Tìm hiểu trong suốt bài viết này tất cả các chi tiết về điều khiển số, định nghĩa quan trọng về hệ thống của nó và các ứng dụng mà chúng có thể cung cấp cho bạn, trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu một cách cụ thể và đơn giản toàn bộ quá trình mà nó đòi hỏi.
Điều khiển số
Đây là một phương pháp tự động dành cho các máy được quản lý bằng các lệnh lập trình trên phương tiện lưu trữ.
Máy điều khiển từ xa kỹ thuật số đầu tiên được kỹ sư John T. Parsons chế tạo vào những năm 1940 và 1950. Nó dựa trên các máy hiện có với động cơ đã được sửa đổi, số lượng động cơ được liên kết thủ công với hướng dẫn trên kính hiển vi thẻ đục lỗ.
Những cơ chế servo ban đầu này được phát triển nhanh chóng với sự trợ giúp của thiết bị analog và kỹ thuật số. Sự rẻ tiền và thu nhỏ của bộ xử lý đã sử dụng rộng rãi công nghệ điện tử kỹ thuật số trong tất cả các loại công cụ, dẫn đến cái tên điều khiển thập phân kỹ thuật số, điều khiển kỹ thuật số máy tính, để so sánh chúng với các máy không có máy tính.
Phương pháp này đã cách mạng hóa ngành công nghiệp nên nếu cách diễn đạt này được dùng để chỉ những loại chủ đề không có máy tính thì nhờ bộ vi xử lý rẻ hơn và lập trình máy được đơn giản hóa.
Nguyên tắc hoạt động
Quy trình này dựa trên việc giám sát độ dịch chuyển của máy so với thanh tọa độ của thiết bị bằng chương trình máy tính được thực thi bởi máy tính. Đối với máy tiện, chuyển vị của vật phải được điều khiển theo hai trục tọa độ: trục X được sử dụng cho chuyển vị dọc của cỗ xe và trục Z được sử dụng cho chuyển vị ngang của tháp.
Đối với máy phay, chuyển vị dọc tương ứng với trục Y cũng được điều khiển. Vì lý do này, động cơ servo được lắp đặt trong cả máy tiện và cơ cấu dịch chuyển tháp pháo, còn trong trường hợp máy tiện là máy để bàn, máy phay tùy thuộc vào khả năng của máy, nó không thể bị giới hạn ở ba trục.
ứng dụng
Nó có thể được sử dụng để tạo mô hình kim loại, đóng tủ, mộc, nhựa, mạch in điện tử, v.v. Ứng dụng của hệ thống CNC trong máy là một công cụ giúp tăng hiệu suất, đồng thời cho phép thực hiện các hoạt động tạo hình khó hoàn thành bằng các máy công cụ thông thường, chẳng hạn như đạt được bề mặt hình cầu trong khi vẫn duy trì độ chính xác kích thước cao.
Cuối cùng, việc sử dụng điều khiển số bằng máy tính Nó có tác động có lợi đến chi phí sản xuất bằng cách giảm chi phí sản xuất của nhiều máy móc và cải thiện chất lượng.
Việc sử dụng CNC có tác động có lợi đến chi phí sản xuất bằng cách giảm thiểu chi phí chế tạo nhiều máy móc, đồng thời duy trì hoặc cải thiện chất lượng của chúng.
Lập trình điều khiển số
Kiểu lập trình này sử dụng hai phương pháp:
Lập trình thủ công
Trong dự án này, bộ phận được viết riêng thông qua lý luận và tính toán mà chỉ người vận hành thực hiện, dự án gia công kết hợp tất cả dữ liệu cần thiết cho quá trình gia công bộ phận.
Vì mỗi nhà sản xuất sử dụng chương trình NC riêng của mình nên việc bắt đầu chương trình NC được đặc trưng bởi sự phát triển hỗn loạn của mã lập trình. Sau đó, miễn là các loại chương trình giống nhau thì nhu cầu tiêu chuẩn hóa mã lập trình là điều kiện thiết yếu để cùng một chương trình có thể được sử dụng trên các máy khác nhau.
Lập trình tự động
Khi nói về lập trình, chúng ta đang nói về những gì máy tính làm khi dữ liệu do người lập trình cung cấp cho bộ phận đó xuất hiện bằng ngôn ngữ trao đổi gọi là APT, sau đó sẽ được bộ xử lý sau, máy dịch sang ngôn ngữ thích hợp cho từng ngôn ngữ.
Độ chính xác
Trục của các loại máy này thường được dẫn động bởi một động cơ bước chia góc quay 360 độ thành 200 bước gồm các bước này. Do đó, độ chính xác của trục sẽ được xác định bằng bước của trục chính chuyển động. Trong trường hợp này, số bước là 200, vị trí quay của dao, ví dụ: nếu trục chính trục X có bước 1mm được chia thành 200 bước động cơ thì máy công cụ có thể cung cấp độ chính xác 0,005 mm trong trường hợp này trục.
Trước và sau điều khiển số (CNC)
Kể từ đầu thế kỷ 60, việc mở rộng công nghiệp bùng nổ và việc sử dụng rộng rãi máy móc cơ giới đã đòi hỏi phải không ngừng tìm kiếm các quy trình hiệu quả hơn. Cho đến khoảng 65-XNUMX năm trước, lao động cường độ cao cho các công việc công nghiệp không chỉ đòi hỏi đội ngũ công nhân lớn mà còn ảnh hưởng đến chất lượng, độ chính xác và độ lặp lại, tăng chi phí và giảm sản lượng.
Ở mức độ nào chúng ta có thể thấy thông qua một ví dụ đơn giản. Ví dụ, nhiều người làm việc trong xưởng máy đã quen thuộc với một trong những hoạt động sản xuất đơn giản nhất, bao gồm khoan lỗ trên tấm kim loại bằng máy khoan cầm tay.
Để làm được điều này, người vận hành phải thực hiện nhiều nhiệm vụ: đặt tấm lên sàn khoan, đặt mũi khoan vào mâm cặp và cố định vào trục xoay, chọn tốc độ bằng cách thay đổi ròng rọc, kích hoạt trục xoay và vận hành cần gạt hoặc cấp liệu. con lăn, dẫn mũi khoan vào giấy cần gia công.
Bây giờ hãy tưởng tượng tính khả thi của việc thực hiện quy trình như vậy trong môi trường công nghiệp, nơi phải tạo hàng trăm lỗ trên hàng trăm tờ giấy trong thời gian ngắn nhất với chi phí thấp nhất và chất lượng sản xuất cao nhất.
Đây là cách khái niệm điều khiển số (NC) được giới thiệu trong các máy phay của Mỹ vào những năm 1950. Máy phay sử dụng công nghệ ống chân không và thẻ đục lỗ để tải dữ liệu.
Ngay từ những năm 1960, bóng đèn chân không đã được thay thế bằng bóng bán dẫn, cho đến khi sự xuất hiện của máy tính vào những năm 1970 đã tạo nên một nền tảng rõ ràng cho cái mà ngày nay chúng ta gọi là công nghệ chân không. điều khiển số bằng máy tính (CNC).
Những con chip này đã cách mạng hóa toàn bộ lĩnh vực điều khiển số và đã hiện thực hóa việc tích hợp các chức năng, chẳng hạn như bổ sung cho chương trình nâng cao, biểu diễn đồ họa của đường chạy dao và chu trình mạng.
Những con chip này đã tạo được tiếng vang lớn trong lĩnh vực giám sát này và đã hiện thực hóa sự thống nhất của các chức năng như hỗ trợ lập trình nâng cao, biểu diễn đồ họa của quỹ đạo đối tượng, chương trình con và chu trình đóng hộp, giao tiếp và kết nối mạng.
Vào những năm 90, kiến thức về điều khiển số bằng máy tính, cho phép nó được tùy chỉnh và kết hợp với kiến thức của chính mình, kỹ thuật đồ họa tương tác và giao tiếp kỹ thuật số với bộ truyền động cũng như nhiều ưu điểm rất cụ thể khác của máy móc.
Vào đầu những năm 90, kiến thức CNC mở đã được giới thiệu, cho phép nó được tùy chỉnh và kết hợp với kiến thức của chính mình, lập kế hoạch đồ họa tương tác, giao tiếp kỹ thuật số với bộ truyền động và nhiều lợi thế khác đã cung cấp cho chúng tôi các giải pháp quan trọng để giám sát máy móc.
Máy CNC hoạt động như thế nào?
Về cơ bản, nó điều khiển máy và nhận lệnh dưới dạng mã từ máy tính và chuyển chúng thành tín hiệu điện thông qua phần mềm riêng để khởi động động cơ. Sau khi khởi động hệ thống truyền động, các trục của máy CNC là cần thiết để tạo ra các chuyển động theo yêu cầu của quy trình sản xuất.
Nếu chúng ta tiếp tục lấy máy khoan công nghiệp làm ví dụ, các trục này sẽ đặt dao lên trên lỗ cần gia công (hai trục) và thực hiện thao tác (trục thứ ba), các trục được đặt tên bằng các chữ cái, tên phổ biến nhất cho các trục tuyến tính là X, Y và Z, trong khi tên phổ biến nhất của trục quay là A, B và C, hai hệ thống có thể được sử dụng để điều khiển chuyển động. Hai hệ thống có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với nhau:
Giá trị tuyệt đối, trong đó tọa độ của điểm vị trí đề cập đến điểm bắt đầu của các điểm này, sử dụng các biến X (giá trị đo được của đường kính cuối cùng) và Z (được đo theo hướng song song với trục quay của trục vít).
Giá trị gia tăng, trong đó tọa độ của dấu vị trí tham chiếu đến dấu hiện tại, sử dụng hằng số U (khoảng cách hướng tâm) và W (được đo theo hướng song song với trục quay của trục chính).
Phụ kiện có thể lập trình
Nếu chỉ có điều khiển chuyển động thì máy CNC sẽ trở nên vô dụng, hầu như tất cả các máy đều có thể được lập trình theo cách khác, đó là lý do tại sao chúng ta phải lưu ý rằng máy có liên quan trực tiếp đến các phụ kiện lập trình phù hợp của nó nên bất kỳ chức năng nào cần có đều có thể được lập trình trên máy công cụ CNC. Do đó, ví dụ, một trung tâm gia công sẽ có ít nhất các chức năng lập trình cụ thể sau:
Các trung tâm gia công có bộ thay dao tự động có thể chứa nhiều dao khác nhau trong một hộp di động. Nếu cần, những thứ cần thiết nhất có thể nhanh chóng được đặt trên trục xoay để xử lý tương ứng.
Tốc độ trục chính và kích hoạt: Bạn có thể chỉ định tốc độ của trục chính (tính bằng vòng/phút), trục chính không chỉ có thể quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ mà còn có thể dừng lại.
Chất làm mát: Điều này cần thiết cho nhiều hoạt động cần chất làm mát để bôi trơn và làm mát thiết bị, có thể bật tắt trong quá trình làm việc.
Chương trình CNC
Chương trình này dựa trên danh sách trình tự trong đó có các hướng dẫn để thực hiện, các hướng dẫn này được gọi là chương trình CNC, phải chứa tất cả thông tin bắt buộc để gia công chi tiết.
Các chương trình CNC được viết bằng ngôn ngữ cấp thấp gọi là G và M, đã được tiêu chuẩn hóa theo ISO 6983 (Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế) và EIA (Liên minh Công nghiệp Điện tử) RS 274 và bao gồm các hướng dẫn chung (mã G) và các hướng dẫn khác (Mã M).
Chương trình cung cấp định dạng câu bao gồm các khối, bắt đầu bằng chữ N, như minh họa trong hình sau, trong đó mỗi hành động hoặc hành động được thực hiện tuần tự, mỗi khối được đánh số và thường chứa một lệnh.
Có các mã chỉ định các chức năng chuyển động của thiết bị được đề cập (ví dụ: tiến dao nhanh, cấp liệu hướng tâm, tạm dừng, chu kỳ), trong khi các mã khác mô tả các chức năng khác cần thiết cho các bộ phận gia công, nhưng không tương ứng với chuyển động của thiết bị ( ví dụ: khởi động VÀ dừng trục chính, thay dao, làm mát, dừng chương trình).
Bộ điều khiển CNC
Thành phần quan trọng này diễn giải sơ đồ CNC và xử lý một loạt hạng mục theo trình tự, bằng cách đọc chương trình, người kiểm tra sẽ kích hoạt chức năng máy tương ứng, điều khiển chuyển động của trục và thường tuân theo các hướng dẫn được đưa ra trong chương trình.
Có những công dụng khác đó là:
- Nếu phát hiện lỗi, hãy sửa đổi (chỉnh sửa) chương trình.
- Thực hiện các chức năng xác minh đặc biệt (ví dụ: chạy không tải) để xác nhận tính chính xác của chương trình CNC.
- Chỉ định một số đầu vào vận hành quan trọng nhất định, chẳng hạn như giá trị chiều dài dao.
Chương trình CAM
Trong bài viết này, chúng tôi đề cập đến tầm quan trọng của các dự án (Computer Aided Manufacturing) khi việc viết chương trình CNC gặp khó khăn do thiếu kiến thức về người vận hành hoặc các ứng dụng phức tạp, trong nhiều trường hợp, chương trình CAM có thể được sử dụng kết hợp với thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. ( CAD).
Người vận hành chỉ cho biết hành động gia công sẽ được thực hiện và kế hoạch sẽ tự động tạo ra chương trình. Điều này giúp loại bỏ yêu cầu xác định lại việc phân bổ phân đoạn công việc cho kế hoạch.
Hệ thống DNC
Khi dự án được nâng cao (thủ công hoặc thông qua một chương trình), nó phải được đưa vào bộ điều khiển và để thực hiện điều này, hệ thống phân phối điều khiển số (DNC) được sử dụng.
Hệ thống này là một máy tính được nối mạng với một hoặc nhiều máy CNC.Theo truyền thống, việc truyền chương trình được thực hiện bằng giao thức truyền thông nối tiếp cơ bản (RS-232C). Tuy nhiên, khoa học đã tiến bộ để cung cấp cho các bộ điều khiển ngày nay khả năng giao tiếp tốt hơn để chúng có thể được nối mạng theo những cách truyền thống hơn (ví dụ: qua Ethernet).
Cơ hội việc làm do công nghệ CNC mang lại
Với sự phát triển của những chiếc máy này, việc thiếu nhân lực được đào tạo để vận hành chúng là điều đáng ngạc nhiên, do đó, đây là một lĩnh vực đầy hứa hẹn với mức lương khá cao và bạn cũng có thể phát triển sự nghiệp thành công. Sau đây là những công việc thú vị nhất cho bất kỳ ai đang tìm kiếm cơ hội trong lĩnh vực máy công cụ CNC.
Ưu điểm của CNC
Có những lợi ích trong việc tăng năng suất và giảm thời gian sản xuất, máy móc và công cụ cũng mang lại nhiều lợi ích khác cho tổ chức của bạn, chẳng hạn như:
- Hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn.
- Độ chính xác cao hơn và chất lượng sản phẩm tốt hơn.
- Cải thiện mức độ an toàn của người vận hành.
- Có đủ sự linh hoạt để xử lý các sản phẩm cơ bản và/hoặc phức tạp.
- Một người vận hành có thể vận hành nhiều máy cùng một lúc.
- Giảm thời gian chu kỳ hoạt động.
- Nhiều ngôn ngữ lập trình.
- Kiểm soát và tiêu chuẩn hóa sản phẩm của bạn.
- Độ chính xác hoạt động cao hơn.
Khi nào nên sử dụng CNC
Về thời điểm sử dụng MHCN? Quyết định thường được đưa ra dựa trên phân tích sản xuất và lợi nhuận; Tuy nhiên, ở các nước kém phát triển của chúng ta thường có yếu tố quán tính ngăn cản các doanh nhân thực hiện bước nhảy vọt về công nghệ, đến mức mọi người có động lực sử dụng các công nghệ này, các giải pháp thay thế tài chính và sản xuất sẽ giúp cải thiện hình thức lợi nhuận của loại hình này. đầu tư.
Mặt khác, một khi nằm trong quá trình này, công ty sẽ chuyển giao công nghệ nhanh chóng, nâng cao trình độ kỹ thuật. Hiện tượng như thế này không phải là hiếm, chúng đã xảy ra nhiều lần ở cấp độ người tiêu dùng ở nước ta, đặc biệt là ở Panama.
Điều quan trọng cần đề cập là những tiến bộ công nghệ đã đưa nhân loại trở thành những người tiêu dùng công nghệ tuyệt vời, đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các khía cạnh của nó như: Độ trung thực cao, ô tô, thiết bị liên lạc và máy tính. Vậy tại sao phải hoài nghi? Và chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi không thể thích ứng công nghệ sản xuất mới với kinh nghiệm kinh doanh của mình.
Bây giờ chúng ta cùng xem xét việc sử dụng hay không sử dụng CNC xét về mặt số lượng sản xuất:
- Khi bạn có thành tích cao.
- Tần suất sản xuất cùng một mặt hàng không cao lắm.
- Khi độ phức tạp của bài viết không cao lắm.
- Khi thay đổi một mặt hàng hoặc cung cấp nhiều mẫu mã.
Tính chung chung
Hiện nay, có một môi trường đầy kỳ vọng và bất ổn, điều này phần lớn là do sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ hiện tại, bởi vì những điều này không cho phép nó được hấp thụ hoàn toàn, gây khó khăn. Hãy cố gắng hết sức, mệnh lệnh cũng có những thay đổi nhanh chóng về kinh tế và chính trị, trong một xã hội như của chúng ta (các nước đang phát triển) để ngăn chặn sự xuất hiện của các giải pháp địa phương hoặc độc quyền cho vấn đề cơ bản nhất của chúng ta.
Trong tất cả những thay đổi này, một trong những thay đổi có ảnh hưởng nhất chắc chắn là việc xây dựng một chính sách thế giới mới về thị trường mở và toàn cầu hóa. Tất cả những điều này nói lên sự cạnh tranh tự do, vì vậy cần phải điều chỉnh ngành của chúng ta để nó có thể đối mặt với những thách thức trong năm tới.
Một giải pháp thay thế cho điều này là ngành công nghiệp đã đưa ra các yếu tố tự động hóa, tuy nhiên nó phải được thực hiện theo cách phù hợp nhất để có thể hấp thụ được. Từng bước áp dụng công nghệ mới vào đúng thời điểm; Tất cả những điều này sẽ không bị lãng quên, các yếu tố về lợi tức đầu tư và năng lực sản xuất.
Một trong những yếu tố quan trọng của thời kỳ phục hưng của tự động hóa là máy điều khiển số bằng máy tính. Nó cung cấp những ưu điểm quan trọng khác cần được xem xét cẩn thận, đây là mục đích của bài viết này.
Bạn đọc thân mến, hãy theo dõi chúng tôi tại: Các loại máy quét máy tính.
