Lập trình CNC (Computer Numerical Control) là quá trình tạo ra các hướng dẫn chi tiết dưới dạng mã lệnh, được gọi là chương trình CNC, để điều khiển máy CNC thực hiện các thao tác gia công tự động. Chương trình CNC chứa các thông tin về tọa độ, tốc độ, bước tiến và các thông số khác cần thiết để máy CNC thực hiện chính xác các hoạt động cắt, phay, khoan, tiện,... trên phôi gia công.

Các phương pháp lập trình CNC

Phương pháp lập trình CNC gồm có:

Phương pháp lập trình CNC thủ công (Manual Programming)

Lập trình CNC thủ công (Manual Programming) là phương pháp lập trình không sử dụng phần mềm hỗ trợ, mà người lập trình sẽ tự tính toán và viết mã lệnh điều khiển máy CNC dựa trên bản vẽ kỹ thuật và kinh nghiệm của mình. Đây là phương pháp truyền thống, đòi hỏi người lập trình có kiến thức chuyên môn sâu về gia công cơ khí, toán học và ngôn ngữ lập trình CNC. Tuy nhiên, lập trình CNC thủ công vẫn được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt, khi yêu cầu gia công đơn giản hoặc không có sẵn phần mềm CAM.

Quá trình lập trình CNC thủ công bao gồm các bước sau:

Bước 1:Nghiên cứu bản vẽ kỹ thuật: Phân tích bản vẽ chi tiết để hiểu rõ hình dạng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cần gia công.

Bước 2:Chọn máy CNC phù hợp: Lựa chọn loại máy CNC phù hợp với yêu cầu gia công, đảm bảo máy có đủ khả năng thực hiện các thao tác gia công cần thiết.

Bước 3:Lựa chọn dụng cụ cắt: Chọn loại dao phay, mũi khoan, dao tiện... phù hợp với vật liệu gia công và yêu cầu về độ chính xác, độ bóng bề mặt.

Bước 4:Xây dựng quy trình gia công: Xác định trình tự các bước gia công, lựa chọn các điểm bắt đầu và kết thúc, tính toán đường chạy dao và các thông số cắt.

Bước 5:Tính toán tọa độ: Tính toán tọa độ các điểm và đường trên chi tiết cần gia công để đưa vào chương trình CNC.

Bước 6:Xác định chế độ cắt: Chọn tốc độ trục chính, bước tiến, lượng chạy dao... phù hợp với vật liệu gia công và dụng cụ cắt.

Bước 7:Viết chương trình CNC: Viết các dòng mã lệnh CNC theo cú pháp của ngôn ngữ lập trình, bao gồm các lệnh di chuyển, lệnh cắt, lệnh thay dao...

Bước 8:Kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình: Chạy thử chương trình trên máy tính hoặc mô phỏng để kiểm tra lỗi và hiệu chỉnh nếu cần.

Bước 9:Chạy thử trên máy CNC: Chạy thử chương trình trên máy CNC với phôi mẫu để kiểm tra tính chính xác và hiệu quả của chương trình.

Bước 10:Điều chỉnh và hoàn thiện chương trình: Điều chỉnh và hoàn thiện chương trình CNC dựa trên kết quả chạy thử trên máy CNC.

Phương pháp lập trình tự động (sử dụng phần mềm CAD/CAM)

Phương pháp lập trình tự động, còn được gọi là lập trình CAM (Computer-Aided Manufacturing), là một phương pháp sử dụng phần mềm máy tính để tạo ra các chương trình CNC một cách nhanh chóng và chính xác. Phương pháp này giúp giảm thiểu thời gian và công sức của lập trình viên, đồng thời tăng tính chính xác và hiệu quả của quá trình gia công.

Các bước lập trình tự động:

Bước 1: Thiết kế mô hình 3D: Sử dụng phần mềm CAD (Computer-Aided Design) để tạo ra mô hình 3D của sản phẩm cần gia công. Mô hình này phải chính xác và chi tiết, bao gồm tất cả các thông tin về kích thước, hình dạng và dung sai.

Bước 2: Chuyển đổi mô hình 3D sang định dạng CAM: Sử dụng phần mềm CAM để chuyển đổi mô hình 3D sang định dạng mà phần mềm CAM có thể đọc được.

Bước 3: Lựa chọn công cụ cắt và các thông số gia công: Phần mềm CAM sẽ cung cấp cho bạn một thư viện các công cụ cắt và các thông số gia công khác nhau. Bạn cần lựa chọn công cụ cắt và các thông số gia công phù hợp với vật liệu gia công và yêu cầu của sản phẩm.

Bước 4: Tạo đường chạy dao: Phần mềm CAM sẽ tự động tạo ra đường chạy dao tối ưu cho quá trình gia công. Bạn có thể điều chỉnh đường chạy dao này theo ý muốn của mình.

Bước 5:Mô phỏng quá trình gia công: Phần mềm CAM cho phép bạn mô phỏng quá trình gia công trước khi thực hiện trên máy CNC. Điều này giúp bạn phát hiện và sửa chữa các lỗi trước khi chúng xảy ra.

Bước 6: Xuất chương trình CNC: Sau khi hoàn thành các bước trên, phần mềm CAM sẽ xuất ra chương trình CNC. Chương trình CNC này có thể được tải trực tiếp vào máy CNC để thực hiện quá trình gia công.

Điểm danh các phần mềm hỗ trợ lập trình CNC

Một số phần mềm hỗ trợ lập trình CNC được sử dụng phổ biến nhất gồm có:

Phần mềm CAD 

Phần mềm CAD (Computer-Aided Design), hay còn gọi là phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính, là một công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, từ kiến trúc, kỹ thuật đến sản xuất. CAD cho phép người dùng tạo ra các bản vẽ kỹ thuật 2D và mô hình 3D của các sản phẩm, chi tiết máy, công trình xây dựng... một cách nhanh chóng, chính xác và trực quan. Nhờ sự hỗ trợ của máy tính, việc thiết kế trở nên dễ dàng hơn, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm thời gian so với phương pháp vẽ tay truyền thống.

Phần mềm CAD cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ, giúp người dùng thiết kế các sản phẩm phức tạp một cách dễ dàng. Các tính năng cơ bản của CAD bao gồm vẽ đường thẳng, đường cong, hình học, tạo khối, lắp ráp, đo kích thước, tạo mặt cắt, tạo phối cảnh... Ngoài ra, các phần mềm CAD hiện đại còn tích hợp nhiều tính năng nâng cao như mô phỏng, phân tích ứng suất, tối ưu hóa thiết kế... giúp người dùng đánh giá và cải tiến sản phẩm trước khi đưa vào sản xuất.

Sự ra đời và phát triển của phần mềm CAD đã mang đến một cuộc cách mạng trong lĩnh vực thiết kế. Nó không chỉ giúp nâng cao năng suất và chất lượng công việc mà còn mở ra nhiều cơ hội sáng tạo cho các nhà thiết kế. Ngày nay, phần mềm CAD đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm, góp phần quan trọng vào sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp.

Phần mềm CAM 

Phần mềm CAM (Computer-Aided Manufacturing) là một công cụ không thể thiếu trong quá trình sản xuất hiện đại, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công CNC. Với khả năng chuyển đổi các bản vẽ kỹ thuật hoặc mô hình 3D thành các chương trình CNC chi tiết, phần mềm CAM giúp tự động hóa quá trình lập trình, giảm thiểu thời gian và công sức của người vận hành. Đồng thời, phần mềm CAM còn hỗ trợ mô phỏng quá trình gia công, giúp phát hiện và sửa chữa các lỗi trước khi đưa vào sản xuất thực tế, đảm bảo chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Phần mềm CAM không chỉ giúp đơn giản hóa quá trình lập trình CNC mà còn tối ưu hóa hiệu suất gia công. Nhờ các tính năng phân tích và tính toán thông minh, phần mềm CAM có thể tìm ra đường chạy dao tối ưu, giảm thiểu thời gian gia công và tiết kiệm vật liệu. Ngoài ra, phần mềm CAM còn hỗ trợ nhiều loại máy CNC khác nhau, từ máy phay, máy tiện đến các trung tâm gia công đa năng, đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng của các doanh nghiệp.

Sự phát triển của phần mềm CAM đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp chế tạo. Nhờ sự hỗ trợ của phần mềm CAM, các doanh nghiệp có thể nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất, đồng thời giảm thiểu chi phí và thời gian. Với những tính năng vượt trội và ứng dụng rộng rãi, phần mềm CAM đang trở thành công cụ không thể thiếu cho các doanh nghiệp muốn nâng cao năng lực cạnh tranh trong thời đại công nghiệp 4.0.

Phần mềm CAE