“Sự khác biệt và ưu điểm giữa máy công cụ CNC và máy công cụ thông thường”
Trong lĩnh vực gia công cơ khí ngày nay, công nghệ điều khiển số và máy công cụ CNC chiếm một vị trí quan trọng. Hiểu một cách đơn giản, máy công cụ CNC là một loại máy công cụ tổng hợp được tích hợp hệ thống điều khiển số, nhưng thực tế nó còn hơn thế nữa. Công nghệ điều khiển số là thiết bị gia công tiên tiến nhất hiện nay được sử dụng trong ngành gia công cơ khí, bao gồm nhiều loại máy như máy tiện CNC, máy phay CNC, máy khoan và phay CNC, trung tâm gia công cổng trục CNC và máy cắt dây CNC.
I. Khái niệm về công nghệ điều khiển số và máy công cụ CNC
Công nghệ điều khiển số là việc sử dụng tín hiệu chương trình số để điều khiển quá trình gia công máy công cụ thông qua máy tính. Là một loại máy dùng để chế tạo máy, máy công cụ có thể tự tạo ra máy công cụ và bao gồm nhiều phương pháp gia công khác nhau như tiện, phay, bào, mài, doa, khoan, tia lửa điện, cắt, uốn và cắt laser. Mục đích của gia công cơ khí là gia công các chi tiết kim loại thành hình dạng mong muốn, bao gồm hai khía cạnh: độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học. Thiết bị có thể thực hiện các chức năng trên được gọi là máy công cụ. Máy công cụ CNC là máy công cụ tự động có độ chính xác và hiệu suất cao, được phát triển từ một máy công cụ thông thường. "Điều khiển số" có nghĩa là điều khiển số. Máy công cụ CNC là máy công cụ tự động được trang bị hệ thống điều khiển chương trình. Hệ thống này có thể xử lý logic các chương trình được chỉ định bởi mã điều khiển hoặc các lệnh ký hiệu khác và giải mã chúng để máy công cụ có thể di chuyển và gia công các chi tiết. Bộ điều khiển của máy công cụ CNC là lõi của nó. Hoạt động và giám sát của máy công cụ CNC đều được thực hiện trong bộ điều khiển số này. Nó giống như bộ não của máy công cụ CNC. Thiết bị điều khiển số mà chúng ta thường nhắc đến chủ yếu bao gồm máy tiện CNC và trung tâm gia công.
Công nghệ điều khiển số là việc sử dụng tín hiệu chương trình số để điều khiển quá trình gia công máy công cụ thông qua máy tính. Là một loại máy dùng để chế tạo máy, máy công cụ có thể tự tạo ra máy công cụ và bao gồm nhiều phương pháp gia công khác nhau như tiện, phay, bào, mài, doa, khoan, tia lửa điện, cắt, uốn và cắt laser. Mục đích của gia công cơ khí là gia công các chi tiết kim loại thành hình dạng mong muốn, bao gồm hai khía cạnh: độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học. Thiết bị có thể thực hiện các chức năng trên được gọi là máy công cụ. Máy công cụ CNC là máy công cụ tự động có độ chính xác và hiệu suất cao, được phát triển từ một máy công cụ thông thường. "Điều khiển số" có nghĩa là điều khiển số. Máy công cụ CNC là máy công cụ tự động được trang bị hệ thống điều khiển chương trình. Hệ thống này có thể xử lý logic các chương trình được chỉ định bởi mã điều khiển hoặc các lệnh ký hiệu khác và giải mã chúng để máy công cụ có thể di chuyển và gia công các chi tiết. Bộ điều khiển của máy công cụ CNC là lõi của nó. Hoạt động và giám sát của máy công cụ CNC đều được thực hiện trong bộ điều khiển số này. Nó giống như bộ não của máy công cụ CNC. Thiết bị điều khiển số mà chúng ta thường nhắc đến chủ yếu bao gồm máy tiện CNC và trung tâm gia công.
II. Sự khác biệt giữa máy công cụ CNC và máy công cụ thông thường
(1) Hiệu suất gia công
Cải thiện đáng kể năng suất
Máy công cụ CNC có thể cải thiện đáng kể năng suất. Sau khi kẹp phôi, nhập chương trình gia công được lập trình sẵn, máy công cụ sẽ tự động hoàn thành quá trình gia công. Khi chi tiết gia công thay đổi, thông thường chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển số, giúp rút ngắn đáng kể thời gian gia công. So với máy công cụ thông thường, năng suất của máy công cụ CNC có thể tăng gấp nhiều lần hoặc hơn. Trong quá trình gia công của máy công cụ thông thường, thường cần thao tác thủ công và điều chỉnh thường xuyên, tốc độ gia công tương đối chậm. Trong khi đó, máy công cụ CNC có thể đạt được khả năng gia công liên tục và tự động, giảm thời gian tạm dừng và chờ đợi trong quá trình gia công, do đó cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
(2) Độ chính xác gia công
Độ chính xác gia công cực cao và chất lượng sản phẩm ổn định
Máy công cụ CNC có độ chính xác gia công cao và chất lượng sản phẩm rất ổn định. Điều này là do máy công cụ CNC được gia công tự động theo chương trình, và độ chính xác gia công cũng có thể được hiệu chỉnh và bù trừ bằng phần mềm. Hầu hết tất cả các sản phẩm có độ chính xác cao, tinh vi và tiên tiến trong các doanh nghiệp khác nhau đều được gia công và sản xuất bằng máy công cụ CNC. Độ chính xác gia công của máy công cụ thông thường bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như trình độ kỹ thuật của người vận hành và độ ổn định độ chính xác của máy công cụ, khiến việc đảm bảo các yêu cầu gia công có độ chính xác cao trở nên khó khăn. Thông qua hệ thống điều khiển số chính xác, máy công cụ CNC có thể đạt được độ chính xác gia công ở cấp micromet hoặc thậm chí cao hơn, đảm bảo độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học của sản phẩm đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt.
(3) Mức độ tự động hóa
Mức độ tự động hóa cao làm giảm cường độ lao động
Mức độ tự động hóa của máy công cụ CNC cao, giúp giảm đáng kể cường độ lao động và phần lớn làm mờ ranh giới giữa lao động chân tay và lao động trí óc. Trong quá trình vận hành máy công cụ thông thường, người vận hành cần thực hiện một số lượng lớn các thao tác thủ công như điều chỉnh dao, tốc độ chạy dao và kiểm soát quá trình gia công, dẫn đến cường độ lao động cao. Trong khi đó, đối với máy công cụ CNC, chỉ cần người vận hành nhập chương trình và thực hiện giám sát cần thiết, máy công cụ có thể tự động hoàn thành quá trình gia công. Quy trình làm việc của người vận hành máy công cụ CNC có hàm lượng công nghệ cao, yêu cầu cao hơn về chất lượng của người vận hành và yêu cầu kỹ thuật cao hơn đối với nhân viên bảo trì. Những người có thể vận hành máy công cụ CNC được gọi là "cổ xám"; những người hiểu về bảo trì máy công cụ CNC được gọi là "cổ bạc"; và những người vừa có thể vận hành vừa hiểu về bảo trì và có tài năng toàn diện về điều khiển số được gọi là "cổ vàng".
(1) Hiệu suất gia công
Cải thiện đáng kể năng suất
Máy công cụ CNC có thể cải thiện đáng kể năng suất. Sau khi kẹp phôi, nhập chương trình gia công được lập trình sẵn, máy công cụ sẽ tự động hoàn thành quá trình gia công. Khi chi tiết gia công thay đổi, thông thường chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển số, giúp rút ngắn đáng kể thời gian gia công. So với máy công cụ thông thường, năng suất của máy công cụ CNC có thể tăng gấp nhiều lần hoặc hơn. Trong quá trình gia công của máy công cụ thông thường, thường cần thao tác thủ công và điều chỉnh thường xuyên, tốc độ gia công tương đối chậm. Trong khi đó, máy công cụ CNC có thể đạt được khả năng gia công liên tục và tự động, giảm thời gian tạm dừng và chờ đợi trong quá trình gia công, do đó cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
(2) Độ chính xác gia công
Độ chính xác gia công cực cao và chất lượng sản phẩm ổn định
Máy công cụ CNC có độ chính xác gia công cao và chất lượng sản phẩm rất ổn định. Điều này là do máy công cụ CNC được gia công tự động theo chương trình, và độ chính xác gia công cũng có thể được hiệu chỉnh và bù trừ bằng phần mềm. Hầu hết tất cả các sản phẩm có độ chính xác cao, tinh vi và tiên tiến trong các doanh nghiệp khác nhau đều được gia công và sản xuất bằng máy công cụ CNC. Độ chính xác gia công của máy công cụ thông thường bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như trình độ kỹ thuật của người vận hành và độ ổn định độ chính xác của máy công cụ, khiến việc đảm bảo các yêu cầu gia công có độ chính xác cao trở nên khó khăn. Thông qua hệ thống điều khiển số chính xác, máy công cụ CNC có thể đạt được độ chính xác gia công ở cấp micromet hoặc thậm chí cao hơn, đảm bảo độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học của sản phẩm đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt.
(3) Mức độ tự động hóa
Mức độ tự động hóa cao làm giảm cường độ lao động
Mức độ tự động hóa của máy công cụ CNC cao, giúp giảm đáng kể cường độ lao động và phần lớn làm mờ ranh giới giữa lao động chân tay và lao động trí óc. Trong quá trình vận hành máy công cụ thông thường, người vận hành cần thực hiện một số lượng lớn các thao tác thủ công như điều chỉnh dao, tốc độ chạy dao và kiểm soát quá trình gia công, dẫn đến cường độ lao động cao. Trong khi đó, đối với máy công cụ CNC, chỉ cần người vận hành nhập chương trình và thực hiện giám sát cần thiết, máy công cụ có thể tự động hoàn thành quá trình gia công. Quy trình làm việc của người vận hành máy công cụ CNC có hàm lượng công nghệ cao, yêu cầu cao hơn về chất lượng của người vận hành và yêu cầu kỹ thuật cao hơn đối với nhân viên bảo trì. Những người có thể vận hành máy công cụ CNC được gọi là "cổ xám"; những người hiểu về bảo trì máy công cụ CNC được gọi là "cổ bạc"; và những người vừa có thể vận hành vừa hiểu về bảo trì và có tài năng toàn diện về điều khiển số được gọi là "cổ vàng".
III. Ưu điểm của máy công cụ CNC
(1) Thích ứng với sản xuất đa dạng và sản xuất hàng loạt nhỏ
Với sự đa dạng hóa nhu cầu thị trường, sản xuất đa dạng và hàng loạt nhỏ đã trở thành một đặc điểm quan trọng của sản xuất hiện đại. Máy công cụ CNC có thể nhanh chóng thay đổi chương trình gia công chi tiết để thích ứng với yêu cầu gia công của các chi tiết khác nhau mà không cần điều chỉnh máy công cụ phức tạp và thay đổi dụng cụ. Điều này mang lại cho máy công cụ CNC những lợi thế rõ ràng trong sản xuất đa dạng và hàng loạt nhỏ, giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất và giảm chi phí sản xuất.
(2) Khả năng gia công mạnh mẽ cho các chi tiết phức tạp
Đối với một số chi tiết có hình dạng phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao, máy công cụ CNC có khả năng gia công mạnh mẽ. Máy công cụ CNC có thể đạt được độ chính xác cao trong gia công các chi tiết phức tạp thông qua các công nghệ như liên kết đa trục và điều khiển đường chạy dao phức tạp. Khi gia công các chi tiết phức tạp bằng máy công cụ thông thường, thường cần nhiều quy trình và nhiều kẹp, khiến việc gia công trở nên khó khăn và khó đảm bảo độ chính xác.
(3) Cải thiện tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm
Máy công cụ CNC có độ chính xác gia công cao và độ ổn định tốt, có thể đảm bảo tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm. Trong sản xuất hàng loạt, máy công cụ CNC có thể đảm bảo độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học của từng chi tiết nằm trong phạm vi kiểm soát nghiêm ngặt, tránh sự khác biệt về chất lượng sản phẩm do yếu tố con người và độ chính xác máy công cụ không ổn định. Điều này có ý nghĩa to lớn trong việc nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.
(4) Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện tin học hóa quản lý sản xuất
Máy công cụ CNC có thể được kết nối với mạng máy tính để hiện thực hóa việc tin học hóa quản lý sản xuất. Thông qua giao diện truyền thông của hệ thống điều khiển số, thông tin như trạng thái vận hành và tiến độ gia công của máy công cụ có thể được truyền đến hệ thống quản lý sản xuất theo thời gian thực, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập kế hoạch sản xuất và giám sát chất lượng của người quản lý. Đồng thời, việc quản lý và truyền tải các chương trình điều khiển số cũng có thể được thực hiện thông qua mạng, nâng cao hiệu quả sản xuất và trình độ quản lý.
(1) Thích ứng với sản xuất đa dạng và sản xuất hàng loạt nhỏ
Với sự đa dạng hóa nhu cầu thị trường, sản xuất đa dạng và hàng loạt nhỏ đã trở thành một đặc điểm quan trọng của sản xuất hiện đại. Máy công cụ CNC có thể nhanh chóng thay đổi chương trình gia công chi tiết để thích ứng với yêu cầu gia công của các chi tiết khác nhau mà không cần điều chỉnh máy công cụ phức tạp và thay đổi dụng cụ. Điều này mang lại cho máy công cụ CNC những lợi thế rõ ràng trong sản xuất đa dạng và hàng loạt nhỏ, giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất và giảm chi phí sản xuất.
(2) Khả năng gia công mạnh mẽ cho các chi tiết phức tạp
Đối với một số chi tiết có hình dạng phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao, máy công cụ CNC có khả năng gia công mạnh mẽ. Máy công cụ CNC có thể đạt được độ chính xác cao trong gia công các chi tiết phức tạp thông qua các công nghệ như liên kết đa trục và điều khiển đường chạy dao phức tạp. Khi gia công các chi tiết phức tạp bằng máy công cụ thông thường, thường cần nhiều quy trình và nhiều kẹp, khiến việc gia công trở nên khó khăn và khó đảm bảo độ chính xác.
(3) Cải thiện tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm
Máy công cụ CNC có độ chính xác gia công cao và độ ổn định tốt, có thể đảm bảo tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm. Trong sản xuất hàng loạt, máy công cụ CNC có thể đảm bảo độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học của từng chi tiết nằm trong phạm vi kiểm soát nghiêm ngặt, tránh sự khác biệt về chất lượng sản phẩm do yếu tố con người và độ chính xác máy công cụ không ổn định. Điều này có ý nghĩa to lớn trong việc nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.
(4) Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện tin học hóa quản lý sản xuất
Máy công cụ CNC có thể được kết nối với mạng máy tính để hiện thực hóa việc tin học hóa quản lý sản xuất. Thông qua giao diện truyền thông của hệ thống điều khiển số, thông tin như trạng thái vận hành và tiến độ gia công của máy công cụ có thể được truyền đến hệ thống quản lý sản xuất theo thời gian thực, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập kế hoạch sản xuất và giám sát chất lượng của người quản lý. Đồng thời, việc quản lý và truyền tải các chương trình điều khiển số cũng có thể được thực hiện thông qua mạng, nâng cao hiệu quả sản xuất và trình độ quản lý.
IV. Kết luận
Tóm lại, so với các máy công cụ thông thường, máy công cụ CNC có những ưu điểm vượt trội về hiệu suất gia công, độ chính xác gia công và mức độ tự động hóa. Sự ra đời và phát triển của máy công cụ CNC đã thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của ngành gia công cơ khí và hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển của sản xuất hiện đại. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, hiệu suất của máy công cụ CNC sẽ tiếp tục được cải thiện và phạm vi ứng dụng cũng sẽ tiếp tục được mở rộng. Trong ngành sản xuất tương lai, máy công cụ CNC sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng và trở thành một trong những thiết bị chủ chốt để hiện thực hóa sản xuất thông minh.
Tóm lại, so với các máy công cụ thông thường, máy công cụ CNC có những ưu điểm vượt trội về hiệu suất gia công, độ chính xác gia công và mức độ tự động hóa. Sự ra đời và phát triển của máy công cụ CNC đã thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của ngành gia công cơ khí và hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển của sản xuất hiện đại. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, hiệu suất của máy công cụ CNC sẽ tiếp tục được cải thiện và phạm vi ứng dụng cũng sẽ tiếp tục được mở rộng. Trong ngành sản xuất tương lai, máy công cụ CNC sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng và trở thành một trong những thiết bị chủ chốt để hiện thực hóa sản xuất thông minh.