Bài giảng Máy CNC và Robot công nghiệp: Chương 2 - Cấu trúc máy công cụ CNC

Máy công cụ điều khiển số (CNC) là nền tảng của ngành công nghiệp chế tạo hiện đại, đóng vai trò then chốt trong việc đạt được độ chính xác cao và tự động hóa sản xuất. Sự phát triển không ngừng của công nghệ CNC đã thúc đẩy yêu cầu về việc hiểu rõ các nguyên lý hoạt động và cấu trúc cơ bản của chúng. Chương này sẽ tập trung vào việc trình bày tổng quan về cấu trúc máy công cụ CNC, từ sơ đồ nguyên tắc điều khiển máy công cụ CNC đến các hệ thống truyền động và cơ cấu chấp hành quan trọng. Mục tiêu là cung cấp cái nhìn toàn diện về cách các thành phần này phối hợp để tạo nên khả năng gia công chính xác và linh hoạt của máy CNC, từ đó làm nổi bật tầm quan trọng của việc nắm vững kiến thức nền tảng này trong kỹ thuật sản xuất.

Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Tự động hóa; kỹ sư, kỹ thuật viên làm việc trong lĩnh vực vận hành, bảo trì, thiết kế và phát triển máy công cụ CNC.

Tài liệu này đi sâu vào cấu trúc máy công cụ CNC thông qua việc phân tích các thành phần và nguyên lý hoạt động cốt lõi. Bắt đầu với sơ đồ nguyên tắc điều khiển máy công cụ CNC, tài liệu giải thích cơ chế điều khiển chương trình số (NC) dựa trên dữ liệu được mã hóa, nhấn mạnh tính tự động hóa và linh hoạt cao. Quá trình xử lý số, từ vật mang tin bên trong (đĩa mềm, bàn phím) đến bên ngoài (băng giấy đục lỗ), cùng với quy trình từ nghiên cứu đến tạo lệnh điều khiển, đều được trình bày rõ ràng. Đặc biệt, tài liệu minh họa sự tích hợp của các hệ thống thiết kế và sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAD/CAPP/CAM) và vai trò của các vòng điều khiển (hở, kín, bán kín) với các thành phần như encoder và vít me bi trong việc đảm bảo độ chính xác. Tiếp theo, tài liệu tập trung vào các đặc điểm cấu trúc máy công cụ CNC quan trọng, bao gồm hệ thống truyền động chạy dao và trục chính. Nó mô tả cách các trục chạy dao được điều khiển bởi động cơ servo độc lập và cách các máy tiện (trục X, Z) và máy phay (trục X, Y, Z) sử dụng các chuyển động này. Cơ cấu truyền động hiện đại, bao gồm động cơ, ly hợp chống quá tải, và đặc biệt là vít me bi không khe hở, được phân tích chi tiết. Tài liệu cũng nêu bật các yêu cầu về công suất, độ ổn định và khả năng đáp ứng nhanh của truyền động trục chính, cùng với các loại động cơ và tốc độ quay điển hình. Cuối cùng, truyền động chạy dao được trình bày với các tiêu chuẩn về tốc độ và gia tốc, cũng như các loại động cơ điều khiển như động cơ thủy lực, bước, và servo. Tổng thể, nội dung cung cấp một cái nhìn toàn diện về thiết kế và chức năng của các bộ phận then chốt, giúp người đọc hiểu sâu sắc về cách máy CNC đạt được hiệu suất và độ tin cậy trong môi trường sản xuất hiện đại.