xây dựng chương trình điều khiển số bằng c++ builder

Bước thực hiện việc cải tạo nâng cấp một hệ thống máy móc đầu tiên là thay thế hệ thống điều khiển cũ, điều khiển tay bằng một thiết bị điểu khiển có thể lập trình được nhằm làm cho mạc

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

NHAN XET CUA GIAO VIEN

De BA Beep cece BoE IẮ, đều tác tần BOR fake

wow COA tiện, ma ¬ SN na were ET Seve tote ke OX eae

"` sony Huy, “ấn we ^ Aes ky

FREEMAN EEO Omen ee mee E He TRENT DEO OES SEE OH EEE SEDO AOU EE SESE ES DES HEEOTERSHESEET ESE ON ESHES EERSTE OE OEP OEE EED GEESE EEE ES

POSH EEN HERERO OREN E OT ERD E ETE T EHR OEE O EEE ERODES OG HEH SOOO RENN DSHSSE SHEERS SHEETS SESE OREOUOL EDO RD HOE EERE THEE ES

Gido vién

(Ký và ghi rõ họ tên)

“4

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa để từng bước

bắt kịp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế

và xã hội Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc

phát triển kinh tế Việc tự động hóa là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi

lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh

mạnh mẽ trên thị trường

Các trang thiết bị máy móc phục vụ trong công nghiệp ở nước ta đa số còn lạc hậu song do nhu cầu sản xuất số máy này vẫn được khai thác Với nguồn vốn đầu tư mới hạn hẹp do đó bên cạnh việc mua sắm những trang thiết

bị mới, hiện đại cần phải cải tạo nâng cấp các hệ thống thiết bị máy móc cũ để đáp ứng cho việc sản xuất Việc nâng cấp các hệ thống này nhằm nâng cao mức

độ tự động hóa, tăng năng suất trong sản xuất Bước thực hiện việc cải tạo nâng

cấp một hệ thống máy móc đầu tiên là thay thế hệ thống điều khiển cũ, điều khiển tay bằng một thiết bị điểu khiển có thể lập trình được nhằm làm cho mạch điểu khiển của hệ thống gọn nhẹ, hoạt động chính xác đáng tin cậy hơn và quan trọng nhất là đễ dàng thay đổi chương trình điều khiển khi có yêu câu CNC là

một thiết bị điều khiển công nghiệp mới đã và đang được sử dụng rộng rãi ở

Việt Nam

Vấn để tự động hóa trong công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay và nâng cao hăng suất lao động, là một trong những để tài được các bạn sinh viên, các thầy cô ở những trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều nhất Việc

“Xây dựng chương trình điều khiển số bằng C++ Builder” dùng cho máy CNÑC

là nội dung của tập Đồ án tốt nghiệp mà em muốn trình bày.

LOI CAM ON

Cuốn luận văn này được hoàn thành theo đúng thời gian quy

định của nhà trường cũng như của khoa.Việc đạt được kết qua nhu

trên không chí là sự nỗ lực của em mà còn sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt

tình của giáo viên hướng dẫn, của quý thầy cô và các bạn sinh viên

^

Trước tiên em xin cám ơn sự dạy dỗ, chỉ bảo của quý thây cô

trong khoa, đặc biệt là các thây cô đã dạy và truyền đạt kiến thức

cho em trong suốt hơn 4 năm học qua

Sự giúp đỡ của Thây Bùi Thanh Luân trong quá trình làm em

luận văn tốt nghiệp thầy đã tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu và

» gre LA a + a + 2 ^ ` a ak + `

tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt đỗ án này

Xin cấm ơn các bạn sinh vién trong khoa đã giúp đỡ em rất nhiều

mặt như : tìm thông tin, tài liệu, sách vở và góp ý kiến trong quá trình

Ầ

em làm đồ án

Sinh viên thực hiện

TRAN THI THU THAI

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BANG C++ BUILDER

Chương 1 : Giới thiệu sơ lược về điều khiển số CNC

1.1 Lịch sử phát triển máy điều khiển sO CNC vic cccccccssscssecsssecssesesessscssesessaveceessereessees 1 1,1,1 Lịch sử phát trIỂn : 2s 56c tt E111 0112111215 1E eeerereree 1

1.1.2 May NC (Numerical Control ) cccccccccccscccsssescccsscsssesevccecsesvevevecsecevevereesevess 4 1.1.3 May CNC (Computer Numerical Control) .cccccccccccccsesscssscseseseversceseecevees 5 1.2 Giới thiệu điều khiển theo chương trình sỐ - TnHnn TH nh ch ng Hy nhưng 6

co + 6

1.2.2.1 DiSu KMEM oes eccceseessssneecsssssesessseesssssecsssvessssseeesssiessssnesessseveessaes 8 1.2.2.2 Điều khién sO NC (Numeric Control) cccccscccssssssesssssvesssseeesesevecseres 8 1.2.2.3 Điều khiển số bằng máy tinh (CNC) .ccesccssscssssesetseseseseeesseeeaeeeees 8 1.2.2.4 Máy công cụ điều khiển theo chương trình số (M-CNC) 9

1.2.3 Hệ tọa độ máy - LH HH HT TH 515111 TH nen 9

1.3 Chuyển động nội suy

1.3.1 Phương thức di chuyển đao - 5c ch HH 2 xe 10

1.3.1.1 Di chuyển điểm tới điểm (PTP) 5 St S11 2122112211221 cxxe 10

1.3,1.2 Di chuyển theo biên dạng (COn{OUT) con vs se re, 11

1.3.2 Chuyển động nội suy + 2t HH HH 0212 nga, 13

1.3.3.1 Phương pháp nội suy đường thẳng c nen 13

1.3.3.3 Nội suy xoắn ỐC 2t nh ng HH ng on ea 18

1.3.3.5 Nội suy bậc 3 cubic .- nh Tn ng HH HH re 19

1.4.1 Một số khái niệm cơ bản son ncnn Tnhh ng nhe 19

1.4.1.3 Định dạng của một chương trình NC 5 Sa ncn ng nen 19

1.4.1.4 Cấu trúc chương trình CNC - ss 212111211211 0211121 E51 cEerree 21

SVTH TRẦN THỊ THU THÁI

Khoa Co Khi Ty Déng — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRINH DIEU KHIENSO BANG C++ BUILDER

1.4.2.1 Lập trình trực tiếp -.scctnn TH E2 Ea 22

1.5 Các ưu và nhược điểm của máy CNC s22 2nn222Tn 151cc, 24

1.6 Các lệnh CNC cơ bản dùng trong chương trình điều khiển số thon 25

1.6.2.1 Chạy dao nhanh (GOO) ecccscsscccesssssscssssssteseceserssvececessseececees 25

1.6.2.10 Lệnh kết thúc chương trình (M02, M30) ác con co 36 1.6.2 11 Lệnh cung cấp chất làm nguội (M07, M08, MO9) 36

1.6.3.1 Khái niệm .Q nu L nọ HH HH 11211 1 se reo 36

1.6.3.2.1 Khái niỆm St th nhH HT TT HT TH TH ưu 36

1.6.3.2.3 Chuẩn đo chiều sâu lỗ trong chu trình ,: ss-csscccse¿ 38

1.6.3.2.4 Chấ độ thoát dao cty 38 1.6.3.2.5 Chu trình G80 Q c HH HH nang grye 39

1.6.3.2.8 Chu trình G83 (khoan lỗ sâu) - Sàn ng nen reneeyey 39

1.6.3.3 Bù trừ trong công nghệ phay (bù trừ bán kính) .-cscccccces 41 1.6.3.3.1 Thé nao 1a bd triv ban Kimh oo cecccccessecesecsereseesssesstesseesves 4] 1.6.3.3.2 Ứng dụng của bd triv ban Kith oo sccccccccssesecsstecsssesssseessseeee 41

Chương 2 : Sd luge vé Borland C++ Builder

2.1 Lich stf phat tri€n oo cccccccssccscsssessecssessessessessssuesseesessueesensesseaseasessessussusesessvesvens 43 2.2 Khai quat vé phan mém C++ builder c ccccccccceccscsssssessessecstsssesessecsesssssvereseveesees 44

2.3 Giao diện chính của chương trình C++ builder .cccccccccccscscseseccsececssecescececceccececee 45

2.4 Các thành phần trong C++ builđer ác 2t 21111 2211211151111 1215 neo 45

2.5 Vài đối tượng được sử dụng trong C++ buiÏder c c cnnn ng vn ceea 32

SVTH TRẦN THỊ THU THÁI

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHUONG TRINH DIEU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

Chương 3 : Giới thiệu chương trình điều khiển số

3.1 Cấu trúc cơ bản 2222ttrt1111111.1eeeeee 60 3.2 Các thành phần chương trình điều khiển số (main) 2n 63

3.2.2 Thanh công cụ (Tool bar) so 2t t1 211110212515 ec 63 3.2.3 Thanh trượt Feedrate Override St ng nhe 64

3.2.6 Nhảy đến dòng chỉ định - 2n S22 E12 neo 66 3.2.7 Chọn nguồn mã điều khiển (G cođe) nhe 66

3.2.8 Các nút nhấn điểu khiển - 22: 22t1111.7171 72t 82 se 67

3.2.9 Chế độ chạy bằng từng dòng lệnh 22 22T nhe 68

3.3 Các thành phần trên Control Panel 552 2s 2222151112212 Hee 70 3.3.1 Về Home (Go home) 52-5 S251 125 12182151 neo 71

3.3.4 Di chuyén bang tay (manual correction) .ccscscssessssessessssessecevensesssecens 72 3.3.5 Chọn tốc độ di chuyển bằng tay 0n nen rờn 73

3.3.7 Thanh trượt Feedrate Override - ác cn nh nnnnHnnH HH nen ree 73

3.3.8 Thanh trượt Spindle Override c.cccccscscsccssssrssesssscevesssesecsvssssrssecssesvases 74

3.3.9 Các tùy chon (Run Mode) .- ccnHnnn HT TH HH tre 74

3.4 Các thành phần trong Options -csctct S9 1211011111512 rran 77 3.5 Cae thanh phan trong AbOUt .ccccccssssscssssesesessecssecsseesecsssessvessessvecsessrsessesecssseeese 78 Chương 4 : Giải thuật lập trình

4.1 Cách thức cắt ra từng dòng lệnh của chương trình CNC vo cecccccccsecsscecscsssessesseces 79

4.4.1 CẤU trÚC 2 12t ch TH ng T2 rere re 86

4.5 Ham m6 phan ccscecsessesssseseeseevssvsesscsnceevsarsasevsvsessusecarsasavsusacarsavssesssvereevees 90 PHỤ LỤC : Chương trình điểu khiển ccscssssescssseessserecenseessenseveean 92

Kết luận

Tài liệu tham khảo

SVTH TRẦN THỊ THU THÁI

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Khoa Cơ Khí Tự Động —- Robot

**# HC 2 2 ie oe oe ie

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Chú ý: Sinh viên phải đán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết minh)

1- Đầu đề Đồ án:

Xây dựng chương trình điều khiển số cho máy CNC

SE Âu đo aNÁ.tạ c2 JÀ/2AÀ Bổ, si 3c °3 131

3- Ngày giao nhiệm vụ Đồ án: 09/04/2007

4- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/07/2007

1) Ags whole A et beec ceesestveersrsereve MOO M8 ooo cccccccssescesse

Â) ch KH khe Saauasecaueeeesesucsstessussssesscsesensevsesessesessasenses

3) ch nh tk ke x3 kg kg k 1E ác 1k1 1k CT1 E7 ky

Ngày - thang .¥ nam 2007

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động 3x 3k 3d sk + dc c sế dc ác ức ức c

Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2005

PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

(Dành cho cán bộ hướng dẫn)

2- Dé tai:

XAY DUNG CHUONG TRINH DIEU KHIEN SO BANG C++

BUILDER

3 - Téng quat vé ban thuyét minh:

Số bảng số liệu ¬— Số hình vẽ

Số tài liệu tham khảo É Phần mềm tính toán

Hiện vật (sản phẩm) Thuyết minh bằng máy tính

4 ~ Tổng quát về các bản vẽ:

- Tổng số bản vẽ: 4£ Bản A0:4ã Bản A1: Ý Bản A2: Khổ khác

- Số bản vẽ tay: Số bản vẽ trên máy tính:

5 — Nội dung và những ưu điểm chính của Luận Văn Tốt Nghiệp:

weet enya mate Ze nan ni tbe Go Cord

Ae be stk uit a abi nên eee

6 — Những thiếu sót chính cả Luận Văn Tốt Nghiệp:

7— Đề nghị: Được bảo vệ wo Bổ sung thêm để bảo vệ L] Không được bảo vệ Oo

CAN BỘ HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ky va ghi ee

_ }⁄ po

¬ ye _¬

Khoa Co Khi Ty Động — Robot _XAy DUNG CHUONG TRINH DIEU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

Chuong 1

Giới thiệu sơ lược về điều khiển số CNC

1.1 Lịch sử phát triển máy điều khiển số CNC

1.1.1 Lịch sử phát triển

Máy điều khiển số (Computer Numerical Control-C N€) đã ra đời từ lâu ,Có người

cho rằng sự kiện cho ra đời chiếc máy dệt dùng tấm thép trên đó có lỗ để tự động

điều khiển đường chuyển động của kim dệt do Joseph M.Jacquard ché tao 1808 là

thời điểm ra đời của máy điều khiển số, Máy đệt được điều khiển trên cổ sở thông

tin 2 trạng thái trạng thái thứ nhất là kim ở vị trí có lỗ tương ứng với mức logic bằng

“I "va trang thai thứ 2 là kim ớ trạng thái không có lỗ, tương ứng với mức logic bằng

“0” Khi thay đổi quy luật vị trí lỗ trên tấm thép cho kiểu áo mới cần gia công và

quy luật lỗ trên tấm thép chính là chương trình điều khiển máy

Chương trình điều khiển máy mà thông tin điều khiển viết dưới dạng “0” và “1” được gọi là chương trình điều khiển số và máy được điều khiển theo chương trình trên gọi là máy điều khiển theo chương trình số Tấm thép mang chương trình điều khiến tự động hoàn chỉnh trên được xem là vật lưu trữ chương trình máy

Khi nói đến sự hình thành và phát triển các dạng máy công cụ điểu khiển số không thể không nói tới sự ra đời và phát triển của máy tính số Phát minh ra máy

tính là một bước ngoặc quan trọng của điều khiển số Máy tính cơ lần đầu tiên được

Pascal chế tạo vào năm 1642 Máy tính cơ được hình thành trên cơ sở tố hợp các bộ

truyền bánh răng Cho đến năm 1834 Babbage chế tạo máy tính như là môt máy tính cơ với độ chính xác cao Máy Babbage không chỉ thực hiện được các phép tính

số học mà còn hình thành được nhiều hàm toán học như máy tính ngày nay Đặc biệt

là máy tính có khá năng lưu trữ, nhớ, nhập và xuất dữ liệu Do kết cấu quá phức tạp

nên nó không có cơ hội phát triển và đến năm 1940 Aiken người Mỹ và Zuse người Đức đã thiết kế máy tính trên cơ sở tổ hợp cdc réle Ba nam sau, Mauchly va Eckert

thiết kế chế tạo máy tính và đặt tên là ENIAC và đây là chữ viết tắt tiếng Anh

(Electronic numerical intergrator and computer ) ENIAC đã sử dụng gần 20.000 bóng đèn điện tử, diện tích lắpyđặt lên đến hàng mét vuông, trọng lượng máy hai ba chục tấn và tiêu hao hàng trăm kw, chương trình điều khiển máy rất phức tạp Máy tính làm việc kém và chỉ làm việc trong vài phút

Hệ điều khiến máy ENIAC thực hiện hàm logic trên cơ sở hàng nghìn chuyển

mạch của rơle vì vậy độ tin cậy làm việc thấp Máy gồm nhiều bóng điện tử làm

Khoa Co Khi Tuy D6ng— Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DIEU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

việc cùng một lúc nên làm tăng nhanh nhiệt độ trong máy và nhiệt độ tăng theo thời

gian làm việc,

Bước ngoặc quan trọng làm cho công nghệ máy tính phát triển mạnh mẽ đó là phát

mỉnh ra đèn bán dẫn năm 1948 Đèn bán dẫn có nhiều ưu điểm như kích cỡ nhỏ giá

thành rẻ, độ tin cậy cao, tiêu thụ năng lượng ít và nhiệt sinh ra trong quá trình làm

việc không đáng kế nên nhanh chóng thay thế bóng đèn điện tử

Trên cơ sở phát triển của kỹ thuật bán dẫn, năm 1949 một số kỹ sư người Mỹ tiến

hành thiết kế thành công hệ thống điều khiển dùng linh kiện bán dẫn cho máy phay

3 trục Máy có khá năng di chuyển dụng cụ đến một điểm đã được tính toán tự động

hoàn thiện về mặt thiết kế và điều khiển nhằm tăng độ chính xác khi gia công Vì

vậy điều khiển số đã nhanh chóng được ứng dụng vào hệ thống điểu khiển máy

công cụ, đông thời máy tính còn được dùng để tính toán, lưu trữ đữ liệu đường dẫn

công cụ trên băng đục lỗ, băng từ hoặc các thiết bị khác Cùng với bước phát triển

ứng dụng điều khiển số trong máy công cụ một thành công có ý nghĩa to lớn của hệ

thống máy công cụ điều khiển số của MIT (Masachusette institute of technology) 1a

thiết kế và chế tạo thành công hệ thống dẫn động cơ servo để điều khiển các trục

máy công cụ Và thành công này càng thúc đấy ngành máy công cụ điều khiến số

phát triển mạnh như ngày nay

Năm 1949 - 1950 không lực Hoa Kỳ đặt hàng cho đại học Công nghệ

Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA, viết tắt là

MIT) nghiên cứu công nghệ điều khiển máy công cụ bằng kỹ thuật số để sắn xuất

các chí tiết máy bay từ một khối liên lạc chứ không phái ghép bằng cách tán river

hay hàn,

Những chỉ tiết và khuôn mẫu với những bê mặt phức tạp nếu dùng công nghệ

truyền thống sẽ rất mất công và đắt tiền Tuy nhiên những đường cong trên chỉ tiết

có thể được biểu điễn bằng những phương trình toán học Nay chính là cơ sở để phát

triển kỹ thuật điều khiển số cho việc điều khiển máy phay

Việc triển khai kỹ thuật này đòi hỏi một phương pháp điều khiển mà có thể biên

dịch đữ liệu nhị phân hay dữ liệu digital mã hóa các chuyến động và đóng ngắt các

công tắc thành dạng mà máy phay có thể hiểu và xử lí được Sự phát triển nhanh

chóng cúa công nghệ xử lý dữ liệu điện tứ về sau đã cho phép triển khai ý tưởng

Khoa Co Khi Ty Động - Robot XAY DUNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SO BANG C++ BUILDER

Lúc đầu điều khiển số được ứng dụng trong máy phay đứng Đường di chuyển dao

và trình tự công việc được ghi trên phiếu đục lỗ Y tưởng đưa ra là điểu khiển các

trục ăn dao của máy phay sao cho các motor làm việc độc lập có thế điều khiển các

chuyển động của dao cắt theo các trục

Năm 1959, mạch IC(Intergrated Circuits) ra đời và nó nhanh chóng thay thế bóng

bán dẫn IC là một chíp nhỏ, trên đó người ta lắp môt số lớn các linh kiện (tới hàng

triệu linh kiện) để thực hiện một quá trình điều khiển nào đó IC có kích thước nhỏ

và độ tin cậy cao, công suất tiêu hao nhỏ và là cơ sở hình thành vi xử ly sau nay IC

được sử dụng nhiều vào trong sản xuất bắt đầu vào những năm 1965 Do IC có nhiều

ưu điểm như đã nói ở trên nên nó đã nhanh chóng được ứng dụng vào công cụ chế

tạo máy tính điện tử Trên cơ sở các mạch IC người ta thiết kế và chế tạo thành công

bộ vi xứ lý (microproccssor) cho các máy tính số

Năm 1958 người ta sứ dụng một số từ tiếng Anh làm ký tự để hình thành chương

trình điều khiển máy Hệ điều khiển gồm chương trình điều khiển, chương trình tính

toán thông số hình học, tính toán chọn lựa chế độ gia công như tốc độ cắt, lượng

chạy dao chiều xâu cắt, bôi trơn làm mát Tập hợp các ký tự hình thành chương trình

dùng để điều khiển máy được gọi là ngôn ngữ APT(Automatically Programmed

Tool ) Ưu điểm của ngôn ngữ APT là thuận lợi cho người viết chương trình, dễ dang

chuyển đổi thành một chương trình mà máy có thể hiếu được

Trên cơ sở của APT người ta phát triển ra nhiều dạng chương trình điều khiển

khác: ADAPT và AUTOSPOT của IBM: CINTURN cua Cincinatri Milacron;

EXAPT I, EXAPT II ,BXAPT HI của Đức, GENTURN của Gencral Electic,

MILTURN cua Metaalinstitut 6 Nertherland NEL PL, NEL 2C, NEL 2CL cta

Ferranti

Và năm 1964 dé hoa máy tính phát triển, được ứng dụng để mô phóng quá trình

gia công trên máy công cụ Năm 1965 hệ thống thay dao tự động được đưa vào sử

dụng, năm 1979 hệ thống CAD ~ CAM - CNC ra đời Năm 1976, những máy điều

khiển hoàn toàn tự động theo chương trình mà các thông tin viết dưới dạng số gọi là

máy điều khiển số NC (Numerical Control ) Cũng vào năm 1976 người ta đưa máy

tính nhỏ vào hệ thống điều khiến máy NC nhằm mở rộng đặc tính điều khiển và mở

rộng bộ nhớ của máy so với các máy NC, các máy này gọi là các máy CNC

(Computer Numerical Control ) Và sau đó các chức năng trợ giúp cho quá trình gia

công ngày càng phát triển,

Năm 1994 hệ NURBS(Not Uniforme rational B-Splines) giao điện phân mềm

CAD cho phép mô phóng được các bể mặt nội suy phức tạp trên màn hình, đồng thời

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robo(_ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SO BANG C++ BUILDER

nó cho phép tính toán và đưa ra các phương trình toán học mô phỏng các bê mặt

phức tạp, từ đó tính toán chính xác đường nội suy với độ mịn, độ sắc nét cao,

Công nghệ nano đang được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học trong đó có

công cụ CNC

1.1.2 Máy NC (Numerical Control ): Máy NC bao gồm 2 bộ phận chính :

+ Bộ điều khiển máy (Machine Control Unit: MCU)

Là bộ phận thực hiện các chức năng sau :

- Đọc và giải mã chương trình

- Đưa ra các lệnh điều khiến

- Nhận các tín hiệu phản hổi và xử lý

MCU bao gém 2 bộ phận sau :

DPU ( Data processing ỦniU: Bệ xử lý đữ liệu CLU ( Control Loop Uni0 : Bộ thực

hiện điều khiển

DPU: Doc các dữ liệu từ chương trình trên băng đục lỗ đĩa từ, và giái mã các tín

hiệu này thành các dự liệu số Sau đó gửi tín hiệu đến CLU

CLU: nhan các dự liệu được giải mã từ DPÚ, đưa ra các lệnh điều khiển máy, nhận

các tín hiệu phản hồi so sánh và xử lý cho đến khi đạt độ chính xác yêu câu DPU

sau đó sẽ đọc khối lệnh tiếp theo

+ Máy công cụ (Machine Tool)

Tường tự như các máy công cụ thông thường nhưng các chuyển động của các trục

được thực hiện bới động cơ servo hoặc động cơ bước thông qua truyền động vitme

đai ốc bị

Máy NC đã khắc phục được những hạn chế mà các máy công cụ truyén thong

không thực hiện được Với máy NC, độ chính xác gia công cao hơn, tiết kiệm dụng

cụ hơn, đễ tự động hóa hơn Sự ra đời của NC cũng đã đưa đến sự ra đời của hàng

loạt các phương pháp gia công hiện đại, tiên tiến khác như :

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

PO pulses gee parca:

pulle leequency gas atlgcdy Coded walructoas

1.1.3 May CNC (Computer Numerical Control)

Vào cuối thập niên 60, sự ra đời của công nghệ vi xử lý đã đưa đến sự xuất hiện

của PUC, Microcomputer Các thiết bị này ngay sau khi ra đời đã được ứng dụng

trên các máy NC và thế hệ máy CNC đã ra đời

Với CNC, mỗi máy NC được phục vụ bởi 1 PLC hoặc Computer riêng Điều nầy cho

phép chương trình có thế nhập và lưu trữ riêng trên mỗi máy CNC Nhưng lại xuất

hiện các vấn để mới đó là quản lý dữ liệu (giữa các máy không có sự liên hệ chặt

chế với nhau)

Một máy ƠNC bao gầm các bộ phận sau :

- Chương trình gia công (Part program )

- Thiết bị đọc chương trình(Program input device )

Machine control unit (MCU)

Hệ thống truyền déng (Drive system )

May céng cu (Machine tool)

Hệ thống phản héi (Feedback system)

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

@ Progra ® Machine gar

Hình 1.2 : Cấu tric may CNC

1.2 Giới thiệu điều khiển theo chương trình số

1.2.1 Giới thiệu

Ở máy thông thường việc điều khiến chuyển động cũng như thay đối vận tốc của

các bộ phận máy điều khiến được thực hiện bằng tay Với cách điều khiến này thời

gian phụ thuộc khá lớn, nên không thể nâng cao năng suất lao động

Để giảm thời gian phụ, cần thiết tiến hành tự động hóa quá trình điểu khiển Trong sân xuất hàng khối, hàng loạt lớn, từ lâu người ta dùng phương pháp gia công tự

động với việc tự động hóa quá trình điều khiển Đặc điểm của loại máy tự động này

là rút ngắn thời gian phụ, nhưng thời gian chuẩn bị sản xuất quá dài (thời gian thiết

kế và chế tạo, thời gian điều chỉnh máy ) Nhược điểm này không đáng kể, nếu sản

xuất với khối lượng lớn Trái lại với lượng sản xuất nhỏ, mặt hàng thay đối thường xuyên, loại máy tự động trở nên không kinh tế Do đó cần phái tìm ra phương pháp điều khiển mới, đảm bảo thời gian điều chính máy để gia công từ loại chỉ tiết này

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot _XAy DUNG CHUONG TRINH DIEU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

sang chỉ tiết khác được nhanh Yêu cầu này được thực hiện với việc điểu khiến theo

chương trình

Điều khiển theo chương trình là một đạng điều khiển tự động mà tín hiệu điều

khiển (tín hiệu ra) được thay đối theo một qui luật trước Nói cách khác, trên máy

điều khiển theo chương trình, thứ tự, giá trị của các chuyển động cũng như thứ tự

đóng mở các bộ phận máy, đóng mở hệ thống làm nguội, bôi trơn, thay mỗi khoan

Điều được thực hiện đúng theo một chương trình đã vạch sẵn Các cơ cấu mang

chương trình này được đặt vào thiết bị điều khiển, và sẽ làm tự động theo chương

trình đã cho

Nếu các chương trình trên được ghi lại bằng các dấu t, bằng hệ thống cam, bằng

mẫu ghép hình Ta gọi hệ thống điều khiến đó là hệ thống điều khiển theo chương

trình phi số Nếu các chương trình được biếu thị bằng các chữ số đưới đạng mã hiệu,

ta gọi hệ điều khiến theo chương trình số

Như vậy điều khiển theo chương trình số là một quá trình tự động cho phép đưa

một cơ cấu dị động từ vị trí này đến vị trí khác bằng một lệnh Sự dịch chuyển ấy có

thể là lượng đi động thẳng (hoặc một góc quay theo các bậc tự do)

Trong nhiều trường hợp, phương pháp điều khiển theo chương trình số được thiết

kế tự động hóa việc di chuyển một cơ cấu từ vị trí này đến vị trí khác, ta gọi là "điều

khiển theo điểm" Nhưng ta cũng dễ dàng khi rút ngắn vô hạn khoảng cách giữa

các điểm đi động kế tiếp nhau và sẽ đạt đến một quá trình điều khiển quỹ đạo gọi là

điều khiển theo đường

Phương pháp điều khiển theo chương trình số có thể dùng để di động bất kỳ một cơ

cấu nào được truyền động bằng động cơ Phạm vi sử dụng nó rất rộng, nhưng chủ

yếu là tự động hóa máy công cụ

Vì chương trình số có thể tiến hành cách xa máy và máy có hệ thống đo lường

riêng, nên hệ thống điều khiển này có thể điều khiển một cách dể dàng và nhanh

chóng

Hệ thống điều khiến theo chương tình số còn được gọi tắt là hệ thống NC

(Numerical Control) và máy điều khiển theo chương trình số được gọi là máy NC

Như thế: Máy NC là loại máy công cụ hoạt động tự động một phần hoặc toàn phần

với các lệnh được thể hiện bằng dạng tín hiệu là các chữ số được ghi trên băng từ,

đĩa từ hoặc phim

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Bước phát triển cao cúa máy điểu khiển theo chương trình số là sự ra đời của trung tâm gia công CNG Vậy trung tâm gia công là một loại máy điều khiến theo

chương trình số có cơ cấu tự động để thực hiện nhiều loại nguyên công khác nhau

sau một lần kẹp chỉ tiết, với sự trợ giúp của máy tính điện tử

CNG có thể phân thành 2 loại: Loại dùng để gia công có dạng thân hộp tấm, loại

gia công chỉ tiết tròn xoay

1.2.2 Các khái niệm cơ bản

1.2.2.1 Điều khiển

- Các đại lượng đầu vào

- Các đại lượng đầu ra: Là các đại lượng phụ thuộc vào các đại lượng vào theo quy luật nhất định nào đó

1.2.2.2 Điều khiển số NC (Numerie Control)

- Là hệ thống các hoạt động được điều khiển trực tiếp bởi dữ liệu số

- Là hình thức tự động hóa bằng lập trình

Chương trình gồm các chỉ thị được mã hóa dưới dạng số, kí tự chữ, và các kí tự đặc biệt khác

Các chỉ thị này bao gồm:

- Chỉ thị điều khiển: được chuyển thành 2 dạng :

+ Tín hiệu xung điện (Pulse): điều khiển tốc độ, số vòng quay của động cơ truyền động

+ Tín hiệu đóng/ngắt (ON/OEF) : cung cấp chất bôi trơn và làm nguội, chọn

và thay dao, dừng máy, kẹp nhá phôi

- Thông tín hình học ( Geometrical Information) :

Là hệ thống thông tin điều khiển các chuyến động tương đối giữa dao cụ và chỉ tiết, còn gọi là thông tin về đường dịch chuyển

- Thông tin công nghệ ( Technological Information ) :

Là hệ thống thông tin cho phép máy thực hiện gia công với những giá trị công nghệ

yêu cầu

Ví dụ : chuẩn hóa gốc tọa độ, chiểu sâu cắt, tốc độ chạy dao, số vòng quay trục

chính, chiêu quay trục chính, đóng hay tất dung dịch trơn nguội

1.2.2.3 Điều khiển số bằng may tinh (CNC)

a Định nghĩa:

CNC là hệ thống NC sử dụng máy tính thiết lập trực tiếp trên hệ điều khiển máy

b Đặc điểm:

~_ Đạt được độ chính xác cao ở nguyên công tinh

-_ Các CNC thường dùng hệ thống điều khiến theo đường

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

- Được điều khiến bởi các chỉ thị lưu trữ trên bộ nhớ máy tính để thực hiện một

phần hay toàn bộ các chức năng điều khiển số,

-_ Được phát triển dựa trên những thành tựu của công nghệ ví điện tử, vi xứ lí

phần mềm -> đơn giản các mạch điều khiển CNC -> giảm giá thành tăng độ tin

cậy

*** Hầu hết các hệ điều khiển số thế hệ mới đều ở dạng CNG

1.2.2.4 Máy công cụ điều khiển theo chương trình số (M-CNC):

Là thế hệ máy công cụ được điều khiển theo chương trình viết bằng mã kí tự số, chữ cái và các kí tự chuyên dụng khác và được điều khiển bằng máy tính

1.2.3 Hệ tọa độ máy:

- Các điểm mà trong khi gia công được xác định tron ø một chương trình để mô tả vị trí của các điểm này trong vùng làm việc, ta dùng hệ tọa độ Nó bao gồm ba trục

vuông góc với nhau cũng cắt nhau tại điểm gốc 0

- Với hệ toạ độ ba trục, bất kỳ điểm nào cũng được xác định thông qua các tọa độ của nó, Hệ tọa độ máy do nhà chế tạo xác định, thông thường nó không thể thay đối

Hình 1.3: Hệ tọa độ vuông góc trên mấy

với bàn máy ( bàn kẹp chỉ tiếp

-_ Trục Y là trục thứ 2 trong mặt phẳng định vị Trên máy khoan nó nằm trên mặt máy và vuông góc với bàn máy

xác định Chiều dương của trục Z chạy từ chỉ tiết hướng đến mũi khoan Điều đó có nghĩa là trong chuyển động theo chiều âm của trục Z mũi khoan sẽ đi tới bể mặt chỉ

Khoa Cơ Khí Tự Động — RoboE_ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Hình 1.4: Xác định nhanh theo chiều trục tọa độ,

Để xác định nhanh chiểu của các trục, dùng luật bàn tay phải: Ta đặt ngón giữa

bàn tay phải theo chiều của trục Z thì ngón tay cái sẽ trổ về chiểu của trục x va

ngón tay trỏ sẽ chỉ theo chiều của trục Y

Hệ toa độ cơ bản được gắn liên với chỉ tiết

Bởi vậy khi lập trình ta phải luôn luôn xuất phát từ chổ xác định chỉ tiết đứng yên

còn mũi khoan thì chuyển động Điều đó có nghiã là:

Khí khoan rõ ràng chỉ tiết chuyển động là chính, nhưng để đơn giản hơn cho việc lập

trình hãy quan niệm là chỉ tiết đứng yên còn mũi khoan thì dịch chuyển Ta gọi đó là

chuyển động tương đối của mũi khoan

có cá hai khả năng,

1.3 Chuyển động nội Suy

1.3.1 Phương thức di chuyển đao

Có 2 phương thức di chuyển dao trong điều khiển số:

+ Di chuyển điểm tới điểm (PTP)

+ Di chuyển theo biên dang (contour)

1.3.1.1 Di chuyển điểm tới điểm (PTP)

Theo phương thức này, dao đi chuyển theo các hành trình thẳng tới vị trí yêu cầu

Chuyển động này được sử dụng để di chuyển nhanh - định vị

Có 3 chế độ di chuyển PTP :

+ Di chuyển hướng trục ( axial path ):

Dao được di chuyển tuần tự theo các trục : theo phương X, sau đó theo phương Y,

hoặc ngược lại Ưu điểm: hệ điều khiển đơn giản, di chuyển theo các trục độc lập

+ Di chuyển theo phương xiên 450 :

Dao di chuyển theo phương xiên 450 cho đến khi đạt được một trong hai thành phần

tọa độ ( X hoặc Y), sau đó đi chuyển theo một trục để đạt được vị trí yêu cầu

+ Di chuyển trực tiếp(linear path):

Dao di chuyển theo hành trình ngắn nhất tới điểm đích

Khoa Co Khi Ty Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

‘tort Start Stent

Hình 1.5: Các phương pháp di chuyển PTP

1.3.1.2 Di chuyển theo biên dạng (contour)

Dao đi chuyển theo biên dạng yêu cầu để thực hiện quy trình gia công Biên dạng

cong trong không gian ta có thể phân ra đường cong 2D, 2.1⁄2D, 3D, 4D, 5D

?

Hình 1.6:Hệ thống tạo biên dang 2D

Có thể điểu khiến đồng thời theo hai trục bất kỳ để tạo nên các đường cong

trong mat xy, yz, zx, phương còn lại thường là phương tiến dao

Khoa Cơ Khí Tự Động - Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Các loại đường cong thường gặp trong chuyển động gia công CNC là:

+ Đường bậc | (linear): duéng thang

+ Đường bậc 2 (conic): cung tròn, elip, parabol, hyperbol

+ DuSng bac 3 (cubic)

+Các đường bậc cao hơn

Thực hiện: Các đường cong bậc cao được xấp xỉ bởi chuỗi phần tứ hình học cơ bản

bởi 3 nhóm trên

+ Trong điều khiến số, các di chuyển cơ bản này được gọi là chuyển động nội suy

1.3.2 Chuyển động nội suy

Khoa Co Khi Tu Dong — Robot _XAy DUNG CHUONG TRINH DIEU KHIỂN SỐ BANG C++ BUILDER

1.3.2.1 Điều khiển số sử dụng 5 chế độ nội suy

-_ Nội suy đường thẳng

- Nội suy cung tròn

~ Nội suy parabol

- Nội suy bậc 3

1.3.2.2 Bộ nội suy

Là thiết bị điện tử ( đối với hệ NC), là phần mềm ( đối với hệ CNC) có các nhiệm

vụ

Tầm ra vị trí trung gian cho phép hình thành một biên dạng cho trước trong một giới

han dung sai xác định trước

Đi tới một cách chính xác các điểm kết thúc chương trình đã đưa ra trước trong

chương trình

Hệ thống CNC thực hiện nội suy ở hai mức:

- Nội suy thô: xác định tọa độ các điểm đầu và điểm cuối của đoạn biên dạng

- Nội suy tính: thực hiện tiếp nội suy tuyến tính giữa các điểm trung gian này

Trong hầu hết các máy CNC thông thường chỉ sứ dụng 2 dạng là :

+ Nội suy đường thẳng

+ Nội suy vòng tròn

Các dạng nội suy khác như parabol, hyperbol hay bậc cao hơn không thực hiện vì

chúng hầu như không có trong đồi hỏi thực tế,

Với nội suy thẳng và nội suy vòng, có thể thực hiện được những khả năng sau:

+ Nội suy thẳng theo 2 trong n trục

+ Nội suy thẳng theo n trong n trục

+ Nội suy vòng theo 2 trong n trục

+ Nội suy vòng theo 2 trong n trục đồng thời với nội suy thẳng theo trục vuông góc

( nội suy đường xoắn 6c)

1.3.3 Phương pháp nội suy

Để xác định giá trị cần về vị trí trên các trục riêng lẻ, người ta ứng dụng các phương

pháp nội suy khác nhau,

Nếu phân loại theo thuật toán sử dụng, ta có thể phân bố nội suy theo 2 nhóm :

- Nhóm I: các thiết bị làm việc theo nguyên tắc hầm đánh giá và bộ phân tích vi

phân số

- Nhóm 2: các thiết bị làm việc theo nguyên tắc tích phân số

Nếu phân loại theo phương pháp thực hiện, có 2 loại:

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DIEU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Nội suy đường thẳng theo 2 hay 3 trục rất thông dụng

+ Các thông số yêu cầu

Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối

Tốc độ di chuyển trên mỗi trục

+ Khả năng

Về lí thuyết, nội suy đường thẳng có thể lập trình quỹ đạo cong bất kì, nhưng lượng

dữ liệu cần xử lí rất lớn Sử dụng nội suy cung tròn, parabol, đường xoắn làm giảm

đáng kể lượng đữ liệu cần lập trình

Target point

Khoa Co Khi Ty Động - Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Sử dụng phương pháp “ Phân tích vi phân số” DDA ( Digital Differenttial

Analyse) Xét một dao cần chuyển động từ:

PA (điểm khởi xuất) đến PE (điểm kết thúc) theo một đường thẳng với một tốc độ

Gọi L: đoạn đường từ PA đến PE

Vậy trong thời gian T = L⁄u các đoạn đường thành phần (xE-xA) và (yE-yA) phải

được thực hiện Tọa độ vị trí các điểm trung gian được tính theo hàm thời gian:

Với mỗi bước cộng, giá trị về vị trí lại tăng thêm một bước bằng bằng số Dé dim

bảo độ chính xác của biên dạng nội suy, các bước cộng phải nhỏ hơn suất đơn vị Af

của truyền động chạy đao Thông thường Af = 0.001 mm

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Dao được di chuyển từ điểm đầu tới điểm cuối hành trình theo một cung tròn bởi

một câu lệnh (block) đơn giản, thay thế cho rất nhiều câu lệnh nội suy đường thẳng

+ Thực hiện:

Nội suy đường tròn theo 2 trục

+ Các thông số yêu cầu:

Tọa độ điểm đầu, tọa độ điểm cuối, tâm hoặc bán kính cung tròn Tốc độ di

chuyển trên mỗi trục

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DIEU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Muốn chạy cắt theo đường cong, những điểm trung gian trên biên dạng phải được

xác định từ bộ nội suy trong mối quan hệ phụ thuộc vào thời gian chạy cất

Với độ chính xác đủ dùng, phép tích phân trên có thể thay thế bởi phép cộng

các gia số đường dịch chuyển Do đó:

Khoa Co Khi Tu Dén E— RobOL— XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Là phương pháp nội suy kết hợp giửa nội suy kết hợp giữa nội suy cung tròn theo

hai trục và nội suy tuyến tính theo trục thứ 3

Hình 1.13 :Nội suy xoắn ốc

| 1.3.3.4 Ndi suy parabol (Parabolic Interpolation)

Dùng điểm không thẳng hàng để xấp xỉ đường cong có biên dạng tự đo Loại nội

suy này thường dùng trong tạo khuôn mẫu khi mà các đường cong biên dạng tự

đo(free shape) được yêu cầu thay vì là các đường cong có biên dạng chính xác Ta

có thể dùng nội suy Parabol để tạo các đường cong bậc cao So với nội suy đường

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỂU KHIỂN SO BANG C++ BUILDER

1.3.3.5 Nội suy bậc 3 (Cubic)

Là phương pháp xấp xỉ biên dạng bằng đường cong bậc 3 phương pháp này thường được

đùng tạo các bể mặt rất phức tạp như khuôn võ xe hơi, máy bay

1.4 Cơ sở lập trình NC

1.4.1 Một số khái niệm cơ bản

1.4.1.1 Chương trình NC

Bao gồm chuỗi chí thị di chuyển dao, chỉ thị đóng ngắt và phụ trợ cần thiết để diéu khién

máy tự động thực hiện công việc gia công

1.4.1.2 Lập trình NC

Xác lập tiến trình đi chuyển dụng cụ cùng các chỉ thị lập trình cụ thể và lưu trữ các thông

tin này trên thiết bị mang tin dưới đạng mã lệnh phục vụ cho quá trình đọc dữ liệu tự động bởi

hệ điều khiến

1.4.1.3 Định đạng của một chương trình NC

Định dạng phổ bién nhat 1A dinh dang dia chi lénh (word address format) Dinh dang bao gồm các mã lệnh (commands) được truyền đến hệ thống servo, rơle, công tắc để thực hiện các tác vụ gia công Các mã lệnh liên kết nhau tạo thành khối lệnh (Block) Bộ điều khiển

máy sẽ thực hiện các thao tác điêu khiển theo từng khối lệnh một Kết thúc một khối lệnh sẽ

có dấu kết thúc khối (EOB) Cấu trúc của một chương trình ƠNC được mình họa như hình

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Khoa Co Khi Ty Bong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DIEU KHIỂN SO BANG C++ BUILDER

Số hiệu chương trình 0 Số hiện chương trình

Số thứ tự khối lệnh N Số thứ tư khối lệnh

lệnh G G Phương thức nội suy chuyển động

chính

Đừng tạm thời PX Thời gian đừng tạm thời

Lénh gọi chương trình P Số hiệu chương tình con;

Số lấn lặp lại chương Hình cơn

‘Tham sé P.Q Tham số của chu trình

+ Câu Lệnh ( Word)

LA chuỗi kí tự, số, chí thị một đại lượng điều khiển nhất định

Ví dụ: NIO: số thứ tự khối lệnh; G01: nội suy đường thẳng; X2.0: tọa độ phương X F300 tốc

độ chạy dao; TƠ? ; số hiệu đao: MO9 : ngắt thiết bị chất làm nguội

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DUNG CHUONG TRINH DIEU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

Chương trình con (subprogram): Là chương trình phụ được gọi từ chương trình chính, thường

dùng Khi trong chương trình chính có nhiều đoạn lặp lại

- Dau 4p tin (Tape start): ki ty (%) khai báo bắt đầu tập tin chương trình

- Nhan tap tin (Leader section): tiéu dé tập tin chương trình

~ Thân chương trình (Program section): Các lệnh gia công

- Chú thích (Command section): chỉ dẫn hoặc chú thích cho người vận hành

- Cuối tập tin (Tape end): kí tự khai báo kết thúc tập tin chương trình

_Khếi lệnh 1

- Nhập từ các thiết bị ngoài: đĩa mềm, băng từ, cổng giao tiếp

Khoa Cơ Khí Tự Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Người lập trình sứ dụng ngôn ngữ hộ trợ lập trình hoặc phần mềm CAD/CAM như công cụ

trợ giúp để chuyển đổi tự động đữ liệu hình học và đữ liệu công nghệ thành chương trình NC

1.4.2.3 Lập trình theo công nghệ Cad/Cam

Là phương pháp lập trình tự động có rất nhiều ưu việt Phương pháp lập trình này cho phép

ta tạo nên được các chương trình gia công những chỉ tiết rất phức tạp một cách dễ dàng,chính

xác Do vậy lập trình theo công nghệ CAD/CAM ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong

công nghệ gia công CNG Về cơ ban, CAD/CAM bao gồm 2 thành phần

CAD : xác lập hình học chí tiết gia công, tao nên mô hình vật thể cần gia công bao gồm:

các điểm, đường, bê mặt, khối

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

quản lí và điều khiển sản xuất như lập trình chế tạo lập kế hoạch sản xuất, quan li chat

lượng, hoạch định nguồn lực sản xuất

Quy trình lập trình NC theo công nghệ CAD/CAM gồm các bước cơ bản sau:

+_Thiết kế mẫu gia công trên phần mém CAD

+ Xác lập tiến trình gia công

+ Lựa chọn công nghệ gia công NC (phương thức chạy dao) cho từng bước gia công

+ Thực thi trình xử lí đối với chức năng gia công NC để tạo đường chạy dao (toolpath

generation)

+ Thực thi trình hậu xử lí (post processing) biên dịch dữ liệu chạy dao thành chương trình

NC

1.5 Các ưu và nhược điểm của máy CNC

1.5.1 Ưu điểm của CNC :

Với hơn khoảng thời gian 50 năm trôi qua, từ khi máy phay NC đầu tiên được phòng thí nghiệm cơ cấu servo của viện công nghé MIT giới thiệu thành công vào năm 1952, cho đến nay k¥ thuat CNC

đã tạo nên cuộc cách mạng trong kỹ thuật chế tạo, với các ưu điểm chính như :

* Nâng cao năng suất :

Năng suất máy của máy CNC thường cao gấp 3-4 lẫn so với máy truyền thống cùng loại, thời gian chuẩn bị máy, thời gian đừng máy và thời gian kiểm tra it hon

* Độ chính xác và độ chính xác lập lại cao :

Độ chính xác là số đo sự khác biệt giữa vị trí định vị dao cắt so với vị trí yêu câu Độ chính

xác lặp lại là khá năng của máy lặp lại độ chính xác của chúng Máy CNC với với hệ điều khiến vòng kín có khả năng gia công với độ chính xác lặp lại về hình đạng cũng như kích thước Chức năng

này cho phép chế tạo các chỉ tiết lắp lẫn với lượng vật liệu tiêu hao và thời gian gia công thấp nhất

* Hạ giá thành sản xuất :

đao cắt do sử dụng c hế độ gia công tối ưu, tiết kiệm do phế liệu và công việc làm lại ít, tiết kiệm về

chí phí lao động do yêu câu kĩ năng thấp và năng suất lao động cao, tiết kiệm do có thể tái sử dụng chương trình gia công, giám toàn bộ thời gian sản xuất, hệ số sử dụng thiết bị cao do thời gian dừng máy ít, giám việc vận chuyển phôi liệu bằng phương pháp thủ công, và những sai sót do con người gây ra cũng được giảm nhiều

* Giảm giá thành điểu hành gián tiếp :

Quá trình gia công trên máy CNC được thực hiện tự động theo chương trình đã lập,

* Đáp ứng nhanh nhu cầu của thị trường ,gia công nhiều bể mặt phức tap

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BANG C++ BUILDER

1.5.2 Ngoài những ưu điểm cũng có những nhược điểm như :

- Chị phi đầu tư bạn đầu cao

Chỉ phí lập trình và máy tính kèm theo

1.6 Các lệnh CNC cơ bản dùng trong chương trình diéu khién sé

1.6.1 Các địa chỉ lệnh sử dụng trong chương trình :

Lệnh G G Phương thức nội suy chuyển động

Có 2 hình thức chạy dao nhanh :

ý vấn đề tiến dao và thoát đao )

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIEN SO BANG C++ BUILDER

- Hành trình chạy dao nhanh được thực hiện trực tiếp theo đường thẳng tới điểm chỉ thị

Lệnh G00 dùng để định vị nhanh dao cắt đến vị trí cần thiết để thực hiện gia công tại đó

* Lưu ý : Không sử đụng feedrate khi chạy dao nhanh

Ấp dụng G00 : lập trình chạy đao nhanh trong không gian XYZ,

Từ điểm (-I -1 0.5) tới điểm (4.5.3.,2.)

Từ điểm (20.,20.,50.) tới điểm (67.,15 4.5)

1.6.2.2 Chạy dao nội suy đường thẳng (G01)

- Lệnh hình thức (Modal)

- Chỉ thị đi chuyển dao theo biên dạ ng thẳng, với tốc độ định nghĩa bởi hàm Ff (feedrate), tới

vị trí xác định bởi từ kích thước IP

- Nếu không xác định F xem như F = 0 => không di chuyển

- FŸ được sứ dụng cho đến khi có giá trị mới được xác lập

- G01 được dùng để gia công theo các đường thẳng

- Cấu trúc: GỌI IP;

VD: GÓI X100.Y190.F200.:

X12.Y2.5 ;

Ap dung GOO,GOL : lap trinh chay dao

Từ gốc tọa độ đến điểm A (2.,2.,0.5) cho chạy đao nhanh tới điểm B(2 10.,0.5) tới điểm

- G02 : đường di chuyển thuận chiêu kim đồng hâ

- G03 : ngược chiều kim đồng hề

Có thể lập trình nội suy cung tròn theo 2 phương pháp :

Khoa Cơ Khí Tự Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Khoa Co Khi Ty Động - Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Khoa Cơ Khí Tự Động - Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Khoa Co Khi Ty Dong — Robot XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỐ BẰNG C++ BUILDER

Bảng tó

Đữ liệu Lệnh ý nghĩa

2 Chiều chuyển động G02 Cùng chiều kim đồng hỗ CW ,

3 Tọa độ điểm cuối XP; YP; - Tọa độ điểm cuối theo hệ tọa độ gia công (G90)

1.6.2.4 Hệ Inch và hệ Mét (G20,G21)

Là lệnh hình thức (Modal)

- G20: đơn vị hệ Inch

Trong hệ Inch ta dùng các đơn vị sau đây :

+ Bon vi dai Inch

+ Lượng tiến dao : Inch /vòng hoặc inch /phút

+ Khai báo lệnh này ở phần đầu chương trình

+ Không nên sử dụng cả hai lệnh trên trong cùng một chương trình