Tổng quan về gia công đa trục
Date: 04/02/2025
Gia công đa trục có thể làm tăng đáng kể số lượng sản xuất và chất lượng sản xuất của bất kỳ thiết lập sản xuất nào. Ngoài ra, quy trình gia công này có thể tạo ra các bộ phận mà bạn không thể sản xuất bằng công nghệ thông thường.
Bài viết này sẽ thảo luận sâu về gia công đa trục, quy trình làm việc, các loại khác nhau, ưu điểm, hạn chế và nhiều thông tin khác.
Gia công đa trục là quá trình gia công mà máy công cụ có thể di chuyển theo bốn hướng hoặc nhiều hơn. Mỗi hướng được gọi là bậc tự do. Gia công CNC đa trục có thể liên quan đến số lượng trục khác nhau, chẳng hạn như 4, 5, 6, 8, 10 và 12.
Tuy nhiên, độ phức tạp của máy tăng lên đáng kể khi số lượng trục tăng lên. Một điều quan trọng cần lưu ý là gia công CNC 3 trục không phải là một phần của quy trình gia công nhiều trục. Điều này là do các công cụ cắt chỉ di chuyển theo trục X, Y và Z trong gia công 3 trục.
Máy gia công đa trục hiện đại được điều khiển bằng Computer Numerical Control (CNC). Công nghệ CNC có thể tự động hóa chuyển động của dụng cụ cắt và các bộ phận máy khác. Điều khiển CNC hoạt động trên các chương trình phần mềm được tạo trước cho từng bộ phận cụ thể.
Richard Kegg đã phát minh ra nền tảng của gia công CNC đa trục vào năm 1952. Gia công đa trục cũng đã được thực hành trước thời điểm đó. Tuy nhiên, gia công đa trục ban đầu không liên quan đến công nghệ CNC. Gia công được thực hiện bằng cách di chuyển các tấm CAM theo cách thủ công.
Gia công thủ công nhiều trục không nhất quán và chậm hơn. Ngoài ra, còn có thêm yếu tố lỗi của con người. Việc áp dụng công nghệ CNC vào quy trình đã thay đổi hoàn toàn cách thức hoạt động của nó.
Gia công đa trục là một quy trình từng bước. Hoạt động cụ thể có thể thay đổi tùy theo loại máy CNC đa trục được sử dụng. Tuy nhiên, một số bước chung cho tất cả các máy đa trục. Các bước này là:
1. Thiết kế bộ phận
Đầu tiên, điều quan trọng là tạo ra thiết kế đồ họa của bộ phận. Các kích thước và tính năng khác nhau của bộ phận được đề cập trong thiết kế này.
2. Tạo mô hình CAD
Mô hình CAD của bộ phận được tạo trên phần mềm Thiết kế hỗ trợ máy tính. Mô hình CAD chứa tất cả các chi tiết của bộ phận ở định dạng đồ họa kỹ thuật số.
3. Chuyển đổi CAD sang CAM
Mô hình CAD được chuyển đổi sang định dạng Sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM). Điều này là do máy CNC nhận dạng được ngôn ngữ CAM. Bước này được thực hiện trong phần mềm CAM.
4. Thiết lập máy
Người vận hành thực hiện thiết lập máy. Bao gồm việc nạp chi tiết, chuyển phần mềm CAM vào máy và chọn các cài đặt cần thiết khác nhau.
5. Thực hiện chương trình
Sau khi thiết lập xong, người vận hành sẽ thực hiện chương trình. Máy bắt đầu làm việc trên chi tiết.
6. Hoàn thiện
Người vận hành kiểm tra bộ phận để xem có cần lặp lại không. Nếu mọi thứ đều ổn, người vận hành sẽ dỡ bộ phận ra khỏi máy.
Các bộ phận chính của máy CNC đa trục là:
Có nhiều cấu hình khác nhau của một trung tâm gia công đa trục. Những máy này chủ yếu khác nhau về số lượng trục và cách chúng hoạt động cùng nhau. Trục đề cập đến hướng mà một công cụ cắt có thể di chuyển. Có hai loại trục trong gia công CNC:
Gia công 3+2 trục còn được gọi là gia công 5 trục theo vị trí. Nó rất khác với gia công 5 trục thông thường. Máy có thể trải qua chuyển động ba trục tuyến tính giống như bất kỳ máy CNC nào khác. Ngoài ra, nó có thể di chuyển phôi theo hai trục quay và khóa cố định tại chỗ. Sau đó, gia công 3 trục thông thường có thể thực hiện trên phôi.
Ưu điểm chính của gia công 3+2 trục là nó làm tăng các mặt có thể gia công của phôi. Điều này có chi phí tương đương với máy CNC 3 trục, giúp quá trình này tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, nó không có hiệu suất thời gian thực của trung tâm gia công 5 trục.
Máy CNC 4+1 trục có thể di chuyển đồng thời theo bốn hướng. 3 là trục tuyến tính X, Y và Z, và hướng thứ tư là bất kỳ một trong các trục quay. Hướng thứ năm là hướng vị trí. Điều này có nghĩa là phôi có thể di chuyển theo trục thứ năm, vị trí khóa và sau đó gia công 4 trục có thể thực hiện trên phôi.
Gia công 5 trục còn được gọi là gia công 5 trục đồng thời để phân biệt với gia công 3+2 và 4+1. Máy công cụ có khả năng chuyển động theo 5 trục khác nhau cùng một lúc. Ba trong số đó là các trục tuyến tính - trục X, trục Y và trục Z. Hai trục còn lại là các trục quay: trục A và trục B. Chuyển động đồng thời của dụng cụ cắt theo năm trục cung cấp tốc độ gia công cao hơn so với cấu hình 3+2 và 4+1.
Gia công 6 trục kết hợp cả ba trục tuyến tính và cả ba trục quay. Có chuyển động trong ba trục: trục X, trục Y và trục Z. Dụng cụ cắt cũng có thể di chuyển theo trục A, B và C. Bao gồm cả sáu trục cung cấp tốc độ chuyển tiếp cao cho hoạt động gia công. Gia công 6 trục thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô.
Máy CNC 7 trục có ba trục tuyến tính (X, Y và Z), ba trục quay (A, B và C) và một trục E thứ bảy. Trục E là trục quay theo hướng xoắn của cánh tay giữ dụng cụ cắt. Nhìn chung, có hai trục chính trong máy CNC 7 trục.
Máy CNC 9 trục kết hợp các hoạt động của máy 4 trục và máy 5 trục. Ví dụ phổ biến về máy 9 trục là máy phay lai được sử dụng để gia công bề mặt chi tiết. Máy 4 trục thường là máy tiện để phay bên trong. Điều này cho phép gia công bên trong và bên ngoài các chi tiết trong một lần thiết lập.
Cấu hình gia công 12 trục thường đi kèm với hai công cụ cắt 6 trục. Mỗi công cụ cắt có khả năng di chuyển độc lập. Mục đích của trung tâm gia công 12 trục là tăng năng suất và tốc độ cắt của máy. Máy 12 trục cũng có độ chính xác vô song.
Bàn xoay là một tính năng phổ biến trong gia công CNC đa trục. Nó cho phép bàn làm việc xoay quanh một trục trung tâm. Việc xoay phôi cung cấp hoạt động của máy trục cao hơn trên thiết bị trục thấp hơn. Điều này làm tăng khả năng của máy trong khi giảm chi phí.
Cấu hình gia công bàn xoay nghiêng cho phép xoay bàn làm việc theo mặt phẳng ngang. Ngoài ra, bàn làm việc cũng có thể nghiêng lên đến một trục nhất định. Điều này cho phép thực hiện các hoạt động gia công rất phức tạp trong máy CNC trục thấp hơn.
Đầu đa góc là phụ kiện được sử dụng trong gia công đa trục. Đầu cắt có khả năng nghiêng ở nhiều góc. Điều này cho phép thực hiện các thao tác hoàn thiện bề mặt và tạo đường viền phức tạp trong gia công đa trục.
Có nhiều lợi thế khi sử dụng máy đa trục. Đó là:
Trong hầu hết các trường hợp, máy đa trục là lựa chọn tốt hơn bất kỳ lựa chọn thay thế nào khác. Tuy nhiên, có thể có một số hạn chế đối với quy trình. Đó là:
Có nhiều loại hoạt động gia công đa trục khác nhau thường được sử dụng trong ngành sản xuất. Một số hoạt động này là:
Gia công CNC đa trục được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Một số ngành công nghiệp này là:
- Ngành hàng không vũ trụ và hàng không
Ngành hàng không vũ trụ đòi hỏi các bộ phận có độ chính xác cực cao. Do đó, gia công CNC đa trục là phương pháp sản xuất được ưa chuộng cho ngành này.
- Ngành công nghiệp ô tô
Ngành công nghiệp ô tô đòi hỏi số lượng sản xuất cao và độ chính xác. Gia công đa trục đáp ứng khá tốt những thách thức của ngành công nghiệp này ngay cả trên các bộ phận động cơ phức tạp. Ngoài ra, nó có thể hoạt động trên các kim loại và hợp kim có độ cứng cao được sử dụng trong ngành công nghiệp này.
- Làm đồ trang sức
Làm đồ trang sức đòi hỏi các trung tâm gia công phức tạp có thể hoạt động ở mức độ nhỏ. Các trung tâm gia công đa trục và hexapod được cải tiến được sử dụng cho mục đích này.
- Ngành công nghiệp nội thất
Ngành công nghiệp đồ nội thất phụ thuộc rất nhiều vào máy tiện đa trục và máy tiện kiểu Thụy Sĩ để sản xuất đồ nội thất. Các bộ phận như chân bàn, đồ chạm khắc bằng gỗ và mặt bàn bằng kính và đá cẩm thạch được sản xuất bằng phương pháp gia công đa trục.
- Ngành Y tế
Ngành y tế tạo ra các thiết bị cấy ghép và thiết bị quan trọng cho các chức năng duy trì sự sống. Do đó, nó đòi hỏi độ chính xác cực cao và loại bỏ mọi khiếm khuyết có thể xảy ra. Gia công CNC đa trục là cách ưa thích để sản xuất các bộ phận cho ngành này.
- Ngành công nghiệp quốc phòng
Ngành công nghiệp quốc phòng đòi hỏi các bộ phận có độ phức tạp cao được làm từ những vật liệu cứng nhất. Sản xuất với số lượng ít nhưng tùy chỉnh thường ở mức độ cao. Do đó, gia công CNC đa trục được áp dụng để chế tạo các bộ phận này.
- Ngành công nghiệp hàng hải
Ngành công nghiệp hàng hải sử dụng các bộ phận xây dựng quy mô lớn cho thuyền, tàu, du thuyền và các phương tiện vận tải biển khác. Gia công đa trục tạo ra các bộ phận này sau đó được lắp ráp lại với nhau ở giai đoạn sau.
Gia công CNC đa trục sử dụng các công cụ cắt có thể dễ dàng xuyên qua kim loại và hợp kim. Do đó, có nhiều cân nhắc về an toàn để đảm bảo không gây hại cho lực lượng lao động hoặc nơi làm việc.
Việc lựa chọn máy đa trục có thể là một lựa chọn khó khăn giữa nhiều nhà sản xuất khác nhau. Sau đây là một số yếu tố bạn có thể cân nhắc khi đưa ra lựa chọn như vậy:
Gia công đa trục đang chuyển sang gia công vi mô để hỗ trợ sản xuất dựa trên chất bán dẫn. Các bộ phận trong ngành điện tử và CNTT đang thu nhỏ xuống kích thước thấp nhất có thể. Gia công đa trục đang được sử dụng trong các dây chuyền chế tạo điện thoại thông minh và chip máy tính. PCB cho các thiết bị điện tử khác cũng được sản xuất bằng công nghệ gia công vi mô như vậy.
Robot và tự động hóa cũng là những thông số quan trọng cho sự phát triển trong tương lai của gia công đa trục. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất tự động hóa toàn bộ dây chuyền lắp ráp để có sản phẩm nhanh hơn và đồng nhất hơn.
Bài viết liên quan:
Bài viết này sẽ thảo luận sâu về gia công đa trục, quy trình làm việc, các loại khác nhau, ưu điểm, hạn chế và nhiều thông tin khác.
Gia công đa trục là gì?
Gia công đa trục là quá trình gia công mà máy công cụ có thể di chuyển theo bốn hướng hoặc nhiều hơn. Mỗi hướng được gọi là bậc tự do. Gia công CNC đa trục có thể liên quan đến số lượng trục khác nhau, chẳng hạn như 4, 5, 6, 8, 10 và 12.
Tuy nhiên, độ phức tạp của máy tăng lên đáng kể khi số lượng trục tăng lên. Một điều quan trọng cần lưu ý là gia công CNC 3 trục không phải là một phần của quy trình gia công nhiều trục. Điều này là do các công cụ cắt chỉ di chuyển theo trục X, Y và Z trong gia công 3 trục.
Máy gia công đa trục hiện đại được điều khiển bằng Computer Numerical Control (CNC). Công nghệ CNC có thể tự động hóa chuyển động của dụng cụ cắt và các bộ phận máy khác. Điều khiển CNC hoạt động trên các chương trình phần mềm được tạo trước cho từng bộ phận cụ thể.
Ai là người phát minh ra máy gia công đa trục?
Richard Kegg đã phát minh ra nền tảng của gia công CNC đa trục vào năm 1952. Gia công đa trục cũng đã được thực hành trước thời điểm đó. Tuy nhiên, gia công đa trục ban đầu không liên quan đến công nghệ CNC. Gia công được thực hiện bằng cách di chuyển các tấm CAM theo cách thủ công.
Gia công thủ công nhiều trục không nhất quán và chậm hơn. Ngoài ra, còn có thêm yếu tố lỗi của con người. Việc áp dụng công nghệ CNC vào quy trình đã thay đổi hoàn toàn cách thức hoạt động của nó.
Gia công đa trục hoạt động như thế nào?
Gia công đa trục là một quy trình từng bước. Hoạt động cụ thể có thể thay đổi tùy theo loại máy CNC đa trục được sử dụng. Tuy nhiên, một số bước chung cho tất cả các máy đa trục. Các bước này là:
1. Thiết kế bộ phận
Đầu tiên, điều quan trọng là tạo ra thiết kế đồ họa của bộ phận. Các kích thước và tính năng khác nhau của bộ phận được đề cập trong thiết kế này.
2. Tạo mô hình CAD
Mô hình CAD của bộ phận được tạo trên phần mềm Thiết kế hỗ trợ máy tính. Mô hình CAD chứa tất cả các chi tiết của bộ phận ở định dạng đồ họa kỹ thuật số.
3. Chuyển đổi CAD sang CAM
Mô hình CAD được chuyển đổi sang định dạng Sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM). Điều này là do máy CNC nhận dạng được ngôn ngữ CAM. Bước này được thực hiện trong phần mềm CAM.
4. Thiết lập máy
Người vận hành thực hiện thiết lập máy. Bao gồm việc nạp chi tiết, chuyển phần mềm CAM vào máy và chọn các cài đặt cần thiết khác nhau.
5. Thực hiện chương trình
Sau khi thiết lập xong, người vận hành sẽ thực hiện chương trình. Máy bắt đầu làm việc trên chi tiết.
6. Hoàn thiện
Người vận hành kiểm tra bộ phận để xem có cần lặp lại không. Nếu mọi thứ đều ổn, người vận hành sẽ dỡ bộ phận ra khỏi máy.
Gia công đa trục khác với các phương pháp gia công truyền thống như thế nào?
Gia công đa trục khác với gia công thông thường ở chuyển động của dụng cụ cắt. Trung tâm gia công đa trục có thể di chuyển dụng cụ cắt theo bốn hướng trở lên. Tuy nhiên, một trung tâm gia công thông thường chỉ có thể cắt chuyển động của dụng cụ theo ba hướng nhiều nhất.
Các thành phần chính của máy CNC đa trục là gì?
Các bộ phận chính của máy CNC đa trục là:
- Khung máy: Khung máy giữ toàn bộ máy lại với nhau. Nó cung cấp độ cứng và hỗ trợ cho các bộ phận khác nhau của máy.
- Bộ điều khiển máy (MCU): MCU là bộ não của máy CNC. Nó đọc các lệnh lập trình và dịch chúng cho các bộ phận khác nhau của máy.
- Đầu vào: Thiết bị đầu vào cung cấp cách để người vận hành tương tác với máy. Nó có thể bao gồm bàn phím để nhập dữ liệu vào máy.
- Trục chính: Trục chính là bộ phận giữ dụng cụ cắt. Chuyển động của dụng cụ cắt được quy cho trục chính chuyển động.
- Màn hình: Máy CNC có màn hình hiển thị nơi bạn có thể xem cài đặt máy và bất kỳ mã thông báo lỗi nào.
- Máy công cụ: Mỗi máy CNC đều sử dụng một công cụ cắt chuyên dụng để gia công chi tiết.
- Hệ thống truyền động: Hệ thống truyền động là một bộ động cơ tạo ra chuyển động trong máy CNC đa trục. Chuyển động của dụng cụ cắt, tốc độ trục chính, vòng quay của bàn làm việc và bất kỳ loại chuyển động nào khác đều được thực hiện bởi hệ thống truyền động.
- Hệ thống phản hồi: Hệ thống phản hồi rất cần thiết cho chuyển động nhỏ của máy. Hệ thống phản hồi xác minh chuyển động của máy và gửi tín hiệu trở lại bộ điều khiển máy để thực hiện điều chỉnh.
- Giường: Giường là khu vực mà người vận hành lắp vật liệu phôi. Giường có nhiều đồ gá khác nhau để cố định chặt phôi tại chỗ. Giường trong gia công đa trục có khả năng quay hoặc di chuyển theo chiều ngang. Tuy nhiên, giường là cố định trong một trung tâm gia công truyền thống.
- Chuck: Chuck là loại kẹp giữ chặt phôi trong quá trình gia công. Nó thường được sử dụng trong các hoạt động gia công nhiều trục trên máy tiện.
- Đầu máy: Đầu máy chứa ổ trục, ổ trục chính và các bánh răng cần thiết để xoay mâm cặp. Đầu máy được đóng lại và chỉ có thể được tháo ra bởi các chuyên gia được đào tạo trong quá trình kiểm tra, bảo trì và sửa chữa.
- Ổ trục: Ổ trục thường được sử dụng khi cần hỗ trợ cho các phôi hình trụ dài. Nếu không có ổ trục, phôi có thể di chuyển ra xa do tác động của dụng cụ cắt.
- Footswitch: Footswitch là bàn đạp có thể thực hiện các chức năng phụ trợ trên máy CNC. Chức năng chung của footswitch là kích hoạt và hủy kích hoạt ụ sau.
- Hệ thống làm mát : Máy đa trục là thiết bị nặng có thể trở nên rất nóng trong quá trình vận hành. Do đó, hệ thống làm mát có trên máy CNC để đảm bảo nhiệt độ luôn nằm trong giới hạn an toàn cho máy móc.
Các cấu hình khác nhau trong gia công CNC đa trục
Có nhiều cấu hình khác nhau của một trung tâm gia công đa trục. Những máy này chủ yếu khác nhau về số lượng trục và cách chúng hoạt động cùng nhau. Trục đề cập đến hướng mà một công cụ cắt có thể di chuyển. Có hai loại trục trong gia công CNC:
- Trục tuyến tính: Trục tuyến tính là ba trục hoạt động theo đường thẳng. Đây là trục X, trục Y và trục Z. X, Y là hai hướng nằm ngang song song với bệ máy. Trục Z là hướng thẳng đứng vuông góc với bệ máy. Các trục tuyến tính có trong tất cả các máy CNC đa trục.
- Trục quay: Trục quay là ba hướng quay quanh trục tuyến tính. Chúng được gọi là trục A, trục B và trục C. Trục A quay quanh trục X, trục B quanh trục Y và trục C quanh trục Z. Bên cạnh trục A, trục B và trục C, đôi khi còn có sự hiện diện của trục E. Trục E là trục quay để xoắn cánh tay.
- Bây giờ chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhiều loại gia công đa trục khác nhau và cách chúng sử dụng các trục được đề cập ở trên:
- Gia công 3+2 trục
Gia công 3+2 trục còn được gọi là gia công 5 trục theo vị trí. Nó rất khác với gia công 5 trục thông thường. Máy có thể trải qua chuyển động ba trục tuyến tính giống như bất kỳ máy CNC nào khác. Ngoài ra, nó có thể di chuyển phôi theo hai trục quay và khóa cố định tại chỗ. Sau đó, gia công 3 trục thông thường có thể thực hiện trên phôi.
Ưu điểm chính của gia công 3+2 trục là nó làm tăng các mặt có thể gia công của phôi. Điều này có chi phí tương đương với máy CNC 3 trục, giúp quá trình này tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, nó không có hiệu suất thời gian thực của trung tâm gia công 5 trục.
- Gia công 4+1 trục
Máy CNC 4+1 trục có thể di chuyển đồng thời theo bốn hướng. 3 là trục tuyến tính X, Y và Z, và hướng thứ tư là bất kỳ một trong các trục quay. Hướng thứ năm là hướng vị trí. Điều này có nghĩa là phôi có thể di chuyển theo trục thứ năm, vị trí khóa và sau đó gia công 4 trục có thể thực hiện trên phôi.
- Gia công 5 trục
Gia công 5 trục còn được gọi là gia công 5 trục đồng thời để phân biệt với gia công 3+2 và 4+1. Máy công cụ có khả năng chuyển động theo 5 trục khác nhau cùng một lúc. Ba trong số đó là các trục tuyến tính - trục X, trục Y và trục Z. Hai trục còn lại là các trục quay: trục A và trục B. Chuyển động đồng thời của dụng cụ cắt theo năm trục cung cấp tốc độ gia công cao hơn so với cấu hình 3+2 và 4+1.
- Gia công 6 trục
Gia công 6 trục kết hợp cả ba trục tuyến tính và cả ba trục quay. Có chuyển động trong ba trục: trục X, trục Y và trục Z. Dụng cụ cắt cũng có thể di chuyển theo trục A, B và C. Bao gồm cả sáu trục cung cấp tốc độ chuyển tiếp cao cho hoạt động gia công. Gia công 6 trục thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô.
- Gia công 7 trục
Máy CNC 7 trục có ba trục tuyến tính (X, Y và Z), ba trục quay (A, B và C) và một trục E thứ bảy. Trục E là trục quay theo hướng xoắn của cánh tay giữ dụng cụ cắt. Nhìn chung, có hai trục chính trong máy CNC 7 trục.
- Gia công 9 trục
Máy CNC 9 trục kết hợp các hoạt động của máy 4 trục và máy 5 trục. Ví dụ phổ biến về máy 9 trục là máy phay lai được sử dụng để gia công bề mặt chi tiết. Máy 4 trục thường là máy tiện để phay bên trong. Điều này cho phép gia công bên trong và bên ngoài các chi tiết trong một lần thiết lập.
- Gia công 12 trục
Cấu hình gia công 12 trục thường đi kèm với hai công cụ cắt 6 trục. Mỗi công cụ cắt có khả năng di chuyển độc lập. Mục đích của trung tâm gia công 12 trục là tăng năng suất và tốc độ cắt của máy. Máy 12 trục cũng có độ chính xác vô song.
- Gia công bàn quay
Bàn xoay là một tính năng phổ biến trong gia công CNC đa trục. Nó cho phép bàn làm việc xoay quanh một trục trung tâm. Việc xoay phôi cung cấp hoạt động của máy trục cao hơn trên thiết bị trục thấp hơn. Điều này làm tăng khả năng của máy trong khi giảm chi phí.
- Gia công bàn quay nghiêng
Cấu hình gia công bàn xoay nghiêng cho phép xoay bàn làm việc theo mặt phẳng ngang. Ngoài ra, bàn làm việc cũng có thể nghiêng lên đến một trục nhất định. Điều này cho phép thực hiện các hoạt động gia công rất phức tạp trong máy CNC trục thấp hơn.
- Đầu đa góc
Đầu đa góc là phụ kiện được sử dụng trong gia công đa trục. Đầu cắt có khả năng nghiêng ở nhiều góc. Điều này cho phép thực hiện các thao tác hoàn thiện bề mặt và tạo đường viền phức tạp trong gia công đa trục.
Ưu điểm của máy đa trục là gì?
Có nhiều lợi thế khi sử dụng máy đa trục. Đó là:
- Ít thiết lập hơn: Máy đa trục có nhiều bề mặt gia công hơn trong một thiết lập duy nhất. Do đó, cần ít thiết lập hơn để gia công hoàn toàn phôi.
- Độ chính xác cao: Độ chính xác cao hơn là lý do chính khiến mọi người thích gia công đa trục. Sai số tích lũy được giảm đáng kể do ít thiết lập hơn. Điều này dẫn đến độ chính xác cao trong phôi.
- Hiệu quả: Ít thiết lập hơn và nhiều bề mặt gia công hơn dẫn đến hoạt động nhanh hơn. Điều này làm tăng hiệu quả chung trong trường hợp gia công đa trục.
- Độ phức tạp cao: Gia công đa trục có thể tạo ra các bộ phận có độ phức tạp cao hơn. Các bộ phận phức tạp này thường khó hoặc không thể thực hiện được bằng tùy chọn gia công CNC 3 trục.
- Tính năng: Có thể thêm nhiều tính năng thiết kế với máy đa trục. Các tính năng này có thể vì mục đích thẩm mỹ hoặc vì mục đích sử dụng thực tế.
- Chi phí: Ít thiết lập hơn có nghĩa là ít yêu cầu về việc tải và dỡ bộ phận hơn. Điều này làm giảm chi phí lao động của toàn bộ hoạt động.
- Tuổi thọ của dụng cụ: Máy CNC đa trục có thể sử dụng dụng cụ cắt ngắn hơn. Điều này làm giảm độ rung của dụng cụ và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Những hạn chế của gia công đa trục là gì?
Trong hầu hết các trường hợp, máy đa trục là lựa chọn tốt hơn bất kỳ lựa chọn thay thế nào khác. Tuy nhiên, có thể có một số hạn chế đối với quy trình. Đó là:
- Chi phí máy móc: Chi phí là yếu tố chính khiến hầu hết các nhà sản xuất không muốn mua máy đa trục. Máy đa trục là thiết bị rất đắt tiền.
- Lập trình: Việc lập trình cho gia công nhiều trục rất phức tạp. Nó đòi hỏi một lập trình viên có tay nghề cao, làm tăng thêm chi phí cho toàn bộ hoạt động.
- Bảo trì: Gia công đa trục rất phức tạp. Thiết bị cần được bảo trì thường xuyên. Trong trường hợp có lỗi, việc sửa chữa không dễ dàng.
- Kỹ năng vận hành: Bên cạnh lập trình viên, người vận hành cũng cần có trình độ kỹ năng cao. Họ cần phải quen thuộc với khả năng của máy đa trục và cách tận dụng tối đa khả năng đó.
Các hoạt động gia công đa trục phổ biến là gì?
Có nhiều loại hoạt động gia công đa trục khác nhau thường được sử dụng trong ngành sản xuất. Một số hoạt động này là:
- Phay: Máy phay CNC là một trong những máy đa trục phổ biến nhất. Máy phay đa trục được sử dụng để tạo các đường viền phức tạp, các đặc điểm bề mặt, hình học bên trong, v.v.
- Máy tiện: Máy tiện CNC còn được gọi là trung tâm tiện đa trục hoặc trung tâm tiện phay. Các máy tiện này có khả năng xoay cả phôi và dụng cụ.
- Máy tiện kiểu Thụy Sĩ: Máy tiện kiểu Thụy Sĩ khác với máy tiện thông thường do cấu hình đầu máy chuyển động. Máy tiện kiểu Thụy Sĩ có thể hoạt động ở 5 trục hoặc nhiều hơn.
- Gia công bằng tia lửa điện (EDM): EDM là phương pháp gia công dùng để cắt kim loại. Nó hoạt động bằng cách sử dụng dòng điện xoay chiều tần số cao để làm nóng chảy vật liệu tại khu vực cần thiết. Nó chỉ có thể hoạt động đối với vật liệu dẫn điện.
- Cắt tia nước: Cắt tia nước sử dụng lực của nước áp suất cao để loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Máy cắt tia nước đa trục có thể định hình bề mặt bên ngoài và tạo hình học bên trong cho chi tiết.
- Máy mài: Mài đa trục có thể hoạt động đồng thời trên nhiều mặt của phôi. Nó được sử dụng để cải thiện độ hoàn thiện bề mặt của vật liệu. Nó cũng có thể cải thiện độ chính xác của phôi.
- Hệ thống Robot: Gia công hệ thống robot thường được thực hiện bằng hệ thống hexapod. Máy công cụ được gắn trên một robot có 6 bậc tự do. Phương pháp này hữu ích cho các trung tâm gia công vi mô.
Ứng dụng của máy đa trục trong các ngành công nghiệp khác nhau
Gia công CNC đa trục được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Một số ngành công nghiệp này là:
- Ngành hàng không vũ trụ và hàng không
Ngành hàng không vũ trụ đòi hỏi các bộ phận có độ chính xác cực cao. Do đó, gia công CNC đa trục là phương pháp sản xuất được ưa chuộng cho ngành này.
- Ngành công nghiệp ô tô
Ngành công nghiệp ô tô đòi hỏi số lượng sản xuất cao và độ chính xác. Gia công đa trục đáp ứng khá tốt những thách thức của ngành công nghiệp này ngay cả trên các bộ phận động cơ phức tạp. Ngoài ra, nó có thể hoạt động trên các kim loại và hợp kim có độ cứng cao được sử dụng trong ngành công nghiệp này.
- Làm đồ trang sức
Làm đồ trang sức đòi hỏi các trung tâm gia công phức tạp có thể hoạt động ở mức độ nhỏ. Các trung tâm gia công đa trục và hexapod được cải tiến được sử dụng cho mục đích này.
- Ngành công nghiệp nội thất
Ngành công nghiệp đồ nội thất phụ thuộc rất nhiều vào máy tiện đa trục và máy tiện kiểu Thụy Sĩ để sản xuất đồ nội thất. Các bộ phận như chân bàn, đồ chạm khắc bằng gỗ và mặt bàn bằng kính và đá cẩm thạch được sản xuất bằng phương pháp gia công đa trục.
- Ngành Y tế
Ngành y tế tạo ra các thiết bị cấy ghép và thiết bị quan trọng cho các chức năng duy trì sự sống. Do đó, nó đòi hỏi độ chính xác cực cao và loại bỏ mọi khiếm khuyết có thể xảy ra. Gia công CNC đa trục là cách ưa thích để sản xuất các bộ phận cho ngành này.
- Ngành công nghiệp quốc phòng
Ngành công nghiệp quốc phòng đòi hỏi các bộ phận có độ phức tạp cao được làm từ những vật liệu cứng nhất. Sản xuất với số lượng ít nhưng tùy chỉnh thường ở mức độ cao. Do đó, gia công CNC đa trục được áp dụng để chế tạo các bộ phận này.
- Ngành công nghiệp hàng hải
Ngành công nghiệp hàng hải sử dụng các bộ phận xây dựng quy mô lớn cho thuyền, tàu, du thuyền và các phương tiện vận tải biển khác. Gia công đa trục tạo ra các bộ phận này sau đó được lắp ráp lại với nhau ở giai đoạn sau.
Những cân nhắc về an toàn khi gia công nhiều trục
Gia công CNC đa trục sử dụng các công cụ cắt có thể dễ dàng xuyên qua kim loại và hợp kim. Do đó, có nhiều cân nhắc về an toàn để đảm bảo không gây hại cho lực lượng lao động hoặc nơi làm việc.
- Bảo vệ: Hầu hết gia công CNC đa trục đều có bảo vệ ngăn không cho các bộ phận của con người lọt vào bên dưới dụng cụ cắt trong quá trình vận hành máy. Đảm bảo rằng bảo vệ được bật khi sử dụng gia công đa trục.
- Màn chắn laser: Các máy điều khiển số bằng máy tính hiện đại được trang bị màn chắn laser giúp dừng máy nếu cảm biến phát hiện nguy cơ mất an toàn.
- Đào tạo người vận hành: Đảm bảo người vận hành được đào tạo về các biện pháp an toàn cần thiết để vận hành máy CNC đa trục.
- Sử dụng máy: Sử dụng máy đa trục với các dụng cụ và thiết lập phù hợp do nhà sản xuất máy đề xuất.
- Phần mềm mô phỏng lập trình: Sử dụng phần mềm mô phỏng để chạy mô hình chương trình. Điều này đảm bảo không có va chạm trong quá trình thực hiện chương trình.
Làm thế nào để chọn máy đa trục?
Việc lựa chọn máy đa trục có thể là một lựa chọn khó khăn giữa nhiều nhà sản xuất khác nhau. Sau đây là một số yếu tố bạn có thể cân nhắc khi đưa ra lựa chọn như vậy:
- Số lượng trục: Máy có trục cao hơn có khả năng và độ chính xác tốt hơn. Tuy nhiên, sự khác biệt về chi phí là đáng kể. Chọn điểm gặp gỡ giữa chi phí và khả năng.
- Đồng thời so với Vị trí: Chọn xem bạn muốn máy CNC đa trục đồng thời hay máy CNC vị trí. Nếu bạn yêu cầu số lượng sản xuất cao hoặc độ chính xác cực cao, máy CNC đa trục đồng thời sẽ phù hợp hơn. Nếu không, máy CNC đa trục vị trí có thể giúp bạn tiết kiệm một khoản tiền.
- Giá trị đồng tiền: Tốt hơn là nên cân nhắc giá trị đồng tiền của những chiếc máy này thay vì chi phí của chúng. Những chiếc máy rẻ hơn một chút có thể hỏng hóc thường xuyên hơn. Thời gian ngừng hoạt động có thể dẫn đến tổn thất đáng kể cho doanh nghiệp của bạn.
- Bảo hành: Bảo hành đi kèm với máy có thể chứng minh được sự tin tưởng của nhà sản xuất vào thiết bị của mình. Do đó, hãy kiểm tra chế độ bảo hành của máy trước khi mua.
- Hỗ trợ sau bán hàng: Hỗ trợ sau bán hàng của máy đa trục là rất quan trọng. Nhà sản xuất phải cung cấp dịch vụ bảo trì và hỗ trợ bất cứ khi nào cần thiết. Ngoài ra, cũng phải có sẵn phụ tùng thay thế.
Xu hướng tương lai trong gia công đa trục
Gia công đa trục đang chuyển sang gia công vi mô để hỗ trợ sản xuất dựa trên chất bán dẫn. Các bộ phận trong ngành điện tử và CNTT đang thu nhỏ xuống kích thước thấp nhất có thể. Gia công đa trục đang được sử dụng trong các dây chuyền chế tạo điện thoại thông minh và chip máy tính. PCB cho các thiết bị điện tử khác cũng được sản xuất bằng công nghệ gia công vi mô như vậy.
Robot và tự động hóa cũng là những thông số quan trọng cho sự phát triển trong tương lai của gia công đa trục. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất tự động hóa toàn bộ dây chuyền lắp ráp để có sản phẩm nhanh hơn và đồng nhất hơn.
Bài viết liên quan: