Máy phay đứng CNC của kỹ sư Việt

Giải bài toán khó

Cơ khí chế tạo máy vốn là điểm yếu của Việt Nam bởi nhiều lý do, trong khi lĩnh vực này đóng vai trò lớn trong xây dựng và phát triển đất nước. Việc thiết kế - chế tạo hoàn chỉnh một chiếc máy phay CNC hoàn chỉnh, tăng tỷ lệ nội địa hóa vẫn là bài toán lớn đối với các doanh nghiệp trong nước, trong đó vấn đề trọng tâm là đảm bảo độ chính xác với mức giá chấp nhận được.

Máy phay CNC được sử dụng rất phổ biến trong quá trình gia công các chi tiết máy chính xác, gia công khuôn mẫu... Hầu như các xưởng cơ khí và nhà máy đều được trang bị máy này nhằm giảm thiểu chi phí nhân công, tăng cường độ chính xác của sản phẩm trong sản xuất hàng loạt. Các máy phay CNC đang sử dụng trong nước chủ yếu là hàng nhập khẩu.

Nhóm các nhà khoa học Việt Nam vừa thực hiện thành công 6 nhiệm vụ do Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM chủ trì để cho ra đời sản phẩm máy phay đứng CNC. Điều đáng nói, đây là sản phẩm hoàn toàn do Việt Nam nghiên cứu, chế tạo theo hướng tự động hóa, điều khiển thông minh.

TS Trần Thanh Vũ, Phân viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa tại TPHCM, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết cụm điều khiển chuyển động tịnh tiến là một trong những cụm quan trọng nhất của máy CNC. Cụm này là thành phần cốt lõi, quyết định các thông số kỹ thuật, đặc biệt là độ chính xác của máy. Đây cũng là thành phần chiếm tỷ trọng lớn trong giá thành của sản phẩm máy CNC. Về cơ bản, một cụm điều khiển truyền động tịnh tiến của máy phay CNC bao gồm các thành phần: Bộ phận truyền động; Bộ phận dẫn hướng; Khớp nối; và Ổ đỡ trục.

Đại diện Phòng thí nghiệm trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống (thuộc Trường Đại học Bách khoa TPHCM) cho biết: Cụm thay dao trong máy phay CNC 3 trục được hoàn thiện là cụm thay dao dạng đứng, với mâm dao chứa 16 đầu dao (sử dụng đầu dao BT40), thời gian thay dao 7 giây, và khối lượng lớn nhất của dao sử dụng là 8kg.

Là chủ nhiệm nhiệm vụ “Nghiên cứu công nghệ lắp ráp máy gia công phay CNC”, TS Dương Văn Tú đã thiết kế, gia công, lắp đặt trục chính máy phay CNC hoạt động tốt với độ đảo trục chính 1/1.000mm, độ chính xác tổng thể của máy là 8/1.000mm, độ chính xác lặp lại trên các trục là 3/1.000 mm. Thiết lập quy trình công nghệ lắp ráp cho máy gia công phay CNC với các sơ đồ trình tự lắp ráp, bảng hướng dẫn các thao tác, nguyên công lắp ráp theo tiêu chuẩn ISO, bảng hướng dẫn các thao tác, nguyên công kiểm tra hoạt động.

Sản phẩm máy phay CNC trục đứng hoàn thiện của nhóm các nhà khoa học Việt Nam.

Vận hành, quản lý máy từ xa

Ở mức tổng quát, máy phay đứng SG-460M có thể thực hiện các tác vụ gia công thành phẩm từ đầu vào là tập tin định dạng NC, khả năng hỗ trợ các lệnh G Code, M Code thông dụng và chương trình Macro, giúp máy CNC linh hoạt thực hiện các tác vụ như định vị trục chính, thay dao, taro. Đặc biệt, bộ điều khiển SGH7i 11MA còn tích hợp tính năng hỗ trợ taro đồng bộ, có khả năng tính toán điểm vào ren để có thể taro nhiều giai đoạn trên lỗ ren.

Ngoài ra, bộ điều khiển cung cấp tiện ích hỗ trợ lấy nhanh tâm phôi, mô phỏng gia công để xem trước được sản phẩm gia công và đường chạy dao trên giao diện hiển thị 3D, và một tính năng hoàn toàn nổi bật so với các bộ điều khiển nhập ngoại là có thêm khả năng kết nối Wi-Fi giúp người vận hành truyền nhận chương trình gia công và quản lý máy CNC từ xa dựa vào mạng Internet theo hướng phát triển của nền công nghiệp 4.0.

Nhận định về thành quả của chuỗi nhiệm vụ khoa học - công nghệ nói trên, PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống (Trường Đại học Bách khoa TPHCM) khẳng định rằng đó là một kết quả thực sự mang tính nền tảng, và để từ đó có thể cùng phối hợp với các đơn vị doanh nghiệp sản xuất chế tạo máy để đưa vào trong sản xuất thực tế để góp phần cải thiện, để nâng cao khả năng chế tạo sản xuất máy công cụ và góp phần làm chủ công nghệ sản xuất chế tạo máy công cụ trong nước.

Một trong những ứng dụng phổ biến của công nghệ CNC là trong chế tạo khuôn mẫu. Hầu như tất cả bộ phận máy móc ngày nay đều được gia công chính xác dưới công nghệ CNC. Bất kỳ một linh kiện nào hỏng hóc đều có thể thay thế với độ chính xác hoản hảo. Trong ngành công nghiệp ô tô, một ví dụ điển hình là ngành công nghiệp ô tô nơi bánh răng, trục và các bộ phận phức tạp khác được chạm khắc từ khối nguyên liệu thô. Máy CNC cũng được sử dụng để kiểm soát và thực hiện tất cả các quy trình, bao gồm cả phay, mài, tiện, doa gành điêu khắc trang trí và nội thất.

Các sản phẩm này hiện đã sẵn sàng đưa vào sản xuất hàng loạt cũng như chuyển giao công nghệ. So với sản phẩm ngoại nhập có chất lượng tương đương, giá thành của thiết bị do đề tài chế tạo sẽ thấp hơn khoảng 25 - 30%. Đặc biệt, sản phẩm có thể giúp các doanh nghiệp tận dụng triệt để các máy CNC cũ với hệ thống cơ khí còn hoạt động tốt bằng cách thay mới bộ điều khiển.