Kỹ thuật menu đưa ra các khả năng lựa chọn thích hợp trong một lĩnh vực cụ thể cho người điều khiển như là các dữ liệu về vật liệu, các giá trị thích hợp về tốc độ cắt, lượng chạy dao tư
Trang 11
Trang 2Nội dung của bài giảng
Khái niệm chung
Quy trình lập trình gia công trên máy điều khiển số
Trang 3Khái niệm chung
Trang 4Khái niệm chung
Câu lệnh tổng quát (ISO 6983)
N…G…X…Y…Z…A…B…C…I…J…K…HD…T…M…S…F…;
Trang 5Khái niệm chung
Quy trình lập trình gia công NC
5
Trang 6Khái niệm chung
Quy trình lập trình gia công NC
Xác định điểm 0 (W) của chi tiết gia công
Lập sơ đồ gá đặt chi tiết gia công trên máy CNC
Lập sơ đồ toạ độ
Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết
Quy trình công nghệ, thứ tự các nguyên công
Trang 7PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH
7
Trang 9Phương pháp lập trình
Lập trình tại phân xưởng
Là quá trình tìm ra các thông số điều khiển và nạp chúng vào hệđiều khiển thực hiện trực tiếp trên máy CNC thông qua bảng điềukhiển, sau khi lập trình có thể gia công luôn trên máy
Một số chức năng của bảng điều khiển
Các nút bấm có biểu tượng riêng lẻ có thể gọi ra một cách trực tiếp
các chức năng cơ bản của quá trình tạo hình hoặc những chu trình
gia công riêng
Kỹ thuật menu đưa ra các khả năng lựa chọn thích hợp trong một lĩnh vực cụ thể cho người điều khiển (như là các dữ liệu về vật liệu, các giá trị thích hợp về tốc độ cắt, lượng chạy dao tương ứng sau khi chọn được vật liệu gia công)
Soft-keys là những phím bấm gắn liền với màn hình mà chức năng
của chúng không xác định theo thời gian (có thể thay đổi tuỳ theo
menu lựa chọn và được hiện thị trên màn hình)
Màn hình đồ hoạ là sự đảm bảo hơn quá trình lập trình bằng tay vận hành an toàn thông qua mô phỏng trên màn hình điều khiển
9
Trang 10Phương pháp lập trình
Lập trình trong khu vực chuẩn bị sản xuất (ngoài phân xưởng)
Là phương pháp lập trình theo ngôn ngữ lập trình phù hợp và độclập với máy gia công
Lập trình bằng tay có sự trợ giúp của máy tính
Theo ngôn ngữ lập trình phù hợp bằng cách dùng tay gõ các phím
của máy tính để soạn thảo chương trình gia công NC
Lập trình bằng tay đòi hỏi người lập trình phải có kiến thức vững về
hình học và công nghệ gia công
Người lập trình phải biết chính xác dạng dao cụ và khả năng sử dụng
chúng trên một máy CNC xác định
Lập trình tự động bằng máy
Từ dữ liệu thiết kế chi tiết (dữ liệu CAD) chuyển giao liền cho khâu gia công (CAM) nhờ hệ tích hợp, liên hoàn theo hai bước chính sau:
Dùng menu Design để vẽ chi tiết gia công
Dùng menu Create G-code để lập chương trình gia công NC cho chi tiết
đã vẽ, kết hợp chạy mô phỏng trên máy tính
10
Trang 11Phương pháp lập trình
Ưu điểm của cách lập trình bằng máy
Ngôn ngữ lập trình là thống nhất cho các phương pháp gia công
khác nhau (tiện, phay, khoan, laser…)
Tiết kiệm thời gian đáng kể khi mô tả chi tiết và quá trình gia công
cần thiết
Thể hiện bằng đồ hoạ các mô phỏng động học và hình học của
chi tiết trong quá trình cắt, trong một số trường hợp có thể mô
phỏng cả dao cụ
có thể kiểm tra chương trình dễ dàng
Chương trình gia công được lưu giữ rất thuận tiện cho việc
chuyển tin trực tiếp tới máy, thông qua các mạng nội bộ hoặc gián
tiếp qua các vật mang tin
Có thể áp dụng các giải pháp CAD/CAM-CNC tích hợp- liên
thông- khép kín từ thiết kế chi tiết, lập trình gia công NC đến gia
công NC trên các máy công cụ
11
Trang 12NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
12
Trang 13Phân loại
Cấp thấp
Lập trình cơ sở bằng ngôn ngữ của hệ điều khiển số (ISO code)
Cấp cao
Lập trình nâng cao bằng ngôn ngữ lập trình cao cấo ví dụ (APT –
Automatically Programmed Tool)
13
Trang 14Mã ISO cơ bản
Đặc điểm
Tiêu chuẩn quốc tế ISO 6983 quy đinh một bộ mã (ISO code) cho
các máy NC, CNC để điều khiển quá trình gia công cơ khí
Chương trình NC lập theo ISO là một tệp ký tự có cú pháp riêng
được lưu giữ trên đĩa mềm hay đĩa cứng,
được lập bằng tay với sự hỗ trợ của một hệ soạn thảo văn bản nào đó
hoặc lập tự động (bằng phần mềm lập trình tự động trên máy tính nối
với hệ điều khiển cuar máy CNC)
14
Trang 15Mã ISO cơ bản
Các chức năng điều khiển và kí tự mã hoá
15
Trang 16Mã ISO cơ bản
Các lệnh dịch chuyển và chu trình
16
Trang 17Mã ISO cơ bản
Các lệnh phụ trợ
17
Trang 18Ngôn ngữ lập trình theo mã ISO cơ bản
Cấu trúc một chương trình NC theo ISO-DIN 66025
{Khai báo biên dạng của chi tiết gia công}
N01 G17 hoặc G18; {Khai báo mặt phẳng cần gia công}
{Các câu lệnh khác của chương trình}
{Kết thúc chương trình}
18
Trang 19Ngôn ngữ lập trình APT
Cấu trúc của ngôn ngữ
Bao gồm các từ xác định được ghép nối với nhau theo một nguyên
tắc cú pháp cho trước
Các chỉ dẫn này được người lập trình tổng kết thành câu và đưa
vào trong máy tính
Ngôn ngữ dùng cho văn bản đưa vào bộ xử lý NC đã được tiêu
chuẩn hoá
Hình học của chi tiết
yếu tố hình học Mỗi yếu tố hình học này xác định khi bắt đầu
Hầu hết tất cả các đường viền hình học được thể hiện qua các
thành phần hình học cơ bản như: điểm (POINT), đường thẳng
(LINE) và vòng tròn (CIRCLE)
19
Trang 20Ngôn ngữ lập trình APT
6 loại câu lệnh trong một chương trình gia công NC theo ngônngữ APT
của phôi, định nghĩa hình học, kích thước chi tiết cần gia công, vậtliệu gia công, các đặc tính và thông số cảu dụng cụ gia công…)
chuyển động của dụng cụ gia công…)
bật/tắt dung dịch trơn nguội…)
máy, các lệnh hiệu chỉnh dao…)
Các cấu trúc điều khiển (vòng lặp, chương trình thứ cấp, chươngtrình con, các chu trình gia công…)
toán các hàm số toán học vi phân/tích phân
20
Trang 21<Tên tập chương trình con>
<Tên tập chứa dữ liệu về dụng cụ gia công>
<Tên tập chứa dữ liệu về máy gia công>
<Tên hằng số> = <Bằng giá trị cụ thể> <Các câu lệnh khai báo biến>
< Các câu lệnh xác định dụng cụ gia công> < Các câu lệnh định nghĩa hình học>
< Các câu lệnh định nghĩa phôi>
<Các câu lệnh APT gia công chi tiết>
Trang 22Ngôn ngữ lập trình APT
Định nghĩa một điểm
p=POINT/x,y,z - a cartesian point
p=POINT/l1,l2 - intersection of two lines
p=POINT/c - the center of a circle
p=POINT/YLARGE,INTOF,l,c - the largest y intersection of a line and a circle
*Note: we can use YSMALL,XLARGE,XSMALL in place of YLARGE
Định nghĩa một đường thẳng
l=LINE/x1,y1,z1,x2,y2,z2 - endpoint cartesian components
l=LINE/p1,p2 - endpoints
l=LINE/p,PARLEL,l - a line through a point and parallel to another line
l=LINE/p,PERPTO,l - a line through a point and perpendicular to a line
l=LINE/p,LEFT,TANTO,c - a line from a point, to a left tangency point on a circle l=LINE/p,RIGHT,TANTO,c - a line from a point, to a right tangency point on a circle l=LINE/LEFT,TANTO,c1,LEFT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles l=LINE/LEFT,TANTO,c1,RIGHT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles l=LINE/RIGHT,TANTO,c1,LEFT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles l=LINE/RIGHT,TANTO,c1,RIGHT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles 22
Trang 23Ngôn ngữ lập trình APT
Định nghĩa một đường tròn
c=CIRCLE/x,y,z,r - a center and radius
c=CIRCLE/CENTER,p,RADIUS,r - a center point and a radius
c=CIRCLE/CENTER,p,TANTO,l - a center and a tangency to an outside line
c=CIRCLE/p1,p2,p3 - defined by three points on the circumference
c=CIRCLE/YLARGE,l1,YLARGE,l2,RADIUS,r - tangency to two lines and radius
*Note: we can use YSMALL,XLARGE,XSMALL in place of YLARGE
Các dạng phức tạp
PLANE/ - defines a plane
QUADRIC/a,b,c,d,e,f,g,h,i,j - define a polynomial using values
GCONIC/a,b,c,d,e,f - define a conic by equation coefficients
LCONIC/p1,p2, - defines a conic by lofting (splining) points
RLDSRF/ - a ruled surface made of two splines
POLCON/ - define a surface using cross sections
PATERN/ - will repeat a motion in a linear or circular array
23
Trang 24D10 = LINE / RIGHT TANTO, C1 LEFT, TANTO, C2 [ Định nghĩa đường thẳng D10
tiếp tuyến với vòng tròn C1 phía bên phải và tiếp tuyến với vòng tròn C2 phía bên
trái]
24
Trang 25Ngôn ngữ lập trình APT
Các lệnh dịch chuyển cơ bản
FROM/p - specify a start point
FROM/x,y,z - specify a start point
GOTO/p - move to a final point
GOTO/x,y,z - move to a final point
GOTO/TO,p - move until the tool touches a point
GOTO/TO,l - move until the tool touches a line
GOTO/TO,c - move until the tool touches a circle
GOLFT/l1,TO,l2 - go on the left of l1 until the tool touches l2
GORGT/l1,TO,l2 - go on the right of l1 until the tool touches l2
GOBACK/l1,TO,l2 - reverses direction along l1 to l2
GOBACK/l1,TO,c1 - reverses direction along l1 to c1
GOUP/l1,TO,l2 - goes up along l1 to l2
GODOWN/1l,TO,l2 - goes down along l1 to l2
GODLTA/x,y,z - does a relative move
Note: TO can be replaced with PAST, ON to change whether the tool goes past the
structure, or the center stops on the structure.
25
Trang 26Ngôn ngữ lập trình APT
Các lệnh khác
Lệnh bù dao
TLLFT (Dap cắt bên trái chi tiết)
TLON (Không bù dao, lập trình theo tâm dao)
TLRGH (Dao cắt bên phải chi tiết)
Các lệnh điều khiển máy và các lệnh bổ sung:
Dung dịch trơn nguội: COOLNT (coolant)
Cắt: CUTTER (cutter)
Di chuyển: MOVE (move)
Chạy nhanh: RAPID (rapid)
Dụng cụ: TOOL (tool)
Tốc độ cắt: FEDRAT (feedrat)
Giảm tốc độ cắt tại nơi chuyển tiếp tránh cắt lẹm: MCHTOL
Kết thúc: END hoặc FINI
26
Trang 27Ngôn ngữ lập trình APT
Ví dụ
27
Trang 28MÃ ISO CƠ BẢN
28
Trang 29Mã ISO cơ bản
Các chức năng dịch chuyển, các chu trình
Các chức năng dịch chuyển và các chu trình được biểu thị bằng cácchữ cái địa chỉ G và một con số có hai chữ số đằng sau
Một số chức năng dịch chuyển cơ bản
G00: Chạy dao nhanh không cắt
G01: Dịch chuyển theo đường thẳng
G02/G03: Dịch chuyển theo cung tròn cùng/ngược chiều kim đồng hồ
G17/G18/G19: Gia công theo mặt phẳng XY, XZ, YZ
G83: Chu trình khoan lỗ sâu
G87/G89: Chu trình phay hốc vuông, tròn
…
29
Trang 30Mã ISO cơ bản
Các chức năng phụ
Các chức năng phụ đƣợc biểu thị bằng các chữ cái địa chỉ M và một
con số có hai chữ số đằng sau
Trang 32Lập trình theo kích thước tuyệt đối, tương đối
Lập trình theo kích thước tuyệt đối
Lập trình theo vị trí của các điểm đích
Điểm đích có giá trị toạ độ luôn gắn với điểm 0 của chi tết W (gốc
kích thước để xác định vị trí của các điểm đích)
Gốc toạ độ cố định là điểm 0 của chi tiết W
Chức năng dịch chuyển cho dạng lập trình này là G90
32
Trang 33Lập trình theo kích thước tuyệt đối, tương đối
Lập trình theo kích thước tương đối
Điểm đích có giá trị toạ độ luôn gắn với vị trí của dụng cụ cắt đã đến
trước đó
Gốc toạ độ thay đổi liên tục
Ứng dụng chủ yếu đối với các chu trình và các chương trình con
33
Trang 34Các dạng nội suy
Đặc điểm chung
Dùng để tính toán các điểm trung gian trên quỹ đạo gia công, nó là
một cùng phần mềm để cộng liên tục các đoạn gia tăng bằng nhau
theo các giá trị toạ độ của điểm xuất phát Pa
Nội suy đường thẳng
G00: Dịch chuyển nhanh không cắt của dụng cụ từ đểm hiện tại của
nó đến điểm tiếp theo đã được lập trình với tốc độ tối đa
G00 X… Y… Z…
G01: Dịch chuyển dụng cụ cắt từ điểm hiện tại của nó đến một điểm
tiếp theo đã được lập trình trên một đường thẳng với lượng chạy dao
gia đã lập trình
G01 X… Y… Z… F…
34
Trang 35Các dạng nội suy
Nội suy cung tròn
G02/G03: Dịch chuyển theo/ngược chiều kim đồng hồ
G02/G03 X…Y…Z…I…J…K…F…
X, Y, Z: Toạ độ điểm cuối của cung tròn
I, J, K: Toạ độ tương đối của tâm cung tròn theo hướng trục X, Y, Z so
với điểm đầu của cung tròn
35
Trang 36Các dạng nội suy
Ví dụ
36
Trang 37CÁC CHỨC NĂNG HIỆU CHỈNH
37
Trang 38Các chức năng hiệu chỉnh
Đặc điểm
Hiệu chỉnh kích thước của dụng cụ như chiều dài, bán kính dao…
Hệ điều khiển sẽ tính toán lại quỹ đạo chuyển động của dụng cụ
theo các giá trị hiệu chỉnh
Tạo ra chuyển động chính xác của lưỡi cắt dọc theo đường viền gia
công hoặc các điểm phụ
Các chức năng dịch chuyển
Hiệu chỉnh chiều dài dao (mũi khoan, phay, dao tiện…)
Hiệu chỉnh bán kính dao(phay theo biên dạng…)
Hiệu chỉnh bán kính lưỡi cắt dao tiện (tiện…)
Hiệu chỉnh vị trí dao (vị trí đỉnh lưỡi cắt khi tiện…)
38
Trang 39Hiệu chỉnh chiều dài dao
Mã lệnh
G43 Bù chiều dài dao dương
G44: Bù chiều dài dao âm
G49: Huỷ bỏ bù chiều dài dao
Phay,khoan
Tiện 39
Trang 40Hiệu chỉnh chiều dài dao
Cách tính toán hiệu chỉnh
Công thức tính hiệu chỉnh chiều dài dao (có tính đến xê dịch điểm
chuẩn)
Zd = W z + Z t + H
Z d : Khoảng cách dịch chuyển theo trục Z
W z : Giá trị toạ độ làm việc đối với trục Z (Thiết lập bằng lệnh G54…)
Z t : Vị trí đích trên trục Z (toạ độ Z)
H: Giá trị của số bù H đƣợc áp dụng
ứng với -7.47 ta có khoảng dịch chuyển thực của dao sẽ là
Zd = (+0.02) + (+1.0) + (-7.47) = -6.45
ứng với -8.28 ta có khoảng dịch chuyển thực của dao sẽ là
Zd = (+0.02) + (-0.625) + (-8.28) = -8.885
40
Trang 41Hiệu chỉnh chiều dài dao
Phương pháp xác định chiều dài dao
Xác lập trước chiều dài dao ở
cách xa máy
Phương pháp đo cổ điển
Xác lập chiều dài dao cắt ở bên
Phương pháp đo phổ biến Xác lập chiều dài dao cắt trong quá trình gá lắp
Tăng thời gian gá lắp
Không sử dụng sự xê dịch điểm chuẩn G54-G59, sự bù chung được xác lập theo Z0.0000
41
Trang 42Hiệu chỉnh chiều dài dao
Sử dụng chiều dài dao chính
Hiệu chỉnh chiều dài dao sử dụng phương pháp chiều
dài dao chính T02: dao chính với xác lập H02 = 0.0
42
Trang 43Hiệu chỉnh chiều dài dao
Sử dụng chiều dài dao chính
Phương pháp này có thể rút ngắn thời gian rõ rệt
Dao chính chọn thường là dao dài nhất
6 Đo từng dao còn lại lấy từ đỉnh dao chính thay vì từ zero của máy
7 Nhập các giá trị đo vào chỉ số bù H trên màn hình (mang giá trị âm với mọi dao ngắn hơn dao chính)
43
Trang 44Hiệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng
44
Trang 45Hiệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng
Đặc điểm
Khi không có chức năng hiệu chỉnh, để tạo ra một biên dạng với
kích thước như mong muốn, người lập trình phải thiết lập một biên
dạng đồng dạng với biên dạng chi tiết theo khoảng cách bằng bán
kính dao
Với chức năng hiệu chỉnh bán kính dao này, khi phay các biên
tâm dao sao cho có thể tạo ra biên dạng của chi tiết cách xa tâm
dao một khoảng bằng bán kính dao
Giá trị hiệu chỉnh lưu trữ trong bộ nhớ về dữ liệu dao sẽ được gọi ra
khi có lệnh hiệu chỉnh
45
Trang 46Hiệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng
Các từ lệnh hiệu chỉnh
G41: Dao ở bên trái đường viền gia công
G42: Dao ở bên phải đường viền gia công
G40: Huỷ bỏ lệnh hiệu chỉnh đã chọn
46
Trang 47Hiệu chỉnh bán kính đỉnh lưỡi cắt dao tiện
Đặc điểm
Để nâng cao tuổi bền dao tiện và chất lượng bề mặt gia công người
ta làm tròn đỉnh lưỡi cắt dao tiện Bán kính đỉnh lưỡi này cắt dẫn
đến sai lệch đường viền gia công của chi tiết
Hệ điều khiển CNC đã loại bỏ các sai lệch này bằng lệnh bù bán
kính đỉnh lưỡi cắt
Giá trị của bán kính đỉnh lưỡi cắt được nhập vào trong hệ điều khiển
như một giá trị hiệu chỉnh và sẽ được hệ điều khiển xử lý khi gọi
lệnh hiệu chỉnh
47
Trang 48Hiệu chỉnh bán kính đỉnh lưỡi cắt dao tiện
Phương thức hiệu chỉnh
Khi gọi chức năng hiệu chỉnh, hệ điều
khiển sẽ tự động tính toán quỹ đạo tâm
của đỉnh lưỡi cắt dao tiện theo biên dạng
của chi tiết và cách một khoảng bằng bán
kính của lưỡi cắt
Các vectơ hiệu chỉnh khác nhau theo các
góc phần tư
48
Trang 49XÊ DỊCH ĐIỂM CHUẨN
49
Trang 50Xê dịch điểm chuẩn
Đặc điểm
Xê dịch điểm chuẩn được sử dụng để đồng nhất điểm 0 của chi tiết
hay chương trình trùng với điểm 0 của máy
Khoảng cách từ điểm 0 của chi tiết đến điểm 0 của máy người ta gọi là
khoảng cách xê dịch điểm chuẩn
Sai lệch vị trí này được xác định và cài đặt vào trong bộ nhớ hiệu
chỉnh cho xê dịch điểm chuẩn
Khi gọi lệnh xê dịch điểm chuẩn, hệ điều khiển sẽ cộng thêm vào
cho các giá trị đã lập trình các giá trị hiệu chỉnh này
Gọi lệnh xê dịch điểm chuẩn G54…G59
Huỷ bỏ lệnh G53
50
