Máy Tiện NC Là Gì? So Sánh Với Máy Tiện CNC Cái Nào Tốt Hơn?

Trong lịch sử phát triển của ngành gia công cơ khí chính xác, sự ra đời của máy tiện NC (Numerical Control) là một cột mốc quan trọng, mở ra kỷ nguyên tự động hóa sản xuất. NC đã đặt nền móng vững chắc cho các hệ thống CNC (Computer Numerical Control) hiện đại, thay đổi hoàn toàn cách chúng ta chế tạo sản phẩm từ thủ công sang điều khiển bằng chương trình máy tính.

Trong bài viết này, VNTECH sẽ giới thiệu tới quý vị máy tiện NC là gì? So sánh ưu điểm, ứng dụng với máy tiện CNC.

Nội dung bài viết

1 Máy tiện NC là gì?
2 Cấu tạo cơ bản của máy tiện NC
3 Nguyên lý hoạt động của máy tiện NC
4 Ưu điểm và hạn chế của máy tiện NC
5 Ứng dụng của máy tiện NC
6 So sánh máy tiện NC với máy tiện CNC

Máy tiện NC là gì?

Máy tiện NC là loại máy công cụ mà các chuyển động và chức năng của nó được điều khiển bằng các lệnh số được lập trình sẵn. Khác với máy tiện thủ công, máy tiện NC thực hiện các thao tác một cách tự động theo một chuỗi lệnh được đọc từ phương tiện lưu trữ.

Ra đời vào những năm 1950, công nghệ NC là bước đột phá ban đầu, giải quyết vấn đề về độ chính xác và tính đồng nhất khi sản xuất hàng loạt. Mặc dù ngày nay máy NC đã được thay thế phần lớn bởi các dòng máy tiện CNC, nhưng việc hiểu về NC là cần thiết để thấy được hành trình tiến hóa của tự động hóa gia công.

>>> Xem thêm các dòng máy tiện CNC:

Cấu tạo cơ bản của máy tiện NC

Máy tiện NC về cơ bản vẫn giữ cấu trúc cơ khí của máy tiện truyền thống, nhưng được bổ sung các thành phần điều khiển để tự động hóa:

1/ Hệ thống cơ khí:

– Thân máy: Là bộ khung vững chắc, thường được đúc từ gang để giảm rung động và đảm bảo độ cứng vững.

– Trục chính: Bộ phận kẹp và quay phôi bằng mâm cặp hoặc ống kẹp, được dẫn động bởi động cơ trục chính.

– Bàn trượt: Mang theo dụng cụ cắt, di chuyển theo các trục X (ngang, điều khiển đường kính) và Z (dọc, điều khiển chiều dài).

– Tháp dao / Bàn dao: Giữ các dụng cụ cắt và có khả năng xoay tự động theo lệnh.

– Động cơ truyền động: Thường là động cơ bước (Stepper Motors) hoặc động cơ DC Servo đời đầu, chịu trách nhiệm điều khiển chuyển động chính xác của các trục.

2/ Hệ thống điều khiển: Đây là phần cốt lõi phân biệt máy NC với máy thủ công:

– Bộ điều khiển NC: Là một tủ điều khiển chứa các mạch điện và logic điều khiển.

+ Nhiệm vụ chính của nó là đọc và giải mã các lệnh từ phương tiện lưu trữ.

+ Sau đó chuyển đổi chúng thành các tín hiệu điện để điều khiển động cơ.

– Hệ thống chấp hành (Actuators):

+ Bao gồm các động cơ truyền động và vít me bi (Ball Screws).

+ Có chức năng chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến chính xác của các bàn trượt.

– Hệ thống phản hồi: Trên các máy NC tiên tiến hơn.

+ Các bộ mã hóa (Encoders) hoặc máy biến áp quay (Resolvers) sẽ gửi thông tin về vị trí thực tế của các trục về bộ điều khiển.

=> Giúp điều chỉnh sai lệch và tăng độ chính xác.

– Bảng điều khiển vận hành: Chứa các nút bấm, công tắc để người vận hành thực hiện các thao tác cơ bản như nạp chương trình, chạy, dừng máy.

Nguyên lý hoạt động của máy tiện NC

Quá trình gia công trên máy tiện NC diễn ra theo các bước sau:

1/ Chuẩn bị gia công:

– Lập trình thủ công: Kỹ sư lập trình phải viết từng dòng lệnh:

+ G-code: Mô tả chuyển động hình học của dao.

+ M-code: Điều khiển các chức năng phụ trợ như bật/tắt trục chính, thay dao một cách thủ công.

=> Quá trình này đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và rất tốn thời gian, dễ xảy ra lỗi.

– Phương tiện lưu trữ chương trình: Chương trình đã lập trình sẽ được đục lên băng giấy (Punched Tape) hoặc ghi lên băng từ.

=> Đây là cách duy nhất để nạp chương trình vào bộ điều khiển NC.

2/ Quá trình vận hành:

– Băng đục lỗ được đưa vào bộ đọc băng của máy NC.

– Bộ điều khiển đọc và giải mã từng khối lệnh từ băng.

– Nó phát ra các tín hiệu điện đến các động cơ truyền động của các trục X và Z.

– Các động cơ này di chuyển dao cắt theo quỹ đạo đã lập trình.

Sự khác biệt lớn so với tiện CNC hiện đại là máy NC:

+ Không có máy tính tích hợp.

+ Bộ nhớ của nó rất hạn chế, thường chỉ xử lý từng khối lệnh một.

+ Việc chỉnh sửa chương trình đòi hỏi phải tạo lại băng mới, gây bất tiện và tốn kém thời gian.

Ưu điểm và hạn chế của máy tiện NC

Mặc dù đã lỗi thời so với CNC, nhưng máy tiện NC vẫn có những ưu điểm nhất định so với phương pháp thủ công và các hạn chế riêng:

1/ Ưu điểm:

– Tự động hóa quá trình gia công, giải phóng người thợ khỏi các thao tác thủ công lặp đi lặp lại.

– Nâng cao độ chính xác và độ lặp lại đảm bảo độ đồng nhất cao giữa các chi tiết.

– Giảm sai số do người vận hành.

– Thích hợp cho sản xuất hàng loạt.

2/ Hạn chế:

– Khó khăn trong lập trình: Yêu cầu lập trình thủ công rất phức tạp, tốn thời gian và dễ mắc lỗi.

– Thiếu linh hoạt: Rất khó và mất thời gian để thay đổi chương trình hoặc điều chỉnh các thông số gia công.

– Bộ nhớ hạn chế: Không thể lưu trữ và xử lý các chương trình gia công phức tạp hoặc quá dài.

– Tốc độ xử lý chậm: So với máy CNC hiện đại.

– Khả năng tích hợp hạn chế: Không thể kết nối và tích hợp dễ dàng vào các hệ thống sản xuất lớn.

– Không có khả năng mô phỏng đồ họa: Gây khó khăn trong việc kiểm tra chương trình và đường chạy dao trước khi gia công thực tế.

Ứng dụng của máy tiện NC

Trong giai đoạn đầu của tự động hóa, máy tiện NC đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực:

– Sản xuất hàng loạt: Các chi tiết đơn giản đến trung bình trong các ngành công nghiệp.

– Công nghiệp ô tô và quốc phòng: Gia công các bộ phận tiêu chuẩn yêu cầu độ đồng nhất cao.

– Các lĩnh vực cần độ lặp lại và độ chính xác nhất định, nhưng không quá phức tạp về hình dạng chi tiết.

So sánh máy tiện NC với máy tiện CNC

Máy tiện NC (Numerical Control) và máy tiện CNC đều là những cỗ máy tự động, nhưng chúng đại diện cho 2 thế hệ khác nhau trong lịch sử phát triển của công nghệ gia công. Sự khác biệt chính nằm ở mức độ tích hợp của máy tính và khả năng điều khiển mà nó mang lại.

Đặc điểm	Máy tiện NC	Máy tiện CNC
Thế hệ	Thế hệ đầu của tự động hóa	Thế hệ hiện đại phát triển từ NC
Bộ điều khiển	Mạch điện cứng, logic relay	Bộ điều khiển dựa trên máy tính (vi xử lý), có CPU, RAM, bộ nhớ
Phương tiện nạp chương trình	Băng giấy đục lỗ, băng từ	Trực tiếp từ bộ nhớ máy tính, USB, mạng LAN, phần mềm CAM
Bộ nhớ chương trình	Chỉ xử lý từng khối lệnh một	Có thể lưu trữ nhiều chương trình phức tạp
Khả năng chỉnh sửa chương trình	Cần tạo lại băng/ghi lại băng từ	Dễ dàng chỉnh sửa trên máy, linh hoạt
Giao diện người dùng	Bảng điều khiển đơn giản, nút bấm, công tắc vật lý	Màn hình đồ họa, bàn phím QWERTY, giao diện thân thiện, mô phỏng 3D
Độ linh hoạt	Kém linh hoạt, khó thay đổi sản phẩm	Rất linh hoạt, dễ dàng chuyển đổi sản xuất
Khả năng gia công phức tạp	Chủ yếu chi tiết 2 trục (X, Z) cơ bản	Có thể gia công đa trục (3, 4, 5 trục trở lên), tích hợp phay, khoan
Khả năng kết nối/Mạng	Không có	Dễ dàng tích hợp vào hệ thống sản xuất tổng thể (CAD/CAM/CIM)
Chẩn đoán lỗi	Chỉ báo lỗi cơ bản	Có khả năng tự chẩn đoán, hiển thị mã lỗi chi tiết
Tốc độ xử lý	Chậm hơn	Nhanh hơn nhiều, xử lý dữ liệu lớn, tính toán phức tạp
Giá thành	Thấp hơn so với CNC	Cao hơn nhưng hiệu quả đầu tư cao hơn về lâu dài
Vị thế hiện tại	Hầu như không còn được sử dụng trong sản xuất công nghiệp mới	Phổ biến rộng rãi, là tiêu chuẩn công nghiệp

Kết luận:

– Máy tiện NC là bước khởi đầu quan trọng của tự động hóa, giải phóng con người khỏi các thao tác thủ công lặp lại và mang lại độ đồng nhất nhất định.

– Máy tiện CNC vượt trội hơn hẳn về độ chính xác, tốc độ, khả năng gia công các chi tiết siêu phức tạp và tính linh hoạt trong sản xuất.

Hiện nay, máy tiện CNC là tiêu chuẩn công nghiệp, trong khi máy tiện NC chủ yếu mang giá trị lịch sử và nghiên cứu.

Bước ngoặt lớn nhất trong lịch sử máy công cụ là sự tích hợp máy tính (microprocessor) vào hệ thống điều khiển, khai sinh ra công nghệ tiện CNC. Sự chuyển đổi này đã mang lại những lợi ích vượt trội:

– Bộ nhớ lớn, lưu trữ trực tiếp trong bộ nhớ máy tính.

– Lập trình dễ dàng, hỗ trợ lập trình trên máy và đặc biệt là sự phát triển của phần mềm CAM, cho phép lập trình tự động từ mô hình 3D.

– Cho phép người vận hành xem mô phỏng đường chạy dao và phát hiện lỗi trước khi gia công thực tế.

– Máy CNC có thể tích hợp vào hệ thống sản xuất lớn (CAD/CAM/CIM).

– Hệ thống máy tính có khả năng tự chẩn đoán lỗi phức tạp hơn.

>>> Xem thêm: So sánh Máy phay NC và Máy phay CNC

Ngày nay, máy tiện NC gần như đã không còn được sử dụng trong sản xuất công nghiệp mới do những hạn chế của chúng. Chúng chủ yếu mang giá trị lịch sử và được dùng trong các cơ sở giáo dục để nghiên cứu sự phát triển của công nghệ máy công cụ tự động hóa.

Liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết và đưa ra giải pháp về tiện CNC phù hợp nhất với doanh nghiệp của bạn.

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.