■Định nghĩa cốt lõi:
MỘT máy lò xo là một loại máy móc công nghiệp chuyên dùng để sản xuất lò xo với nhiều hình dạng và thông số kỹ thuật khác nhau từ dây kim loại (như thép, thép không gỉ hoặc dây đồng) thông qua các quá trình như uốn, quấn và tạo hình.
Chức năng cốt lõi của nó là xử lý dây thẳng thành hình xoắn ốc hoặc các bộ phận kim loại phức tạp khác một cách hiệu quả, chính xác và liên tục với các đặc tính đàn hồi cụ thể. Sản phẩm chính của nó là các lò xo khác nhau.
■Các loại chính (theo nguyên lý hoạt động và mức độ tự động hóa):
--Máy lò xo thủ công:
Mô hình cơ bản nhất dựa vào tay quay hoặc đòn bẩy để cung cấp năng lượng.
Các thông số cơ bản như đường kính ngoài của lò xo và số lượng cuộn dây có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các “cam”, “bánh răng” hoặc “khuôn” khác nhau.
Máy này có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp nhưng hiệu quả sản xuất thấp và độ chính xác kém. Nó phụ thuộc vào kỹ năng của công nhân và phù hợp với sản xuất hàng loạt nhỏ hoặc sản xuất lò xo đơn giản.
--Máy lò xo đa năng (Máy lò xo cam/Máy lò xo cơ khí):
Loại máy lò xo công nghiệp phổ biến nhất. Nguồn năng lượng cốt lõi là một động cơ điện, thông qua hệ thống truyền động cam cơ học phức tạp, điều khiển chính xác trình tự chuyển động và biên độ của từng "dao định hình" (còn được gọi là "thước đo dây", "bánh xe cấp dây", "dao sân" và "dao cắt" cùng nhiều loại khác).
Trước khi sản xuất, một thợ thủ công giàu kinh nghiệm sẽ tự điều chỉnh góc cam, thay thế bánh răng và đặt chính xác vị trí cũng như hành trình của từng con dao theo bản vẽ lò xo. Quá trình này được gọi là "điều chỉnh máy".
Sau khi máy được điều chỉnh, nó có thể sản xuất hàng loạt cùng loại lò xo một cách ổn định và hiệu quả, với độ chính xác và tính nhất quán vượt xa so với máy lò xo thủ công. Nó phù hợp cho việc sản xuất lò xo có độ phức tạp vừa phải với khối lượng trung bình.
--Máy lò xo vi tính (Máy lò xo CNC):
Là loại máy lò xo tiên tiến và phổ biến nhất hiện nay.
Cốt lõi là một hệ thống điều khiển số bằng máy tính. Người vận hành nhập các thông số lò xo chi tiết (đường kính dây, đường kính ngoài, số cuộn dây, bước, hình dạng đầu, v.v.) thông qua phần mềm lập trình (thường sử dụng giao diện đồ họa), tạo ra chương trình gia công.
Động cơ servo trong máy trực tiếp điều khiển chuyển động độc lập của từng dao định hình (cấp dây, cuộn, điều khiển bước, cắt, v.v.), thay thế hoàn toàn cấu trúc cam cơ học phức tạp. Ưu điểm đáng kể:
Chuyển đổi cực nhanh: Thay đổi sản phẩm chỉ yêu cầu một chương trình mới, yêu cầu ít hoặc không cần điều chỉnh thủ công (chẳng hạn như thay dao cắt), giảm đáng kể thời gian thiết lập.
Độ chính xác cao: Điều khiển servo đảm bảo độ chính xác định vị lặp lại cho mọi chuyển động.
Cực kỳ linh hoạt: Dễ dàng tạo ra các lò xo có hình dạng cực kỳ phức tạp, uốn cong nhiều góc, móc đặc biệt và thậm chí cả dạng dây phức tạp (xem điểm tiếp theo).
Sản xuất ổn định và hiệu quả: Thích hợp cho việc sản xuất tự động nhiều loại sản phẩm, lô nhỏ và số lượng lớn.
--Máy tạo hình dây:
Đây có thể coi là sự mở rộng mạnh mẽ và linh hoạt hơn của máy lò xo vi tính.
Nó cũng sử dụng hệ thống CNC động cơ servo đa trục.
Sự khác biệt chính nằm ở số lượng trạm tạo hình tăng lên (thường là 8, 10 hoặc thậm chí nhiều hơn) và cấu hình công cụ linh hoạt hơn.
Nó có thể sản xuất không chỉ lò xo mà còn có thể sản xuất nhiều bộ phận uốn cong dây kim loại ba chiều phức tạp, chẳng hạn như kẹp, móc, giá đỡ, lò xo hình đặc biệt, khung ghế ô tô, giỏ xe đẩy hàng, v.v. Chức năng "công cụ tạo hình" của nó đa dạng hơn, bao gồm uốn, làm phẳng, dập, hàn (và đôi khi là tích hợp). Về cơ bản là một phần mở rộng chức năng của máy lò xo, nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng tạo dây chính xác hơn.
■Thành phần chính:
Hiệu quả: Giữ cuộn dây và cung cấp khả năng cấp dây ổn định, thường có khả năng kiểm soát độ căng.
Cơ chế làm thẳng: Làm thẳng dây cuộn trước khi vào khu vực tạo hình để đảm bảo độ chính xác khi tạo hình.
Cơ chế cấp dây: Được điều khiển bởi mô tơ servo (máy tính) hoặc cam cơ (máy đa năng), các con lăn đưa dây đến độ dài đã đặt một cách chính xác. Điều này rất quan trọng để có độ dài lò xo ổn định.
Cơ chế hình thành: Vùng lõi. Nó bao gồm nhiều "dao tạo hình" (dao uốn, dao ném, dao cắt, dao uốn, v.v.) có thể di chuyển độc lập hoặc kết hợp. Những con dao này di chuyển theo chương trình hoặc quỹ đạo cam-set, phối hợp với nhau để uốn, cuộn và cắt dây thành hình dạng mong muốn.
Hệ thống điều khiển:
Máy vạn năng: Hộp cam cơ, tay cầm điều chỉnh, bộ truyền bánh răng.
Máy tính/Máy tạo dây: Máy tính công nghiệp (bộ điều khiển CNC), bảng điều khiển (màn hình), bộ điều khiển servo. Thiết bị phụ trợ (Tùy chọn): Chẳng hạn như máy tra dầu tự động (dành cho dây bôi trơn), thiết bị gia nhiệt (đối với lò xo lớn cuộn nóng), khay nhận vật liệu tự động và thiết bị kiểm tra trực tuyến.
■Khả năng xử lý lõi:
Cuộn dây: Cuộn dây thành nhiều hình dạng lò xo xoắn ốc khác nhau, bao gồm hình trụ, hình nón, lồi và lõm.
Uốn: Tạo hình móc, vòng, cánh tay và các hình dạng khác ở các góc khác nhau ở đầu hoặc tâm của lò xo.
Kiểm soát độ cao: Kiểm soát chính xác khoảng cách (bước) giữa các vòng liền kề của lò xo xoắn ốc, có thể đồng nhất hoặc thay đổi.
Cắt: Cắt dây chính xác sau khi lò xo được hình thành.
Làm phẳng/Đục lỗ: Làm phẳng các đầu hoặc các khu vực cụ thể của lò xo thành hình dạng (thường được sử dụng trong các máy tạo dây).
Tạo các bộ phận định hình dây phức tạp: Thông qua việc uốn liên tục nhiều trạm, nhiều bước (chuyên môn của máy tạo dây).
■Ứng dụng:
Chế tạo lò xo: Đây là ứng dụng cơ bản và phổ biến nhất, dùng để sản xuất các loại lò xo nén, lò xo kéo, lò xo xoắn, lò xo sóng và các loại lò xo có hình dạng đặc biệt. Tạo hình dây chính xác: Máy này sản xuất nhiều bộ phận dây kim loại đòi hỏi uốn và tạo hình có độ chính xác cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết mọi lĩnh vực công nghiệp, bao gồm ô tô, điện tử, thiết bị y tế, đồ nội thất, công cụ phần cứng và hàng tiêu dùng.
■ Yếu tố lựa chọn:
Yêu cầu về sản phẩm: Độ phức tạp, yêu cầu về độ chính xác và phạm vi kích thước (đường kính dây, đường kính ngoài và chiều dài) của bộ phận lò xo/dây.
Quy mô sản phẩm: Lô nhỏ với nhiều loại (thích hợp cho máy tính), lô lớn với một loại duy nhất (thích hợp cho cả máy phổ thông và máy tính) và các bộ phận cực kỳ phức tạp (máy tạo dây).
Chi phí: Đầu tư thiết bị (máy thủ công > máy đa năng > máy tính > máy tạo dây), chi phí thiết lập/lập trình máy và chi phí hiệu quả sản xuất.
Yêu cầu vận hành: Khó khăn trong việc thiết lập máy (máy phổ thông dựa vào kinh nghiệm của người vận hành máy, trong khi máy tính tương đối trực quan để lập trình) và dễ vận hành.
■An toàn và vận hành:
Máy lò xo là loại máy trợ lực có nhiều bộ phận chuyển động và chịu lực lớn. Các quy trình an toàn phải được tuân thủ nghiêm ngặt trong quá trình vận hành (ví dụ: đeo kính bảo hộ, tránh mặc quần áo rộng và vận hành gần các bộ phận chuyển động mà không đeo găng tay).
Người vận hành cần được đào tạo để hiểu nguyên tắc, quy trình vận hành của máy và các rủi ro tiềm ẩn. Đặc biệt, những người vận hành máy phổ thông cần có nhiều kinh nghiệm về điều chỉnh cơ khí, trong khi những người vận hành máy máy tính cần nắm vững những kiến thức cơ bản về lập trình.