tóm tắt các bước cần thiết để có một mô hình kỹ thuật số cho một máy phay CNC.

Máy điều khiển CNC, nói chung

Máy CNC có thể có một số trục chuyển động và những chuyển động này có thể là tuyến tính hoặc quay. Nhiều máy có cả hai loại. Các máy cắt như la-de hoặc vòi phun nước thường chỉ có hai trục tuyến tính, X và Y. Máy phay thường có ít nhất ba trục X, Y và Z và có thể có nhiều trục quay hơn. Máy phay năm trục là máy có ba trục tuyến tính và hai trục quay, cho phép máy cắt hoạt động ở toàn bộ bán cầu 180º và đôi khi hơn thế nữa. Năm trục laser cũng tồn tại. Một cánh tay robot có thể có nhiều hơn năm trục.

Một số hạn chế của máy điều khiển CNC

Tùy thuộc vào độ tuổi và độ tinh vi của chúng, máy CNC có thể bị giới hạn khả năng của hệ thống điều khiển và truyền động của chúng. Hầu hết các bộ điều khiển CNC chỉ hiểu chuyển động của đường thẳng và cung tròn. Trong nhiều máy, các cung cũng bị hạn chế đối với các mặt phẳng XYZ chính. Chuyển động của trục quay có thể được coi như chuyển động thẳng, chỉ là độ thay vì khoảng cách. Để tạo chuyển động cung hoặc chuyển động thẳng có góc với trục chính, hai hoặc nhiều trục phải nội suy (di chuyển chính xác theo cách đồng bộ) với nhau. Trục quay và trục tuyến tính cũng có thể nội suy đồng thời. Trong trường hợp của máy năm trục, tất cả năm trục phải được đồng bộ hóa hoàn hảo – không có nhiệm vụ dễ dàng.

Tốc độ mà bộ điều khiển máy có thể nhận và xử lý dữ liệu đến, truyền lệnh tới hệ thống truyền động và giám sát tốc độ và vị trí của máy là rất quan trọng. Các máy cũ hơn và rẻ hơn rõ ràng có khả năng này kém hơn, giống như cách một máy tính cũ sẽ hoạt động kém hơn và chậm hơn (nếu có) trên các tác vụ đòi hỏi nhiều hơn so với máy mới hơn.

Trước tiên, hãy diễn giải dữ liệu 3D và spline của bạn

Một vấn đề điển hình là cách thiết lập tệp và lập trình CAM để máy thực thi các bộ phận của bạn hoạt động trơn tru và hiệu quả với dữ liệu. Vì hầu hết các bộ điều khiển CNC chỉ hiểu được cung và đường, nên bất kỳ hình thức nào không thể mô tả được với các thực thể này đều cần được chuyển đổi thành thứ có thể sử dụng được. Những thứ điển hình cần chuyển đổi là các đường cong, tức là các đường cong NURBS chung không phải là đường cung hoặc đường thẳng và các bề mặt 3D. Một số hệ thống máy tính để bàn cũng không thể hiểu được các cung tròn, vì vậy mọi thứ phải được chuyển đổi thành các đường đa giác.

Các đường có thể được chia thành một loạt các đoạn thẳng, một loạt các cung tiếp tuyến hoặc kết hợp cả hai. Bạn có thể hình dung tùy chọn đầu tiên là một chuỗi các hợp âm trên spline của bạn, chạm vào spline ở mỗi đầu và có độ lệch nhất định ở giữa. Một cách khác là chuyển đổi spline của bạn thành polyline. Bạn sử dụng càng ít phân đoạn, thì giá trị gần đúng sẽ càng thô và kết quả càng nhiều khía cạnh. Việc đi mịn hơn sẽ làm tăng độ mượt mà của phép gần đúng, nhưng cũng làm tăng đáng kể số lượng phân đoạn. Bạn có thể tưởng tượng rằng một loạt các cung tròn có thể ước lượng đường trục của bạn trong phạm vi dung sai với ít mảnh dài hơn. Đây là lý do chính để thích chuyển đổi vòng cung hơn chuyển đổi polyline đơn giản, đặc biệt nếu bạn đang làm việc với các máy cũ hơn. Với những cái mới hơn, có ít vấn đề hơn.

Hãy tưởng tượng các bề mặt giống như một loại xấp xỉ spline giống nhau, chỉ cần được nhân lên nhiều lần theo hướng ngang với một khoảng cách giữa (thường được gọi là bước chuyển đổi). Nói chung, các bề mặt được thực hiện bằng cách sử dụng tất cả các đoạn thẳng, nhưng có những trường hợp mà cung hoặc kết hợp các đường và cung cũng có thể được sử dụng.

Kích thước và số lượng phân đoạn được xác định bởi độ chính xác cần thiết và phương pháp được chọn, và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc thực hiện. Quá nhiều phân đoạn ngắn sẽ làm nghẹt một số máy cũ và quá ít sẽ tạo ra một bộ phận thô kệch. Hệ thống CAM thường là nơi thực hiện phép tính gần đúng này. Với một người vận hành lành nghề, biết người dùng cần gì và máy móc có thể xử lý, thì thường không có vấn đề gì. Nhưng một số hệ thống CAM có thể không xử lý splines hoặc một số loại bề mặt nhất định, vì vậy bạn có thể cần phải chuyển đổi các thực thể trong phần mềm CAD trước (Rhino) trước khi chuyển sang CAM. Quá trình dịch từ CAD sang CAM (thông qua định dạng trung tính như IGES, DXF, v.v.) đôi khi cũng có thể gây ra sự cố, tùy thuộc vào chất lượng của các chức năng nhập / xuất của chương trình.

Các quy ước chung được sử dụng để mô tả các quy trình CNC

Dự án của bạn có thể là:

2 Trục nếu tất cả các lần cắt diễn ra trên cùng một mặt phẳng. Trong trường hợp này, máy cắt không có bất kỳ khả năng chuyển động nào trong mặt phẳng Z (thẳng đứng). Nói chung, trục X và Y có thể nội suy đồng thời với nhau để tạo ra các đường thẳng góc và cung tròn.

2.5 Trục nếu tất cả các vết cắt diễn ra hoàn toàn trong các mặt phẳng song song với mặt phẳng chính nhưng không nhất thiết phải ở cùng độ cao hoặc độ sâu. Trong trường hợp này, máy cắt có thể di chuyển trong mặt phẳng Z (thẳng đứng) để thay đổi mức, nhưng không đồng thời với các chuyển động X, Y. Một ngoại lệ có thể là dao cắt có thể nội suy theo đường xoắn ốc, nghĩa là tạo một đường tròn ở X, Y trong khi di chuyển đồng thời theo Z để tạo thành một đường xoắn (ví dụ trong phay ren).

Một tập hợp con ở trên là máy có thể nội suy đồng thời 2 trục bất kỳ với nhau, nhưng không phải là 3. Điều này làm cho một số lượng đối tượng 3D hạn chế có thể thực hiện được, bằng cách cắt trong các mặt phẳng XZ hoặc YZ, nhưng hạn chế hơn nhiều so với đầy đủ 3 trục nội suy.

3 Trục nếu việc cắt của bạn yêu cầu chuyển động được điều khiển đồng thời của các trục X, Y, Z, mà hầu hết các bề mặt dạng tự do đều yêu cầu.

4 trục nếu nó bao gồm các chuyển động trên cộng với 1 trục quay. Có hai khả năng: nội suy đồng thời 4 trục (còn được gọi là trục thứ 4 thực sự). Hoặc chỉ định vị trục thứ 4, trong đó trục thứ 4 có thể định vị lại bộ phận giữa các hoạt động của 3 trục, nhưng không thực sự di chuyển trong quá trình gia công.

5 trục nếu nó bao gồm các chuyển động trên cộng với 2 trục quay. Bên cạnh gia công 5 trục thực (5 trục chuyển động đồng thời trong khi gia công), bạn cũng thường có gia công 3 cộng 2 hoặc 3 trục + chỉ định vị 2 trục riêng biệt, cũng như trong các trường hợp hiếm hơn, gia công 4 cộng 1 hoặc 4 trục liên tục + một thứ 5 duy nhất chỉ định vị trục. Phức tạp phải không…

Cách lựa chọn mã sản phẩm , vật liệu , đặc tính và thông số kỹ thuật cũng như yêu cầu của quý khách hàng.Mọi thắc mắc cần được giải đáp cũng như tư vấn và nhận báo giá xin liên hệ với thông tin bên dưới :

CÔNG TY TNHH TÂN HẢI : 453B Đường Chiến Lược, Khu Phố 6, Phường Tân Tạo, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh

Email : tanhai.automation@gmail.com Phone and zalo: Mr Trung : 0397536266