Các pp lập trình cnc - Lê trung Thực

Lập trình bằng máy tính Người lập trình nhập chương trình được viết bằng APT hoặc một một ngôn ngữ khác..  Thiết bị biên dịch dữ liệu nhập sẽ chuyển đổi các lệnh được mã hóa chứa tr

CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP

TRÌNH NCThạc sĩ Lê Trung Thực

Lập trình NC là gì?

• Là thủ tục trong đó các bước công nghệ thực hiện trên máy NC được

thiết kế và được viết thành văn

(dưới dạng mã G, M, T, S, F, X, Y, Z,…) Việc lập trình gồm cả việc đục

băng lỗ (hoặc một kiểu thiết bị

nhập chương trình khác) để đưa

chương trình vào máy NC để thực

hiện việc gia công

Các từ lệnh trong NC

• N - Thứ tự block

• G- Chuyển động (preparatory functions)

• X, Y, Z, - Tọa độ

• F – Lượng ăn dao

• S – Tốc độ cắt

• T – Dụng cụ

• M – Hàm phụ

• ; (EOB) – kết thúc dòng lệnh

Lập trình bằng tay

 Người lập trình dùng một phiếu gọi

là Bản thảo chương trình NC.

 Các dòng lệnh phải được viết thật chính xác vì băng lỗ được hình thành trực tiếp từ bản thảo này

 Tuỳ theo dạng máy công cụ và dạng băng lỗ, bản thảo chương có thể

khác nhau

Lập trình bằng máy tính

 Người lập trình nhập chương trình được

viết bằng APT hoặc một một ngôn ngữ khác

 Thiết bị biên dịch dữ liệu nhập sẽ

chuyển đổi các lệnh được mã hóa

chứa trong chương trình thành dạng dùng được cho máy tính và chuẩn bị cho qúa trình gia công tiếp theo.

 Thiết bị tính toán số học của hệ

thống, gồm bộ các chương trình, giải

các bài toán để tạo ra các mặt của chi tiết

Công việc của người

lập trình

APT program

Trạm thiết kế

Công việc của máy

tính

Biên Tính Tính

Lập trình bằng máy tính

 Làm cho chương trình chung có tính đặc thù để thích nghi cho từng loại máy

riêng biệt, phần chương trình này gọi là chương trình hậu xử lý (postprocessor).

 Postprocessor là một chương trình máy

tính riêng rẽ được viết để tạo ra băng lỗ cho từng máy NC riêng biệt

 Đầu ra của postprocessor là 1 băng NC được viết ở dạng chính xác cho máy

mà nó sử dụng

Lập trình bằng máy tính

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 1) APT: ( Automatically Programmed Tools) do

MIT phát triển, bắt đầu tháng 6/1956 và lần đầu tiên được dùng cho sản xuất

vào khoảng năm 1959 Nó được dùng

rộng rãi ở Mỹ, có thể dùng để lập

trình NC theo vị trí và đường cong tới 5X

Các phiên bản của APT cho các ứng

dụng riêng rẽ là:

• APTTURN ( cho máy tiện),

• APTMILL ( cho máy phay),

• APTPOINT(cho các nguyên công gia công

• 2) ADAPT (Adaptation of APT) Do IBM

thiết kế để dùng cho máy tính nhỏ

Do APT đầy đủ đòi hỏi phải có

máy tính lớn nên nhiều khách hàng không dùng nổi ADAPT không mạnh bằng APT nhưng có thể dùng để lập trình cho máy NC kiểu điểm và

đường cong

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 3) EXAPT – Extended subset of APT, do người Đức xây dựng từ đầu những năm 1964 và dựa trên ngôn ngữ APT Có 3 phiên

bản là:

• EXAPT 1 – Dùng cho máy phay theo điểm

và khoan

• EXAPT 2 – Dùng cho máy tiện

• EXAPT 3 - Cho các nguyên công gia công theo đường cong

• Một trong những đặc điểm của EXAPT là tự động tối ưu hóa tốc độ cắt và lượng

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 4) UNIAPT - Do United Computing Corp

of Carson, California, phát triển để

dùng cho minicomputer, cho phép

nhiều xưởng sản xuất nhỏ có khả năng lập trình nhờ máy tính Đây là một phiên bản APT hạn chế

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 5) SPLIT ( Sundstrand Processing Language

Internally Translated) Là hệ thống

dùng riêng cho các máy công cụ của hãng Sundstrand Có thể lập chương

trình cho máy NC 5 trục loại điểm và

đường cong Đặc điểm nổi bật của

SPLIT là Postprocessor có sẵn trong

chương trình Mỗi máy NC dùng hệ

thống SPLIT riêng, do vậy không cần phải có postprocessor chuyên biệt.

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 6) COMPACT II: Do Manufacturing Data

Systems, Inc ( MDSI) thiết kế, một hãng đặt cơ sở tại Ann Arbor, Michigan, Mỹ,

phát triển Ngôn ngữ này có nhiều

đặc điểm giống với SPLIT MDSI bán

COMPACT II cho khách hàng theo kiểu chia sẻ thời gian (Time-sharing) Người lập

trình NC dùng đầu nối từ xa nạp chương trình của họ vào 1 trong những máy tính của MDSI, còn MDSI thì cho ra băng NC

COMPACT II là một trong những ngôn ngữ lập trình được dùng rất rộng rãi Hãng MDSI có tới 3000 công ty là khách hàng sử dụng hệ thống của họ.

Các ngôn ngữ lập trình

NC

• 7) PROMPT : Phát triển bởi hãng Weber

N/C system, đóng ở Milwaukee, Wilsconsin, được thiết kế để dùng cho nhiều loại

máy NC thông dụng như máy tiện, trung tâm gia công, cắt gió đá và máy đột.

• 8) CINTURN II: Được phát triển bởi

hãng Cincinnati Milacron để đơn giản

việc lập trình cho máy tiện.

• Sử dụng rộng rãi nhất là ngôn ngữ

APT, kể cả các phiên bản xuất xứ từ APT (ADAPT, EXAPT, UNIAPT, v.v.)

Các ngôn ngữ lập trình

NC

Ngôn ngữ APT

• Giới thiệu về ngôn ngữ APT cho việc lập trình nhờ máy tính

• Mục đích là cho thấy các câu lệnh

giống tiếng Anh trong ngôn ngữ NC và chúng được dùng như thế nào để

điều khiển dụng cụ cắt theo trình tự

các nguyên công

• APT không chỉ là ngôn ngữ NC

• Nó cũng là một ngôn ngữ máy tính thực hiện việc tính toán và tạo ra các

vị trí cắt dựa trên các câu lệnh APT

Đặc điểm của APT

• APT là hệ thống 3 trục tọa độ và có thể dùng để điều khiển đến 5 trục

• Giới hạn: Chỉ xem xét loại 3 trục X, Y, Z

• APT có thể dùng để điều khiển nhiều nguyên công công nghệ khác nhau

• Sẽ giới thiệu về các ứng dụng trên máy khoan và máy phay

• Có tới hơn 400 từ trong từ điển APT

• Chỉ một phần nhỏ là được giới thiệu

ở đây.

Các dạng câu lệnh

Trong APT

• Có 4 loại câu lệnh trong ngôn ngữ APT:

– Các câu lệnh về hình học

– Các câu lệnh về chuyển động

– Các câu lệnh về postprocessor

– Các câu lệnh phụ

Các câu lệnh hình

• Việc xác định phần tử hình học phải

đi trước các câu lệnh chuyển động

Qui tắc viết câu lệnh mô

tả hình học:

• Ký hiệu = dạng hình học/ dữ liệu mô tả

– Thí dụ P1 = POINT/5.0, 4.0, 0.0

– Ký hiệu phải nhỏ hơn 6 chữ và khác với lệnh

APT ( ≠ APT Word)

• Trong ký hiệu trên:

Xác định một đường

qua hai điểm

• Thí dụ

• P3 = POINT / X3, Y3, Z3

• P4 = POINT / X4, Y4, Z4

• L3 = LINE / P3, P4

• L4 = LINE/ P5, PARALEL, L3 : đường

thẳng L4 // với L3 và đi qua điểm P5

Mặt phẳng (PLANE)

• Xác định bằng ba điểm:

– PL1 = PLANE / P1 , P4 , P5

• Xác định mặt phẳng song song với mặt phẳng PL1 và đi qua điểm P2:

– PL2 = PLANE / P2 , PARLEL , PL1

Đường tròn:

• Xác định bằng tâm và bán kính

(trong mặt phẳng mặc định XY)

• C1 = CIRCLE / CENTER, P1, RADIUS, 5.0

Quy tắc chung cần

phải tuân thủ

• Dữ liệu tọa độ phải được ghi

theo trật tự X , Y, Z

– Thí dụ: P1 = POINT / 5.0, 4.0,0.0

• Bất kỳ ký hiệu nào được dùng

để mô tả dữ liệu phải được

xác định từ trước.

– Thí dụ: P2 = POINT / INTOF, L1, L2

– L1 và L2 phải được xác định trước

• Một ký hiệu chỉ được dùng để

chỉ một phần tử hình học.

– Thí dụ viết thế này là sai:

– P1 = POINT / 1.0, 1.0, 1.0

– P1 = POINT/ 2.0, 3.0, 4.0

• Chỉ mỗi một ký hiệu xác định

một phầân tử cho trước.

– Thí dụ viết thế này là sai:

– P1 = POINT / 1.0, 1.0, 1.0

– P2 = POINT/ 1.0, 1.0, 1.0

• Đường thẳng được xác định trong

APT được coi như là có chiều dài

vô tận Mặt phẳng cũng vậy Đường

Thí duï

1.7 5

1.125 R

4.5

1.0 1

Các câu lệnh chuyển

• GOTO: motion comnand

• P1: Descriptive Data - phải được xác định từ trước ở đầu các câu lệnh chuyển động,

Điểm bắt đầu di chuyển

dụng cụ cắt

• Phải chỉ rõ điểm bắt đầu của dụng cụ Điểm này giống như là điểm Target (tiêu điểm), vị trí mà người vận hành đặt ở điểm bắt đầu của việc gia

công

• Người lập trình chỉ ra vị trí bắt đầu

bằng câu như sau:

• FROM/ TARG

– Thí dụ: FROM/ - 2.0, -2.0, 0.0.

– Trong đó dữ liệu mô tả là tọa độ X, Y, Z

của điểm bắt đầu Chữ FROM chỉ liên quan đến sự bắt đầu của một chuyển động.

Phân biệt chuyển động điểm đến điểm và chuyển động

theo đường cong.

• Chuyển động điểm đến điểm: (PTP): Chỉ

có 2 lệnh chuyển động là GOTO và GODLTA.

Các chuyển động

theo đường cong

Mặt dẫn

(Drive

surface)

Chuyển động tương đối của dụng cụ

Dụng

cụ cắt

Mặt kiểm tra

Mặt gia công

Ba loại mặt trong APT dẫn

dụng cụ di chuyển

• Mặt dẫn (Drive surface) - dùng để

dẫn mặt bên của dụng cụ di

chuyển

• Part surface - mặt gia công của phôi

- dùng để dẫn đầu dụng cụ chuyển động

• Check surface - mặt kiểm - dùng

để dừng chuyển động của dụng cụ theo hướng di chuyển

Có 6 từ lệnh về

chuyển động

Nguyên tắc khi lập trình theo

đường cong

• Khi lập trình người lập trình phải nhớ là phôi đứng yên, còn dụng cụ cắt thì

chuyển động so với phôi để bắt đầu

một trình tự chuyển động

• Câu lệnh FROM được dùng giống như khi chuyển động điểm - đến - điểm (PTP)

Tiếp theo các lệnh FROM là các mặt

được khai báo: mặt dẫn (Bên), mặt

phôi (đáy), mặt kiểm tra (chặn

đầu), thứ tự câu lệnh như sau:

• FROM/ TARG

• GO/TO, PL1, PL2, TO, PL3

• TARG - điểm xuất phát

• GO - điều khiển dụng cụ chuyển động theo đường giao nhau của mặt dẫn PL1 mặt phôi PL2 và mặt kiểm PL3 Mặt

bên hông của dụng cụ cắt tiếp tuyến với PL1 và PL3, Mặt đầu dụng cụ tiếp xúc với PL2 Vị trí cắt được xác định

bằng cách dùng từ TO 3 mặt được chỉ

ra trong câu lệnh phải được viết theo

thứ tự như sau:

• - Drive surface (mặt dẫn)

• - Part (mặt gia công)

Nguyên tắc khi lập trình theo

đường cong

• Lưu ý là lệnh GO/TO ở đây khác

với GOTO Lệnh GOTO chỉ dùng trong máy NC điểm-đến-điểm còn lệnh

GO/TO là dùng trong máy NC đường cong Sau khi xuất phát, dụng cụ

chuyển động theo 1 trong 6 câu lệnh, Không cần thiết phải khai lại mặt

(đáy) phôi sau khi đã khai báo

Nguyên tắc khi lập trình theo

đường cong

Thí dụ, hãy xem hình 8.14

GORGT/ PAST, PL4

GORGT/ L3, PAST, L4

1.0 1

P0

C1

Các câu lệnh postprocessor

• Một số các câu lệnh hậu xử lý thông dụng là:

Những từ APT có dấu gạch chéo cần dữ

Các câu lệnh phụ.

Thí duï

Các lệnh MACRO trong

APT

• Là một đặc điểm rất mạnh trong APT

• Giống FORTRAN hoặc các ngôn ngữ

lập trình khác

• Được dùng khi một trình tự gia công

được lặp đi lặp lại nhiều lần trong

chương trình

• Mục đích của việc tạo MACRO là giảm thiểu số lần dùng lệnh cần thiết

trong APT Program, làm cho việc lập

trình không mất nhiều thời giờ và

công sức để viết

Dạng thức MACRO

• Ký hiệu = MACRO/ định nghĩa các tham số

• (Symbol = MACRO/ Parameter Definition(s))

• Ký hiệu trên được dùng để đặt tên cho MACRO và là dòng đầu tiên của MACRO.

• Dòng cuối cùng của chương trình con là

chữ TERMAC có nghĩa là termination of the MACRO.

• Để kích hoạt MACRO trong chương trình APT có thể dùng câu sau:

• CALL / Symbol, parameter definition

• Symbol phải là tên của MACRO Các tham số là các giá trị được gán cho các biến

Thí dụ về một chương trình

MACRO có nhiều ứng dụng

cùng một bề mặt Chỉ cần gọi

MACRO và khai báo lại đường kính

dụng cụ cắt

• Khi cắt thô – khai đường kính lớn, khi cắt tinh khai đường kính nhỏ, mặc dù dụng cụ dùng cho cả hai công việc

CALL/ MILL, DIA = 0.570 – gia coâng Thoâ

CALL/ MILL, DIA = 0.500 – gia coâng Tinh

Lập chương trình NC với

tương tác đồ họa (CAD/CAM)

 Lập trình tương tác đồ họa là một trong

những thí dụ tuyệt vời về sự tích hợp giữa

CAD và CAM

 Các bước lập trình được đưa ra màn hình đồ hoạ của hệ thống CAD/CAM bằng cách sử dụng dữ liệu hình học thu được trong qúa trình thiết kế

 Người lập chương trình xây dựng nó bằng

các lệnh cấp cao của hệ thống

 Trong nhiều trường hợp đường chạy dao được tự động sinh ra bởi phần mềm CAD/CAM Kết qủa là danh sách các chương trình APT hay

các File về Cutter location (CLFILES) có thể

được xử lý để tạo ra chương trình NC, băng lỗ

Những bước đầu tiên

 Xác định hình học trên màn hình vi tính

đánh dấu các phần tử với các lệnh đơn giản sử dụng bởi người lập trình

 Sau khi đánh dấu (gọi tên), các câu lệnh hình học APT có thể được tạo ra tự động

bởi hệ thống

 Một khi chi tiết đã được xác định trên

màn hình người lập trình có thể đặt biên dạng phôi lên chi tiết tùy theo số lần gia công cần thiết

Chọn dụng cắt

 Thường hệ thống CAD/CAM có một thư viện các dụng cụ

 Người lập trình có thể chọn một

trong số dụng cụ đó hay tạo ra một dụng cụ mới bằng cách khai các

tham số kích thước của dụng cụ

(đường kính, bán kính góc lượn, chiều dài đoạn cắt,v.v.)

Tạo đường chạy dao

lập trình tạo ra đường chạy dao từøng

bước và kiểm tra sự đúng đắn trên

màn hình.

điểm đầu tiên của đường chạy dao.

 Người lập trình sau đó cho dụng cụ di

chuyển theo hình dáng của phôi

thống CAD/CAM sẽ tự động chuẩn bị các câu lệnh chuyển động ứng với ngôn

ngữ APT

Tạo đường chạy dao

 Phương pháp tương tác cho phép

người lập trình cơ hội chèn các câu postprocssor vào các điểm tương ứng trong khi tạo ra chương trình

 Các câu lệnh postprocssor bao gồm các lệnh về điều khiển máy công cụ như Feed rates, speeds, dung dịch

 Các chương trình con tự động được gọi với sự tương tác ít nhất của người

dùng

Mơ phỏng đường chạy dao

trình dễ dàng trông thấy sự khác

nhau giữa phôi và dụng cụ

 Việc mô phỏng có thể thực hiện

theo nhiều cách:

• - Chạy nhanh

• - Chạy với tốc độ hiện thời

• - Chạy từng bước

Ưu điểm của CAD/CAM

 Tiết kiệm thời gian xác định hình học

 Kiểm tra thấy ngay (immediate Visual

verification)

 Sử dụng chương trình con lập trình tự

động

 Tăng năng suất lao động.

 Tích hợp với các chức năng liên quan khác: Thiết kế dụng cụ, lập kế hoạch gia công, nhóm hóa các chi tiết để

gia công theo công nghệ nhóm v.v

Lập trình bằng giọng

nói : VNC (Voice NC)

 Dùng lời nói để giao tiếp với máy,

 VNC cho phép người lập trình khỏi phải viết chương trình bằng tay, gõ chữ hay kiểm tra bằng tay.

 Công ty chuyên dùng cách lập chương trình này là tập đoàn Threshold

Technology ở Delran, New Jersey

 Để thực hiện việc lập trình bằng VNC, người vận hành nói vào micro được

thiết kế đặc biệt để giảm tiếng ồn…

 Dùng từ đơn giản với các từ như “Turn”,

“Thread”, “Mill line” cùng với số để đảm

bảo các dữ liệu kích thước và tọa độ

phải được huấn luyện để nhận ra và

chấp nhận tiếng nói của cá nhân người lập trình

để đảm bảo 1 tập tham chiếu về giọng nói mà sau đó nó phải so sánh khi lập trình Toàn bộ từ điển của hệ thống

Threshold có những 100 từ

Lập trình bằng giọng

nói : VNC (Voice NC)

 Khi nói người lập trình phải ngăn cách

các từ bằng những đoạn nghỉ

1/10 giây hoặc dài hơn

tiếng nói có thể phân biệt biên độ của lệnh nói và so sánh đặc tính âm thanh

với từ được nhớ trong tập lệnh của nó.

các từ được nói ra, màn hình trước người lập trình kiểm tra mỗi lệnh của người

vận hành và nhắc nhở người vận hành những lệnh cần phải thực hiện tiếp theo.

Lập trình bằng giọng

nói : VNC (Voice NC)

Thí dụ VNC

• Để xác định một đường tròn, cuộc đối thoại giữa

người và máy có dạng đặc trưng như sau (được gọi ra trên màn hình CRT)

Ưu điểm của VNC

 Tiết kiệm thời gian lập trình, do đó giảm được thời gian chu kỳ sản

xuất

 Thời gian lập trình có thể giảm đến 50%

Manual Data Input - MDI

 Người lập trình nhập lệnh trực tiếp trên màn hình CRT của máy NC vì

thế không cần phải đục băng lỗ

 Việc lập trình do người vận hành

Manual Data Input - MDI

 Được thiết kế để đơn giản việc lập trình gia công

 Nó đòi hỏi người lập trình phải biết chi tiết về qúa trình gia công, để viết chương trình theo đúng trình tự của nó

 Về cơ bản người vận hành phải có khả năng đọc bản vẽ kỹ thuật và hiểu biết về công nghệ.

 Không nhất thiết phải qua một kỳ

đào tạo căng thẳng về lập trình NC.

Ưu điểm của MDI:

 Đơn giản

 Không cần máy đục băng lỗ vốn

đắt tiền và chiếm mặt bằng

 Những cơ sở nhỏ đễ dàng dưa vào sử dụng các máy CNC