Các thành phần chính của một máy cắt cnc

Có rất nhiều loại máy cắt CNC với nhiều chức năng, kích thước, giá thành, hãng sản xuất khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các máy này đều có chung những thành phần cơ bản nhất được nêu dưới đây.

Các thành phần chính

Tất cả các máy cắt CNC với chi phí thấp nhất và nhỏ nhất cho đến các nhà máy đóng tàu lớn  nhất đều phải có những thành phần chính sau:

Bộ điều khiển CNC: được coi là bộ não điều khiển, chuyển đổi chương trình cắt thành các tín hiệu điện để điều chỉnh hướng và tốc độ của máy cắt. Cũng như việc tín hiệu máy cắt Plasma, việc điều khiển độ cao và các thiết bị ngoại vi khác hoạt động lúc nào và như thế nào?

Thành phần cơ giới:  mỗi máy đều phải có các thành phần tự động ví dụ như giàn (trục dài) , một trục điều khiển mỏ, một trục Z (lên và xuống) để thao tác và di chuyển mỏ tạo ra những phần cắt như mong muốn.

Hệ thống kiểm soát khí: cắt Plasma tạo ra rất nhiều hơi khí và khói. Mỗi máy đều sẵn có một kiểm soát dòng khói hoặc một bảng điều khiển dòng nước.

Kiểm soát độ cao: cho phép điều khiển tự động trong 3 chế độ cần thiết cho chất lượng cắt và sự an toàn tuyệt vời. Độ cao khoan chính xác là điều quan trọng đối với sự an toàn và chất lượng cắt dài hạn của đầu phun mỏ cắt. Việc khoan quá gần sẽ ảnh hưởng cắt các góc cạnh cố định, bám xỉ và chất lượng cạnh tổng thể.  Phát hiện bề mặt của vật liệu và sau đó điều chỉnh để chiều cao khoan thích hợp.

Sau khi trục X và Y chuyển động đạt tốc độ (đã kiểm soát được độ cao), điện áp hồ quang phản hồi điều khiển tiếp tục duy trì riêng mỏ để làm việc từ xa, đã được kiểm soát bởi các thiết lập điện áp hồ quang. Đặc biệt, chức năng điều khiển độ cao sẽ cho phép bạn lập trình và làm việc khác khi máy tiến hành cắt. Đây chính là những gì mà máy CNC sẽ làm thay bạn. Nếu bạn đang muốn cắt giảm thời gian mà không nhớ trông chừng máy liên tục trong quá trình cắt, và có thể điều chỉnh độ cao mũi khoan cho mỗi lần xuyên thủng và dừng lại, sau đó điều chỉnh độ cao cắt, sau đó bạn có thể tiến bộ không chỉ điều khiển độ cao. Làm nhiều hơn.

Tuy nhiên, điều khiển độ cao làm cho các máy này thực sự tự động và chi trả tiền nhiều hơn, nhanh hơn của bản thân. Không có một máy móc cấp công nghiệp có sẵn trên thị trường mà không kiểm soát chiều cao.

Bộ điều khiển CNC

Trong các máy công nghiệp,  điều khiển CNC cơ bản là một máy tính công nghiệp với các chuyển động bên trong và phần mềm điều khiển máy tính, một loạt các yếu tố đầu vào và đầu ra mà có thể kiểm soát tất cả các động cơ ổ đĩa, máy cắt Plasma, kiểm soát được độ cao và bất kỳ công cụ nào khác được gắn trên máy cắt. Thiết bị này chắc chắn là bộ não của máy mà lấy mệnh lệnh tử cả người điều hành máy và phần mềm CAM (Computer Assisted Manufacturing). Nó chuyển đổi các lệnh thành tín hiệu điện tử để điều khiển tất cả mọi chức năng.

Công nghiệp điều khiển CNC  được thiết kế vô cùng vững chắc, nó hoạt động lâu dài trong môi trường bẩn, thô, ồn ào. Điều này làm tăng thêm giá thành và tính phức tạp của nó. Trong hầu hết các máy CNC với giá thành thấp hơn, một máy tính PC hay một laptop thông thường được sử dụng giống như là bộ não của hệ thống điều khiển CNC.

Trong khi các máy tính này (được thiết kế cho môi trường điều khiển hoạt động tương đối dễ dàng) được dự kiến có sự cố trong môi trường sản xuất phức tạp: bao gồm cả bùn đất và bụi bẩn mà còn các vấn đề nhiễu âm điện từ, họ không có khả năng chạy các chuyển động và giới hạn đầu vào và yêu cầu đầu ra trên nhiều máy nhỏ, điều này được trang bị với một hệ thống cắt khí Plasma hiện đại. Thông thường nếu bạn nhìn thấy một PC hoặc laptop được điều khiển máy cắt Plasma CNC, nó sẽ nhẹ hơn, chi phí thiết kế và lắp ráp thấp hơn, lý tưởng đối với những người đam mê, cửa hàng trưng bày sản phẩm, hoặc thậm chí những cửa hàng nhỏ với nhu cầu sản xuất thấp.

Cấu tạo máy CNC dựa trên nền tảng PC/Laptop được khuyến nghị chỉ dùng với máy cắt Plasma sử dụng mỏ cắt công nghệ khởi động Blowback, như là trái ngược với một hệ thống Plasma cao tần, cao áp, khởi động mạnh. Khởi động Blowback, được dùng trong hệ thống khí Plasma công nghệ mới (được phát triển đầu tiên bởi Hypertherm), tạo ra nhiễu âm điện tử ở mức thấp và hoạt động rất tốt với các máy tính.

Hình 1. Máy cắt CNC Fume Extraction Table

Đặc biệt quan trọng khi lựa chọn một bộ điều khiển CNC trong bất kỳ một máy nào, là tính dễ sử dụng của phần mềm điều hành và giao diện hiển thị. Trong khi rất nhiều máy công nghệ thấp hơn sử dụng bàn phím và chuột theo chuẩn văn phòng để điều khiển chức năng, các máy cao cấp hơn đã thích ứng điều khiển với màn hình cảm ứng, làm cho công việc của nhà điều hành trực quan hơn nhiều. Ngoài ra, có các phần mềm điều hành khác nhau được sử dụng trên các bộ điều khiển CNC. Một số được chuyển thể từ quá trình cắt gia công như là định tuyến và xay xát, và khá phức tạp khi sử dụng cho cắt Plasma. Phần mềm và giao diện người dùng được thiết kế đặc biệt cho cắt Plasma có xu hướng dễ dàng hơn để học và sử dụng ngày qua ngày.

Thành phần cơ giới

Có nhiều sự lựa chọn ở đây. Mỗi máy sẽ có những bộ phận chuyển động: trục giàn hoặc đường ray, mỏ chạy hoặc trục ngang, và trục Z (trục lên xuống để kiểm soát độ cao của mỏ) . Các máy lớn dùng trong công nghiệp được kỳ vọng dưới 3 ca, tồn tại  khoảng thập kỷ, sử dụng năng suất cao, dự kiến dùng cho vật nặng, chính xác, đắt tiền.  Ở mức ban đầu, các máy giá thành thấp, dự kiến các bộ phận tương đối nhỏ, nhẹ và chi phí kiến tạo thấp hơn nhiều. Bằng việc dùng các bộ phận gọn nhẹ trên các máy nhỏ hơn, tiền đã được tiết kiệm trong động cơ, ổ đĩa, bánh răng … cho phép hệ thống thực hiện ở chuỗi tốc độ cắt Plasma với độ chính xác hợp lý.

Phần lớn các máy dưới $20K sẽ sử dụng động cơ từng bước như hệ thống drive, trong khi hệ thống công nghiệp lớn hơn và tốt kém hơn nhiều sẽ dùng Servo drive. Cả hai công nghệ drive-motor có khả năng để di chuyển các máy với độ chính xác rất tốt, mặc dù hiện đại, Servo drive cỡ thông thường sẽ có chung một tốc độ và tính năng xoắn rộng hơn, trong đó cải thiện khả năng của một mỏ Plasma để cắt vật liệu rất mỏng ở tốc độ hơn 400in mỗi phút, cũng như với các vật liệu dày ở tốc độ 10ipm hoặc ít hơn.

Servo có thể trực quan hơn nhiều cho người điều hành máy như khi họ sử dụng mã hóa thông tin phản hồi tới máy CNC, giảm bớt khả năng mất định vị trên bàn cắt trong các trường hợp có va chạm, mất điện hoặc sự bất thường nào đó xảy ra.

Kiểm soát khí

Bất kể với cấp độ công suất hay loại cắt Plasma nào bạn cài đặt trên một  máy cắt CNC, nó phải có một hệ thống kiểm soát khí. Có 2 loại nền tẳng cơ bản dùng cho cắt Plasma là kiểm soát khí downdraft và hệ thống điều khiển khí dựa trên bảng nước.

Một bàn khay nước điều khiển khí thông thường chỉ là: một khay cho phép nước để chạm vào đáy của vật liệu được cắt. Sau cùng, các phân tử hạt nóng của vật liệu cần cắt được thổi bởi lực của Plasma phản lực trong nước. Những phân tử này được làm lạnh và chìm trong khay. Nếu không có nước, các phân tử lớn hơn sẽ rơi và các phân tử bé hơn sẽ trôi dạt lên khi nóng và gia tăng thành dạng khói.  Phần lớn, khói là một sản phẩm phụ được sinh ra  cùng khi tiến hành xản xuất. Các khay nước đơn giản thường được tìm thấy với mức giá thành thấp, máy cắt CNC dưới $20K, bởi vì nó đơn giản, hiệu quả và chi phí thấp.