CNC là công nghệ quan trọng trong ngành công nghiệp gia công và sản xuất hiện nay. Công nghệ này là sự kết hợp giữa kỹ thuật của máy tính và điều khiển số để thực hiện quá trình gia công tự động và chính xác.
Công nghệ CNC đã mở ra giai đoạn mới cho ngành gia công, sản xuất thành phẩm từ gỗ, nhựa, kim loại và nhiều vật liệu khác. Hãy cùng Mstar Corp khám phá công nghệ CNC là gì và ứng dụng của máy CNC trong nội dung dưới đây nhé.
CNC là gì?
CNC là từ viết tắt của Computer numerical control có nghĩa là điều khiển số máy tính, sử dụng máy tính để điều khiển máy móc hoạt động. CNC là phương pháp sản xuất tự động hóa điều khiển, độ chính xác, chuyển động của công cụ thông qua chương trình được lập trình sẵn trên phần mềm máy tính và được gắn/ hàn/ nhúng bên trong các công cụ.
Xem thêm: phần mềm máy tính là gì?
Công nghệ CNC là gì?
Công nghệ CNC thường được sử dụng để gia công các bộ phận nhựa và kim loại trong sản xuất. Một số công cụ cắt phổ biến có hoạt động có thể tự động hóa bằng CNC có thể kể đến là máy tiện, máy phay, máy khoan, máy mài, bộ định tuyến, tia nước và tia laze. CNC còn được sử dụng để điều khiển các công cụ phi máy móc như máy lắp ráp điện tử, máy hàn, máy quấn dây tóc.
Sự ra đời của máy CNC đã khắc phục hoàn toàn những nhược điểm của máy cơ, thực hiện nhiều công việc phức tạp hơn với độ chính xác cao hơn. Với công nghệ này, chúng ta có thể cắt theo hình dạng 3D, 2D với kích thước theo nhu cầu mong muốn.
Tại Việt Nam, công nghệ CNC xuất hiện từ khi nào?
Ý tưởng về công nghệ CNC đã xuất hiện rất sớm tại Mỹ từ cuối thập niên 40 và đầu 50. Máy điều khiển số tự động đầu tiên được hình thành năm 1952 máy phay trục đứng Cincinnati. Trải qua hàng chục năm phát triển tiếp theo về công nghệ phần mềm điều khiển, đến năm 1979, công nghệ CNC đã được xem là hoàn chỉnh nhờ tạo ra CAD/ CAM – CNC.
Tại Việt Nam, CNC là công nghệ được biết đến khá trễ, khoảng những năm thập niên đầu tiên của thế kỷ XXI. Hiện nay, công nghệ đã được ứng dụng khá phổ biến, tuy nhiên phần lớn các loại máy móc đều nhập khẩu từ nước ngoài như Đức, Nhật Bản, Đài Loan và Trung Quốc và chỉ có 1 phần nhỏ máy CNC được sản xuất tại VIệt Nam. Công nghệ CNC đáp ứng khả năng ứng dụng tốt và có giá thành khá cao.
Ưu và nhược điểm của công nghệ CNC là gì?
Công nghệ CNC có những ưu điểm và nhược điểm nhất định, các bạn có thể tham khảo các phân tích dưới đây để cập nhật thông tin.
Ưu điểm của công nghệ CNC
- Độ chính xác cao: Các loại máy cắt CNC có độ chính xác gần như tuyệt đối, có thể thực hiện nhiều thao tác phức tạp liên quan đến tạo hình sản phẩm như gọt, mài, cắt…
- Gia công sản phẩm có độ khó cao: Các vật liệu dễ vỡ hoặc cứng khi gia công thường gặp nhiều khó khăn. Tuy nhiên, nếu áp dụng công nghệ CNC và máy cắt sẽ khắc phục được những nhược điểm này. Công tác gia công sản phẩm có độ khó cao trở nên nhanh chóng và đơn giản hơn nhiều.
- Tính linh hoạt cao: Chỉ bằng những thao tác đơn giản, máy CNC có thể thực hiện quá trình gia công sản phẩm theo đúng quy trình đã cài đặt. Khi cần thay đổi, người dùng chỉ cần cài đặt lại để máy hoạt động theo thao tác mới.
- Thời gian gia công ngắn: Công nghệ CNC giúp cho quá trình gia công sản phẩm dễ dàng và nhanh chóng hơn với độ chính xác cao hơn, tiết kiệm chi phí, công sức và thời gian.
- Tăng năng suất: Công nghệ CNC giúp tăng cường năng suất và hiệu quả do khả năng hoạt động tự động và liên tục. Máy CNC có thể làm việc 24/7 mà không cần sự can thiệp của con người nên tối ưu hóa thời gian và tăng khả năng sản xuất hàng loạt.
- Giảm sai số, lỗi nhân công: Sự tham gia của công nghệ CNC giúp loại bỏ sai sót và lỗi nhân công, đảm bảo chất lượng sản phẩm, tiết kiệm vật liệu.
Nhược điểm của máy CNC
- Giá thành cao: Các loại máy CNC trang bị công nghệ hiện đại nên có mức giá khá cao, yêu cầu chi phí ban đầu khá nhiều. Do đó việc đầu tư công nghệ không phù hợp với xưởng gia công, xưởng sản xuất nhỏ hay hoạt động theo quy mô hộ gia đình. Mức chi phí này gần như chỉ phù hợp với doanh nghiệp lớn.
- Chi phí sửa chữa lớn: Mặc dù máy CNC không thường xuyên phát sinh hỏng hóc, tuy nhiên khi máy móc gặp vấn đề thì chi phí bảo trì, sửa chữa ở mức khá cao, gây tổn thất khá lớn cho doanh nghiệp.
- Yêu cầu trình độ vận hành: Các hoạt động của máy CNC được thực hiện trên máy tính nên việc cài đặt chương trình yêu cầu phải có kỹ thuật. Phần lớn lao động phổ thông khó có thể thực hiện được việc cài đặt này, đòi hỏi người điều khiển phải được đào tạo bài bản, có trình độ chuyên môn cao.
Phân loại máy CNC như thế nào?
Máy CNC phân loại dựa trên 2 tiêu chuẩn là hệ thống điều khiển và loại máy:
Phân loại máy CNC theo loại máy
- Máy khoan CNC
- Máy phay CNC
- Máy tiện CNC
Phân loại theo hệ thống điều khiển
- Hệ điều khiển điểm: Máy CNC điều khiển điểm là máy gia công trên những điểm đã được xác định dựa vào khái niệm toán học. Ví dụ máy khoét, máy khoan, máy hàn, máy đập…
- Máy điều khiển đường: Máy CNC điều khiển đường sử dụng để gia công theo đường đã được yêu cầu. Ví dụ: Máy 4D, 2D, 3D…
- Máy điều khiển dạng đoạn thẳng: Máy CNC điều khiển dạng đoạn thẳng là máy chuyên dùng để gia công theo đường thẳng đã được vạch trước và cắt theo.
Giới thiệu một số loại máy CNC phổ biến trên thị trường
Trên thị trường hiện nay cung cấp nhiều loại máy CNC đáp ứng yêu cầu khách hàng. Các loại máy cơ khí ứng dụng công nghệ này giúp nâng cao năng suất, độ chính xác, việc chế tạo trở nên nhanh chóng và an toàn hơn. Dưới đây là giới thiệu 5 loại máy CNC phổ biến trên thị trường:
- Máy cắt CNC: Phổ biến nhất hiện nay là máy cắt CNC laser sử dụng công nghệ cắt laser kết hợp lập trình điều khiển máy tạo ra những vết cắt đúng vị trí, gọn gàng và có độ chính xác cao.
- Máy phay CNC: Máy phay CNC sử dụng dao cắt quay tròn, có 2 loại dao là dao nằm ngang và dao nằm dọc, dùng để loại bỏ vật liệu ra khỏi phôi vật liệu khác nhau. Dao cắt công nghệ CNC có thể di chuyển theo nhiều hướng khác nhau để cắt gọt.
- Máy tiện CNC: Máy tiện công nghệ CNC có 2 bộ phận là bộ phận cố định phôi và bộ phận lắp dụng cụ cắt. Lập trình CNC giúp máy di chuyển chính xác tạo ra những đường cắt ở vị trí khác nhau theo hình dạng yêu cầu.
- Máy mài CNC: Máy mài CNC là loại máy dùng để mài dao và các bộ phận dao cắt của các loại máy móc công nghiệp khác nhau. Máy có khả năng xử lý chính xác với tốc độ nhanh trên các vật liệu có độ cứng khác nhau, bao gồm cả vật liệu dễ vỡ.
- Máy chấn CNC: Máy chấn CNC sử dụng lập trình CNC chấn chính xác vị trí đánh dấu với đường chấn đẹp, đúng theo bản vẽ.
Máy cắt CNC hoạt động theo nguyên lý nào?
Nguyên lý hoạt động của máy cắt CNC thông qua sự điều khiển của chương trình máy tính đã được thiết lập sẵn. Khi vận hành, chương trình xử lý dữ liệu, điều khiển bộ phận dao cắt di chuyển để các vị trí khác nhau để thực hiện việc cắt gọt phôi theo đúng chương trình đã thiết lập.
Máy cắt CNC đều có chung 1 nguyên lý hoạt động mặc dù được phân thành nhiều loại khác nhau như sau:
- Mũi cắt (dao cắt) được gắn vào trục chính máy cắt, trong đó mỗi máy có thể có 1 hoặc nhiều trục chính. Trục chính có tác dụng di chuyển mũi (dao) cắt đến các vị trí khác nhau dưới sự điều khiển của máy tính)
- Phôi (vật vần cắt) được đặt và giữ cố định trên giá đỡ, trong đó giá đỡ có thể xoay quanh trục hoặc đặt cố định để hướng lưỡi cắt đến những vị trí cần cắt khác nhau.
Những đặc trưng của máy sử dụng công nghệ CNC là gì?
Đặc trưng của máy sử dụng công nghệ CNC là khả năng tự động hóa cao, khả năng linh hoạt cao, tính trậm trung nguyên công lớn và tính chính xác cao. Chi tiết:
- Khả năng tự động hóa cao: Máy sử dụng công nghệ CNC có khả năng tự do hoạt động cao tăng năng suất dao cắt, giảm thời gian phụ tối ưu. Mỗi máy có khả năng tự động riêng, có thể thực hiện nhiều chuyển động. Trong đó CNC công nghệ cao có khả năng điều chỉnh sai số, tự thay dao, kiểm tra kích thước và điều chỉnh tự động…
- Khả năng linh hoạt cao: Máy CNC có thể thay đổi nhanh chóng, đơn giản chương trình điều khiển và tương thích với nhiều loại chi tiết khác nhau. Do đó sử dụng máy có thể giảm được thời gian phụ và chuẩn bị sản xuất. Hoạt động sản xuất hàng loạt, nhanh chóng do có chương trình chi tiết sẵn. Ngoài ra các thay đổi, điều khiển trên CNC dễ dàng, thực hiện ngay trên phần mềm máy tính.
- Tính tập trung nguyên công lớn: Máy CNC có khả năng hoạt động với số lượng lớn nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vị trí gá đặt chi tiết.
- Tính chính xác cao: Quy trình sản xuất được hoạt động bởi máy móc giảm thiểu sai sót do con người. Các sản phẩm sản xuất bởi máy CNC có tính chính xác cao, chất lượng đảm bảo, hoạt động lặp lại ổn định và chính xác.
Ứng dụng thực tiễn của máy CNC
Máy CNC ứng dụng rộng rãi trên thực tế trong nhiều ngành công nghiệp, cụ thể:
Hàng không vũ trụ
Trong ngành hàng không vũ trụ, máy CNC được sử dụng để chế tạo các thành phần máy bay với độ chính xác cao. Trong công việc gia công các linh kiện máy bay, yêu cầu độ tin cậy cao và công nghệ CNC đáp ứng được yêu cầu này. Ví dụ: Sử dụng máy CNC gia công mt số thành phần như bộ điều hướng, vỏ ngoài, cánh quạt, các linh kiện khác trên máy bay…
Khoa học y tế
Máy CNC được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm y tế yêu cầu chất lượng và độ chính xác cao, tùy chỉnh theo nhu cầu của người bệnh. Ví dụ: Sử dụng máy CNC chế tạo các bộ phận cấy ghép, linh kiện máy MRI, các dụng cụ y tế, thiết bị giám sát…
Tự động hóa
Trong các quy trình tự động hóa, công nghệ CNC đóng vai trò quan trọng, có thể được tích hợp vào các hệ thống sản xuất tự động. Máy CNC cho phép sản xuất hiệu quả, liên tục với sự can thiệp tối thiểu của con người. Sự tích hợp này giúp giảm thiểu lỗi, nâng cao hiệu quả tổng thể, cải thiện năng suất trong các ngành khác nhau.
Điện – Điện tử
Trong ngành Điện – Điện tử yêu cầu cao về tính linh hoạt và sự chính xác, máy CNC đáp ứng được tất cả các nhu cầu này. Công nghệ cho phép sản xuất, gia công các linh kiện điện tử từ các vật liệu như polymer, kim loại. Áp dụng CNC không cần gia công mẫu nên tăng tốc quá trình sản xuất. Ví dụ: Sử dụng máy CNC trong ngành Điện – Điện tử chế tạo các thiết bị như vỏ hợp kim, bảng mạch in, thiết bị tiêu dùng…
Dầu khí
Trong ngành dầu khí, yêu cầu các thành phần máy móc, đảm bảo khớp nối chính xác để đảm bảo hoạt động của hệ thống hiệu quả và an toàn. Máy CNC được sử dụng trong ngành này để chế tạo các thành phần máy móc lớn cho nhà máy lọc dầu, các cụm khoan. Ví dụ: Sử dụng máy CNC chế tạo các linh kiện như thanh trục, mũi khoan, van, piston trong ngành dầu khí.
Hàng hải
Máy CNC được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng hải để gia công các bộ phận yêu cầu độ chính xác cao, duy trì các hoạt động và đảm bảo an toàn của tàu thủy. Ví dụ: Sử dụng máy CNC sản xuất vỏ cách điện, chân vịt, khuôn mẫu nguyên mẫu, linh kiện động cơ
Ô tô
Trong ngành ô tô, máy CNC đóng vai trò quan trọng, góp mặt từ giai đoạn nghiên cứu, phát triển đến sản xuất các bộ phận với số lượng lớn. Máy CNC được sử dụng để gia công các thành phần như động cơ, trục, hộp số, van, bảng điều khiển và các linh kiện khác…
Trong gia công CNC loại vật liệu có thể dùng là gì?
Gia công CNC là quy trình sản xuất với độ chính xác cao và các vật liệu được sử dụng ngày càng trở nên phổ biến để đáp ứng yêu cầu sản xuất. Trong đó một số vật liệu được ứng dụng thường xuyên có thể kể đến là: inox, nhôm, thép, đồng thau, đồng, titan, magie…
Công nghệ CNC được đánh giá cao và là công nghệ quan trọng trong nền công nghiệp hiện đại. Công nghệ này mang đến nhiều lợi ích vượt trội, giảm thiểu lỗi do con người, đáp ứng yêu cầu về độ chính xác cao, tính linh hoạt, tốc độ nhanh và tiết kiệm chi phí trong gia công, sản xuất. Máy CNC đã mang đến các sản phẩm chất lượng và hiệu suất sản xuất được ứng dụng thực tiễn đa dạng trong các nhiều ngành công nghiệp.
Nếu bạn hứng thú với những chủ đề tương tự liên quan đến khoa học kỹ thuật, đừng quên theo dõi Mstar Corp để liên tục cập nhật thông tin mới nhất nhé.
