Khám phá “bí mật” trục chính tốc độ cao dòng máy CNC BT30 Taikan

Máy CNC BT30 Taikan (Drilling and Milling Machining Center) nổi bật với khả năng gia công nhanh – Có thể nhanh hơn 20% so với các dòng máy cùng phân khúc. Và một trong những yếu tố làm nên khả năng nhanh vượt trội của dòng sản phẩm này chính là trục chính tốc độ cao

Giới thiệu máy CNC BT30 Taikan (Drilling and Milling Machining Center)

Taikan được biết đến là thương hiệu máy CNC số 1 tại thị trường Trung Quốc và đang rất được ưa chuộng trên thế giới, với hơn 50 quốc gia sử dụng. Trong nhóm các sản phẩm máy CNC của Taikan thì máy CNC BT30 Taikan (Drilling and Milling Machining Center) có doanh số bán ra cao nhất, theo thống kê có hơn 20.000 máy bán ra/ năm. Đặc biệt, dòng T-500B kể từ khi ra mắt vào năm 2011 đến nay đã có hơn 100.000 máy xuất xưởng.

Máy CNC BT30 Taikan tích hợp các thao tác khoan, taro và phay, được thiết kế đa dạng chủng loại để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, bao gồm: Taikan T-500B/S/SE/B Plus/ BH, T-600B/S/SE, T-700B/S/SE, T-800/S, T-1000, T-1200/S, T-1300/S, T-1600/S, T-1800, T-2000….

Được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, do các chuyên gia hàng đầu nghiên cứu và sử dụng linh kiện chất lượng cao, máy CNC BT30 Taikan nổi bật với những ưu điểm vượt trội như:

• Thực hiện nhiều thao tác khoan, taro và phay trên một máy duy nhất
• Tích hợp spindle tốc độ cao (có thể lên tới ~24.000 vòng/phút), magazine chứa dao lớn và khả năng thay dao nhanh, hướng đến các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao
• Độ chính xác cao

Khác với các dòng máy truyền thống, máy CNC BT30 Taikan sở hữu trục chính tốc độ cao, sử dụng thiết kế truyền động tiên tiến và công nghệ điều khiển chính xác đa chiều, đạt được sự cân bằng giữa vận hành tốc độ cao và gia công chính xác, đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt tốc độ cao và độ chính xác cao.

Hiện nay, máy CNC BT30 Taikan được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như điện tử 3C, phụ tùng ô tô, gia công khuôn mẫu nhỏ và thiết bị y tế.. Bên cạnh đó, rất phù hợp để gia công các chi tiết bo mạch nhỏ, linh kiện dạng đĩa và vỏ phức tạp, cũng như gia công vỏ máy, khung, tấm và biên dạng nhẹ trong các lĩnh vực như năng lượng mới và 5G.

Khám phá nguyên lý hoạt động trục chính tốc độ cao dòng máy CNC BT30 Taikan

1. Nguyên lý hoạt động của trục chính tốc độ cao: chuyển đổi hiệu quả từ công suất sang chuyển động

Các dòng máy CNC BT30 Taikan truyền động trục chính tốc độ cao, sử dụng logic cốt lõi “truyền động trực tiếp + điều khiển chính xác”. Chúng hoàn toàn khắc phục những nhược điểm của truyền động đai truyền thống và áp dụng thiết kế trục chính điện tích hợp, tích hợp rotor động cơ và trục chính để đạt được truyền động “không khe hở”: Quá trình truyền động được chia thành ba bước chính:

Bước 1: Phát điện và truyền động

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu tần số cao tích hợp sẵn trên trục chính, được điều khiển bởi tín hiệu xung từ hệ thống CNC, chuyển đổi năng lượng điện trực tiếp thành động năng quay của trục chính. So với truyền động đai, thiết kế tích hợp này loại bỏ các dao động tốc độ do trượt đai và biến dạng đàn hồi, cho phép trục chính đạt tốc độ ổn định hàng chục nghìn vòng/phút, đáp ứng nhu cầu khoan hiệu quả các lỗ khoan nhỏ (ví dụ: 1-3 mm).

Bước 2: Điều khiển tốc độ và mô-men xoắn

Hệ thống truyền động được trang bị bộ biến tần và thuật toán điều khiển vector có độ chính xác cao, điều chỉnh động tốc độ trục chính và mô-men xoắn đầu ra theo các điều kiện gia công (như độ cứng vật liệu và kích thước lỗ). Ví dụ, khi gia công hợp kim nhôm, hệ thống tự động tăng tốc độ để nâng cao hiệu suất; khi gia công thép không gỉ, hệ thống sẽ giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn một cách thích hợp để tránh hư hỏng dụng cụ.

Bước 3: hệ thống điều khiển khởi động/dừng và phanh

Để đáp ứng nhu cầu khởi động và dừng thường xuyên của máy CNC BT30, hệ thống truyền động trục chính được tích hợp một bộ phận phanh phản ứng nhanh. Sau khi hoàn thành một lỗ, bộ phận phanh sử dụng phanh động hoặc phanh tái tạo để dừng trục chính trong thời gian rất ngắn, cho phép chuyển ngay sang trạm làm việc tiếp theo. Điều này giúp giảm đáng kể thời gian phụ trợ và cải thiện hiệu quả xử lý hàng loạt.

Xem thêm: Các dòng máy CNC BT30 Taikan

2. Công nghệ đảm bảo độ chính xác, kiểm soát đa chiều để ổn định chất lượng gia công

Kiểm soát chính xác trong vận hành tốc độ cao là cốt lõi kỹ thuật của máy CNC BT30 Taikan. Thông qua “tối ưu hóa cấu trúc + bù trừ thời gian thực”, độ chính xác gia công ở cấp độ micron đạt được:

(1) Thiết kế kết cấu: Xây dựng nền tảng vững chắc cho độ chính xác

Trục chính sử dụng kết hợp ổ trục gốm cường độ cao hoặc ổ trục bi tiếp xúc góc có độ chính xác cao. Ổ trục gốm, với hệ số giãn nở nhiệt thấp và khả năng chống mài mòn cao, giúp giảm nhiệt và mài mòn trong quá trình vận hành tốc độ cao. Cấu trúc tải trọng trước giúp loại bỏ khe hở ổ trục, giảm thiểu độ lệch hướng kính và chuyển động dọc trục.

Vỏ trục chính có cấu trúc rỗng, làm mát bằng nước với mạch nước làm mát tuần hoàn bên trong để tản nhiệt sinh ra từ hoạt động của động cơ và ma sát, ngăn ngừa sai lệch gia công do biến dạng nhiệt. Ví dụ, trong quá trình gia công ren liên tục, hệ thống làm mát giữ cho nhiệt độ trục chính dao động trong phạm vi ±2°C, đảm bảo độ chính xác của ren.

(2) Giám sát và bù trừ thời gian thực: Hiệu chỉnh lỗi động

Hệ thống trục chính được trang bị nhiều cảm biến để ghi nhận và hiệu chỉnh lỗi theo thời gian thực. Một thang đo dạng lưới thu thập dữ liệu vị trí và tốc độ trục chính theo thời gian thực. Nếu xảy ra sai lệch tốc độ, hệ thống CNC sẽ ngay lập tức điều chỉnh dòng điện động cơ để duy trì tốc độ ổn định.

Một cảm biến rung động sẽ theo dõi trạng thái hoạt động của trục chính. Nếu rung động phát sinh do mất cân bằng dụng cụ, hệ thống sẽ tự động giảm tốc độ hoặc kích hoạt báo động để ngăn ngừa sai lệch khẩu độ do rung động gây ra. Hơn nữa, hệ thống còn tích hợp các thuật toán bù sai số bước răng và bù độ rơ. Sử dụng dữ liệu lỗi được lưu trữ sẵn, hệ thống sẽ tự động hiệu chỉnh độ lệch dịch chuyển trục chính trong quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác và tính nhất quán của độ sâu khoan và bước răng taro.

(3) Kiểm soát độ chính xác kẹp dụng cụ

Đầu trục chính được trang bị một chuôi dao có độ chính xác cao (chẳng hạn như chuôi dao HSK) sử dụng định vị kép trên mặt côn và mặt đầu để đảm bảo độ đồng trục giữa chuôi dao và trục chính. Thiết bị làm sạch tự động loại bỏ dầu và mảnh vụn khỏi giao diện chuôi dao và trục chính trong quá trình thay đổi chuôi dao, ngăn ngừa tạp chất ảnh hưởng đến độ chính xác kẹp.

Một số model máy CNC BT30 Taikan còn tích hợp chức năng đo chiều dài dao tự động. Sử dụng đầu dò, hệ thống phát hiện độ lệch chiều dài dao và tự động bù trừ trong phạm vi thông số gia công, loại bỏ ảnh hưởng của lỗi lắp đặt dao đến độ chính xác gia công.

Nguyên lý truyền động trục chính tốc độ cao và công nghệ đảm bảo độ chính xác của máy CNC BT30 Taikan đạt được sự phối hợp giữa gia công tốc độ cao và điều khiển chính xác thông qua hiệu suất cao của hệ thống truyền động, độ chính xác của thiết kế kết cấu và tính thông minh của logic điều khiển.

Máy CNC BT30 Taikan không chỉ đáp ứng nhu cầu gia công linh kiện điện tử và linh kiện ô tô chính xác, mà còn cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật cho việc phát triển thiết bị khoan và taro hướng tới hiệu suất và độ chính xác cao hơn.