Những tiến bộ và tầm nhìn tương lai của công nghệ khoan CNC

Khoan điều khiển số là phương pháp khoan sử dụng công nghệ điều khiển số. Nó có các đặc tính của độ chính xác cao, hiệu quả cao và độ lặp lại cao. Bằng cách lập trình trước để đặt vị trí khoan, độ sâu, tốc độ và các thông số khác, máy công cụ CNC có thể tự động hoàn thành các thao tác khoan phức tạp.

Máy khoan CNC thường bao gồm hệ thống điều khiển, hệ thống truyền động, thân máy và thiết bị phụ trợ. Hệ thống điều khiển là cốt lõi, chịu trách nhiệm xử lý và gửi hướng dẫn; Hệ thống truyền động thực hiện chuyển động của từng trục của máy công cụ; Thân máy cung cấp bệ khoan và hỗ trợ kết cấu; Các thiết bị phụ trợ bao gồm hệ thống làm mát, hệ thống loại bỏ chip, v.v., để đảm bảo quá trình diễn ra suôn sẻ. Trong ngành công nghiệp sản xuất, khoan CNC được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, sản xuất khuôn mẫu và các lĩnh vực khác, có thể đáp ứng nhu cầu khoan các bộ phận có độ chính xác cao và nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Nguyên lý gia công của công nghệ khoan CNC chủ yếu bao gồm các bước sau::

1. Lập trình:  Mẫu và thông số khoan được thiết kế được chuyển đổi thành chương trình xử lý nhận dạng máy công cụ CNC, thông qua bàn phím trên bảng vận hành hoặc máy đầu vào để gửi thông tin kỹ thuật số đến thiết bị CNC.

2. Xử lý tín hiệu: Thiết bị CNC thực hiện một loạt xử lý tín hiệu đầu vào, gửi hệ thống servo cấp liệu và các lệnh thực thi khác, đồng thời gửi S, M, T và các tín hiệu lệnh khác đến bộ điều khiển khả trình.

3. Thực hiện máy công cụ: Sau khi bộ điều khiển khả trình nhận được S, M, T và các tín hiệu lệnh khác, nó sẽ điều khiển thân máy công cụ để thực thi các lệnh này ngay lập tức và phản hồi việc thực thi thân máy công cụ cho thiết bị CNC trong thời gian thực.

4. Kiểm soát chuyển vị: Sau khi hệ thống servo nhận được lệnh thực hiện nạp, các trục tọa độ của thân chính của máy công cụ truyền động (cơ cấu nạp) được dịch chuyển chính xác theo đúng yêu cầu của hướng dẫn và quá trình xử lý phôi được tự động hoàn thành.

5. Phản hồi thời gian thực: Trong quá trình dịch chuyển của từng trục, thiết bị phản hồi phát hiện sẽ nhanh chóng phản hồi giá trị dịch chuyển đo được về thiết bị điều khiển số, để so sánh với giá trị lệnh, sau đó đưa ra hướng dẫn bù cho hệ thống servo với tốc độ rất nhanh. tốc độ cho đến khi giá trị đo được phù hợp với giá trị lệnh.

6. Bảo vệ quá phạm vi: Trong quá trình dịch chuyển của từng trục, nếu xảy ra hiện tượng "vượt quá phạm vi", thiết bị giới hạn có thể gửi một số tín hiệu đến bộ điều khiển khả trình hoặc trực tiếp đến thiết bị điều khiển số, hệ thống điều khiển số một mặt sẽ gửi cảnh báo mặt khác, tín hiệu thông qua màn hình sẽ gửi lệnh dừng đến hệ thống servo cấp liệu để thực hiện bảo vệ quá phạm vi.

Công nghệ khoan CNC có những đặc điểm gia công như sau:

1. Mức độ tự động hóa cao: toàn bộ quá trình xử lý được kiểm soát bởi một chương trình được chuẩn bị trước, giảm sự can thiệp thủ công và nâng cao hiệu quả sản xuất.

2. Độ chính xác cao: Nó có thể thực hiện việc khoan có độ chính xác cao, định vị chính xác và độ chính xác về kích thước và hình dạng của lỗ được đảm bảo.

3. Tính nhất quán xử lý tốt: miễn là quy trình không thay đổi, chất lượng sản phẩm ổn định và độ lặp lại cao.

4, khả năng xử lý hình dạng phức tạp: có thể xử lý nhiều hình dạng và cấu trúc phức tạp của phôi để đáp ứng nhu cầu đa dạng.

5. Khả năng thích ứng rộng rãi: thích hợp để khoan nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa, vật liệu composite, v.v.

6. Hiệu quả sản xuất cao: hệ thống thay đổi công cụ tự động nhanh và khả năng xử lý liên tục, rút ​​ngắn đáng kể thời gian xử lý.

7. Dễ dàng điều chỉnh và sửa đổi: các thông số và quy trình khoan có thể được điều chỉnh bằng cách sửa đổi chương trình và tính linh hoạt rất cao.

8. Liên kết đa trục có thể được thực hiện: việc khoan có thể được thực hiện theo nhiều hướng cùng một lúc, cải thiện độ phức tạp và độ chính xác của quá trình xử lý.

9. Giám sát thông minh: Nó có thể theo dõi các thông số khác nhau trong quá trình xử lý theo thời gian thực, chẳng hạn như lực cắt, nhiệt độ, v.v., kịp thời phát hiện các vấn đề và điều chỉnh chúng.

10. Tương tác tốt giữa người và máy tính: người vận hành có thể dễ dàng vận hành và giám sát thông qua giao diện vận hành.

Độ chính xác gia công của công nghệ khoan CNC chủ yếu được đảm bảo thông qua các khía cạnh sau:

1. Độ chính xác của máy công cụ: việc lựa chọn các công cụ máy khoan CNC có độ chính xác cao, bao gồm thiết kế cấu trúc của máy công cụ, quy trình sản xuất và độ chính xác lắp ráp. Đường ray dẫn hướng chất lượng cao, vít me và các bộ phận truyền động khác có thể giảm lỗi chuyển động.

2. Hệ thống điều khiển: Hệ thống CNC tiên tiến có thể điều khiển chính xác quỹ đạo chuyển động và tốc độ của máy công cụ để đạt được các hoạt động nội suy và định vị có độ chính xác cao, nhằm đảm bảo độ chính xác của vị trí và độ sâu khoan.

3. Lựa chọn và cài đặt công cụ: Chọn mũi khoan thích hợp và đảm bảo độ chính xác khi lắp đặt. Chất lượng, hình học và độ mòn của dụng cụ đều ảnh hưởng đến độ chính xác gia công.

4. Làm mát và bôi trơn: Một hệ thống làm mát và bôi trơn tốt có thể giảm sinh nhiệt khi cắt, giảm mài mòn dụng cụ, duy trì sự ổn định của quá trình xử lý và giúp cải thiện độ chính xác.

5. Độ chính xác lập trình: Lập trình chính xác là cơ sở để đảm bảo độ chính xác gia công. Cài đặt hợp lý tọa độ khoan, tốc độ tiến dao, độ sâu cắt và các thông số khác để tránh lỗi lập trình.

6. Đo lường và bồi thường: Thông qua thiết bị đo lường để phát hiện phôi sau khi xử lý, kết quả đo được đưa trở lại hệ thống điều khiển số để bù lỗi, nhằm cải thiện hơn nữa độ chính xác của quá trình xử lý.

7. Định vị cố định: để đảm bảo vị trí phôi chính xác và đáng tin cậy trên máy công cụ, giảm tác động của lỗi kẹp đến độ chính xác gia công.

8. Môi trường xử lý: nhiệt độ, độ ẩm ổn định và môi trường làm việc sạch sẽ giúp duy trì độ chính xác và ổn định của máy công cụ, từ đó đảm bảo độ chính xác của quá trình xử lý.

9. Bảo trì thường xuyên: Bảo dưỡng thường xuyên máy công cụ, bao gồm kiểm tra và điều chỉnh độ chính xác của máy công cụ, thay thế các bộ phận bị mòn, v.v. để đảm bảo máy công cụ luôn ở tình trạng hoạt động tốt.

Trong công nghệ khoan CNC, chất lượng bề mặt khoan có thể được cải thiện bằng các phương pháp sau:

1. Chọn đúng công cụ: Theo yêu cầu về vật liệu xử lý và khoan, hãy chọn mũi khoan chất lượng cao, sắc nét và được tối ưu hóa về mặt hình học. Ví dụ, việc sử dụng mũi khoan được phủ sơn có thể làm giảm ma sát, mài mòn và cải thiện chất lượng bề mặt.

2. Tối ưu hóa thông số cắt: thiết lập tốc độ cắt, tốc độ tiến dao và độ sâu cắt hợp lý. Tốc độ cắt cao hơn và bước tiến thích hợp thường giúp đạt được bề mặt hoàn thiện tốt hơn, nhưng cần cẩn thận để tránh mài mòn dụng cụ quá mức hoặc gia công không ổn định do thông số không phù hợp.

3. Làm mát và bôi trơn đầy đủ: Việc sử dụng chất bôi trơn làm mát hiệu quả, loại bỏ nhiệt cắt kịp thời, giảm nhiệt độ cắt, giảm mài mòn dụng cụ và hình thành các khối u phoi, từ đó cải thiện chất lượng bề mặt.

4. Kiểm soát trợ cấp xử lý: Trước khi khoan, hãy sắp xếp hợp lý quy trình tiền xử lý, kiểm soát mức cho phép của bộ phận khoan và tránh tác động quá mức hoặc không đồng đều đến chất lượng bề mặt.

5. Cải thiện độ chính xác và ổn định của máy công cụ: bảo trì và hiệu chỉnh máy công cụ thường xuyên để đảm bảo độ chính xác và độ cứng chuyển động của máy công cụ, đồng thời giảm tác động của độ rung và lỗi đến chất lượng bề mặt.

6. Tối ưu hóa đường khoan: áp dụng các phương pháp nạp và rút hợp lý để tránh các vệt và vết trầy xước khi mở lỗ.

7. Kiểm soát môi trường xử lý: giữ cho môi trường xử lý sạch sẽ, nhiệt độ và độ ẩm ổn định, giảm sự can thiệp của các yếu tố bên ngoài đến độ chính xác xử lý và chất lượng bề mặt.

8. Sử dụng khoan từng bước: đối với các lỗ có đường kính lớn hơn hoặc yêu cầu độ chính xác cao, có thể sử dụng phương pháp khoan từng bước để giảm dần khẩu độ và cải thiện chất lượng bề mặt.

9. Xử lý tường lỗ: Sau khi khoan, nếu cần thiết, có thể sử dụng các phương pháp đánh bóng, mài và xử lý tiếp theo khác để cải thiện hơn nữa chất lượng bề mặt của lỗ.

Công nghệ khoan CNC đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

1. lĩnh vực hàng không vũ trụ: Các linh kiện sử dụng trong chế tạo máy bay, tàu vũ trụ như kết cấu cánh, linh kiện động cơ... có yêu cầu cao về độ chính xác và chất lượng.

2. Ngành sản xuất ô tô: khoan và gia công khối xi lanh động cơ ô tô, vỏ hộp số, các bộ phận khung gầm, v.v. để đảm bảo sự phối hợp chính xác của các bộ phận.

3. Sản xuất thiết bị điện tử: Nó đóng vai trò quan trọng trong việc khoan các bảng mạch in (PCB) để đảm bảo tính chính xác của các kết nối mạch.

4. Chế tạo khuôn mẫu: khoan có độ chính xác cao cho tất cả các loại khuôn như khuôn phun, khuôn dập, v.v., để đáp ứng cấu trúc phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao của khuôn.

5. Lĩnh vực thiết bị y tế: các bộ phận chính xác để sản xuất các thiết bị y tế, như dụng cụ phẫu thuật, bộ phận giả, v.v.

6. Ngành công nghiệp năng lượng: bao gồm thiết bị phát điện gió, thiết bị hóa dầu và các bộ phận khoan khác.

7. Sản xuất hàng hải: khoan và gia công các bộ phận động cơ tàu thủy, các bộ phận kết cấu thân tàu, v.v.

8. Công nghiệp quân sự: sản xuất các bộ phận của vũ khí và thiết bị để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của chúng.

Tóm lại, công nghệ khoan CNC có một vị trí không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của nền công nghiệp hiện đại bởi tính chính xác, hiệu quả và tính linh hoạt cao.

Xu hướng phát triển của công nghệ khoan CNC chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau::

1. Độ chính xác và tốc độ cao hơn: Với sự cải tiến liên tục về chất lượng sản phẩm và yêu cầu hiệu quả sản xuất của ngành sản xuất, công nghệ khoan CNC sẽ phát triển theo hướng có độ chính xác định vị cao hơn, độ chính xác lặp lại và tốc độ khoan nhanh hơn.

2. Trí tuệ và tự động hóa: sự tích hợp của trí tuệ nhân tạo, học máy và các công nghệ khác để đạt được lập trình tự động, tự động tối ưu hóa các thông số xử lý, chẩn đoán lỗi tự động và chức năng bù lỗi tự động, giảm hơn nữa sự can thiệp thủ công, nâng cao hiệu quả xử lý và ổn định chất lượng.

3. Liên kết đa trục và gia công composite: Sự phát triển của công nghệ khoan liên kết đa trục có thể hoàn thành việc khoan các hình dạng phức tạp và nhiều góc chỉ trong một lần kẹp. Đồng thời, với các quy trình xử lý khác như phay, mài, v.v., để đạt được năng lượng đa máy, nâng cao hiệu quả và độ chính xác xử lý.

4. Bảo vệ môi trường xanh: Tập trung vào tiết kiệm và giảm tiêu thụ năng lượng, sử dụng hệ thống truyền động hiệu quả hơn và công nghệ tiết kiệm năng lượng để giảm tiêu thụ năng lượng. Đồng thời, việc sử dụng và xử lý dung dịch cắt gọt được tối ưu hóa nhằm giảm tác động đến môi trường.

5. Thu nhỏ và quy mô lớn: một mặt, nó đáp ứng nhu cầu về độ chính xác cao và độ ổn định cao của việc khoan các bộ phận vi mô; Mặt khác, nó có thể xử lý việc khoan quy mô lớn các bộ phận kết cấu lớn như tàu và cầu.

6. Mạng và điều khiển từ xa: Thông qua mạng để đạt được sự kết nối giữa các thiết bị, giám sát, chẩn đoán và bảo trì từ xa, nâng cao hiệu quả và sự thuận tiện trong quản lý sản xuất.

7. Khả năng thích ứng vật liệu mới: có thể thích ứng với các vật liệu mới như siêu hợp kim, vật liệu composite và các quy trình khoan khác, phát triển các công cụ và quy trình tương ứng.

8. Tối ưu hóa tương tác giữa người và máy tính: giao diện tương tác giữa người và máy tính thân thiện và thuận tiện hơn giúp người vận hành lập trình, vận hành và giám sát dễ dàng hơn.

Là một phương pháp gia công quan trọng trong ngành sản xuất hiện đại, công nghệ khoan CNC có nhiều ưu điểm và lĩnh vực ứng dụng rộng rãi. Nguyên lý gia công thực hiện việc khoan có độ chính xác cao thông qua lập trình, xử lý tín hiệu, thực hiện máy công cụ và các bước khác. Về đặc điểm, nó có ưu điểm là mức độ tự động hóa cao, độ chính xác cao, tính nhất quán tốt và phạm vi thích ứng rộng. Để đảm bảo độ chính xác gia công, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ chính xác của máy công cụ, hệ thống điều khiển và lựa chọn công cụ. Chất lượng bề mặt khoan có thể được cải thiện bằng cách lựa chọn dụng cụ cắt và tối ưu hóa các thông số cắt. Trong tương lai, xu hướng phát triển của công nghệ khoan CNC sẽ hướng tới độ chính xác và tốc độ cao hơn, trí thông minh và tự động hóa, liên kết đa trục và xử lý composite, bảo vệ môi trường xanh, thu nhỏ và quy mô lớn, kết nối mạng và điều khiển từ xa, khả năng thích ứng vật liệu mới và tối ưu hóa tương tác giữa người và máy tính. Có thể thấy trước, công nghệ khoan CNC sẽ tiếp tục đổi mới và phát triển, hỗ trợ đắc lực hơn nữa cho sự tiến bộ của ngành sản xuất.