Thành tựu nghiên cứu nổi bật

Máy CNC khổ cắt lớn của Viện Cơ học và Tin học ưng dụng

Máy cắt CNC đã là sản phẩm hoàn thiện và được bán rộng rãi trên thị trường. Các máy cắt CNC khổ cắt lớn ứng dụng trong các ngành đóng tàu, dầu khí, gia công kết cấu thép đều phải nhập khẩu. Các máy CNC khổ cắt lớn với chiều rộng cắt có thể lên đến mười mét, chiều dài ghép dạng mô đun nên không hạn chế về kích thước chiều dài cắt giúp các xưởng gia công các chi tiết lớn có thể dễ dàng sắp xếp các hình dạng gia công. Viện Cơ học và Tin học ứng dụng đã hoàn thiện sản phẩm cả phần cơ khí và bộ điều khiển cắt CNC, làm chủ công nghệ nhằm mục đích đưa ra sản phẩm giá tốt, ứng dụng rộng rãi và đáp ứng cho nhu cầu sản xuất trong nước.

Mô tả

Việc tiến hành thiết kế, chế tạo máy cắt CNC có thể đáp ứng được các nhu cầu kích thước khác nhau. Máy cắt CNC được chế tạo phần cơ khí hoàn chỉnh là một bước tiến lớn góp phần nâng cao khả năng chế tạo các máy với yêu cầu độ chính xác cao. Các kết quả đạt được đáp ứng nhu cầu sản xuất trong nước đặc biệt là ngành đóng tàu.

Sau nhiều lựa chọn thiết kế, kết cấu máy CNC dạng cỗng (gantry cnc cutting machine) (hình 1) là thích hợp nhất cho việc chế tạo máy cắt với chiều rộng khổ cắt lớn vì có thể dễ dàng nối dài chiều rộng máy trong khi kết cấu di chuyển không thay đổi. Dựa trên kết cấu đó, việc thiết kế máy cắt CNC thuận lợi cho nhiều khổ cắt khác nhau đặc biệt là các khổ cắt lớn cho các cơ sở gia công khung thép và ngành đóng tàu.

may cat 1Hình 1: Bản vẽ tổng thể máy cắt CNC

Kết cấu

Máy được thiết kế dạng mô đun theo chiều dài vì vậy chiều dài máy được lắp ghép các module lại với nhau dễ dàng, truyền động bánh răng, thanh răng trên cả hai đường ray dẫn hướng trên suốt cả chiều dài máy, điều khiển tốc độ, vị trí bằng động cơ AC servo. Kết cấu dẫn hướng dạng con lăn trên các mặt phẳng và 2 con lăn kẹp 2 bên thanh dẫn hướng hoặc băng trượt bi giúp định vị chính xác và dễ dàng cho việc thiết kế module và nâng chiều dài của máy khi có yêu cầu như hình 2.

may cat 2
Hình 2: Kết cấu con lăn

Chiều rộng (hình 3) được thiết kế kết cấu dẫn động trên cả hai bên ray của chiều dài nên chiều rộng có thể đạt khoảng cách lớn dễ dàng và đồng bộ khi di chuyển dọc theo chiều dài. Di chuyển theo chiều rộng sử dụng kết cấu dẫn động bánh răng, thanh răng và dẫn hướng bằng băng trược bi với độ chính xác cao.

may cat 3
Hình 3: Kết cấu chiều rộng máy

Chiều cao được xác định là khoảng cách giữa đầu cắt và phôi. Do khoảng dịch chuyển nhỏ nên sử dụng kết cấu trục vít nhằm dễ thiết kế. Tùy thuộc vào yêu cầu của phôi liệu cần cắt chúng tôi có thể lắp đặt thêm hệ thống tự điều chỉnh khoảng cách giữa đầu cắt và phôi nhằm đạt nét cắt tốt nhất.

Bộ điều khiển CNC 7742

Để phát triển toàn diện về sản phẩm máy cắt CNC, Viện Cơ học và Tin học ứng dụng đã nghiên cứu Bộ điều khiển máy cắt CNC nhằm chủ động hoàn toàn công nghệ hệ điều khiển CNC. Bộ điều khiển máy cắt CNC 7742 có các tính năng như sau:

  1. Tốc độ xử lý đa nhân
  2. Không hạn chế về dung lượng lưu trữ, bộ nhớ
  3. Màn hình cảm ứng 15 inch
  4. Bàn phím nhập dữ liệu
  5. EIA code, Heidenhain code…
  6. Điều khiển 2-4 trục động cơ servo, step
  7. 16 input, 8 output
  8. Bộ thư viện mẫu 20 hình cắt tiêu chuẩn
  9. Đọc chuẩn file thiết kế autocad (DXF)
  10. Kết nối dễ dàng với USB, RS232…

may cat 4Hình 4: Bộ điều khiển CNC-7742

 Giao diện sử dụng

may cat 5
Hình 5: Giao diện vận hành tự động, bằng tay, bộ thư viện mẫu

Trên các cơ sở nghiên cứu chúng tôi đã hoàn thiện sản phẩm máy cắt CNC cả phần cơ khí và hệ điều khiển CNC, ứng dụng tốt cho ngành đóng tàu và gia công thép như Xí  nghiệp Liên Hợp Ba Son, Công ty Cơ Khí – Điện Lữ Gia…

may cat 6
Hình 6: Máy cắt CNC 4,2x12m

Thông số kỹ thuật máy cắt CNC đã đạt được sau khi chạy thử nghiệm

Chiều rộng khổ máy 0.5 – 6 m
Chiều dài khổ máy Tùy chọn
Số lượng mỏ cắt Tùy chọn
Bộ điều khiển tự động chiều cao:  
•    Khoảng cách dịch chuyển lên xuống 220mm
•    Tốc độ di chuyển lớn nhất 30mm/giây
•    Độ chính xác dịch chuyển 0,1mm
Bộ mồi lửa tự động      
Tốc độ di chuyển tối đa trục X,Y 12000mm/phút
Độ chính xác theo chiều dài trục 0.10mm
Độ chính xác lặp lại 0.10mm
Cắt thép carbon dùng khí 0-150mm,
Loại khí Acetylen, propane v.v.
Cắt thép carbon dùng plasma 0-50 mm
Bộ điều khiển CNC 2-3 trục  
Thước đo dịch chuyển    Encoder
Động cơ servo cho 2 trục X,Y 2Nm, tốc độ 3000 vòng/phút

Nguồn tin: Viện Cơ học và Tin học ứng dụng
Xử lý tin: Quỳnh Trang

 

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: thongtin@vast.vn
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".