Cấu tạo máy CNC không ngừng được cải tiến với nhiều tính năng và ưu điểm nổi bật. Điều này giúp đáp ứng kịp thời nhu cầu chế biến gỗ công nghiệp hàng loạt ngày càng gia tăng trong các nhà máy gia công, công xưởng tại thị trường Việt Nam. Hiểu rõ được cấu tạo chi tiết cùng với chức năng của dòng máy CNC sẽ giúp các doanh nghiệp đưa ra lựa chọn phù hợp và vận hành máy một cách tối ưu. Hãy cùng tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây của CABINETMASTER.
>>>> BÀI VIẾT LIÊN QUAN NHẤT: Máy CNC gỗ công nghiệp an toàn tiêu chuẩn châu Âu giá rẻ
1. Tổng quan về các dòng máy CNC hiện nay
CNC là tên viết tắt của từ Computer Numerical Control. Đây là một loại máy được điều khiển tự động thông qua hệ thống lập trình sẵn trên máy tính; chuyên dùng để cắt, gọt, phay… Do được lập trình sẵn chương trình nên máy CNC có tốc độ xử lý rất nhanh và độ chính xác cao lên tới 99% so với bản vẽ.
Máy CNC được phát triển và biết đến từ năm 1940 nhằm thay thế các kỹ thuật sản xuất gỗ thủ công mất nhiều thời gian. Cấu tạo máy CNC giúp máy hoạt động tốt trong môi trường 2D, 3D bằng các phần mềm thiết kế chuyên dụng. Trong quá trình vận hành máy, nhân viên kỹ thuật có thể điều hướng thẳng hoặc các đường cong.
Hiện nay, máy CNC đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong ngành sản xuất, chế biến gỗ công nghiệp. Bởi chúng giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và đặc biệt tiết kiệm được chi phí sản xuất. Có 3 loại máy CNC được sử dụng phổ biến trên thị trường là: Máy tiện CNC, máy phay CNC, máy khoan CNC.
>>>> THAM KHẢO THÊM: Các hệ điều hành máy CNC thông dụng nhất
2. Cấu tạo máy CNC chi tiết
Hiện nay, máy CNC có rất nhiều loại khác nhau dẫn đến cấu tạo máy CNC cũng rất đa dạng. Tùy thuộc vào mỗi loại máy có chức năng như thế nào thì sẽ có hình dạng và cấu tạo sao cho phù hợp. Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của máy CNC, trước hết ta cần biết được cấu tạo các bộ phận của chúng.
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy CNC được sản xuất từ nhiều nước với những tiêu chuẩn khác nhau. Nhưng nhìn chung, một máy CNC đều phải có những bộ phận cơ bản gồm 2 phần chính:
- Phần chấp hành: Đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục vít me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính và băng dẫn hướng.
- Phần điều khiển: các loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính trung tâm.
3. Phần chấp hành của máy CNC
Tuy cấu tạo máy CNC là khác nhau nhưng nhìn chung phần chấp hành sẽ bao gồm 7 bộ phận cơ bản sau:
3.1. Thân và đế máy
Đây là một trong những bộ phận quan trọng của máy và thường được làm bằng chất liệu gang hoặc thép không gỉ. Thân và đế máy luôn phải được đảm bảo chắc chắn, cứng vững mới có thể chịu được lực rung của máy trong quá trình hoạt động và bảo vệ các bộ phận có trong máy.
3.2. Bàn máy
Bàn máy là vị trí để gá các chi tiết gia công hay còn được gọi là đồ gá. Bàn máy có thể di chuyển sang trái phải theo trục x và di chuyển dọc theo chiều y. Tùy từng loại máy CNC bàn máy sẽ di chuyển và trục chính đứng yên hay dừng lại. Trong quá trình lựa chọn bàn máy, các doanh nghiệp nên chú ý đến kích thước cũng như trọng tải tối đa để lựa chọn loại máy phù hợp.
>>>> TÌM HIỂU THÊM: Các loại dao CNC gỗ phổ biến, thường dùng hiện nay
3.3. Cụm trục chính
Đây là một trong những cấu tạo của máy CNC vô cùng quan trọng, là nơi lắp các dụng cụ như tiện, dao phay… và thực hiện chức năng gia công. Chuyển động chính của trục là chuyển động quay kết hợp với các chuyển động theo hướng x, y, z nhằm di chuyển đến phôi cần gia công.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của trục chính trong một trung tâm gia công CNC, bao gồm:
- Tốc độ trục chính tối đa
- Công suất động cơ trục chính
- Mô-men xoắn tối đa của động cơ trục chính
Một vài loại trục chính phổ biến trong cấu tạo máy CNC như:
- Belt: Trục chính kết hợp với mô tơ thông qua dây đai để dẫn động.
- Direct: Trục chính kết hợp với mô tơ thông qua khớp nối trực tiếp để dẫn động.
- Gear box: Trục chính kết hợp mô tơ thông qua hợp số bánh răng để dẫn động.
- Buit-in: Trục chính kết hợp với mô tơ và nón chính là động cơ lẫn trục chính. Mô tơ nằm bên trong trục không cần thông qua 1 cơ cấu khác để dẫn động . Đây được gọi là cơ cấu trục tiên tiến nhất hiện tại và tương lai sẽ thay thế Direct.
3.4. Băng dẫn hướng (ụ trục chính)
Trong cấu tạo máy CNC thì đây là phần linh kiện dùng để hướng dẫn cho các chuyển động của bàn máy thường theo phương x, y và theo phương chuyển động z của trục chính. Nguyên tắc chuyển động của băng dẫn hướng được dựa trên nguyên lý chuyển động tịnh tiến giữa ray trượt và con trượt.
Tuy nhiên do sự đa dạng của máy CNC nên một số trục chính gia công tự động sẽ di chuyển theo các trục x, y, z và bàn máy đứng yên. Vì vậy doanh nghiệp cần lựa chọn kỹ lưỡng các loại máy để đảm bảo quá trình gia công gỗ công nghiệp được thuận lợi.
3.5. Trục vít me, đai ốc
Cấu tạo máy CNC có 2 loại vít me thường được sử dụng đó là vít me đai ốc bi và vít me đai ốc thường. Trong đó:
- Vít me đai ốc thường: Đây là loại vít me và đai ốc có dạng tiếp xúc mặt.
- Vít me đai ốc bi: Đây là loại vít me và đai ốc có dạng tiếp xúc lăn. Loại vít me này thường được sử dụng để di chuyển bàn máy do chúng ma sát thấp và có độ trơn rất nhỏ nên hiệu quả chuyển động cao, chính xác.
3.6. Ổ tích dụng cụ
Ổ dụng cụ là bộ phận dùng để chứa các loại vít khi gia công. Nhờ ổ tích dụng cụ mà máy có thể tự động cắt, gọt liên tục bằng các loại dao khác nhau không cần đến sự can thiệp của kỹ thuật viên. Từ đó, giúp giảm khả năng rủi ro khi gia công cũng như làm tăng tốc độ chế biến gỗ, tự động hóa quy trình.
3.7. Các xích động của máy
Do tất cả các đường chuyển động, cơ cấu chấp hành của máy đều dùng những nguồn động cơ riêng biệt, nên xích động của máy CNC được chia thành 2 loại sau:
- Xích động học tốc độ cắt gọt
- Xích động học của chuyển động chạy dao
4. Phần điều khiển trong cấu tạo máy CNC
Bên cạnh phần chấp hành, phần điều khiển cũng được coi là bộ phận quan trọng trong cấu tạo máy CNC. Thường một máy CNC sẽ có phần điều khiển như sau:
4.1. 2 loại cụm điều khiển chính của máy CNC
2 loại cụm điều khiển chính của máy gồm:
- Cụm điều khiển máy MCU: Đây là trung tâm đầu não của máy CNC có nhiệm vụ tiếp nhận thông tin từ các kỹ thuật viên và chuyển lệnh đến các bộ phận trong máy để chúng hoạt động.
- Cụm dẫn động: Trong cấu tạo máy CNC thì đây là bộ phận tập hợp các động cơ, phần tử điều khiển, sensor phản hồi, khuếch đại và các hệ dẫn động. Trong đó cụm điều khiển có vị trí quan trọng nhằm liên kết các chức năng thực hiện điều khiến máy, các chức năng đó bao gồm:
- Số liệu vào – Data input.
- Số liệu ra – Data output.
- Xử lý số liệu – Data processing.
- Ghép nối vào – Machine I/O interface.
- Phần cứng điều khiển: gồm 6 thành phần cơ bản: Máy tính CPU, hệ thống BUS, bộ nhớ RAM, ROM, điều khiển SERVO, điều khiển trình tự PMC, bộ phận ghép nối.
4.2. Các loại động cơ trên máy CNC
Cấu tạo máy CNC trang bị 4 động cơ chính: động cơ 1 chiều, động cơ xoay chiều, động cơ servo, động cơ bước.
| Động cơ | Khái niệm | Đặc điểm |
| Động cơ một chiều | Đây là loại động cơ phổ biến dùng động cơ điện một chiều kích từ, dùng vòng mạch từ phụ với nam châm vĩnh cửu. | Động cơ tiêu hao ít điện năng và lượng nhiệt tỏa ra rất nhỏ nên rất được ưa chuộng |
| Động cơ xoay chiều | Đây là động cơ hoạt động với dòng điện xoay chiều, có tỷ lệ quán tính và mô – men xoắn cao. | Hoạt động tốt ở chế độ tốc độ thấp và có khả năng chịu quá tải tốt nên được sử dụng rộng rãi trong các máy CNC hiện nay. |
| Động cơ bước | Đây là một cơ cấu chấp hành cơ – điện dùng để biến đổi điện thành chuyển động cơ học. | Động cơ thường được sử dụng phổ biến trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số bởi chúng thực hiện được các lệnh mã hóa dưới dạng số. |
| Động cơ servo | Đây là loại động cơ mà trong cấu tạo của chúng có mạch phản hồi để xác định công suất điện tạo ra. Từ đó thay đổi thời gian của trigger. | Động cơ thường được sử dụng chủ yếu trong máy CNC hệ kín. |
4. Nguyên lý hoạt động của máy CNC chi tiết
Do cấu tạo chung máy CNC khá đa dạng nên mỗi máy sẽ có cách hoạt động riêng của mình. Song nhìn chung, nguyên lý hoạt động của máy sẽ được hiểu như sau:
- Máy CNC hoạt động rất đơn giản, di chuyển theo tọa độ x, y, z
- Khi máy khởi động và thực hiện lệnh cắt, trục z sẽ di chuyển lên xuống theo khoảng cách đã được cài đặt. Đầu cắt ở trục z sẽ nhận nguồn năng lượng từ bộ nguồn đâm thủng phôi.
- Lúc này máy giữ chặt phôi để di chuyển trên các thanh theo trục x, y để tạo ra các đường cắt trên phôi.
>>>> ĐỌC THÊM: Công nghệ CNC là gì? Những kiến thức cơ bản của CNC
6. Quy trình gia công CNC cơ bản
Để quá trình vận hành máy CNC diễn ra suôn sẻ, doanh nghiệp cần hiểu rõ quy trình hoạt động cũng như cấu tạo máy CNC. Điều này sẽ giúp giảm thiểu sự cố và dễ dàng khắc phục khi thiết bị hỏng hóc. Cụ thể, quy trình gia công máy CNC được tiến hành như sau:
6.1. Thiết kế mô hình CAD
Đây là bước đầu tiện của quy trình gia công đó chính là tạo ra một bản thiết kế CAD 2D hoặc 3D chi tiết tiết. Các nhà sản xuất có thể sử dụng phần mềm thiết kế để hỗ trợ tạo ra mô hình hoặc kết xuất các bộ phận với thông số kỹ thuật phù hợp. Đó có thể là các kích thước, hình học để sản xuất bộ phận hoặc sản xuất.
6.2. Chuyển đổi tệp CAD sang chương trình CNC
Sau khi đã hoàn thành bản thiết kế CAD, các nhà sản xuất sẽ xuất chúng sáng dạng tệp tương thích với CNC, thường là STEP hoặc IGES. Tệp CAD được chạy qua một chương trình có tên gọi là CAM – phần mềm sản xuất có hỗ trợ của máy tính để trích xuất hình học của từng bộ phận. Đồng thời tại bước này sẽ tạo ra các mã lập trình kỹ thuật số, điều khiển máy CNC và thao tác với công cụ để tạo ra bộ phận hoàn chỉnh theo thiết kế.
6.3. Chuẩn bị máy CNC
Trước khi đưa máy CNC vào vận hành các kỹ thuật viên cần chuẩn bị máy CNC. Các bước chuẩn bị bao gồm:
- Dán phôi trực tiếp vào máy, vào trục xoay của máy hoặc vào kính máy và các thiết bị gia công tương tự
- Gắn các dụng cụ cần thiết. Ví dụ: mũi khoan và dao phay, vào các bộ phận máy thích hợp
Sau khi thực hiện các bước chuẩn bị trên, người dùng có thể chạy chương trình CNC.
6.4. Tiến hành thực hiện hoạt động gia công
Máy CNC sẽ hoạt động theo sự hướng dẫn của chương trình CNC đã được lập trình sẵn ở các bước trên. Nó gửi lệnh đến các bộ phận của máy để điều khiển máy một cách tự động.
>>>> ĐỪNG BỎ LỠ: Cắt CNC là gì? Ưu, nhược điểm và nguyên lý hoạt động
6.5. Giám sát hoạt động gia công
Trong quá trình máy đang hoạt động, kỹ thuật viên không đứng sát vào máy. Thay vào đó nên đừng quan sát qua máy tính để tránh các rủi ro cũng như kịp thời sửa chữa khi xảy ra hỏng hóc.
7. Phân loại các dòng máy CNC trên thị trường hiện nay
Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng, máy CNC hiện nay được sản xuất thành rất nhiều loại. Để dễ phân biệt cấu tạo máy CNC và lựa chọn máy phù hợp, các loại máy có thể chia thành 2 nhóm sau:
7.1. Theo phương pháp cắt gọt
Theo phương pháp cắt gọt, máy CNC có 3 loại phổ biến là:
- Máy CNC Router: Máy được sử dụng để cắt gỗ với nhiều chi tiết phức tạp, có độ chính xác cao. Bên cạnh đó quy trình hoạt động của máy hoàn toàn tự động hóa giúp tiết kiệm thời gian, tiết kiệm chi phí, hạn chế rủi ro. Máy Router có thể thực hiện các thao tác cắt theo đường cong, đường gấp khúc trong không gian 2D hoặc 3D mà một số loại máy khác không làm được.
Máy CNC Router - Máy cắt Plasma CNC: Máy sử dụng nhiệt độ cao để cắt các bề mặt. Hiện nay đang được sử dụng tương đối phổ biến và mang đến những hiệu quả khá tốt.
- Máy cắt laser CNC: Máy sử dụng nguồn laser để tạo ra các bức xạ năng lượng cao. Từ đó qua hệ thống quang học tập trung chùm tia laser đầu ra để cắt các bề mặt gỗ. Quá trình cắt laser CNC được diễn ra hoàn toàn tự động hóa có độ chính xác cao, đáp ứng tốt các tiêu chuẩn khắt khe.
Ngoài ra còn rất nhiều các loại máy CNC theo phương pháp cắt gọt khác như máy CNC nhiều trục, máy CNC có in 3D mà bạn có thể tham khảo.
7.2. Theo dạng máy công cụ
Đối với dạng máy công cụ, máy CNC gồm 3 loại cơ bản sau:
- Máy phay CNC: Máy có thể thao tác cắt, gọt nhiều chi tiết khác nhau. Dao cắt di chuyển theo đường ngang, dọc, thẳng, biên dạng tròn hoặc di chuyển lên xuống trong không gian 3 chiều. Các lệnh điều khiển thông qua qua ngôn ngữ lập trình đã được mã hóa trước đó. Máy có chức năng chính là xoay, phay, doa, taro với độ tỉ mỉ và chính xác lên tới 100% so với bản vẽ.
- Máy tiện CNC: Máy dùng để thực hiện các sản phẩm có họa tiết tròn xoay, gia công mặt trục hoặc con như vòng chặn, bánh xe, lỗ… Ngoài ra, cấu tạo máy CNC loại này cũng cho phép người dùng thực hiện các chức năng như: cắt rãnh, khoan, chà gai nhám…
- Máy khoan CNC: Máy được trang bị công nghệ hiện đại, điều khiển tự động cùng một lúc nhiều công việc khác nhau phay, khoan nhiều chi tiết, đo khoảng cách. Máy có thể hoạt động liên tục nhưng vẫn đảm bảo đầu ra chất lượng.
Ngoài ra trên thị trường hiện nay còn rất nhiều các loại máy như máy đột dập CNC, máy mài CNC, máy cắt bánh răng CNC, máy chuốt CNC…
Doanh nghiệp hoàn toàn có thể gia công các sản phẩm gỗ với số lượng lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng và độ đồng đều của từng sản phẩm. Ngoài ra tại CABINETMASTER hiện nay còn có một số loại máy CNC còn có khả năng gia công hoa văn phức tạp trên mọi bề mặt. Vì vậy nếu bạn đang có nhu cầu tìm hiểu các loại máy đó thì có thể liên hệ ngay với CABINETMASTER qua hotline: 0903 600 113 Đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp sẽ hỗ trợ và giải đáp các thắc mắc giúp bạn.
Tham khảo thêm một số sản phẩm máy CNC gỗ:
Vừa rồi là những thông tin tổng quát về cấu tạo máy CNC cũng như những ứng dụng của máy CNC trong đời sống sản xuất. Hy vọng qua những thông tin CABINERMASTER cung cấp sẽ giúp bạn hiểu hơn và tìm cho mình các loại máy CNC phù hợp nhé!
