Sai số hình học chiếm tới khoảng 70% tổng sai số gia công trên máy CNC — đây là con số được nhiều nghiên cứu trong ngành máy công cụ ghi nhận thống nhất. Điều đáng nói là, khác với sai số nhiệt hay sai số do rung động vốn khó nắm bắt, sai số hình học lại là loại sai số có tính hệ thống, lặp lại được, đo được và bù trừ được — nghĩa là hoàn toàn có thể xử lý triệt để nếu người vận hành hiểu đúng bản chất và có quy trình đo kiểm phù hợp.
Trong ngành robot công nghiệp, gia công CNC và đo lường chính xác, cụm từ "6 bậc tự do" hay "6DOF" xuất hiện ngày càng nhiều, đặc biệt khi các nhà máy bắt đầu đầu tư vào robot có thị giác, hệ thống gắp phôi tự động hoặc khi cần đánh giá sai số hình học của máy công cụ, cánh tay robot. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ 6DOF thực chất là gì, tại sao nó khác với việc đo tọa độ X, Y, Z thông thường, và làm thế nào để biết một hệ thống đo 6DOF có đang cho ra kết quả đáng tin cậy hay không.
Laser giao thoa hay còn gọi là Giao thoa kế có tên viết theo tiếng anh là Laser Interferometer là một thiết bị chuyên dùng trong công việc liên quan đến khoa học và kỹ thuật. Thực tế đây là hệ thống được phát triển từ những năm 1800 và thường hoạt động bằng cách kết hợp các nguồn sáng nhằm tạo ra mô hình giao thoa. Các mô hình giao thoa do hệ thống giao thoa tạo ra thường chứa thông tin được dùng để thực hiện các phép đo rất nhỏ mà không thực hiện được bằng các phương pháp khác.
Việc tim được ra nguyên nhân máy cnc gia công sai lệch kích thước là yếu tố sống còn để giảm thiểu phế phẩm. Để chẩn đoán và kiểm soát sức khỏe máy công cụ là công việc khó để có thể thực hiện trong một vài giờ, thậm chí là vài ngày. Vậy làm sao để các nhà máy nhanh chóng xác định các sai lệch cơ khí và lỗi lập trình trước khi chúng gây ra hư hỏng thực tế.
Trong quy trình sản xuất cơ khí hiện đại, việc đảm bảo độ chính xác của máy CNC là yếu tố sống còn để giảm thiểu phế phẩm. Vậy nên việc kiểm tra khả năng làm việc cũng như sai số của máy gia công trước mỗi phiên làm việc xem máy có bị sai lệch kích thước là một trong những biện pháp hiệu quả nhất nếu các nhà máy, nhà xưởng muốn tối ưu sản phẩm đầu ra. Nếu ngay từ ban đầu chúng ta gia công sản xuất trên những máy đã có sai lệch kích thước thì khả năng chắc chắn sản phẩm đầu cuối sẽ không đạt chất lượng cao. Bên cạnh đó, việc không kiểm chuẩn nguyên nhân gốc rễ không chỉ gây ra sản phẩm gia công lỗi, mà nặng hơn có thể hỏng máy, máy bị va chạm nặng giữa các trục, từ đó chi phí sửa chữa bảo trì còn cao hơn so với những gì có thể phòng ngừa được từ ban đầu.
Ngoài ra, hiệu suất của máy CNC không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm mà còn có tác động lớn đến thời gian và chi phí sản xuất. Đánh giá đúng hiệu suất giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa quy trình vận hành, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
Để có thể tổng hợp nhanh và dễ theo dõi, V-Proud sẽ liệt kê giúp các bạn 7 nguyên nhân thường gặp với máy CNC có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Những lỗi này thoạt nhìn có vẻ nhỏ, nhưng nếu không được phát hiện kịp thời, chúng có thể gây hư hại đáng kể cho các dụng cụ, dao cụ và máy móc. Những vấn đề này có thể làm giảm tuổi thọ của máy và ảnh hưởng đến năng suất, dẫn đến chi phí thay thế hoặc thời gian ngừng hoạt động kéo dài. Theo thời gian, chúng có thể dẫn đến hỏng hóc hoàn toàn.
Việc xác định và giải quyết các nguyên nhân làm máy CNC, máy công cụ sai lệch kích thước sẽ giúp giúp tăng tuổi thọ của máy và công cụ. Việc lên kế hoạch bảo trì và chủ động cũng giúp giảm thời gian ngừng hoạt động và giữ cho máy gia công hoạt động tối ưu, từ đó nâng cao hiệu quả tổng thể. ( Bảo trì đúng cách mang lại lợi ích gì cho nhà máy sản xuất tại đây)
Đối với các dòng máy thủ công thì sẽ không dùng máy tính để điều khiển dựa trên mã lập trình phức tạp. Tuy nhiên, với xu thế 4.0 và sự tiện dụng từ các máy gia công, máy công cụ CNC 3 trụ, 5 trục thì lỗi coding của máy là một trong những lỗi phổ biến nhất mà người vận hành máy móc gặp phải. Những lỗi này có thể phát sinh do nhập sai biến vào chương trình, lỗi thiết lập hoặc thiếu hiểu biết về các mã máy tính G và M khác nhau.
Những vấn đề này có thể khó phát hiện, đặc biệt nếu nhân viên thiếu kinh nghiệm. Nhiều người ngay lập tức nghĩ đến máy móc, bỏ qua khả năng vấn đề đến từ máy tính. Thời gian, vật liệu bị lãng phí và máy móc bị hư hỏng có thể gây tốn kém và làm chậm hoạt động.
Những dòng máy CNC tự động hiện đại ngày nay không nói chuyện với chúng ta kiểu "anh bạn à, tôi đang bị lỗi", thay vào đó chúng sẽ gửi cho chúng ta hàng loạt các mã lỗi. Các mã lỗi ở đây có thể là mã lỗi trục chính đến lỗi vượt quá hành trình máy có thể thực hiẹn, mỗi lỗi đều có nguyên nhân và cách khắc phục khác nhau. Ở mục này chúng tôi sẽ lấy ví dụ các mã lỗi CNC phổ biến nhất đối với bộ điều khiển từ hãng Fanuc, Haas và các máy gia công sử dụng bộ điều khiển tương tự.
Lỗi này xa ra khi một trong các trục máy đã cố gắng di chuyển vượt quá giới hạn hành trình của nó
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Trục chính không khởi động hoặc dừng đột ngột
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Nút dừng khẩn cấp đã được nhấn hoặc tín hiệu an toàn bị mất
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Lệnh hoặc tham số mã G không hợp lệ
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Trục chính không định hướng đúng cách để thay dao.
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Hệ thống thay dao tự động (ATC) không thể hoàn thành việc thay dao kịp thời.
Nguyên nhân:
Khắc phục:
Bản chất máy gia công, máy công cụ CNC bao gồm nhiều hệ thống cơ khí chuyển động và phải hoạt động với dung sai cực kỳ nhỏ để duy trì chất lượng sản phẩm. Chỉ với những sai sót nhỏ nhất, sự hao mòn hoặc mảnh vụn cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất máy, gây kẹt máy hoặc hư hỏng vĩnh viễn. Theo thời gian, bụi bẩn và mảnh vụn tích tụ, và các lỗi nhỏ trở nên nghiêm trọng hơn, cuối cùng dẫn đến hỏng máy.
Sự dịch chuyển vật liệu trong quá trình cắt, quá nhiệt và tiếng ồn là những dấu hiệu phổ biến cho thấy có vấn đề với máy CNC. Thông thường, các dấu hiệu của việc bảo trì chậm trễ bao gồm các sai sót nhỏ của máy, chẳng hạn như bề mặt không đạt tiêu chuẩn hoặc chỉ đạt tiêu chuẩn ở mức chấp nhận được.
Rung lắc bất thường trong quá trình vận hành làm giảm tuổi thọ của máy gia công, ngoài ra đây cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến độ bền và chức năng lâu dài của máy. Khi máy xuất hiện các tiếng ồn và rung lắc bất thường, máy sẽ gia công kém hiệu quả và tốn kém hơn. Nếu người vận hành nhận thấy bất kỳ tiếng ồn hoặc tiếng rung bất thường nào, hãy xác định nguồn gốc của rung động và thực hiện các bước cần thiết để khắc phục vấn đề.
Tuy nhiên, máy móc thường rung động từ rất lâu trước khi tai người có thể nhận thấy, và các phương pháp bảo trì hiện đại bao gồm việc giám sát thường xuyên thông qua các giải pháp đo đạc các tần số rung động để xác định các thiếu sót nhỏ về hiệu suất.
Việc thiếu chú ý khi kẹp phôi trên máy là một lỗi thường gặp khác trong gia công CNC. Kẹp không đúng cách có thể gây ra các vấn đề như lệch trục, rung lắc hoặc biến dạng, làm hỏng máy hoặc phôi. Nếu mâm cặp không kẹp chặt phôi, nó có thể cần được thay thế. Vấn đề này có thể nghiêm trọng hơn cả việc làm hỏng phôi hoặc dụng cụ. Các bộ phận máy được kẹp không đúng cách có thể dẫn đến tai nạn và làm bị thương người vận hành, ảnh hưởng đến sự an toàn của toàn bộ quá trình hoạt động.
Nếu người vận hành nhận thấy các vấn đề về hiệu suất của máy, nguồn điện có thể là nguyên nhân. Nguồn điện phải luôn có điện áp chính xác cho phía đầu vào. Đầu ra cũng phải hoạt động chính xác để đảm bảo máy nhận được đủ điện năng. Máy có công suất thấp sẽ cần hoạt động lâu hơn để đạt được kết quả tương tự và gây hỏng dụng cụ hoặc hư hỏng phôi. Quá nhiều điện năng có thể làm hỏng máy hoặc thậm chí dẫn đến hỏng hoàn toàn.
Dụng cụ cắt không phù hợp với công việc sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hoàn thiện vật liệu. Hãy chú ý đến các vết cắt, cạnh thô hoặc vết cháy trên các cạnh và góc của vật liệu. Việc sử dụng sai dụng cụ hoặc cài đặt lặp đi lặp lại sẽ gây mòn dụng cụ nghiêm trọng. Dụng cụ cùn và tỷ lệ tốc độ không chính xác cũng có thể dẫn đến chất lượng bề mặt vật liệu kém.
Quá nhiệt là một vấn đề thường gặp đối với gia công khối lượng lớn và thời gian dài. Trục chính máy quá nóng thường do máy móc không được vệ sinh sạch sẽ và không có luồng khí thích hợp. Nhiệt độ môi trường thường góp phần làm máy quá nóng, ảnh hưởng đến chất lượng công việc, dụng cụ và máy móc. Một máy CNC điển hình nên duy trì phạm vi nhiệt độ ổn định để ngăn ngừa các hậu quả bất lợi.
Bản thân các dòng máy gia công, máy công cụ đời mới đều đã tích hợp các tính năng đi kèm như là set tự so dao, đo phôi, set gốc tự động...tuy nhiên trục chính của máy cũng như các hệ thống truyền động, ray dẫn hướng bên trong máy gia công khi hoạt động cường độ cao cũng sẽ mỏi, tạo ra sai số. Các sản phẩm phụ trợ đi kèm chỉ phần nào hỗ trợ khi trục, ray dẫn hướng đang hoạt động tốt, nếu hệ thống ray và trục truyền động không được kiểm tra, hiệu chuẩn thường xuyên sẽ dẫn ra những rủi ro sai số, sai lệch kích thước cho gia công.
Đặc biệt, với các dòng máy gia công cũ được nhập thông qua đường tiểu ngạch, các dòng máy gia công đời mới từ Trung Quốc thì hiện nay các nhà máy sản xuất có thêm nhiều sự lựa chọn phục vụ công việc sản xuất hàng ngày. Các dòng máy cũ nhập về dù được kiểm định, hiệu chuẩn lại trước và sau khi bàn giao nhưng cũng không thể không tránh được các nguy cơ tiềm ẩn nằm ở các hệ thống ray dẫn hướng và trục truyền động đã có niên hạn sử dụng, dễ bị tạo sai số lệch kích thước chỉ khoảng vài tháng sau khi mua. Các dòng máy của Trung Quốc thì các nhà máy sản xuất sẽ gặp nhiều vấn đề liên quan đến đơn vị thực hiện dịch vụ, chăm sóc khách hàng sau khi mua thiết bị.
Mặc dù dựa trên cơ sở bảng điều khiển, mạch từ các hãng lớn như Fanuc, Makino, Haas,...nhưng nhìn chung máy móc cũng có sức khỏe riêng, khi ốm thì cần được chữa, còn trước khi ốm sẽ có những bệnh nền để chẩn đoán và chuẩn bị cho phương án chữa bệnh. Nếu đến khi máy hỏng, downtime và phải sửa chữa bảo dưỡng, lúc đó thời gian và tiền bạc tiêu tốn sẽ nhiều hơn so với mức độ kiểm tra sức khỏe máy thường xuyên thông qua các hệ thống, thiết bị kiểm tra sức khỏe máy như là Hệ thống laser giao thoa hoặc Thiết bị Laser tracker.
- Ưu điểm chính của máy CNC là khả năng gia công chính xác và nếu không được hiệu chuẩn, độ chính xác có thể bị ảnh hưởng. Vì vậy, đây là một số lý do chính tại sao hiệu chuẩn CNC lại quan trọng:
Chất lượng sản phẩm sẽ giảm mạnh nếu không được hiệu chuẩn đúng cách. Trước khi đi vào thảo luận về cách hiệu chuẩn máy CNC, chúng ta cần biết các công cụ và thiết bị cần thiết để thực hiện việc đó.
Dưới đây là một số công cụ nâng cao mà bạn có thể sử dụng để thực hiện hiệu chuẩn với độ chính xác cao nhất:
Bây giờ, chúng ta hãy bắt đầu thảo luận về các bước bạn cần thực hiện để hiệu chuẩn máy CNC đúng cách và vận hành máy trong khi vẫn duy trì độ chính xác:
Kiểm tra hình học và độ thẳng của các trục dẫn hướng:
Kiểm tra độ thẳng của trục chính:
Kiểm tra độ vuông góc và cân bằng đế:
Bù sai số:
Ở bước tiếp theo, điều chỉnh độ lệch của máy bằng bộ mã hóa Encoder hoặc áp dụng trực tiếp file đo được từ hệ thống đo laser giao thoa để bù sai lệch trong bộ điều khiển, lập bản đồ độ lệch trên toàn bộ hành trình. Bạn có thể sử dụng tính năng bù sai lệch của máy CNC để hiệu chỉnh các lỗi nhỏ như độ rơ hoặc độ trôi nhiệt.
Chạy thử và kiểm tra:
Cuối cùng, bạn cần chạy thử và thực hiện các lần cắt thử để kiểm tra xem việc hiệu chuẩn đã được thực hiện đúng cách hay cần tinh chỉnh thêm. Thực hiện các vết cắt thử ở tốc độ thông thường và kiểm tra kích thước phôi, độ hoàn thiện bề mặt và lực cắt, sau đó điều chỉnh các cài đặt theo yêu cầu. Nếu bạn thấy vẫn còn thiếu độ chính xác khi cắt bằng máy CNC, bạn có thể lặp lại một số bước này cho đến khi đạt được các thông số kỹ thuật cần thiết.
Các bước hiệu chuẩn sau khi gia công:
Dưới đây là video hướng dẫn cụ thể các bước hiệu chuẩn máy gia công mini của chủ kênh Youtube "xix xeaon"
Dưới đây là một số mẹo bổ sung bạn cần ghi nhớ khi hiệu chuẩn máy CNC để một cách lẹ hơn ở những lần tiếp theo:
Vậy khi nào thì tôi nên lên lịch hiệu chuẩn?
Sau khi đọc tất cả các lời khuyên về cách thực hiện hiệu chuẩn, bạn có thể thắc mắc tần suất cần thực hiện công việc hiệu chuẩn máy gia công, máy công cụ. Dưới đây là một số yếu tố quyết định tần suất bạn nên hiệu chuẩn máy CNC của mình:
Tạo lịch khuyến nghị thời gian để bảo dưỡng, hiệu chuẩn máy CNC của bạn:
Lưu ý: Căn chỉnh bằng Hệ thống đo giao thoa laser nên được thực hiện hàng năm, hoặc thậm chí thường xuyên hơn đối với các đơn vị gia công, sản xuất mẫu đòi hỏi dung sai nhỏ, cơ khí chính xác.
Một số vấn đề thường gặp trong hiệu chuẩn mà bạn có thể gặp phải và cách giải quyết chúng:
Cập nhật thêm các giải pháp về quản lý chất lượng, tối ưu sản xuất của Renishaw tại: https://v-proud.vn/vi/danh-muc/giai-phap-renishaw
Đọc thêm:
V-Proud là nhà phân phối chính thức hãng của Renishaw tại VIệt Nam, quý khách có nhu cầu mua hàng vui lòng liên hệ hotline hoặc Zalo 0896 555 247
#KimDoCMM #Renishaw #MayDoCMM #ChinhHang #KiemSoatChatLuong #VProud
(84) 896 555 247
Tiếng Việt
English