Thụng thường khi gia cụng trờn mỏy NC,CNC cho độ chớnh xỏc cao hơn trờn mỏy thường, tỉ lệ phế phẩm rất ớt hoặc hầu như khụng cú. Sự khỏc biệt về quỏ trỡnh gia cụng chi tiết cơ khớ trờn mỏy NC,CNC so với mỏy thường chớnh là việc thay thế sự điều khiển trực tiếp của thợ đứng mỏy bằng việc lập chương trỡnh gia cụng NC theo ngụn ngữ lập trỡnh quy định và mỏy NC,CNC thong qua hệ điều khiển bằng số cũng tạo điều kiện gia cụng đạt hiệu quả cao cỏc mặt định hỡnh phức tạp (3D).
Túm lại, những ưu điểm nổi bật của mỏy gia cụng NC,CNC là:
Toàn bộ quỏ trỡnh gia cụng (cắt vật liệu) được thực hiện tự động nờn đạt được chớnh xỏc cao, khụng phụ thuộc vào tay nghề của thợ vận hành mỏy.
Gia cụng chi tiết đạt độ chớnh xỏc cao, sai lệnh về kớch thước cú thể nhỏ hơn 0,001 mm.
Tạo được cỏc bề mặt cú biờn dạng phức tạp (mặt cong lồi, lừm phức tạp) nhờ cỏc dạng điều khiển phự hợp (3D,4D,5D,…).
Động cơ điều khiển vụ cấp (servomotor) cho phộp gia cụng với chế độ cắt tối ưu.
Cú chức năng hiệu chỉnh (bự) dao trong quỏ trỡnh cắt, hạn chế ảnh hưởng của lượng mũn dao, đảm bảo tạo ra biờn dạng bề mặt gia cụng phức tạp theo cỏc kớch thước lập trỡnh NC.
Cỏc trung tõm gia cụng, tế bào gia cụng CNC cũn cú thờm chức năng cung ứng, thay đổi dụng cụ và phụi tự động linh hoạt.
Vấn đề cần phải xem xột cẩn thận ở đõy là hiệu quả thực tế do kỹ thuật gia cụng NC,CNC mang lại nếu nú được ứng dụng trong sản xuất.
Núi chung, hiệu quả kinh tế mà giải phỏp đầu tư sử dụng một hoặc nhiều mỏy gia cụng NC,CNC mang lại trong sản xuất là hoàn toàn tuỳ thuộc vào những điều kiện sau đõy:
Phạm vi ứng dụng của kĩ thuật của kỹ thuật gia cụng NC, CNC thường là trong phạm vi 5…500 chitiết/loạt. Cỏc chi phớ chớnh phải chịu khi gia cụng trờn mỏy thường (khụng phải là mỏy NC, CNC) như: phớ tổn về thời gian điều chỉnh mỏy, phớ tổn về gỏ lắp và dụng cụ chuyờn dựng thường cú giỏ trị lớn; nhưng lại cú giỏ trị thấp hơn nhiều khi gia cụng trờn mỏy NC, CNC.
2. Độ phức tạp của chi tiết gia cụng
Chi tiết cơ khớ cú độ phức tạp cao được gia cụng dễ dàng hơn và nhanh hơn trờn mỏy NC, CNC. Cỏc tiến trỡnh cụng nghệ NC chỉ cần lập trỡnh một lần, nhưng lại cú thể sử dụng lặp lại nhiều lần một cỏch chớnh xỏc trờn cỏc mỏy gia cụng NC, CNC tương ứng.
3. Những thay đổi về kết cấu chi tiết
Khi gia cụng trờn mỏy thường, kết cấu chi tiết thay đổi sẽ gõy ra chi phớ cao về điều chỉnh và chuyển đổi cụng nghệ và tổ chức sản xuất. Ngược lại, khi gia cụng trờn mỏy NC, CNC nếu kết cấu chi tiết thay đổi chỉ cần thay đổi vật mang tin(phương tiện ghi nhận và chuyển tiếp chương trỡnh gia cụng NC), vớ dụ: băng lỗ, đĩa CD, cũn gỏ lắp dụng cụ thường khụng phải thay đổi.
4. Thời gian chuẩn bị sản xuất
Khõu chuẩn bị sản xuất cho sản phẩm mới được thực hiện nhanh hơn nếu dựng mỏy gia cụng NC, CNC. Như vậy sẽ tạo điều kiện để sản phẩm mới chiếm lĩnh thị trường nhanh hơn, nhờ đú tạo sức cạnh tranh mạnh hơn cho hóng sản xuất.
5. Chi phớ dụng cụ
Dựng mỏy gia cụng NC, CNC cú thể giảm được chi phớ về dụng cụ cắt nhờ ứng dụng giải phỏp tối ưu hoỏ tuổi bền dụng cụ cắt. Ở mỏy NC, CNC giải phỏp thớch nghi tối ưu tốc độ quay của trục chớnh mỏy và tốc độ tiến dao trong phạm vi đặc biệt được vận dụng.
6. Chi tiết đắt tiền
Cỏc chi tiết cơ khớ phải chế tạo từ vật liệu đặc biệt và đắt tiền, vớ dụ: kim loại màu, hợp kim cao cấp, cú tỉ lệ cắt gọt cao ( tới 95%), đặt ra yờu cầu là: khi gia cụng phải đảm bảo đạt độ tin cậy cao nhất, bởi vỡ khi cú phế phẩm khụng những chỉ gõy ra lóng phớ về tiền mà cũn kốm theo nhiều phiền phức khỏc như khụng đảm bảo thời hạn sản xuất.
Cỏc hệ thống giỏm sỏt hữu hiệu được lắp ở cỏc mỏy gia cụng NC, CNC tạo khả năng gia cụng đạt độ an toàn và tin cậy tối đa.
7. Kiểm tra chất lượng gia cụng
Trờn mỏy thường, khõu kiểm tra chất lượng gia cụng gồm nhiều phộp đo phức tạp, tốn thời gian và chi phớ cao, nhưng kộm tin cậy. Khi gia cụng trờn mỏy NC,CNC nhờ tiến trỡnh gia cụng được hệ NC,CNC đảm bảo thực hiện đều đặn, tin cậy mà khõu kiểm tra chất lượng gia cụng được giới hạn và đảm bảo tin cậy trong phạm vi thực hiện cỏc phộp thử.
8. Diện tớch sản xuất
Khi dựng mỏy NC,CNC thỡ diện tớch sản xuất được tận dụng tối đa và tăng được số lượng chi tiết chế tạo trờn 1m2 diện tớch sản xuất mà khụng cần phải cú giải phỏp xõy dựng tốn kộm. Mặt khỏc, dựng mỏy NC,CNC cũn cú lợi là khụng phải xõy dựng mở rộng kho dụng cụ và gỏ lắp.
9. Hợp tỏc và phối hợp sản xuất
Cỏc cơ sở hợp tỏc/liờn kết sản xuất bờn ngoài hoặc cỏc phõn xưởng vệ tinh ở xa cú thể phối hợp với nhau dễ dàng hơn nhiều khi dựng mỏy NC,CNC, bởi vỡ nhờ giải phỏp sử dụng cỏc vật mang tin (băng lỗ, đĩa mềm, đĩa CD) được phõn phối từ trung tõm cú thể đảm bảo cung cấp và đỏp ứng tốt cỏc chi tiết đạt kớch thước yờu cầu với tỉ lệ chi phớ hợp lý.
10. Gia cụng thử nghiệm trước khi chế tạo hàng loạt
Cụng việc này khi thực hiện với mỏy NC,CNC là kinh tế hơn so với mỏy thường: Trước hết, khi sản xuất hàng loạt lớn bắt đầu, nền sản xuất được triển khai trờn cỏc mỏy Transfer. Bờn cạnh sự ưu tiờn duy trỡ hoạt động của cỏc mỏy Transfer là khả năng cú thể gia cụng cỏc chi tiết thay thế, với độ lớn loạt nhỏ nhất, trờn cơ sở vật mang tin (băng lỗ) dựng cho gia cụng tạo mẫu (prototyp) trong nhiều năm với hiệu quả đặc biệt.
11. Thời gian gia cụng
Thời gian gia cụng được xỏc định chớnh xỏc ở mỏy NC,CNC. Như vậy cú thể xỏc định thời gian chớnh xỏc cho cỏc khõu gia cụng tiếp theo và cho cỏc tiến trỡnh kiểm tra, qua đú cú thể đạt hiệu quả sử dụng thiết bị hợp lý.
12. Kho chứa chi tiết thành phẩm
Tương tự như khõu lưu trữ và bảo quản bỏn thành phẩm, khõu lưu kho cỏc chi tiết thành phẩm cũng tạo ra khoản chi phớ lớn cho một xớ nghiệp. Mặt khỏc, tuỳ theo kớch thước của cỏc chi tiết thành phẩm mà sẽ cú nhu cầu diện tớch kho chứa lớn. Nếu như mục 10 đó nờu, khõu gia cụng lại cú khả năng thực hiện với số lượng rất ớt trờn mỏy NC,CNC thỡ cú thể giảm đỏng kể chi phớ về kho chứa khi dựng mỏy NC,CNC.
13. Nhiều thao tỏc/bước cụng nghệ trong một lần gỏ phụi gia cụng
Khả năng thực hiện nhiều thao tỏc/bước cụng nghệ trong một lần gỏ phụi gia cụng là thực hiện trờn mỏy NC,CNC , đặc biệt là ở cỏc trung tõm gia cụng (MC=manufacturing centre). Thao tỏc chuyển đổi/điều chỉnh tốn kộm và cỏc kho chứa trung gian là khụng cũn cần thiết khi dựng mỏy NC,CNC. Đõy cũng là tiờu chuẩn quyết định đối với cỏc hệ thống gia cụng linh hoạt (FMS=Flexible Manufacturing System).
14. Chi tiết cú chất lượng tốt hơn
Dựng mỏy NC,CNC nghĩa là thực hiện khõu gia cụng chi tiết cơ khớ trờn dõy chuyền gia cụng mà ảnh hưởng của con người gia cụng hầu như loại trừ, làm cho chất lượng chi tiết đảm bảo tốt hơn. Nghĩa là cú thể giảm được thời gian lắp rỏp sản phẩm, vỡ khối lượng cụng việc sửa
lại chi tiết khi lắp rỏp khụng nhiều, cú khi khụng cần thiết nữa.
15. Thời gian lưu thụng ngắn hơn
Thời gian lưu thụng của đối tượng gia cụng trờn dõy chuyền cụng nghệ là ngắn hơn nhiều nếu dựng mỏy NC,CNC do giảm được thời gian chờ đợi và lưu kho của cỏc chi tiết gia cụng; cũn khi dựng mỏy thường thỡ cỏc thành phần thời gian này chiếm tới 95% tổng thời gian lưu thong.
16. Xử lý trực tiếp
Hệ NURBS (Not Uniform Rational B-Splines) của cỏc hệ thống CAD dựng cho cỏc bề mặt định hỡnh phức tạp (mặt cong lồi/lừm phức tạp) tạo điều kiện lập trỡnh NC nhanh hơn, vỡ xử lý trực tiếp cỏc dữ liệu thiết kế trong giải phỏp liờn hoàn CAD/CAM-CNC, giảm thời gian chuẩn bị cụng nghệ, loại trừ sai số hỡnh học, tạo ra cỏc chi tiết chớnh xỏc hơn. Đõy là bước cần thiết quan trọng để đi vào khõu gia cụng bằng số (Digital Manufacturing) ở mức hoàn thiện hơn.
Giỏ trị khoản đầu tư cần thiết để mua sắm và sử dụng một mỏy gia cụng NC,CNC rất lớn (hàng trăm triệu thậm chớ vài tỷ đồng); do vậy phải xem xột hiệu quả kinh tế ứng với giải phỏp này trờn cở sở so sỏnh với mỏy thường (mỏy khụng điều khiển NC,CNC).
Tại cỏc nước cụng nghiệp phỏt triển ở Tõy Âu, tỷ lệ mỏy NC,CNC dựng trong sản xuất tại cỏc hóng cơ khớ cũng chưa phải là nhiều hơn hẳn so với mỏy thường. Ở đõy, cỏc mỏy NC,CNC hầu như được dựng ở những khõu quan
trong/những khõu thắt (cú yờu cầu chớnh xỏc cao) trong quỏ trỡnh gia cụng chi tiết cơ khớ.
Quyết định đầu tư mua sắm mỏy NC,CNC trong sản xuất dựa trờn hiệu quả kinh tế do loại mỏy này mang lại so sỏnh với mỏy thường như sau:
1 1 2 2 (C EK ) (C EK ) Q N (đ/năm)
Trong đú: Q -Hiệu quả kinh tế, đ/năm
C1 -Giỏ thành cụng nghệ gia cụng chi tiết cơ khớ trờn mỏy thường, (đ/chi tiết).
C2 -Giỏ thành cụng nghệ gia cụng chi tiết cơ khớ trờn mỏy NC,CNC , (đ/chi tiết).
E -Đại lượng nghịch đảo của thời hạn hoàn vốn mua sắm mỏy NC,CNC (vớ dụ : nếu thời hạn hoàn vốn mua sắm mỏy là 5 năm thỡ E=1/5=0.2).
K1 -Chi phớ đầu tư cho mỏy thường (đ/chi tiết)
K2 -Chi phớ đầu tư cho mỏy NC,CNC (đ/chi tiết)
N -Sản lượng chi tiết cần gia cụng (chitiết/năm)
Chi phớ về cụng nghệ (C1,C2) để gia cụng chi tiết cơ khớ (đ/chi tiết) thường được xỏc định theo cỏc thành phần như sau:
Đ -Chi phớ về điện năng tiờu thự để gia cụng S -Chi phớ về bảo dưỡng, sửa chữa mỏy gia cụng P - Chi phớ về nhà xưởng gia cụng
M -Chi phớ về lập chương trỡnh gia cụng CNC Nghĩa là:
+ Chi phớ cụng nghệ trờn mỏy thường: C1= L1+ Đ1+ S1+ P1
+ Chi phớ gia cụng trờn mỏy NC, CNC C2= L2+ Đ2+ S2+ P2+ M Túm lại, những lợi ớch khi dựng mỏy CNC là:
Nõng cao độ chớnh xỏc gia cụng vỡ hệ đo lường dịch chuyển của hệ điều khiển NC, CNC cú sai lệch nhỏ hơn 0,001mm, nhờ đú mà hạn chế và cú thể loại trừ cụng việc thủ cụng (cạo sửa nguội) sau khi gia cụng trờn mỏy NC, CNC.
Khụng cần dựng đồ gỏ chuyờn dựng để gỏ đặt phụi gia cụng Tập trung nguyờn cụng cao ( gia cụng nhiều bề mặt khỏc nhau
trờn chi tiết chỉ trong một lần gỏ phụi trờn mỏy gia cụng NC, CNC), nhờ đú mà rỳt ngắn thời gian sản xuất và giảm chi phớ vận chuyển.
Giảm thời gian đào tạo thợ vận hành mỏy gia cụng: vỡ khi dựng thường thỡ thời gian đào tạo một thợ lành nghề là 5..7 năm, cũn nếu dựng mỏy NC, CNC thỡ chỉ cần đào tạo thợ với thời gian 3..6 thỏng ( thường là ở dạng tham gia khoỏ tập huấn vận hành và lập trỡnh gia cụng NC tại hóng chế tạo mỏy trong phạm vi hợp đồng mua bỏn mỏy NC, CNC).