Trình bày nội dung chương 12 học phần CAD CAM CNC

Cấu tạo của khối chức năng Đang trở thành một vật có chức năng điều khiển công việc và nguyên tửphân tán, một khối chức năng liên tục có thể biểu hiện qua một phần của dữ liệuđiều hành m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

BÀI TẬP NỘP HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC - 101454

Đề tài : Trình bày nội dung chương 12 học phần

IV TÍCH HỢP CAM VỚI CNC……….……… 8

V MẪU THIẾT KẾ CHO MÔ HÌNH TRÌNH CHIẾU ĐIỀU KHIỂN….… …8

VI TRIỂN KHAI PHẦN MỀM: FBDK VÀ FBRT……….… 9 VII CẤU TRÚC PHÂN LỚP TRONG HỆ THỐNG CNC………… …….……11 VIII HỆ THỐNG CNC ĐẦU TIÊN 14

IX KẾT LUẬN 21

mô hình dữ liệu hoàn thiện chưa nhiều thông tin nhưng chưa được vận hàng, tráilại những cung cấp sau đó lại là một sự sáng tạo nó cung cấp sự vận hành trong môhình dữ liệu và tạo ra nhiều khả năng hơn cho chế đọ CNN Chương này giới thiệu

về khối chức năng trong kiến trúc bằng cách cung cấp 2 kiểu hệ thống Đầu tiên là

hệ thống CAD, CAPP, CAM Mấu chốt để gắn kết thông tin máy móc vào mộtkhối chức năng dúa trên các đặc điểm của máy móc Hệ thống thứ 2 là sự kết hợpgiữa CAM và CNC Là một thực tế mở ra ngành xây dựng CNC, điều này đã địnhhướng cho khối chức năng, thay vì định hướng mã G

II Cấu tạo của khối chức năng

Đang trở thành một vật có chức năng điều khiển công việc và nguyên tửphân tán, một khối chức năng liên tục có thể biểu hiện qua một phần của dữ liệuđiều hành máy móc (máy khoac dọc có rãnh, cần câu cá, máy khoan dập lỗ, vv)cho đặc điểm máy móc nêu trên Nó bao gồm một cấu trúc dữ liệu được sao chép,đặt tên riêng biệt, nó được cụ thể hóa bằng một kiểu khối chức năng, điều nàyđược khẳng định từ một nguyên tắc của của một khối chức năng này đến khối chứcnăng khác Có hình 12.1 minh họa cả từ khối chứ năng đơn giản (trái) đến khốichức năng hỗn hợp (phải)

Một khối chức năng, đặc biệt là khối chức năng đơn giản, có thể có vô sốkhả năng ra với các thông tin trạng thái bên tronng được ẩn đi Nghĩa là một khốichức năng có thể cho ra nhiều khả năng khác nhau dù nó có chung một đầu vào.Đặc tính riêng biệt này là đặc điểm cần thiết nhất cho hệ thống điều khiển cắt tự

động, sau khi một chương trình NC được tải xuống cho bộ máy điều khiển CNC,bằng cách thay đổi trạng thái bên trong của khối chức năng (một sự vân hàng máymóc) Ví dụ, một hệ thống NC cho cho cùng một túi thô có thể được sử dụng bởihai máy phay khác nhau với điều kiện cắt khác nhau, chỉ đơn giản bằng cách điềuchỉnh trạng thái bên trong của các thể hiện khối chức năng Tương tự như địnhnghĩa hướng đối tượng, một loại khối chức năng có thể được coi là một lớp, và mộtkhối chức năng cụ thể là thể hiệnsự liên túc của lớp đó Ví dụ, một khối chức năngcủa máy phay có thể được sử dùng cho gia công thô hoặc hoàn thành tùy thuộc vàotín hiệu nhận được Tuy nhiên, khác với hướng đối tượng cách tiếp cận, hoạt độngcủa khối chức năng được điều khiển nội bộ bởi một trạng thái máy móc có hoạtđộng có thể được biểu diễn bằng biểu đồ kiểm soát thực thi (ECC) Mỗi khối chứcnăng cơ bản là một đơn vị nguyên tử để thực hiện Khối chức năng tổng hợp có thểyêu cầu đa luồng mô hình thực hiện đồng thời do luồng sự kiện phức tạp Luồng sựkiện xác định lập kế hoạch và thực hiện các hoạt động gia công được xác định bởicác thuật toán (phương pháp) trong các khối chức năng cơ bản Nó cũng có thểcung cấp tín hiệu để duy trì hoặc thay đổi trạng thái bên trong biến Về mặt gói gọnquá trình gia công, các khối chức năng cơ bản đóng gói cả dữ liệu và chức năngcủa quá trình gia công, trong khi chỉ có khối chức năng tổng hợp gói gọn các khốichức năng cơ bản.

Các khối chức năng không chỉ đóng gói các quy trình gia công, chúng còn

có thể cung cấp hỗ trợ cho thông tin liên lạc của họ ECC cho máy trạng thái củakhối chức năng có thể được sử dụng để kiểm soát các thuật toán nội bộ của họ.Hình 12.2 cho thấy một ví dụ điển hình của ECC cho gia công thô lỗ (Xu, Wang &

Rong, 2006) Là một (đại diện của một) trạng thái hữu hạn máy, ECC được tạothành từ các trạng thái EC (kiểm soát thực thi), các chuyển tiếp EC và các hànhđộng EC Trạng thái EC ban đầu, START trong ví dụ này, không thể có bất kỳhành động EC nào được liên kết với nó Sự xuất hiện của đầu vào sự kiện, chẳnghạn như PI_Init và PI_Cut, khiến ECC trở thành được viện dẫn và các biến đầu vào(công cụ #, key_para, v.v.) được ánh xạ Chuyển đổi EC sử dụng một sự kết hợpBoolean của các điều kiện có thể bao gồm các đầu vào sự kiện, các biến đầu vào,biến đầu ra và biến nội bộ Chuyển tiếp EC được kích hoạt gây ra sự thay đổi của

EC nhà nước và điều này dẫn đến việc thực hiện một hành động EC liên quan, Inithoặc Cut trong trường hợp này Các Hành động EC sau đó sẽ gửi một sự kiện,PO_Init hoặc PO_Cut, sau khi hoàn thành

Người ta dự đoán rằng trong các bộ điều khiển CNC trong tương lai có thể

có các khối chức năng như một phần củaphần mềm thiết bị của họ hoặc cung cấpcác thư viện khối chức năng mà từ đó khối chức năng có thể được chọn và tảixuống Tuy nhiên, để sử dụng tốt hơn các công cụ máy cũ, nhà cung cấp hoặc tiệních mở rộng người dùng cho mã G chuẩn có thể được đóng gói theo khối chứcnăng và phân phối cho người dùng cuối để được sử dụng trực tiếp bởi các ứngdụng gia công của họ

Ngoài ra, chức năng đóng gói kế hoạch dựa trên khối chức năng cho phép

và tạo điều kiện thuận lợi phân phối minh bạch và lập lịch động của các quy trìnhgia công trên một nhóm công cụ máy móc Như trong Hình 12.3, một kế hoạch kếthợp được đại diện bởi ba khối chức năng có thể được gán cho một bộ điều khiểnmáy hoặc có thể được phân phối trên một số máy công cụ, tùy thuộc vào quy trình

xử lý và tính khả dụng của từng máy, không bị gián đoạn hoạt động gia công toàn

bộ Giao tiếp (sự kiện hoặc dữ liệu dòng chảy) giữa các khối chức năng có thểđược thực hiện bằng một thông điệp được thiết lập tốt cơ chế, chẳng hạn nhưXML, để giữ các nhiệm vụ gia công đúng tiến độ Khả năng này là rất quan trọng

để cải thiện hiệu suất hệ thống và phục hồi lỗi nhanh chóng trong một tầng cửahàng gia công, nơi lập kế hoạch quy trình thời gian chạy và lập lịch lại động có thểđược thực hiện song song bất cứ khi nào một ngoại lệ thời gian chạy xảy ra

Ngoài các loại khối chức năng cơ bản và tổng hợp, chức năng giao diệndịch vụ (SI) khối là cung cấp một giao diện giữa các khối chức năng và tài nguyên(máy) để truyền dữ liệu / sự kiện

Trên thực tế, bất kỳ nơi nào có bất kỳ hình thức tương tác nào giữa cáckhối chức năng bên trong tài nguyên và thế giới bên ngoài, có một yêu cầu cho mộtkhối chức năng SI Tương tác như vậy bao gồm giá trị đọc của các thông số cắthiện tại, thiết lập tốc độ trục xoay, trạng thái gia công xuất bản để theo dõi và tạođiều kiện động lên lịch.

III Khối chức năng được kết hợp CAD/CAPP/CAM

Tương tự như STEP-NC, các khối chức năng cũng có thể được kết hợp với các tính năng gia công Mỗi loại khối chức năng tương ứng với một lớp tính năng

gia công Bằng cách chọn một khối chức năng thích hợp, như là lên một kế hoạch sẵn là bộ điều khiển CNC “phải làm gì” và “cách thực hiện” cho các thuật toán được nhúng trong khối chức năng Nói cách khác, một khối chức năng biết cách tự xác định các tính năng gia công mà nó đã được tích hợp Như trong Hình 12.4, khái niệm khối chức năng có thể được tích hợp dễ dàng với STEP-NC thông qua Workingsteps Từ quan điểm này, các khối chức năng có thể được sử dụngnhư mộtlớp ngôn ngữ mới điều khiển NC để thay thế mã G.

Hình 12.5 mô tả chi tiết để thiết kế khối chức năng và cách lập trình nhúng của một tính năng gia công điển hình - một túi có 4 mặt (Wang, Liu, Shen & Lang,2004) Các các thuật toán ALG_INI, ALG_ROU, ALG_FIN và ALG_MON chịu trách nhiệm cho ization, roughing, finishing, và các quá trình giám sát gia công tương ứng

Dọc theo chuỗi CAD / CAPP / CAM / CNC, các khối chức năng đóng vai trò quan trọng giữa CAPP và CNC Chúng có thể được sử dụng để cung cấp thôngtin và lên kế hoạch xử lý các chức năng của quá trình nhúng và là cầu nối giữa các máy CNC và người điều khiển máy Ngày nay ngày càng nhiều máy CNC được liên kết trong thành một mạng, sản xuất phân tán, và có thể sản xuất tích hợp Trong một môi trường phân tán, các khối chức năng được truyền qua mạng đến cácmáy từ xa trong khi việc giám sát quá trình gia công được hiển thị trên màn hình thông qua các thiết bị giám sát được nhúng trong khối chức năng Hình 12.6 Minh họa một trường hợp chia sẻ dữ liệu bởi các khối chức năng và các tính năng gia công

Hình 12.4 Từ các tính năng gia công đến các khối chức năng © 2006, IEEE được

sử dụng với sự cho phép

Trong trường hợp này, quy trình nhiệm vụ có thể chia thành 2 khối và được thực thi ở hai cấp độ khác nhau: các tính năng gia công và điều khiển máy Trước đây thường tập trung vào phân tích sản phẩm, phân tích tính năng gia công, lập chiến

lược gia công, quá trình xử lý gia công, cố định chi tiết và lựa chọn máy Sau khi

đã xác định được chi tiết từng bước cho việc gia công, bao gồm lựa chọn dụng cụ cắt, các chế độ cắt, các đường chạy dao, và xuất mã điều khiển Từ thiết kế đến gia công NC, tính năng gia công được sử dụng để thu nhập thông tin, trao đổi dữ liệu ,

hỗ trợ ra các quyết định gia công ở các cấp khác nhau Ở cấp độ giám sát, đầu ra hệthống là tập hợp khối chức năng với dữ liệu gia công đã được nhúng Họ có thể tải xuống bộ điều khiển tương thích với việc lập chu trình và gia công ở mức độ thấp

Ở giai đoạn lập chu trình gia công, các khối chức năng được xác định bằng cách chọn dao và chế độ cắt Kết quả là, khối chức năng có thể mô tả chi tiết các hoạt động gia công

IV Tích hợp CAM với CNC

Để hỗ trợ cho việc tích hợp của CAM/CNC, một mô hình CNC mở được đưa ra Nó dựa trên mô hình dữ lệu STEP-NC cùng các khối chức năng Mô hình

dự định sẽ hỗ trợ cho những dòng thông tin hai chiều trong dây chuyền thiết kế - sản suất; thông qua khái niệm của việc tính toán thiết kế quá trình gia công cho cácmáy CNC để qua đó những thông tin thiết kế mức độ cao hơn có thể làm việc trên máy CNC, kích hoạt khả năng tự điều khiển và các chức năng thông minh trên máyCNC, và hỗ trợ việc lên kế hoạch phân phối các quy trình trong từng trường hợp Mục tiêu cuối cùng là tạo ra cho CNC một hệ thống modun lệnh, có thể tái sử dụng, mở, mở rộng và lưu trữ di chuyển thuận lợi

V Mẫu thiết kế cho mô hình – trình chiếu – điều khiển

M u thi t k Model-View-Control (MVC) c a kh i ch c năng đết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ủa khối chức năng được sửa ối chức năng được sửa ức năng được sửa ược sửa ửa c s a

đ i b i Christensen (2000) đ đi u khi n các ho t đ ng công ngp Kh năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ạt động công ngp Khả năng ộng công ngp Khả năng ả năng

ng d ng c a nó đã đ c ch ng minh, hoàn thi n cho ki n trúc IEC 61499

ức năng được sửa ủa khối chức năng được sửa ược sửa ức năng được sửa ện cho kiến trúc IEC 61499 ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa

B n có th tìm thêm chi ti t v cách th c hi n MVC v các kh i ch c năng ạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ực hiện MVC về các khối chức năng ện cho kiến trúc IEC 61499 ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ối chức năng được sửa ức năng được sửa trong Vyatkin (2007)

M u được sửa c bi u di n b ng đ th trong Hình 12.7 C t lõi c a m t ph n ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ễn bằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ối chức năng được sửa ủa khối chức năng được sửa ộng công ngp Khả năng ần trong m u là k t n i đ i tết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ối chức năng được sửa ối chức năng được sửa ược sửa ng vòng kín - đi u khi n Trong ph n m m, đ i ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ần ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ối chức năng được sửa

tược sửa ng được sửa c bi u di n b ng m t giao di n cho các ngu n d li u c a nó ( các ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ễn bằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ộng công ngp Khả năng ện cho kiến trúc IEC 61499 ồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ữ liệu của nó ( các ện cho kiến trúc IEC 61499 ủa khối chức năng được sửa

c m bi n k t n i) và tín hi u ngả năng ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ối chức năng được sửa ện cho kiến trúc IEC 61499 ười tiêu dùng (thiết bị truyền động) Đối i tiêu dùng (thi t b truy n đ ng) Đ i ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ộng công ngp Khả năng ối chức năng được sửa

tược sửa ng có th để điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ược sửa c thay th b ng mô hình c a nó - m t chết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ủa khối chức năng được sửa ộng công ngp Khả năng ương trình phần ng trình ph n ần

m m có cùng giao di n và mô ph ng hành vi c a đ i tều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ện cho kiến trúc IEC 61499 ỏng hành vi của đối tượng Một số mô hình ủa khối chức năng được sửa ối chức năng được sửa ược sửa ng M t s mô hình ộng công ngp Khả năng ối chức năng được sửa

có th để điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ược sửa ửa c s d ng tùy thu c vào yêu c u đ chính xác và m c đích c a mô ộng công ngp Khả năng ần ộng công ngp Khả năng ủa khối chức năng được sửa hình hóa c a nó.ủa khối chức năng được sửa

Ki n trúc CNC đ a ra đết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ư ược sửa c phát tri n b ng cách s d ng khái ni m ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ằng đồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ửa ện cho kiến trúc IEC 61499 MVC, cho phép mô ph ng đ y đ và k t xu t h th ng CNC, đỏng hành vi của đối tượng Một số mô hình ần ủa khối chức năng được sửa ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ất hệ thống CNC, được điều khiển ện cho kiến trúc IEC 61499 ối chức năng được sửa ược sửa c đi u khi n ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng

b i mã đi u khi n th c t ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ực hiện MVC về các khối chức năng ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa

VI Triển khai phần mềm: FBDK và FBRT

B phát tri n kh i ch c năng (FBDK) (Holobloc, 2007) là m t công c ộng công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ối chức năng được sửa ức năng được sửa ộng công ngp Khả năng

ph n m m đã đần ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ược sửa ửa c s d ng r ng rãi trong các d án nghiên c u liên quan ộng công ngp Khả năng ực hiện MVC về các khối chức năng ức năng được sửa

đ n IEC 61499 Công c này cho phép phát tri n đ h a c a c hai kh i ch c ết kế Model-View-Control (MVC) của khối chức năng được sửa ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ồ thị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần ọa của cả hai khối chức ủa khối chức năng được sửa ả năng ối chức năng được sửa ức năng được sửa năng và các h th ng d a trên kh i ch c năng c a nó Biên d ch FBDK các ện cho kiến trúc IEC 61499 ối chức năng được sửa ực hiện MVC về các khối chức năng ối chức năng được sửa ức năng được sửa ủa khối chức năng được sửa ị trong Hình 12.7 Cốt lõi của một phần

kh i ch c năng đối chức năng được sửa ức năng được sửa ược sửa c phát tri n thành ngôn ng l p trình Java Hể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ữ liệu của nó ( các ập trình Java Hướng đối ướng đối ng đ i ối chức năng được sửa

tược sửa ng b n ch t c a ngôn ng này cho phép th c hi n nh t quán các kh i ả năng ất hệ thống CNC, được điều khiển ủa khối chức năng được sửa ữ liệu của nó ( các ực hiện MVC về các khối chức năng ện cho kiến trúc IEC 61499 ất hệ thống CNC, được điều khiển ối chức năng được sửa

ch c năng c a nó Ngoài ra, n n t ng riêng c a ngôn ng Java có th linh ức năng được sửa ủa khối chức năng được sửa ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ả năng ủa khối chức năng được sửa ữ liệu của nó ( các ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng

đ ng giúp cho c a b đi u khi n động công ngp Khả năng ủa khối chức năng được sửa ộng công ngp Khả năng ều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng ược sửa c tri n khai.ể điều khiển các hoạt động công ngp Khả năng