Hệ thống CNC của máy công cụ CNC
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quy trình của máy công cụ CNC, và khi phân tích quy trình gia công phôi, cần xem xét các đặc điểm của máy công cụ CNC. Việc xem xét một loạt các yếu tố như cách bố trí lộ trình gia công chi tiết, lựa chọn máy công cụ, lựa chọn dụng cụ cắt và kẹp chi tiết. Các máy công cụ CNC khác nhau tương ứng với các quy trình và phôi gia công khác nhau, và cách lựa chọn máy công cụ hợp lý đã trở thành chìa khóa để nâng cao hiệu quả và giảm đầu tư cho doanh nghiệp. Hệ thống CNC của máy công cụ CNC bao gồm thiết bị CNC, bộ truyền động cấp liệu (bộ điều khiển tốc độ cấp liệu và động cơ servo), bộ truyền động trục chính (bộ điều khiển tốc độ trục chính và động cơ trục chính) và các bộ phận phát hiện. Khi lựa chọn hệ thống CNC, cần bao gồm các nội dung trên.
1、 Lựa chọn thiết bị CNC
（1） Lựa chọn loại
Chọn thiết bị CNC tương ứng theo loại máy công cụ CNC. Nhìn chung, thiết bị CNC phù hợp với các loại gia công như tiện, khoan, doa, phay, mài, dập và cắt tia lửa điện, nên được lựa chọn phù hợp.
（2） Lựa chọn hiệu suất
Hiệu suất của các thiết bị CNC khác nhau rất khác nhau, chẳng hạn như số lượng trục điều khiển bao gồm trục đơn, 2 trục, 3 trục, 4 trục, 5 trục, và thậm chí hơn 10 hoặc 20 trục; Có 2 hoặc nhiều trục liên kết, và tốc độ tiến dao tối đa là 10m/phút, 15m/phút, 24m/phút, 240m/phút; Độ phân giải là 0,01mm, 0,001mm và 0,0001mm. Các chỉ số này khác nhau và giá cả cũng khác nhau. Chúng nên dựa trên nhu cầu thực tế của máy công cụ. Ví dụ, đối với gia công tiện thông thường, nên chọn điều khiển 2 hoặc 4 trục (giá đỡ dao kép), và đối với gia công chi tiết phẳng, nên chọn liên kết 3 hoặc nhiều trục. Đừng theo đuổi mức độ mới nhất và cao nhất, hãy lựa chọn một cách khôn ngoan.
（3） Lựa chọn chức năng
Hệ thống CNC của máy công cụ CNC có nhiều chức năng, bao gồm các chức năng cơ bản – chức năng thiết yếu của thiết bị CNC; chức năng lựa chọn – chức năng cho phép người dùng lựa chọn. Một số chức năng được lựa chọn để giải quyết các đối tượng gia công khác nhau, một số để cải thiện chất lượng gia công, một số để hỗ trợ lập trình, và một số để cải thiện hiệu suất vận hành và bảo trì. Một số chức năng lựa chọn có liên quan với nhau, và việc lựa chọn tùy chọn này đòi hỏi phải lựa chọn một tùy chọn khác. Do đó, việc lựa chọn nên dựa trên yêu cầu thiết kế của máy công cụ. Không nên lựa chọn quá nhiều chức năng mà không phân tích kỹ lưỡng, và bỏ sót các chức năng liên quan, điều này sẽ làm giảm chức năng của máy công cụ CNC và gây ra những tổn thất không đáng có.
Có hai loại bộ điều khiển khả trình trong chức năng lựa chọn: tích hợp và độc lập. Tốt nhất nên chọn loại tích hợp, có nhiều model khác nhau. Thứ nhất, việc lựa chọn nên dựa trên số điểm tín hiệu đầu vào và đầu ra giữa thiết bị CNC và máy công cụ. Số điểm được chọn nên cao hơn một chút so với số điểm thực tế và một cốc có thể yêu cầu hiệu suất điều khiển bổ sung và được sửa đổi. Thứ hai, cần ước tính kích thước của các chương trình tuần tự và chọn dung lượng lưu trữ. Kích thước chương trình tăng theo độ phức tạp của máy công cụ và dung lượng lưu trữ cũng tăng. Cần lựa chọn hợp lý theo tình huống cụ thể. Ngoài ra còn có các thông số kỹ thuật như thời gian xử lý, chức năng lệnh, bộ hẹn giờ, bộ đếm, rơle nội bộ, v.v. và số lượng cũng phải đáp ứng yêu cầu thiết kế.
（4） Lựa chọn giá
Mỗi quốc gia và nhà sản xuất thiết bị CNC sản xuất các sản phẩm có thông số kỹ thuật khác nhau, với mức giá chênh lệch đáng kể. Dựa trên việc lựa chọn loại điều khiển, hiệu suất và chức năng, cần tiến hành phân tích toàn diện tỷ lệ giá hiệu suất để lựa chọn thiết bị CNC có tỷ lệ giá hiệu suất cao hơn nhằm giảm chi phí.
（5） Lựa chọn dịch vụ kỹ thuật
Khi lựa chọn thiết bị CNC đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, cần xem xét uy tín của nhà sản xuất, hướng dẫn sử dụng sản phẩm và các tài liệu khác có đầy đủ hay không, và liệu nhà sản xuất có thể đào tạo người dùng về lập trình, vận hành và bảo trì hay không. Có bộ phận dịch vụ kỹ thuật chuyên trách cung cấp phụ tùng thay thế dài hạn và dịch vụ bảo trì kịp thời để tối đa hóa lợi ích kỹ thuật và kinh tế hay không.
2、 Lựa chọn bộ truyền động cấp liệu
（1） Nên ưu tiên sử dụng động cơ servo AC
Bởi vì so với động cơ DC, nó có quán tính rotor nhỏ hơn, phản ứng động tốt hơn, công suất đầu ra cao hơn, tốc độ cao hơn, cấu trúc đơn giản hơn, chi phí thấp hơn và môi trường ứng dụng không hạn chế.
（2） Tính toán điều kiện tải
Chọn thông số kỹ thuật động cơ servo phù hợp bằng cách tính toán chính xác các điều kiện tải áp dụng cho trục động cơ.
（3） Chọn bộ điều khiển tốc độ tương ứng
Nhà sản xuất bộ truyền động cấp liệu cung cấp một bộ sản phẩm hoàn chỉnh cho bộ điều khiển tốc độ cấp liệu và động cơ servo được sản xuất, do đó sau khi chọn động cơ servo, bộ điều khiển tốc độ tương ứng sẽ được chọn theo hướng dẫn sử dụng sản phẩm.
3、 Lựa chọn ổ trục chính
（1） Nên ưu tiên cho động cơ trục chính chính thống
Vì không bị hạn chế về chuyển mạch, tốc độ cao và công suất lớn như động cơ trục chính DC, nên nó có phạm vi điều chỉnh tốc độ công suất không đổi rộng, tiếng ồn thấp và giá thành rẻ. Hiện nay, 85% máy công cụ CNC trên thế giới sử dụng truyền động trục chính AC.
（2） Chọn động cơ trục chính theo yêu cầu
① Tính toán công suất cắt dựa trên các máy công cụ khác nhau và động cơ được chọn phải đáp ứng yêu cầu này; ② Theo thời gian tăng tốc và giảm tốc trục chính cần thiết, hãy tính toán rằng công suất động cơ không được vượt quá công suất đầu ra tối đa của động cơ; ③ Trong trường hợp cần khởi động và phanh trục chính thường xuyên, phải tính toán công suất trung bình và giá trị của nó không được vượt quá công suất đầu ra định mức liên tục của động cơ; ④ Trong trường hợp cần kiểm soát bề mặt không đổi, tổng công suất cắt cần thiết để kiểm soát tốc độ bề mặt không đổi và công suất cần thiết để tăng tốc phải nằm trong phạm vi công suất mà động cơ có thể cung cấp.
（3） Chọn bộ điều khiển tốc độ trục chính tương ứng
Nhà sản xuất bộ truyền động trục chính cung cấp một bộ sản phẩm hoàn chỉnh cho bộ điều khiển tốc độ trục chính và động cơ trục chính được sản xuất. Do đó, sau khi chọn động cơ trục chính, bộ điều khiển tốc độ trục chính tương ứng sẽ được chọn theo hướng dẫn sử dụng sản phẩm.
（4） Chọn phương pháp điều khiển hướng
Khi cần điều khiển hướng trục chính, có thể lựa chọn bộ mã hóa vị trí hoặc cảm biến từ tùy theo tình hình thực tế của máy công cụ để đạt được điều khiển hướng trục chính.
4、 Lựa chọn các thành phần phát hiện
（1） Chọn phương pháp đo lường
Theo sơ đồ điều khiển vị trí của hệ thống CNC, độ dịch chuyển tuyến tính của máy công cụ được đo trực tiếp hoặc gián tiếp, và các thành phần phát hiện tuyến tính hoặc quay được lựa chọn. Hiện nay, máy công cụ CNC sử dụng rộng rãi điều khiển vòng bán kín, sử dụng các thành phần đo góc quay (biến áp quay, bộ mã hóa xung).
（2） Xem xét độ chính xác và tốc độ phát hiện
Tùy theo yêu cầu của máy công cụ CNC, dù là phát hiện độ chính xác hay tốc độ, hãy lựa chọn linh kiện phát hiện vị trí hoặc tốc độ (máy phát thử nghiệm, bộ mã hóa xung). Nhìn chung, máy công cụ lớn chủ yếu được thiết kế để đáp ứng yêu cầu về tốc độ, trong khi máy công cụ có độ chính xác cao và vừa và nhỏ chủ yếu được thiết kế để đáp ứng yêu cầu về độ chính xác. Độ phân giải của linh kiện phát hiện được chọn thường cao hơn độ chính xác gia công một bậc.
（3） Chọn bộ mã hóa xung có thông số kỹ thuật tương ứng
Chọn thông số kỹ thuật tương ứng của bộ mã hóa xung dựa trên bước vít me bi của máy công cụ CNC, tốc độ di chuyển tối thiểu của hệ thống CNC, hệ số nhân lệnh và hệ số nhân phát hiện.
（4） Xem xét các mạch giao diện
Khi lựa chọn linh kiện phát hiện, điều quan trọng là phải xem xét thiết bị CNC có mạch giao diện tương ứng hay không.