Phay tiện CNC_Bài 1: Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC

 Lịch sử phát triển của kỹ thuật CNC 
-Dưới đây giới thiệu các giai đoạn phát triển từ máy công cụ thông thường tới sản xuất có tích hợp máy tính (CIM).

– Ý tường phát triển điều khiển số cho máy công cụ NC (Numerical Control) đã xuất hiện vào những năm 1949/1950 tại Viện Công nghệMassachusetts(MlT), Cambridge, USA. Trên cơ sở đặt hàng của không lực Hoa Kỳ, các chi tiết quan trọng của máy bay cỡ lớn không được chế tạo cócác mối nổi hàn hay đinh tán nữa mà cần làm từ vật liệu liền khổi đồng nhất.Các dưỡng mẫu và mô hình cần thét để phay tạo dáng hết sức phức tạpvà để sản xuất chúng bằng kỹ thuật truyền thống người ta phải tổn rất nhiềuthời gian và chì phi. Tuy nhiên, vì biên dạng của chi tiết gia còng lớn lại chophép mô tả dễ dàng bằng các hàm số toán học, người ta đã đi đến quyết định, phát triển một hệ thống điều khiển máy phay dựa trên cơ sở này.

phat-trien-CIM

–  Về mặt công nghệ, đề thực hiện ý tường này cần có một hệ thống điềukhiển biến đồi được đại lượng đầu vào ờ dạng số thập phân và nhị phâncho hành trình vả các chức năng đóng – mờ, sao cho máy phay có thể hiểuvà xử lý được chúng. Đó là ý tưởng cơ bản về ứng dụng điều khiển số trên máy công cụ nói chung. Việc thực hiện nó đã trờ thành hiện thực, nhờ cósự phát triển mạnh mẽ của xử lý số liệu điện từ lúc đó.

Trước tiên bộ điều khiển NC cho máy phay đứng được phát triển, cácthông tin về hành trình và các chức năng đóng – mở cần thiết được nhậpqua bằng đục lỗ. Nhờ đó, các trục bước tiến của máy phay được điềukhiển sao cho trục bàn kẹp chi tiết gia công có thể thực hiện được cácbước dịch chuyển theo ý muốn nhờ các động cơ làm việc độc lập. Dãy cácthông tin về hành trình và chế độ đóng – mở ở dạng chữ cải và số cơ bản người ta gọi là “chương trình NC”.

Máy công cụ điều khiển sổ (NC) đầu tiên nảy đã bộc lộ tất cả các tính chất đặc trưng của các máy NC được phát triển sau này:

  • Bộ nhập dữ liệu với các đại lượng đầu vào dạng số về thông tin hànhtrình và chức năng đóng – mờ trên băng đục lỗ hoặc cạc đục lỗ.
  • Máy tính trong bộ điều khiển để xử lý các thông tin hành trình và chức năng đóng – mờ.
  • Truyền động riêng lẻ cho từng trục bước tiến và trục điều khiển chuyểnđộng của bàn kẹp dao và kẹp chi tiết gia công.
  • Hệ thống đo và kiểm tra để phản hồi vi tri của dụng cụ cắt về máy tính trong bộ điều khiển.

Vào giữa những năm 50 của thế kỳ 20 hầu hết các nhà sản xuất máycông cụ tại các nước công nghiệp đã bắt đằu phát triền và sản xuất mảy
phay điều khiển số, tiếp theo đó là chế tạo máy tiện NC.

Với sự phát triển nhanh chóng của các linh kiện điện từ như các bộ vi xử lý và máy tính, vào những năm 70, điều khiển NC đã bắt đầu phát triển thành
điều khiển CNC (Computerized Numerical Control).

Với sự sử dụng rộng rãi các bộ vi xử lý công suẩt ngày càng cao, chức năng của mảy công cụ điều khiển số được mờ rộng nhanh chóng. Với các máy vi tính ngày nay và điều khiển CNC cũng như SPS (điều khiển lậptrình – lưu trữ được) trên các máy công cụ, việc lập trình NC chủ yếu manglại năng suất lao động cao hơn. Độ chính xác gia công và tốc độ gia côngcủa dụng cụ cắt cũng như công suất cắt gọt liên tục tăng lên. Bộ điều khiểnCNC hiện đại phần lớn có thêm nhiều chức năng cho phép sản xuất thuậnlợi hơn, ví dụ có thể trực tiếp lập trình gia công vật có cấu tạo hình học phức tạp mà không cần tới sự trợ giúp của các phép tính toán học.

Sự phát triển liên tục cùa các máy công cụ CNC diễn ra trong sự thúc épcải tiến từ phía các nhà chế tạo linh kiện điện tử, điều khiển CNC, dụng cụ và máy công cụ. Trong quá trình này người sử dụng cũng thách thức mộtnhịp độ phát triển đi lên liên tục, với các yêu cầu luồn cao hơn, đòi hòi những người chế tạo không ngừng có các phương án giải quyết mới và tốt hơn.

Bắt đầu trong những năm 50, thế kỳ 20, các trung tâm xử lý CNC, cáchệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) và các nhà máy tự động hoá cao (CIM)
đã đánh dấu thời kỳ phát triển quan trọng này.

Dưới đây liệt kê một số đòi hỏi hiện nay từ phía người ứng dụng:

  • Cổng giao tiếp công suất lớn cho phép chuyển tải ngày càng nhanhhơn, dung lượng dữ liệu ngày càng lớn hơn.
  • Các trung tâm gia công đòng bộ với độ chính xác cao nhất, ví dụ, máytiện CNC với 7 -4- 32 trục, nhiều trục chính gia công hơn và các dụng cụ phay được truyền động khi tiện CNC.
  • Gia công tốc độ cao hơn khi tiện, phay và khoan với độ chính xác cao nhẩt cho quỹ đạo động lực.
  • Phát triển truyền động servo, tỳ lệ quét theo thời gian của nó đối với điều chỉnh kích thước gia công luôn nhò hơn (ngày nay tỷ lệ quét đã nhỏ hơn 1 ms).
  • Giảm thiều chi phí lập trình cho các đơn hàng sản xuất đơn chiếc.
  • Hệ thống lập trình NC đơn giản và năng suất cao với sự mô phỏng tương tác và động quá trình gia công.
  • Phỏng đoán lỗi có hỗ trợ đồ họa trên các máy công cụ CNC cũng như trên toán bộ hệ thống sàn xuất.

Comments