Máy CNC 3 trục là gì? Tìm hiểu chi tiết về máy CNC 3 trục

Máy CNC 3 trục được sử dụng phổ biến trong ngành cơ khí. Mặc dù công năng và các ứng dụng không được như đàn anh 5 trục và 4 trục nhưng máy CNC 3 trục lại được ưu tiên lựa chọn trong một vài trường hợp vì giá thành tối ưu. Nếu bạn đang quan tâm đến dòng máy này và đang có nhu cầu tìm hiểu, đầu tư cho doanh nghiệp thì hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây nhé. Bài viết này sẽ chỉ ra máy CNC 3 trục là gì? Có bao nhiêu loại máy CNC 3 trục, ưu điểm và các ứng dụng trong công nghiệp.

Máy CNC 3 trục là gì?

Máy CNC 3 trục là máy công cụ được điều khiển bằng máy tính với chương trình được lập trình sẵn, giúp thực hiện gia công cắt, tiện, phay, ... Trong đó, dụng cụ cắt bao gồm 3 trục X, Y và Z:

• Trục X: Di chuyển ngang (từ trái sang phải hoặc ngược lại).
• Trục Y: Di chuyển dọc (từ trước ra sau hoặc ngược lại).
• Trục Z: Di chuyển lên xuống (theo chiều sâu).

Ba trục này hoạt động độc lập hoặc đồng thời, cho phép dụng cụ cắt tiếp cận phôi từ một hướng cố định, tạo ra các hình dạng 2D hoặc 3D đơn giản trên bề mặt phôi. 

Máy CNC 3 trục có nhiều loại, phổ biến nhất là 3 loại máy: Máy phay CNC 3 trục, máy tiện CNC 3 trục và máy mài CNC 3 trục. Cả 3 máy này đều được sử dụng rộng rãi không chỉ ở thị trường Việt Nam mà còn cả trên thế giới

Cấu tạo chung của máy CNC 3 trục

Cũng giống như các loại máy CNC khác, máy CNC 3 trục có cấu tạo cơ bản như sau:

Hệ thống cơ khí:

• Khung máy: Là bộ phận chịu lực chính, đảm bảo độ cứng vững và ổn định cho toàn bộ máy. Khung máy thường được làm từ gang đúc hoặc thép hàn để giảm rung động trong quá trình gia công.
• Bàn máy: Nơi phôi được đặt và cố định trong quá trình gia công. Bàn máy có thể di chuyển theo các trục X và Y.
• Trục chính: Là trái tim của máy CNC, trục chính giữ và quay dao cắt với tốc độ cao.
  • Động cơ trục chính: Cung cấp năng lượng cho trục chính quay. Tốc độ quay của trục chính có thể điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với từng loại vật liệu và dao cắt.
  • Hệ thống kẹp dao: Giúp cố định dao cắt vào trục chính một cách chắc chắn và chính xác. Có nhiều loại hệ thống kẹp dao khác nhau như côn BT, CAT, HSK.
• Hệ thống di chuyển (Motion System): Bao gồm các bộ phận giúp bàn máy, trục chính di chuyển theo các trục X, Y, Z.
  • Vít me bi: Chuyển đổi chuyển động quay của động cơ bước/servo thành chuyển động tịnh tiến tuyến tính với độ chính xác cao.
  • Thanh trượt dẫn hướng: Đảm bảo chuyển động của các trục được trơn tru, chính xác và giảm ma sát.
  • Động cơ bước hoặc Động cơ Servo: Cung cấp lực để di chuyển các trục X, Y, Z. Động cơ servo thường được sử dụng trong các máy CNC cao cấp hơn do có độ chính xác và khả năng phản hồi tốt hơn.

• Hệ thống làm mát: Cung cấp dung dịch làm mát (nước làm mát hoặc dầu cắt gọt) đến vùng gia công để giảm nhiệt độ, bôi trơn dao và loại bỏ phoi.
• Hệ thống thay dao tự động: (Thường có trên các máy CNC hiện đại) Cho phép máy tự động thay dao cắt theo chương trình, giúp tiết kiệm thời gian và tăng năng suất.
• Hệ thống bôi trơn: Cung cấp dầu bôi trơn đến các bộ phận chuyển động như vít me bi, thanh trượt dẫn hướng để giảm ma sát và tăng tuổi thọ cho máy.
• Hệ thống thu gom phoi: (Thường có trên các máy công nghiệp lớn) Tự động loại bỏ phoi ra khỏi vùng gia công.
• Vỏ bảo vệ: Che chắn các bộ phận chuyển động, ngăn chặn phoi và dung dịch làm mát bắn ra ngoài, đảm bảo an toàn cho người vận hành.

Hệ thống điều khiển (Control System):

• Bộ điều khiển CNC: Nhận các lệnh từ chương trình NC (G-code) và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điều khiển các động cơ và các bộ phận khác của máy
• Bảng điều khiển: Giao diện cho người vận hành tương tác với máy, bao gồm các nút bấm, màn hình hiển thị để nhập liệu, theo dõi quá trình gia công và điều chỉnh các thông số.
• Hệ thống điện: Cung cấp và phân phối điện cho toàn bộ máy, bao gồm các biến áp, cầu chì, rơ le, dây dẫn...
• Hệ thống phản hồi vị trí: Bao gồm các encoder hoặc thước quang gắn trên các trục, gửi tín hiệu phản hồi về vị trí thực tế của các trục về bộ điều khiển, giúp bộ điều khiển điều chỉnh và đảm bảo độ chính xác

Ưu, nhược điểm máy CNC 3 trục

Ưu điểm:

• Chi phí đầu tư thấp hơn: So với các loại máy CNC nhiều trục hơn (4 trục, 5 trục), máy CNC 3 trục có cấu tạo đơn giản hơn, dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn đáng kể. Điều này giúp các xưởng nhỏ và doanh nghiệp có ngân sách hạn chế dễ dàng tiếp cận công nghệ CNC.
• Vận hành và lập trình đơn giản: Với chỉ ba trục chuyển động (X, Y, Z), việc lập trình G-code và vận hành máy CNC 3 trục tương đối dễ dàng hơn. Người vận hành không yêu cầu trình độ quá cao như các máy phức tạp hơn.
• Dễ bảo trì và bảo dưỡng: Cấu trúc đơn giản của máy CNC 3 trục cũng làm cho việc bảo trì, sửa chữa trở nên thuận tiện và ít tốn kém hơn.
• Độ chính xác cao: Mặc dù chỉ có 3 trục, máy CNC 3 trục vẫn có khả năng gia công với độ chính xác rất cao (thường dưới 0.01 mm), đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật của nhiều ngành công nghiệp như ô tô, y tế, điện tử.
• Tính linh hoạt: Máy có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau (kim loại, nhựa, gỗ, cao su, sứ) chỉ bằng cách thay đổi dao cắt và chương trình gia công phù hợp.
• Tự động hóa và tăng năng suất: Máy có thể hoạt động liên tục, giảm thiểu sự can thiệp của con người, giảm sai sót và tối ưu hóa đường cắt, giúp tăng năng suất đáng kể so với gia công thủ công. Việc tích hợp hệ thống thay dao tự động (ATC) cũng góp phần giảm thời gian dừng máy.
• Tiết kiệm chi phí: Tự động hóa quy trình giúp giảm chi phí nhân công, tối ưu hóa vật liệu gia công, giảm phế liệu và rút ngắn thời gian sản xuất.
• Phù hợp cho sản xuất hàng loạt: Đối với các chi tiết có hình dạng phẳng, đơn giản, không yêu cầu thay đổi nhiều mặt, máy CNC 3 trục là lựa chọn lý tưởng cho sản xuất hàng loạt, đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng sản phẩm.

Nhược điểm:

• Hạn chế về khả năng gia công chi tiết phức tạp: Đây là nhược điểm lớn nhất. Máy CNC 3 trục chỉ có thể di chuyển dụng cụ cắt theo 3 phương cố định (X, Y, Z). Điều này có nghĩa là khó có thể gia công được các phôi hình học phức tạp, góc cắt bị hạn chế, ...
• Thời gian gia công có thể kéo dài: Do cần gá đặt lại chi tiết nhiều lần cho các mặt khác nhau hoặc để tiếp cận các vùng khó, tổng thời gian gia công cho một chi tiết phức tạp có thể bị kéo dài.
• Hao mòn dao cụ: Trong một số trường hợp, do hạn chế về góc tiếp cận, dao cắt có thể phải làm việc ở các góc không tối ưu, dẫn đến tuổi thọ dao cụ giảm và chất lượng bề mặt không đạt yêu cầu.
• Yêu cầu cao về việc lập trình và gá đặt nếu muốn tối ưu: Mặc dù việc lập trình cơ bản dễ, nhưng để tối ưu hóa quá trình gia công trên máy 3 trục cho các chi tiết có chút phức tạp, người lập trình và vận hành cần có kinh nghiệm để tìm ra các chiến lược gá đặt và đường chạy dao hiệu quả nhất.

Câu hỏi thường gặp:

1. Tôi là người mới bắt đầu, nên chọn loại máy CNC 3 trục nào cho việc học tập và vận hành ban đầu?

Trả lời: Đối với người mới bắt đầu hoặc làm sở thích, bạn nên ưu tiên máy CNC 3 trục mini (desktop CNC). Chúng thường có kích thước nhỏ gọn, giá thành phải chăng hơn, dễ lắp đặt và vận hành. Hãy tìm loại có cộng đồng hỗ trợ lớn để dễ dàng học hỏi và giải đáp thắc mắc (ví dụ: các máy sử dụng GRBL).

2. Tôi đang cân nhắc mua một máy CNC 3 trục cũ, có những rủi ro nào cần xem xét?

Trả lời: Mua máy cũ có thể tiết kiệm chi phí nhưng tiềm ẩn rủi ro:

• Độ mòn cơ khí: Kiểm tra độ rơ của các trục, vòng bi, ray trượt.
• Trục chính: Lắng nghe tiếng ồn lạ, kiểm tra độ rung, khả năng kẹp dao.
• Hệ thống điện/điều khiển: Đảm bảo các bộ phận điện tử hoạt động ổn định, không có dấu hiệu hư hỏng.
• Phần mềm: Kiểm tra xem máy có tương thích với các phần mềm điều khiển phổ biến không.
• Phụ tùng thay thế: Khó khăn trong việc tìm phụ tùng nếu máy quá cũ hoặc của thương hiệu ít phổ biến.
• Lịch sử bảo trì: Nếu có thể, tìm hiểu lịch sử sử dụng và bảo trì của máy.

3. Làm thế nào để ước tính chi phí cho một dự án gia công bằng máy CNC 3 trục

Trả lời: Để ước tính chi phí, bạn cần xem xét các yếu tố sau:

• Chi phí vật liệu: Giá của phôi vật liệu (gỗ, kim loại, nhựa...).
• Chi phí dao cụ: Dao phay, mũi khắc (sẽ hao mòn và cần thay thế).
• Thời gian gia công: Đây là yếu tố chính, bao gồm thời gian lập trình, thiết lập máy và chạy máy thực tế. Thời gian chạy máy phụ thuộc vào độ phức tạp của chi tiết, loại vật liệu và thông số cắt.
• Chi phí điện năng: Lượng điện tiêu thụ trong quá trình vận hành.
• Chi phí khấu hao máy: Tính toán phần giá trị máy được sử dụng cho dự án.
• Chi phí nhân công: Nếu bạn thuê người vận hành.
• Chi phí phụ trợ: Dầu cắt, hệ thống hút bụi, bảo trì nhỏ.

4. Những lỗi phổ biến nào thường gặp khi vận hành máy CNC 3 trục, và làm thế nào để khắc phục chúng một cách hiệu quả?

Khi gia công trên máy CNC 3 trục, một số lỗi mà bạn có thể gặp như sau: 

• Gãy/Mòn dao: Do thông số cắt sai, dao kém, kẹp phôi lỏng. Khắc phục bằng cách điều chỉnh thông số, dùng dao tốt, kẹp chắc.
• Bề mặt xấu: Do dao mòn, rung động, thông số sai. Khắc phục bằng cách thay dao, kiểm tra máy, điều chỉnh thông số.
• Sai kích thước: Do rơ trục, sai điểm gốc, lỗi G-code. Khắc phục bằng cách kiểm tra độ rơ, cài đặt gốc đúng, rà soát G-code.
• Máy dừng/Báo lỗi: Do quá tải, lỗi điện, va chạm. Khắc phục bằng cách kiểm tra tải, điện, khởi động lại phần mềm, kiểm tra đường chạy dao.

Nếu bạn đang có nhu cầu tìm hiểu về máy CNC, tìm mua mà chưa có định hướng chính xác, hãy liên hệ tới Đức Phong để được tư vấn, hỗ trợ:

THIẾT BỊ CƠ KHÍ ĐỨC PHONG

Hà Nội: Tầng 7, Căn số 32V5A, KĐT Văn Phú, phường Phú La, quận Hà Đông, TP. Hà Nội

Hotline: 0985779287 (Zalo)

website: ducphongstore.vn

Mail: Info@ducphong.vn

Hỗ trợ 24/7

Chi nhánh Hồ Chí Minh: 228/55, Thống Nhất, P. 10, Q. Gò Vấp, TP. HCM