Trong bối cảnh ngành gia công cơ khí chính xác đang không ngừng hướng tới sự tự động hóa, giải pháp cấp phôi tự động đã trở thành một yếu tố then chốt. Hệ thống này không chỉ giúp giảm đáng kể sự can thiệp của con người mà còn biến các máy tiện CNC và máy phay CNC thành những trung tâm sản xuất không ngừng nghỉ, mang lại lợi thế cạnh tranh vượt trội cho các doanh nghiệp.
Nội dung bài viết
Giải pháp cấp phôi tự động là gì?
Giải pháp cấp phôi tự động là một hệ thống tự động hóa được thiết kế để tự động nạp nguyên vật liệu (phôi) vào máy công cụ (máy tiện CNC, máy phay CNC) mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người trong mỗi chu trình gia công.
Mục tiêu chính của giải pháp cấp phôi tự động là tối đa hóa thời gian hoạt động của máy, giảm thiểu thời gian chết do việc nạp phôi thủ công. Hệ thống này giúp biến các máy CNC từ bán tự động thành các hệ thống sản xuất liên tục, tự động hoàn toàn, đặc biệt hiệu quả trong sản xuất hàng loạt.
Hệ thống cấp phôi tự động không chỉ giúp nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất mà còn giảm đáng kể chi phí lao động và vận hành, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và tăng cường an toàn lao động.
Lợi ích vượt trội của giải pháp cấp phôi tự động
Việc đầu tư vào giải pháp cấp phôi tự động mang lại những lợi ích chiến lược cho bất kỳ doanh nghiệp sản xuất nào:
1. Tăng năng suất và hiệu quả:
– Tối đa hóa thời gian hoạt động của trục chính, giảm đáng kể thời gian chết giữa các chu trình gia công.
– Hoạt động liên tục 24/7 mà không cần nhiều sự giám sát.
– Rút ngắn thời gian chu kỳ sản xuất để hoàn thành một chi tiết.
>>> Xem thêm: Báo giá máy tiện cấp phôi tự động
2. Giảm chi phí vận hành:
– Giảm chi phí lao động trực tiếp vận hành để nạp phôi thủ công giảm đi đáng kể.
– Máy và nhân lực được sử dụng hiệu quả hơn.
3. Nâng cao chất lượng sản phẩm:
– Đảm bảo tính đồng nhất, loại bỏ sai sót do yếu tố con người trong quá trình nạp phôi.
– Giảm tỷ lệ phế phẩm, chất lượng sản phẩm đồng đều và ít lỗi hơn.
4. Cải thiện an toàn lao động:
– Giảm thiểu sự tiếp xúc của người vận hành với các khu vực nguy hiểm của máy (dao cắt, phôi nóng, phoi sắc nhọn).
5. Tối ưu hóa không gian:
– Các giải pháp tự động hóa tích hợp có thể giúp sắp xếp lại nhà xưởng một cách hiệu quả, tối ưu hóa việc sử dụng không gian.
>>> Xem thêm các giải pháp tự động khác:
Các thành phần của hệ thống cấp phôi tự động
Một hệ thống cấp phôi tự động hoàn chỉnh thường bao gồm nhiều thành phần phối hợp nhịp nhàng:
Hệ thống chứa và quản lý phôi
– Kho/băng tải chứa phôi: Nơi lưu trữ một lượng lớn phôi thô (dạng thanh, đĩa, khối, chi tiết đúc/dập) cho quá trình gia công.
– Bộ sắp xếp/định hướng phôi: Đảm bảo mỗi phôi được định vị đúng hướng và đúng vị trí trước khi được cấp vào máy.
+ Tránh tình trạng sai lệch gây lỗi gia công.
Cơ cấu cấp phôi
– Robot công nghiệp: Là “cánh tay” linh hoạt của hệ thống.
+ Các loại robot: robot cộng tác (cobots) hoặc robot công nghiệp 6 trục (hoặc hơn).
+ Sử dụng để gắp từng phôi từ khay/băng tải, đưa vào mâm cặp máy tiện hoặc đồ gá máy phay.
+ Robot mang lại tính linh hoạt rất cao, có thể xử lý đa dạng loại phôi và tích hợp nhiều tác vụ phụ trợ (như lật phôi, xếp chồng).
– Bộ cấp phôi thanh (Chủ yếu cho máy tiện): Đây là giải pháp phổ biến cho máy tiện gia công các chi tiết từ thanh phôi dài.
+ Hệ thống này tự động đẩy thanh phôi vào trục chính của máy tiện khi phần trước của thanh đã được gia công xong và cắt đứt.
+ Có nhiều loại như bộ cấp phôi thủy động (hydrodynamic) hoặc bộ cấp phôi khí nén/điện.
– Bộ cấp phôi dạng rung/máng (Cho chi tiết nhỏ):
+ Dùng để sắp xếp và cấp các chi tiết nhỏ, đồng nhất theo một hướng nhất định vào vị trí cấp.
– Bàn chuyển đổi Pallet (Chủ yếu cho máy phay):
+ Giảm thời gian chờ máy (spindle uptime)
+ Người vận hành có thể nạp/tháo phôi trên một pallet bên ngoài trong khi máy đang gia công trên pallet kia.
Hệ thống kẹp/giữ phôi
– Mâm cặp tự động – Máy tiện: Kẹp chặt phôi bằng lực thủy lực, đảm bảo độ vững chắc trong quá trình tiện.
– Đồ gá tự động – Máy phay: Kẹp chặt phôi bằng lực thủy lực hoặc khí nén, được điều khiển bằng tín hiệu từ hệ thống tự động.
Hệ thống điều khiển
– Bộ điều khiển PLC/CNC: Điều phối toàn bộ hoạt động của hệ thống cấp phôi, đảm bảo sự đồng bộ với máy công cụ CNC.
– Giao diện người dùng (HMI): Cho phép người vận hành dễ dàng cài đặt thông số, giám sát quá trình và chẩn đoán lỗi.
– Hệ thống cảm biến: Bao gồm cảm biến tiệm cận, quang điện, cảm biến lực để phát hiện vị trí phôi, trạng thái kẹp và xác nhận hoàn thành chu trình.
– Giao tiếp máy – robot: Đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng giữa máy công cụ và robot, tránh va chạm và tối ưu hóa thời gian chờ.
Nguyên lý hoạt động cơ bản
Quá trình cấp phôi tự động diễn ra theo một chu trình lặp đi lặp lại để duy trì hoạt động liên tục của máy:
1. Chuẩn bị:
– Người vận hành nạp phôi thô vào hệ thống chứa (kho/băng tải/ổ chứa thanh phôi của Bar Feeder).
– Chương trình gia công được cài đặt trên máy CNC và chương trình điều khiển hệ thống cấp phôi cũng được thiết lập.
2. Vận hành:
– Khi máy CNC hoàn thành gia công một chi tiết, máy sẽ gửi tín hiệu hoàn thành đến hệ thống cấp phôi tự động.
– Cơ cấu cấp phôi tự động (robot hoặc cánh tay máy của Bar Feeder) sẽ gắp chi tiết đã gia công đặt vào khay/băng tải chứa sản phẩm hoàn chỉnh.
– Cấp phôi mới:
+ Robot: Gắp một phôi thô mới từ kho chứa và đặt vào mâm cặp/đồ gá của máy.
+ Bar Feeder: Tự động đẩy phần thanh phôi mới vào trục chính để tiếp tục gia công.
+ Pallet Changer: Tự động hoán đổi bàn pallet đã gia công xong với bàn pallet chứa phôi mới, đã được nạp phôi bên ngoài.
+ Kẹp phôi: Hệ thống kẹp tự động (mâm cặp thủy lực/đồ gá tự động) kẹp chặt phôi mới.
+ Tín hiệu “sẵn sàng”: Hệ thống cấp phôi gửi tín hiệu “sẵn sàng” đến máy CNC, báo hiệu phôi mới đã được nạp và kẹp an toàn.
+ Bắt đầu chu trình gia công mới: Máy CNC nhận tín hiệu và tự động bắt đầu chu trình gia công tiếp theo cho phôi mới.
4. Hoạt động liên tục: Chu trình này lặp lại liên tục cho đến khi hết phôi thô trong kho chứa được hoàn thành.
Các loại giải pháp cấp phôi tự động
Giải pháp cấp phôi tự động được tùy chỉnh để phù hợp với từng loại máy và dạng phôi:
Cấp phôi cho máy tiện CNC
– Bộ cấp phôi thanh (Bar Feeder): Phổ biến và hiệu quả nhất cho các chi tiết gia công từ thanh phôi dài.
– Robot gắp/đặt (Pick-and-Place Robot): Dùng cho các chi tiết dạng đĩa, khối, hoặc phôi đúc/dập.
+ Robot có thể gắp từ khay, băng tải và đặt chính xác vào mâm cặp.
– Hệ thống gantry loader: Là cánh tay robot dạng cổng, di chuyển trên đường ray phía trên máy.
+ Chuyên dụng cho nạp/tháo các phôi nặng và cồng kềnh.
Cấp phôi cho máy phay CNC
– Bàn chuyển đổi Pallet (Pallet Changer): Đây là giải pháp tự động hóa phổ biến nhất cho máy phay.
+ Trong khi máy đang gia công trên một pallet, người vận hành có thể nạp hoặc tháo phôi trên pallet còn lại.
+ Khi chu trình kết thúc, hai pallet sẽ tự động hoán đổi vị trí.
– Robot gắp/đặt (Pick-and-Place Robot): Dùng cho các chi tiết nhỏ đến trung bình, robot sẽ gắp phôi từ kho chứa và đặt chính xác vào đồ gá trên bàn máy phay.
– Kho chứa chi tiết/đồ gá tự động (Automated Part/Fixture Storage): Kết hợp với robot, hệ thống này tự động quản lý và cấp các đồ gá đã được gá phôi từ một kho lớn, cung cấp cho nhiều máy phay hoạt động liên tục.
Các yếu tố cần cân nhắc khi triển khai
Để triển khai giải pháp cấp phôi tự động hiệu quả, các doanh nghiệp cần xem xét kỹ lưỡng nhiều yếu tố:
– Loại phôi và chi tiết gia công: Kích thước, hình dạng, trọng lượng, vật liệu và độ phức tạp của chi tiết sẽ quyết định loại hình cấp phôi phù hợp nhất.
– Khối lượng sản xuất: Giải pháp tự động hóa đặc biệt có lợi cho sản xuất hàng loạt lớn, nhưng cũng có thể được tùy chỉnh cho sản xuất đa dạng với số lượng vừa phải.
– Chi phí đầu tư ban đầu: So sánh chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống tự động với lợi ích lâu dài về năng suất, giảm chi phí lao động và chất lượng.
– Mức độ tích hợp: Khả năng kết nối và giao tiếp giữa hệ thống cấp phôi tự động và máy CNC hiện có.
– Yêu cầu về không gian: Diện tích nhà xưởng hiện có và cách bố trí máy móc.
– Kỹ năng vận hành và bảo trì: Đào tạo nhân sự để vận hành, lập trình và bảo trì hệ thống tự động hóa.
Giải pháp cấp phôi tự động sẽ giúp doanh nghiệp tăng vọt về năng suất, giảm đáng kể chi phí lao động và tối ưu hóa thời gian hoạt động của máy. Việc đầu tư vào các hệ thống cấp phôi tự động là một quyết định chiến lược giúp doanh nghiệp tiến một bước dài trong hành trình tự động hóa.
Liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết và đưa ra những giải pháp tự động hóa phù hợp nhất với doanh nghiệp.
VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.
________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ
- Địa chỉ văn phòng:
- Địa chỉ Hà Nội: NO-05A23 Khu TĐC Giang Biên, Ngõ 1 Nguyễn Khắc Viện, Giang Biên, Long Biên, Hà Nội
- Chi Nhánh Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, Nguyễn Sinh Sắc, Hoà Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng
- Chi Nhánh HCM: 43 Đường N2, KP Thống Nhất, Dĩ An, Bình Dương
- SĐT: 0984.537.333
- Email: sale@vntechcnc.vn
- Facebook: https://www.facebook.com/vntechcnc
- Website: https://thietbivntech.vn
