CANADA – Công ty Big Drum Precision Machining and Automation, có trụ sở tại thành phố Burlington, bang Ontario, Canada được thành lập từ năm 1997, dùng ứng dụng đường chạy dao đa trục trong máy công cụ để ứng dụng và phục vụ khách hàng là các công ty cung cấp các trang thiết bị trong ngành y tế.
Ông Brody Huk sử dụng tính năng Stock Model (1) để tạo ra một hình ảnh 3D, có thể điều khiển được cho từng giai đoạn phay. Khi thực hiện, ông chỉ cần áp dụng các đường chạy dao mới cho phần còn lại của phôi, giúp giảm thời gian gia công trên máy.
(1) Stock Model: là một tính năng hình học trong phần mềm Mastercam, dùng để biểu diễn trực quan chi tiết đang gia công nhằm hỗ trợ lập trình, xác định hoặc trực quan hóa.
Công ty Big Drum khởi nghiệp từ việc sản xuất các mô-đun máy đóng gói kem cho ngành công nghiệp sữa. Tuy nhiên, sau đó họ chuyển sang gia công các bộ phận của riêng mình và nhận sản xuất theo yêu cầu từ các doanh nghiệp địa phương khác. Những người đầu tư ban đầu đã bán công ty Big Drum và nghỉ hưu, với mong muốn công ty sẽ tiếp tục phát triển.
Hiện tại, công ty Big Drum đã có đủ năng lực để thực hiện các yêu cầu gia công có bản vẽ. Các thiết bị được gia công từ bản in do khách hàng cung cấp hoặc từ nhóm kỹ sư hỗ trợ phát triển sản phẩm của công ty Big Drum, đặc biệt là khi khách hàng cần chế tạo các thiết bị hiệu quả hơn và giá cả phải chăng hơn. Công ty Big Drum xử lý các bản thiết kế để đưa vào sản xuất, gia công, lắp ráp và đóng gói.
Chuyên môn của công ty Big Drum thậm chí còn thu hút sự chú ý của các doanh nghiệp ngành tự động hóa y tế. Một trong những khách hàng lớn nhất của công ty là một nhà sản xuất thiết bị y tế bằng hệ thống tự động.
Giống như ngành sản xuất, ngành y tế đang nhanh chóng áp dụng các hệ thống tự động để hợp lý hóa quy trình. Các hệ thống tự động này được sử dụng bên trong các phòng xét nghiệm để thực hiện các hoạt động như hút mẫu, nạp và chạy máy ly tâm và dán nhãn mẫu.
Khi ông Brody Huk, kỹ sư sản xuất, ngay từ khi mới vào làm việc tại công ty Big Drum, ông đã quen thuộc với phần mềm Mastercam CAD/ CAM của công ty CNC Software (có trụ sở tại quận Tolland, bang Connecticut, Mỹ). Ông đã tự học cách sử dụng phần mềm này trong thời gian không đến trường. Ông không chỉ hiểu rõ phần mềm để sử dụng tại công ty Big Drum trong việc sản xuất các chi tiết có độ chính xác cao, mà ông còn hiểu rõ và nhận thấy rằng phần mềm chưa được sử dụng hết tiềm năng của nó. Ông đã đề nghị giám đốc nâng cấp phần mềm và trình bày những gì nó có thể thực hiện trong công việc có độ dung sai cao. Ông Brody đã thay đổi cách thức hoạt động của công ty Big Drum. Nhưng đó không phải là thay đổi duy nhất.
Vì hiện tại phần mềm có khả năng làm nhiều việc hơn, nên công ty đã đầu tư thêm vào năng lực gia công của mình. Vào tháng 4/2023, công ty Big Drum đã lắp đặt máy công cụ đa trục đứng Matsuura MX-330 PC10 với 10 pallet và công suất 90-tool capacity. Việc đầu tư bổ sung này đã biến đổi họ từ một nhà máy chủ yếu gia công phay 2D và công việc tiện cơ bản, trở thành nơi có khả năng thực hiện bất kỳ ứng dụng đa trục 3D nào. Theo công ty, việc sử dụng máy đa trục đã giúp giảm đáng kể nhân công, thao tác thủ công và thiết lập máy; điều này cũng hứa hẹn sẽ mở rộng biên lợi nhuận sau mỗi quý.
Các sản phẩm trước đây được gia công bằng máy ba trục truyền thống, thì nay đã được áp dụng kỹ thuật đa trục.
Ông Brody nói rằng: “Với cách thức hoạt động của phần mềm, tôi có thể dễ dàng chuyển các chương trình từ máy ba trục sang và chỉ cần điều chỉnh một vài thứ”.
Một sản phẩm đang được gia công tại công ty Big Drum.
Để loại bỏ chính xác lượng vật liệu mong muốn, công ty Big Drum dùng ứng dụng đường chạy dao Dynamic Mill và phương pháp gia công theo phôi được thiết kế để loại bỏ vật liệu một cách thông minh.
Việc mã hóa diễn ra nhanh chóng và đơn giản, nghĩa là ông ấy có nhiều thời gian hơn để tập trung vào các bộ phận phức tạp hơn, như các thiết bị robot trong các hệ thống tự động hóa của công ty.
Công ty Big Drum đã sản xuất một loạt các loại tay kẹp robot trên máy công cụ đa trục mới của mình cho một khách hàng trong ngành tự động hóa phòng xét nghiệm y tế. Khách hàng là công ty sản xuất các hệ thống tự động di dời các mẫu y tế qua nhiều máy xét nghiệm khác nhau. Việc sản xuất cánh tay và kẹp đặc biệt phức tạp vì phải gia công 85% hợp kim nhôm 6061 (2) mà không làm mất đi độ ổn định của cánh tay robot. Bộ phận này không thể gia công được nếu không có công nghệ đa trục, giúp quá trình gia công hoàn thiện và mang lại lợi nhuận.
(2) Nhôm 6061: là một hợp kim đa dụng tuyệt vời, có độ bền cao, chống ăn mòn tốt và có tính hàn tốt. Nó được sử dụng cho tất cả các ứng dụng kết cấu chẳng hạn như hàng không, bán dẫn, đồ gá lắp và cố định. Nó có thành phần chủ yếu là nhôm, magiê và hợp kim silicon.
Một cánh quạt được cố định bằng kẹp, treo lơ lửng trong không gian với một miếng vải lót rất mỏng. Nếu cắt quá nhiều xung quanh miếng vải lót, phôi sẽ bị nhăn. Nếu cắt quá ít, phôi sẽ mất đi tính di động và phần lớn chức năng của nó. Để cắt bỏ một lượng an toàn vừa đủ, ông Brody dùng ứng dụng đường chạy dao Dynamic Mill của mình. Công nghệ Dynamic Motion, nhóm công cụ của ứng dụng Dynamic Mill, bao gồm nhiều phương pháp gia công nhận biết phôi được thiết kế để cắt bỏ vật liệu một cách thông minh. Phần mềm đường chạy dao Dynamic tính toán góc, tốc độ và độ sâu tốt nhất để dụng cụ cắt tiếp xúc với phôi và thực hiện các điều chỉnh tức thời thông qua các phép tính trong suốt quá trình gia công.
Trong quá trình phay, phoi loại bỏ khỏi vật liệu một cách nhanh chóng và chính xác. Phương pháp Dynamic Mill phay phôi và sau đó quay lại các vị trí đã xác định để khoan lỗ chính xác. Sau đó, ông Brody tạo một stock model cho nhóm các đường chạy dao.
Tính năng stock model tạo ra một hoạt động ảo 3D, có thể điều khiển các bộ phận cho từng giai đoạn phay. Khi kỹ thuật viên đã thành thạo, họ chỉ cần áp dụng các đường chạy dao mới cho phần còn lại, giúp giảm đáng kể các thao tác thừa tại máy. Ông Brody sử dụng một chuỗi các mô hình được cập nhật để theo dõi quy trình gia công và tìm ra phương pháp tiếp cận tốt nhất để loại bỏ phoi tiếp theo.
Ông Brody nói rằng: “Tôi điều khiển khi máy công cụ ngưng hoạt động để phôi tránh bị cắt khí (air cut) (3). Phần mềm theo dõi chính xác vị trí của tất cả vật liệu trong mỗi giai đoạn gia công.”
(3) Cắt khí (air cut): Thời gian cắt bằng khí là thời gian trong quá trình gia công khi dụng cụ cắt không chủ động loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Thời gian này xảy ra khi dụng cụ di chuyển từ điểm này sang điểm khác mà không thực sự tác động vào phôi, chẳng hạn như trong quá trình di chuyển nhanh giữa các thao tác hoặc khi di chuyển dụng cụ đến vị trí mới để cắt tiếp theo.
Tính năng stock model giữ các hoạt động được gắn với mô hình 3D và giúp ông Brody dễ dàng áp dụng các đường chạy dao Dynamic liên tiếp từ nhiều hướng và mặt phẳng khác nhau. Ông Brody nhận thấy mình thích sử dụng đường chạy dao Dynamic vì mẫu cắt tốt, tuổi thọ dụng cụ tăng và khả năng lặp lại hiệu quả.
Ông Brody có thể xem trên màn hình khi tay kẹp robot được gia công theo năm trục. Với phần mềm mô phỏng Mastercam, ông ấy có thể thực hiện từng giai đoạn của quy trình gia công theo thời gian thực. Khi mô phỏng diễn ra, nó tự động sàng lọc độ uốn quá mức trong vật liệu, bề mặt hoàn thiện kém và mất độ cứng. Khi các vấn đề được đánh dấu, chỉ cần một vài lần nhấn phím là đủ để thực hiện các điều chỉnh và đưa mã trở lại máy.
Ông Brody nói tiếp: “Thật tuyệt vời khi có bộ mô phỏng máy móc được tích hợp vào phần mềm Mastercam. Khi tôi mua công cụ, tôi có thể kết nối chúng trực tiếp vào phần mềm CAM của mình và kiểm tra sự va chạm và tránh né. Nó cực kỳ hữu ích trong việc giảm đường cong học tập (learning curve) (4) vì khi các công nghệ máy gia công năm trục của chúng tôi hoàn thiện, sẽ giúp giảm xử lý hậu kỳ bằng tay và giảm việc thiết lập máy móc.
(4) Đường cong học tập (learning curve): đề cập đến mối quan hệ giữa quá trình học tập và tích lũy kinh nghiệm đối với kết quả là những tiến bộ đạt được.
Ông Brody nói thêm rằng: “Phần mềm giúp dễ dàng nhập chương trình từ ba trục và chỉ cần làm lại một vài phần thay vì phải bắt đầu lại từ đầu. Tôi có thể lấy mã hoạt động rất nhanh chóng”.
Máy công cụ đa trục đứng Matsuura MX-330 PC10 của công ty Big Drum đã giúp giảm bớt nhân công, thao tác thủ công và cài đặt máy móc.
Khi tiếp tục nghiên cứu các ứng dụng của phần mềm CAD/ CAM, ông Brody ngày càng đánh giá cao mô phỏng. Nó giúp ông tránh được những lỗi do vết cắt, vết cắt khí và sự cố máy móc bất ngờ.
Trong thời gian rảnh rỗi, ông Brody có thể học hỏi nhiều hơn từ công ty In-House Solutions (có trụ sở tại thành phố Cambridge, bang Ontario, Canada). Ví dụ, công ty In-House đã giới thiệu cho ông về công cụ “tool library” của phần mềm, từ đây ông có thể đưa các công cụ ảo trực tiếp vào phần mềm của mình khi ông mua chúng. Khi ông thực hiện, các thông số kỹ thuật và dữ liệu sử dụng của chúng được lưu trữ, chờ được nhập cùng với các đường chạy dao gia công.
Các chuyên gia ứng dụng nội bộ cũng giúp ông Brody đặt hàng các thiết bị xử lý hậu kỳ, bộ phận quan trọng trong máy Matsuura của ông.
Ông Brody nói rằng: “Nếu tôi liên hệ họ, trong vòng một giờ, tôi có thể có một bộ xử lý hậu kỳ tốt, hoạt động không bị lỗi và kết hợp với chương trình mô phỏng của tôi”. Công ty In-House cũng cập nhật phần mềm của công ty Big Drum và thỉnh thoảng cung cấp chương trình đào tạo lập trình viên.
Để tự đào tạo thêm, nhóm kỹ thuật viên của công ty Big Drum đã sử dụng Mastercam University, một cổng thông tin trực tuyến với nhiều lớp tự học về các chủ đề như nguyên lý gia công, máy tiện cơ bản và gia công đa trục. Ông Brody luôn khuyến khích các lập trình viên của mình theo đuổi việc học tập liên tục và giám đốc công ty Big Drum đã tạo điều kiện cho tất cả nhân viên tham gia các khóa học.
Ông Brody nói tiếp: “Chúng tôi không ép buộc bất kỳ ai trở thành lập trình viên. Chúng tôi chỉ muốn mọi người đều có cơ hội phát triển”.
Để xem các tin bài khác về “Máy công cụ”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Canadian Metalworking
