Máy chuyển trục quay (Rotary transfer machine) (1) phù hợp với sản xuất quy mô lớn, nhưng vẫn có thể đáp ứng tốt với sản xuất quy mô nhỏ.

(1) Máy chuyển trục quay: là một máy công cụ tổng hợp dùng để gia công kim loại, máy gồm nhiều máy công cụ xung quanh. Máy chuyển trục quay được sử dụng để sản xuất một lượng lớn các bộ phận trong thời gian chu kỳ ngắn. 

Theo truyền thống, máy chuyển trục quay được chế tạo để thực hiện các công việc cụ thể trong thời gian dài. Chúng có thể gia công các bộ phận hoàn chỉnh như phụ tùng ô tô, thiết bị thủy lực hoặc thiết bị khí nén chỉ trong vài giây. Điều đó cho thấy những người chế tạo loại máy này đã đưa tính linh hoạt vào thiết kế quy trình sản xuất của họ nhằm cho phép chuyển đổi sang các công đoạn gia công nhanh hơn.

Máy chuyển trục quay đa trạm di chuyển các chi tiết cần gia công được lắp trên bàn dọc hoặc ngang từ một trạm gia công này sang trạm gia công khác. Các kỹ thuật gia công khác nhau được thực hiện tại mỗi trạm cho đến khi chi tiết được hoàn thành. Số lượng trạm phụ thuộc vào kiểu máy. Nếu có tám vị trí kẹp trên bàn, vị trí đầu tiên được sử dụng để tải và bảy vị trí còn lại có thể thực hiện nhiều kỹ thuật gia công trên một chi tiết. Khi có nhiều bàn quay, mỗi chi tiết cần gia công sẽ được di chuyển đến một trạm làm việc khác nhau, tại đó các hoạt động gia công được thực hiện trên tối đa ba mặt của chi tiết. Sự kết hợp giữa việc nạp tự động chi tiết cần gia công và các hoạt động gia công đồng thời là lý do tại sao máy chuyển trục quay có thể gia công được nhiều sản phẩm một cách nhanh chóng. Tổng thời gian chu kỳ được xác định bởi thời gian hoàn thành gia công chậm nhất.

Tập đoàn Sema Technology Group có một số mẫu sản phẩm thuộc dòng Multi Transfer (MT). Các máy chuyển trục quay dòng C-Series hoạt động với hệ thống kẹp pallet, trong đó các phôi được gia công ở chế độ tĩnh hoặc quay và được định vị liên tục. Chúng được kẹp bằng cách sử dụng mâm cặp ba chấu, kẹp collet hoặc trục. Thiết kế mô-đun linh hoạt cho phép xử lý nhiều loại phôi và mở rộng hệ thống sau đó.

Công ty Gnutti đang thiết kế máy móc với tính linh hoạt cao. Ví dụ, máy Piccola của họ có thể gia công phôi đúc, phôi thanh và phôi cuộn. Gia công từ cuộn dây giúp loại bỏ nhu cầu thay đổi kích thước phôi mới và cho phép các nhà máy tận dụng tối đa vật liệu sử dụng vì không có phôi thừa. Máy có thể được cấu hình tối đa 56 đơn vị với ba trục CNC (2) theo ba cách (theo chiều dọc từ trên xuống, từ dưới lên và theo hướng xuyên tâm). Ngoài ra, máy Piccola có hệ thống thay dao đa trạm mới có thể chứa tới sáu dao. Điều này mang lại tính linh hoạt để thực hiện các kỹ thuật gia công khác nhau hoặc có dụng cụ dự phòng cho các hình thức gia công thường xuyên.

(2) CNC (Computer Numerical Control) là một dạng máy được điều khiển tự động dưới sự trợ giúp của máy tính. Các bộ phận trong đó tự động lập trình để hoạt động theo chuỗi sự kiện mà kỹ thuật viên thiết lập để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.

Một mẫu máy khác của công ty Gnutti, máy chuyển trục quay Double Front, sản xuất các bộ phận từ thanh gỗ. Máy có các trạm máy công cụ ở cả hai bên của trục đứng với bộ phận di chuyển từ bên này sang bên kia. Hai mâm cặp độc lập cho mỗi trạm có thể phân chia các kỹ thuật gia công tốt hơn mà không giới hạn các hoạt động gia công ngược.

Công ty Mikron cho biết đối với nền tảng chuyển quay MultiX, họ đã tập trung vào khả năng cấu hình, khả năng mở rộng và tính linh hoạt. Những máy này có khả năng xoay và trang bị tối đa ba công cụ tại mỗi trạm trong quá trình cắt.

Kỹ thuật viên lựa chọn đế máy; bàn chuyển từ bốn đến 24 trạm; các đơn vị gia công có thể hoán đổi (ba đơn vị gia công có thể hoạt động đồng thời tại mỗi trạm); hệ thống kẹp và định vị phôi, bao gồm hệ thống chuyển động trục B-C; trục chính (trục chính điện; trục chính đôi; trục chính chữ U, v.v.), thay đổi dụng cụ tự động (trục chính có bốn dụng cụ, đĩa có 12 dụng cụ hoặc đĩa trên và dưới mỗi đĩa có 12 dụng cụ); và hệ thống nạp/ dỡ (như robot gắp và đặt ba trục tiêu chuẩn và robot sáu trục).

Tất cả các đơn vị gia công tiêu chuẩn đều có thể thay đổi và tái định vị chính xác; do đó, một máy được cấu hình cho một công việc có thể được cấu hình lại cho một công việc khác bằng cách trao đổi các đơn vị gia công. Ngoài ra, có sẵn các giá đỡ dụng cụ khác nhau và nhiều dụng cụ có thể được gắn trên mỗi đơn vị. Khái niệm giữ dụng cụ “zero-point” (3) cho phép tái định vị và thay đổi nhanh chóng.

(3) Hệ thống giữ dụng cụ zero-point: cho phép kỹ thuật viên tải/ dỡ bộ phận giữ dụng cụ đến/ từ các đồ gá cố định đặc biệt được gắn trên bệ máy công cụ.

Máy chuyển trục quay PortaCenter của công ty Porta được phát triển để đáp ứng nhu cầu sản xuất hỗn hợp cao, họ cho biết các bộ phận chức năng vẫn tiếp tục được bổ sung, nhưng kích thước máy đang được thu nhỏ. Các mẫu máy tiêu chuẩn có ba trạm gia công bốn trục và một trạm tải/ dỡ và cung cấp phôi — trong một đơn vị duy nhất — một giải pháp thay thế cho nhiều máy gia công ngang bốn trục thông thường (HMC – horizontal machining center). Điều này giúp giảm các chi phí như đồ gá, dụng cụ, nhân công, diện tích sàn, công tác kiểm tra và tiện ích trong khi vẫn có khả năng chuyển đổi nhanh chóng sang các kỹ thuật gia công mới. Trên thực tế, công ty cho biết các trục A và U bổ sung của máy chuyển trục quay PortaCenter cho phép gia công các bộ phận trong một lần thiết lập mà máy gia công ngang HMC thông thường không thể thực hiện.

Máy chuyển trục quay PortaCenter 400 là máy thế hệ thứ năm của công ty, cung cấp ba trục chính HSK 63 độc lập để gia công phôi có kích thước 400 mm (trạm thứ tư dùng để nạp/ dỡ). Trên thực tế, máy này được kết hợp từ ba máy gia công ngang với trục thứ tư liên tục và khóa tiêu chuẩn và trục thứ năm là tùy chọn.

Máy chuyển trục quay Force CNC mới của công ty Hydromat, có hệ thống cơ điện trục vitme bi (ballscrew) (4) dạng mô-đun với các tùy chọn cho cấu hình trục quay từ một đến bốn trục, với các chức năng như tiện, khoan, cắt ren, phay ren, cắt ren một điểm, tạo hình và phay. Máy Force có thể trang bị 12 hoặc 16 trạm gia công ngang và sáu hoặc tám trạm gia công dọc. Máy được trang bị các cụm trục quay Force 50/150, hệ điều hành FANUC cung cấp công nghệ cho tính năng học máy và chức năng bẻ phoi (chipbreaking) (5). Các cụm này được trang bị tiêu chuẩn với một động cơ servo trục C để tương thích với kỹ thuật cắt ren hoặc tiện một điểm, cũng như động cơ/ vitme bi ghép trực tiếp cho trục Y và Z.

(4) Trục vitme bi (ballscrew): Là thiết bị biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến theo cơ chế con vít bu lông (đai ốc bi). Sự tiếp xúc giữa trục vít và đai ốc là một lớp bi thép có tác dụng giảm thiểu tối đa lực ma sát trượt, đem lại chuyển động trơn tru, chính xác và đảm bảo cho thiết bị hoạt động liên tục, bền bỉ, hiệu quả trong thời gian dài.

(5) Bẻ phoi (chipbreaking): Chức năng bẻ phoi của lưỡi cắt là một phần quan trọng nhằm kiểm soát quá trình tạo ra mảnh phoi khi tiện. Cơ cấu này được thiết kế để tạo ra các mảnh phoi có kích thước và hình dạng mong muốn, đồng thời giúp kiểm soát và quản lý quá trình cắt.

Nhưng cuối cùng, giám sát máy móc là điều quan trọng để duy trì công việc kiểm soát quy trình ngay cả khi sản xuất quy mô nhỏ. Ví dụ, công ty Buffoli cho biết máy móc của họ cung cấp tính linh hoạt để tích hợp với các hệ thống tự động hóa tiên tiến, thiết bị rửa, kiểm tra, đo lường, lắp ráp, thử nghiệm, xếp pallet cũng như các thiết bị ngoại vi bổ sung như đầu đọc thẻ RFID (7), máy tính bảng, điện thoại thông minh và camera giám sát. Công ty cho biết điều này thể hiện sự hội nhập theo chiều ngang (horizontal integration) (6) với các hoạt động của ngành công nghiệp 4.0.

(6) Hội nhập theo chiều ngang (horizontal integration): là quá trình của một công ty gia tăng sản xuất hàng hóa hoặc dịch vụ ở cùng một phần của chuỗi cung ứng. Một công ty có thể làm điều này thông qua việc mở rộng, mua lại hoặc sáp nhập nội bộ.
(7) Thẻ RFID (Radio Frequency Identification): là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến. Khi đó cả hai thiết bị hoạt động thu phát sóng trong cùng tần số và tần số đó thường được sử dụng trong RFID là 125Khz hoặc 900Mhz.

Về mặt tích hợp theo chiều dọc (vertical integration) (8) với ngành công nghiệp 4.0, công ty cho biết họ cung cấp dịch vụ trao đổi dữ liệu với phần mềm lập kế hoạch nguồn lực doanh nghiệp (ERP – enterprise resource planning), thu thập dữ liệu thời gian thực, báo cáo và cảnh báo, giám sát/ khả năng thích ứng của quy trình, bảo trì dự đoán, quản lý hiệu quả năng lượng, v.v.

(8) Tích hợp theo chiều dọc (vertical integration): là một sự sắp xếp trong đó chuỗi cung ứng của một công ty thuộc sở hữu của công ty đó. Thông thường mỗi thành viên của chuỗi cung ứng sản xuất một sản phẩm khác nhau hoặc dịch vụ và các sản phẩm kết hợp để đáp ứng nhu cầu chung. 

Để xem các tin bài khác về “Máy chuyển trục quay”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Production Machining