Phương pháp đánh giá một tấm kim loại/ hệ thống CAM cho composite – phần 1

23.02.17, 12:00 GMT+7

Bạn có một động cơ nhanh nhất được gắn vào khung nhẹ nhất, nhưng việc thay lốp xe phù hợp với bánh xe từ một cửa hàng vỉa hè sẽ không thể được thực hiện nhanh chóng. Điều tương tự cũng có thể xảy ra với mối quan hệ giữa một công cụ máy CNC và các phần mềm lập trình lên nó.

Phuong phap danh gia mot tam kim loai - he thong CAM cho composite_01

Những hệ thống CAM được sử dụng để lấy bản vẽ điện tử (các tập tin CAD), xử lý và kết hợp chúng vào các tấm hoặc cuộn vật liệu, và chuyển đổi sơ đồ kết hợp cho một loạt các tọa độ và hướng dẫn gia công, gọi là các chương trình CNC sao cho phần gia công có thể đạt được sự chính xác và hiệu quả trên máy gia công cụ thể. Sau đó mã được gửi bằng tín hiệu điện tử cho máy công cụ, sẵn sàng cho giai đoạn gia công. Các chương trình CNC là chuyên biệt cho từng công nghệ máy CNC nói riêng và điều khiển máy nói chung.

Có nhiều giai đoạn để tạo ra một chương trình CNC, bắt đầu với định nghĩa (bản vẽ) của hình học của phần gia công nếu các tiện ích CAD trong hệ thống CAM đang được sử dụng, hoặc nhập và “bổ sung” tính chất hình học của phần gia công, được tạo ra trong một CAD bên ngoài hoặc phần mềm mở rộng.

Kết hợp thành nhóm – một bài tập tối đa hóa
Một khi chúng ta có thể có được đặt điểm hình học chính xác của thành phần trong hệ thống CAM thì phần phải thêm các thông tin gia công và/ hoặc ghép hình/ cắt. Tùy thuộc vào hệ thống CAM đang được sử dụng, điều này có thể được thực hiện theo cách tương tác, tự động hoặc kết hợp cả hai. Thông tin này khác nhau ở mỗi máy tính và ở máy công nghệ gia công được sử dụng.

Một khi tất cả các thông tin gia công đã được thiết lập cho các thành phần, nhiệm vụ tiếp theo là “tạo nhóm” chúng –thêm càng nhiều thành phần vào tấm hoặc cuộn có kích thước cho trước càng nhiều càng tốt. Một nhóm có thể bao gồm các bộ phận tương tự hoặc kết hợp các bộ phận khác nhau, và có thể được xếp theo hình chữ nhật hoặc dạng “tự do” (hình dạng thật).

Công việc kết hợp hình chữ nhật, như tên của nó, kết hợp mỗi thành phần như thể nó là một hình chữ nhật, dẫn tới một sự lãng phí đáng kể vật liệu nếu bạn đang cắt nhiều hình dang phức tạp. Với cách kết hợp hình chữ nhật, các bộ phận có thể được lồng vào nhau ở một độ khác nhau, nhưng thường là tại 0 và 90 độ.

Hình thức kết hợp tự do giúp tạo ra năng suất vật liệu tốt nhất bằng cách kết hợp các bộ phận ở một góc độ nào đó và cũng có thể tận dụng lợi thế của bất kì phế liệu trong thành phần lớn hơn, chẳng hạn như thiết bị ngắt mạch. Tùy thuộc vào mức độ tự động hóa trong một hệ thống CAM nhất định, việc sắp xếp các bộ phận sẽ là một quá trình thủ công hoặc tự động (hoặc có thể kết hợp cả hai).

Kết hợp thủ công các thành phần giống nhau thường được thực hiện bằng cách kéo và thả các phần vào nhóm kết hợp, còn được gọi là băng làm tổ. Người vận hành phải rất khéo léo vì quá trình này có thể dẫn đến lãng phí vật liệu quan trọng và trong mọi trường hợp, đây luôn là một quá trình diễn ra rất chậm.

Chính bởi vì điều này, nhiều công ty hiện đang sản xuất một thứ gọi là nhóm “tĩnh”, được tạo ra bằng tay và thường xuyên được sử dụng lại. Vấn đề ở đây là tất cả các các bộ phận này đều sẽ được sản xuất mỗi lần một nhóm cụ thể được chạy trên máy tính, bất kể tất cả chúng là cần thiết hay không.

Ở một khía cạnh khác, “chủ động tạo nhóm tự động” cho phép tạo ra những nhóm riêng biệt khi cần thiết, cung cấp một cách tiếp cận đúng lúc đồng thời với việc duy trì hiệu quả nguyên liệu cao. Điều này tất nhiên là đặc biệt quan trọng khi gia công vật liệu đắt tiền.

Bên cạnh những yêu cầu khác, một hệ thống CAM hợp lý cũng nên cho bạn xem xét:
1. Làm thế nào để dỡ các bộ phận xuống
2. Quá trình quay nào của linh kiện sẽ được hạn chế, nếu có
3. Tránh nhiệt – khi cắt vật liệu dày hơn, nhiệt độ có thể tăng thêm khi cắt những chỗ phức tạp hơn
4. Cho dù đường cắt chung nên được sử dụng giữa các bộ phận trên nhóm, nếu không một “khung tấm” giữa các bộ phận sẽ bị bỏ lại
5. Ghép các thành phần với nhau, “những lệnh bị gãy”
6. Tính linh hoạt trong tạo nhóm – nhiều module tạo nhóm bằng hình thức tự do sẽ chạy thuật toán tạo nhóm duy nhất của chúng một lần, tạo kết quả không quá ấn tượng, trong khi những module khác sẽ chạy qua các thuật toán tạo nhóm khác nhau và có thể được thiết lập để chạy trong một thời gian mong muốn, từ vài giây tới vài tiếng, để cung cấp sản lượng vật liệu tốt nhất có thể.

Phuong phap danh gia mot tam kim loai - he thong CAM cho composite_02

Một số hệ thống thông minh sẽ “học hỏi” cài đặt vị trí công cụ ưa thích của bạn khi tiếp tục áp dụng công cụ và chúng nhanh chóng trở thành những hệ thống tự hoạt động.

Tại điểm này chúng ta có nhóm với tất cả thông tin cho gia công cắt được áp dụng, tuy nhiên, một số yếu tố quan trọng có tác động đáng kể tới thời gian cắt – đó là trình tự mà trong đó các lệnh được xử lý. Việc xác lập trình tự có thể là một quá trình tương tác hoặc tự động và có thể có một sự khác biệt lớn trong hiệu quả thiết lập trình tự giữa các hệ thống CAM khác nhau.

Mô phỏng – hướng về phía trước
Bây giờ chúng ta đang ở vị trí tạo ra các mã NC, tuy nhiên, các lập trình viên sẽ thường muốn mô phỏng các công việc trước khi chạy nó trên máy tính. Trên một hệ thống CAM tốt, việc mô phỏng sẽ hiển thị chính xác những gì xảy ra khi nhóm được chạy trên các công cụ gia công.

Chúng ta có thể tiết kiệm được nhiều thời gian và chi phí bằng cách thực hiện đồ họa mô phỏng các quá trình gia công và xác định bất kì vấn đề có thể xảy ra, chẳng hạn như một thành phần bị cắt/ dập/ dỡ không đúng cách và sai quy trình tự gia công quy định. Việc mô phỏng mang lại sự tự tin cho các lập trình CNC trước khi vận hành thực tế.

Một khi chúng ta hài lòng với mô phỏng, thì một chương trình CNC cho máy có thể được tạo ra. Điều này thường được thực hiện bởi một mô – đun đặc biệt trong hệ thống CAM, trong đó có những dữ liệu “chung” được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống CAM cho một nhóm đặc biệt và chuyển nó thành các lệnh chương trình máy CNC mà một công cụ máy tính cụ thể có thể sẽ “hiểu” được. Điều này được gọi là “xử lý sau” và các module thường được gọi là “bộ xử lý sau” (bất kể nó là một chức năng nội bộ hay bên ngoài hệ thống CAM).

Vì các máy gia công đòi hỏi những hướng dẫn khác nhau và làm phức tạp hóa một vấn đề, nên mỗi trong số chúng có thể đưa ra một loạt các tùy chọn như các hệ thống tải/ dỡ phức tạp, những phụ kiện đính kèm và các thiết bị ghi nhãn.

Ngoài ra, có một loại gọi là máy “kết hợp”, sử dụng đồng thời hai hoặc thậm chí ba công nghệ gia công khác nhau (ví dụ: các kết hợp đục lỗ/ laser hoặc đục lỗ/ cắt góc phải) và cũng có thể có bất kì hoặc tất cả các lựa chọn đặc biệt đề cập ở trên.

Phuong phap danh gia mot tam kim loai - he thong CAM cho composite_03

Khi bạn mua hệ thống CAM từ một nhà cung cấp độc lập, bạn sẽ chọn một bộ xử lý sau sao cho phù hợp với máy tính của bạn. Điều này thực sự là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của một hệ thống CAM, vì nếu không có một bộ xử lý sau, bạn sẽ không thể tận dụng tốt nhất máy tính của mình.

Một bộ xử lý sau có thể được so sánh với một trình điều khiển máy in – lấy tài liệu in và chuyển đổi thành thứ mà máy in của bạn có thể hiểu và sản xuất.

Yêu cầu các nhà cung cấp để có các chi tiết của một số khách hàng hiện tại của họ đang có các máy gia công tương tự để bạn có thể tìm hiểu kinh nghiệm của họ. Nếu máy tính là mới và không có bộ xử lý sau thì có thể bạn sẽ cần phải cung cấp hướng dẫn lập trình máy và các thông tin khác cho nhà cung cấp CAM để cho phép họ phát triển các bộ xử lý sau cần thiết cho bạn.

Nhỏ, vừa hay lớn?
Mức giá của phần mềm mà bạn đánh giá sẽ được xác định bởi các chức năng và khả năng tự động hóa của nó. Bạn sẽ có được những tính năng theo giá đã mua. Có một thực tế là mặc dù hệ thống CAM có tác dụng trên nhiều lĩnh vực kinh doanh, nhiều công ty đã mắc phải sai lầm khi chon phần mềm CAM chỉ cho bộ phận lập trình CNC.

Lý tưởng nhất là cần phải có nguồn ngân sách và ngưng chi phí cuối ở cấp hội đồng quản trị bao gồm những thành viên hiểu rõ những tác động của nó đối với toàn bộ quá trình hoạt động. Hệ thống CAM bạn nên chọn phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động, công cụ gia công được sử dụng của công ty bạn, và số lượng và cách kết hợp của các bộ phận được sản xuất. Vật liệu mà bạn đang gia công và giá cả của chúng cũng có vai trò quan trọng trong đánh giá này.

(Theo Cẩm nang gia công kim loại Việt Nam)

Ý kiến bạn đọc