Mọi thứ bạn cần biết về gia công CNC

Trước khi ra đời điều khiển số bằng máy tính (CNC), quá trình sản xuất bao gồm sức lao động vất vả của con người, thời gian sản xuất kéo dài không cần thiết, lãng phí nguyên liệu và đầy lỗi. Ngày nay, công nghệ đã cải tiến rất nhiều quy trình sản xuất.

Sự ra đời của các công nghệ gia công CNC mang lại mức độ tin cậy cao, làm cho các quá trình lặp đi lặp lại trở nên tự động hơn. Nhưng, gia công CNC là gì? Những sản phẩm nào có thể được làm từ công nghệ CNC? Gia công CNC hoạt động như thế nào và vật liệu nào có thể được sử dụng trong quy trình sản xuất sử dụngMáy CNC?

Bài viết này đi sâu vào gia công CNC là gì và các khái niệm cơ bản liên quan đến quá trình này. Chúng ta sẽ thảo luận về những ưu điểm của sản xuất CNC so với sản xuất truyền thống và những đóng góp của CNC đối với sản xuất hiện đại.

Chúng ta cũng sẽ xem xét phần mềm CNC. Cuối cùng, chúng tôi nêu bật những yêu cầu của những cá nhân muốn đào tạo để trở thành thợ máy CNC và thảo luận về các xu hướng tương lai trong thế giới gia công CNC.

kỹ thuật viên cơ khí mặt nạ tác nghiệp nhập

Gia công CNC là gì?

Chữ viết tắt CNC là viết tắt củaĐiều khiển số máy tính. Gia công CNC là một quy trình trừ bao gồm việc tạo ra các thiết kế có hình dạng tùy chỉnh từ một phôi thông qua các điều khiển máy tính. Quá trình này được trừ ở chỗ sản phẩm được sản xuất bằng cách cắt nhỏ vật liệu ra khỏi một phần ban đầu thay vì thêm vật liệu để tạo ra sản phẩm.

Gia công CNC có thể được mô tả như một quá trình sản xuất được thực hiện bởi robot. Quá trình này đã giúp tăng năng suất vì máy có thể chạy tự động mà không cần người vận hành có mặt liên tục.

Lịch sử của Gia công CNC là gì?

Tiền thân của CNC là điều khiển số (NC), một quy trìnhđược mô tả bởi Hiệp hội Kỹ sư Sản xuấtnhư “đánh dấu sự khởi đầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai và sự ra đời của thời đại mà việc kiểm soát máy móc và quy trình công nghiệp sẽ chuyển từ bản thảo không chính xác sang khoa học chính xác”.

Gia công CNC bắt đầu như một công nghệ dựa trên băng đục lỗ trongNhững năm 1940 và 1950trước khi nhanh chóng phát triển sang công nghệ tương tự và kỹ thuật số vào những năm 1960.

John T. Parsonsđược coi là cha đẻ của ngành gia công CNC. Ông đã phát triển điều khiển số, đây là nguyên tắc mà gia công CNC được xây dựng. Nhưng ngay cả trước Parsons,kỹ thuật gia công đã được phát minhvào năm 1751. Sau đó, vào năm 1952, Richard Kegg, hợp tác với Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), phát triển máy phay CNC đầu tiên.

Các khái niệm cơ bản về gia công CNC là gì?

Để hiểu cách thức hoạt động của CNC, chúng ta cần hiểu một số khái niệm cơ bản.

Kiểm soát số

Điều này biểu thị sự điều khiển tự động của máy công cụ. Các máy công cụ này bao gồm từphaycho thợ hàn, máy mài, máy cắt tia nước vàmáy ép thủy lực.

Máy CNC để bàn

Đây là những phiên bản tối giản của CNC và được điều chỉnh tốt hơn để làm việc trên các vật liệu mềm hơn như sáp, bọt và nhựa. Loại hình gia công này sử dụng các phiên bản máy CNC nhỏ hơn để tạo ra các sản phẩm nhỏ hơn, chủ yếu là của những người có sở thích.

CAM

Gia công hoặc Sản xuất có Sự hỗ trợ của Máy tính (CAM) sử dụng phần mềm để tạo mã để chạy máy CNC. Để làm việc với hệ thống CAM, bạn cần ba điều sau:

  1. Đầu tiên là phần mềm hướng dẫn máy về các hướng nó phải di chuyển.
  2. Bạn cũng cần máy có khả năng thực hiện các hướng dẫn.
  3. Cuối cùng, bạn cần có khả năng xử lý hậu kỳ để biến hướng dẫn thành ngôn ngữ mà máy móc có thể hiểu được.

Mã NC

Đây là một ngôn ngữ máy tính cơ bản nhưng duy nhất được thiết kế cho máy CNC để nhanh chóng hiểu và thực thi mã NC (thường được gọi là mã G). Đây là ngôn ngữ mà lập trình viên sử dụng để cho máy biết cách sản xuất thứ gì đó.

Một loại ngôn ngữ lập trình

Bộ xử lý hậu kỳ là một trình dịch chuyển đổi G-Code được viết cho một máy CNC thành mã có thể được hiểu và thực thi bởi một máy CNC khác.

Gia công CNC hoạt động như thế nào?

Máy CNC hoạt động bằng cách lập trình các hướng dẫn của chúng thành phần mềm đưa vào máy tính bằng bàn phím nhỏ được kết nối với máy. Hệ thống CNC sau đó thực hiện các nhiệm vụ được lập trình này theo cách tương tự như robot.

Các loại máy CNC khác nhau là gì?

Các máy CNC khác nhau phục vụ các mục đích đa dạng. Một số loại máy CNC phổ biến nhất là máy xay, máy tiện, bộ định tuyến, máy cắt plasma và máy cắt LaserJet. Bạn có thể xem thêm ví dụ về các loại máy CNC khác nhau và công dụng của chúngđây.

Máy CNC có thể làm gì?

Máy CNC có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm đa dạng từ nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa, xốp và gỗ. Miễn là vật liệu có thể được cắt, nó có thể được sử dụng để sản xuất sản phẩm trên máy CNC. CNCmáy tiện kim loạicó thể được sử dụng để gia công thanh tròn, ren và vòng tròn ngoài. Máy phay CNC có thể được sử dụng để gia công các bề mặt, rãnh then và các hình dạng bất thường khác. Máy khoan có thể khoan lỗ:đây.

Phần mềm CNC

Phần mềm CNC là các gói ứng dụng viết G-Code mà máy CNC có thể đọc được. Phần mềm này được gọi làSản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM)hoặc làThiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Phần mềm này chịu trách nhiệm điều khiển số của máy CNC. Nó giúp tạo ra các thiết kế mà chương trình máy tính trên máy CNC có thể diễn giải.

Các loại phần mềm CNC khác nhau có những cách sử dụng cụ thể:

Bản vẽ có sự hỗ trợ của máy tính (CAD):Điều này được sử dụng để tạo các thiết kế 2D và 3D và tài liệu kỹ thuật.

Sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM):Cho phép người dùng thiết lập công việc trong các nhánh để phục vụ cho nhiều tác vụ như quy trình làm việc, đường dẫn công cụ và mô phỏng cắt.

Kỹ thuật máy tính hỗ trợ (CAE):Là các chương trình được sử dụng trong suốt quá trình phát triển trong giai đoạn tiền xử lý, phân tích và hậu xử lý.

Ưu điểm và Nhược điểm của Gia công CNC là gì?

Cũng giống như bất kỳ công nghệ nào khác, gia công CNC có những ưu và nhược điểm riêng. Chúng tôi xem xét một số trong số họ dưới đây.

Ưu điểm của gia công CNC

Gia công CNC có lợi thế về chi phí đáng kể so với sản xuất truyền thống ở chỗ nó giảm chi phí lao động. Nó làm giảm đáng kể biên độ sai sót trong sản xuất. Hơn nữa, nó làm cho việc sản xuất hàng loạt trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết do khả năng cung cấp đầu ra đồng đều một cách nhất quán.

CNC cũng mang lại sự linh hoạt trong thiết kế cho phép phần mềm được lập trình lại nhanh chóng để tạo ra các bộ phận hoàn toàn mới hoặc sửa chữa những sai sót.

Nhược điểm của gia công CNC

Một nhược điểm của gia công CNC là chi phí thiết lập ban đầu. Các công ty thậm chí có thể phải vay vốn để mua công nghệ CNC. Nhưng, nếu công ty có thể tăng lợi nhuận thông qua gia công CNC, khoản đầu tư đó có thể được thu hồi nhanh chóng.

Gia công CNC dựa trên giả định về tính không sai của máy tính. Điều này có nghĩa là một số người sử dụng hệ thống gia công CNC có thể bỏ qua khả năng xảy ra lỗi, khiến các lỗi dễ trượt qua mà không được chú ý. Tuy nhiên, với sự đào tạo thích hợp, điều này có thể được giảm thiểu.

Cuối cùng, bởi vì nó là một quá trình trừ, gia công CNC tạo ra chất thải, có thể có một số tác động xấu đến môi trường. Tuy nhiên, các quy trình quản lý chất thải có thể được thực hiện để đảm bảo rằng chất thải được tạo ra thông qua quá trình sản xuất trên máy CNC có thể được tái chế.

Gia công CNC quan trọng như thế nào trong sản xuất hiện đại?

Gia công CNC mở ra một hình thức sản xuất hiện đại mới thông qua việc cung cấp hiệu quả và độ chính xác cao hơn, do đó mang lại những cải tiến đáng kể so với các phương pháp sản xuất hiện đại thông thường. Điều này có nghĩa là các công ty sử dụng gia công CNC tiết kiệm được chi phí về nhân công và thời gian, tăng lợi nhuận về lâu dài.

CNC cũng đã làm cho các quá trình như chế tạo (hàn tấm kim loại, cắt, đục lỗ và cắt bằng ngọn lửa) an toàn hơn. Đây là một lựa chọn lý tưởng để chế tạo vì máy móc linh hoạt và có thể được lập trình lại.

CNC có tốt hơn in 3D không?

In 3D và gia công CNC đều là phương pháp sản xuất. Sự khác biệt quan trọng giữa chúng là gia công CNC là một quá trình trừ, trong khi in 3D là một quá trình cộng. Điều này có nghĩa là cái trước tạo ra sản phẩm bằng cách cắt nhỏ vật liệu từ một mảnh ban đầu, trong khi cái sau tạo ra sản phẩm bằng cách thêm vật liệu.

Giữa hai phương pháp nào tốt hơn? Nó phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như vật liệu được sử dụng, độ phức tạp của các bộ phận, kỹ năng của nhân viên, những gì đang được tạo ra và các cân nhắc tài chính. Do đó, một phương pháp có thể là tuyệt vời cho một công việc cụ thể chứ không phải một phương pháp khác.

máy phay cnc Thợ gia công

Trở thành thợ máy CNC

Các thợ gia công CNC có triển vọng yêu cầu một số trình độ đào tạo và giáo dục để bước vào nghề.

Bạn cần những kỹ năng gì để trở thành một thợ gia công CNC?

Thợ máy CNCyêu cầu tối thiểu bằng tốt nghiệp trung họchoặc Chương trình Phát triển Giáo dục Chung (GED) trước khi họ có thể tiếp tục học các kỹ năng dành riêng cho CNC từ các trường kỹ thuật. GED là một tập hợp các bài kiểm tra được sử dụng để xác định xem một cá nhân ở Hoa Kỳ hoặc Canada có các kỹ năng học tập cấp trung học hay không.

Thợ máy CNC, những người có chứng chỉ từ các tổ chức nhưViện Kỹ năng Gia công Kim loại Quốc gia(NIMS), có lợi thế hơn những người không có chứng chỉ.

Tôi có thể được Đào tạo để trở thành Thợ máy CNC ở đâu?

Những người viết các chương trình mà máy CNC tuân theo được gọi làLập trình viên CNC, trong khi những người tham gia vận hành máy trên sàn cửa hàng được gọi làNgười vận hành CNC.

Nếu bạn muốn trở thành một lập trình viên CNC, bạn thường sẽ dành nhiều thời gian như một học việc hoặc trong một cơ sở giáo dục đại học chính thức. Người vận hành CNC thường hoàn thành các khóa học ngắn hạn và tích lũy được hầu hết kinh nghiệm trong công việc.

Nhiều trường cung cấpĐào tạo cụ thể về CNC. Trong số đó cóĐại học Goodwin, một tổ chức tự mô tả là “trường điều hành CNC” được “thiết kế để giúp sinh viên được chứng nhận và làm việc trong lĩnh vực này trong thời gian ngắn, theo lịch trình linh hoạt”.

Gia công CNC có phù hợp với dự án của tôi không?

Gia công CNC rất linh hoạt và ứng dụng của nó trải dài trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm hàng không vũ trụ, nông nghiệp, xây dựng, in ấn, sản xuất, quân sự và giao thông vận tải. Do đó, nếu dự án của bạn đòi hỏi tính nhất quán, chính xác và hiệu quả cao, thì CNC là lựa chọn tốt nhất của bạn.

Tương lai của gia công CNC là gì?

Như những công nghệ nhưtrí tuệ nhân tạomáy họctrở nên phổ biến hơn, người ta cũng hy vọng rằng sự phổ biến của máy CNC sẽ tăng lên. Mặc dù một số người có thể lo ngại rằng những cỗ máy tinh vi này sẽ lấy đi việc làm của con người, nhưng điều này thường không xảy ra khi công nghệ cải tiến, bởi vì chúng tạo ra nhiều việc làm hơn trong các lĩnh vực mới.

Sự phổ biến trong việc sử dụng gia công CNC sẽ có lợi cho cả nhân viên và nhà sản xuất. Đối với trước đây, các quy trình không quá khó và độ an toàn được nâng cao. Đối với sau này, lợi nhuận sẽ tăng lên do hiệu quả. Mặt khác, khách hàng sẽ được hưởng lợi từ những sản phẩm chất lượng hơn.