CHƯƠNG 9 – SÁCH INTEGRATING ADVANCED COMPUTER AIDED DESIGN, MANUFACTURING, AND NUMERICAL CONTROL

W Chuyển động thẳng thứ 2 song song với trục ZX Chuyển động thẳng song song với trục X Y Chuyển động thẳng song song với trục Y Z Chuyển động thẳng song song với trục Z  Điều khiển trục

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CAD/CAM/CNC

CHƯƠNG 9 – SÁCH INTEGRATING ADVANCED COMPUTER-AIDED DESIGN, MANUFACTURING, AND NUMERICAL CONTROL

CHƯƠNG 9: CHƯƠNG TRÌNH CNC

TÓM TẮT

Một máy CNC có thể được lập trình theo nhiều cách khác nhau để gia công mộtphôi bất kì Ngoài việc tạo chương trình cắt, nhiều yếu tố khác cũng cần được xemxét hoặc được lập trình Chúng bao gồm các thiết bị làm việc, công cụ cắt, điềukiện gia công như cũng như chiến lược gia công Các CNC thế hệ thứ nhất đượclập trình thủ công và băng đục lỗ đã được sử dụng như một phương tiện để truyền

dữ liệu điều khiển máy (MCD),đó là G-code vào một bộ điều khiển Băng đục lỗsau đó được thay thế bằng cáp RS232, fl đĩa mềm,và cáp mạng máy tính tiểuchuẩn

Các máy CNC ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các file do phần mềm CAD /CAM hoặc CAM tạo ra, sao cho một phần nào đó hoặc bộ phận lắp ghép có thể đi

từ thiết kế đến sản xuất trực tiếp mà không cần tạo bản vẽ giấy phác thảo của thànhphần hoặc bộ phận lắp ghép đó Điều này có nghĩa rằng cho lần đầu tiên, đưa thiết

kế và sản xuất theo cùng một chế độ tự động hóa trở thành mục tiêu có thể tiếp cậnđược Tính năng phát hiện lỗi giuso cho máy CNC có khả năng cảnh báo nhà điềuhành theo nhiều cách khác nhau, kể cả đưa cảnh báo vào điện thoại di động củahoạt động nếu nó phát hiện ra rằng một công cụ đã bị hỏng Trong khi máy đangchờ thay thế công cụ cắt, nó sẽ chạy các phần khác đã được tải lên công cụ đó vàchờ sự điều hành Trọng tâm của chương này là trên một sự thuật lại chi tiết vềnhững điều cơ bản của lập trình CNC, và sự nhấn mạnh mã G và Công cụ lập trình

tự động (APT) G-code vẫn là ngôn ngữ lập trình thủ công chủ yếu cho các máycông cụ CNC Nó cũng là hình thức chính các lệnh điều khiển nhiều đầu ra của hệthống CAD / CAM (hoặc CAM) APT đã sớm được phát triển sau khi G-mã vàmáy công cụ CNC đã được phát triển để làm giảm bớt công việc khó khăn của lậptrình mã G bằng tay Hệ thống CAD / CAM hiện đại hiện nay đang trở thành cáccông cụ dòng chính cho lập trình CNC

CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN

Các trung tâm gia công toàn năng ngày nay cho phép lập trình viên kiểm soát mọiyêu cầu chức năng thông qua các lệnh được lập trình Phần này liệt kê những thứ

mà lập trình viên thường có thể điều khiển trong một chương trình Cũng giải thíchmỗi chức năng được điều khiển thế nào Định dạng MCD được thảo luận ở đâyphù hợp với ISO 6983-1 (1982)

 Định dạng chương trình

Chương trình của máy CNC được cấu trúc theo khối dữ liệu Một bộ chữ cái đượcchỉnh sửa, ký tự số và ký tự đặc biệt được sử dụng Bất kỳ ký tự nào không được

xử lý đều là được bao gồm trong dấu ngoặc đơn Ký tự “:” hoặc “%” có thể được

sử dụng cho mục đích hiển thị Đế xác định một chương trình máy, một định danh

có thể được đặt ngay sau chương trình ký tự bắt đầu và trước ký tự "kết thúc củakhối"

Một khối dữ liệu bao gồm từ số thứ tự và một hoặc nhiều kí tự(còn được gọi là từNC) Các ký tự chuyển hướng là tùy chọn cho sự chuyển hướng của một dữ liệucủa bản in, có thể được chèn vào giữa các từ nhưng thường bị bỏ qua bởi hệ thốngđiều khiển Từ dữ liệu luôn bắt đầu bằng ký tự địa chỉ Các kí tự thường được trìnhbày theo trình tự sau và không lặp lại trong một khối:

 Chức năng dịch chuyển “G”

 Từ “Kích thước” Những từ này được sắp xếp theo trình tự sau: X, Y, Z,U, V,

W, P, Q, R, A, B, C

 “Nội suy hoặc các từ dẫn cắt theo đường vòng” I, J và K

 “Chức năng lượng tiến dao(F)”

 Ngôn ngữ NC

Ký tự địa chỉ luôn đứng đầu tiên trong ngôn ngữ NC và sau đó là dữ liệu số,ví dụ.G01 X10 Hầu hết các hệ thống điều khiển đều chấp nhận lập trình dấu thập phân

ngầm Với định dạng ký hiệu thập phân cả số 0 đứng đầu trước dấu thập phân và số

0 sau dấu thập phân có thể bị bỏ qua

 Chức năng dịch chuyển

Chức năng dịch chuyển được biểu thị bằng ký tự địa chỉ “G” theo sau là con sốđược mã hóa Ký tự G có thể tạo thành ngôn ngữ NC để chỉ định các hướng trụcchính, các kiểu chức năng tốc độ tiến dao, lượng ăn dao và nhiều chức năng khác

Vì vậy, đây là một trong những nhóm từ quan trọng nhất trong chương trình Hàmchuẩn bị được biểu thị bằng ký tự địa chỉ “G” theo sau là mã được mã hóacon số

Ký tự G có thể tạo thành các từ NC để chỉ định các hướng trục chính, các kiểu hàmtốc độ tiến dao, trạng thái dừng và nhiều chức năng khác Do đó, đây là một trongnhững nhóm từ quan trọng nhất trong chương trình Đây là lý do tại sao từ “G-code" thường được sử dụng để chỉ toàn bộ dòng mã lập trình được thảo luận trongtài liệu này Danh sách các mã G có thể được tìm thấy trong Bảng 9.2

Bảng 9.1 Các ký tự địa chỉ thường được sử dụng

I Tham số nội suy song song với trục X

J Tham số nội suy song song với trục Y

K Tham số nội suy song song với trục Z

P Chuyển động thẳng thứ 3 song song với trục X

Q Chuyển động thẳng thứ 3 song song với trục Y

R Chuyển động thẳng thứ 3 song song với trục Z

U Chuyển động thẳng thứ 2 song song với trục X

V Chuyển động thẳng thứ 2 song song với trục Y

W Chuyển động thẳng thứ 2 song song với trục Z

X Chuyển động thẳng song song với trục X

Y Chuyển động thẳng song song với trục Y

Z Chuyển động thẳng song song với trục Z

 Điều khiển trục chính

Một lập trình viên có thể kiểm soát chính xác tốc độ quay của trục chính trong mộtgia số vòng/phút Một từ S được sử dụng cho mục đích này Nếu 350 vòng/phút làgiá trị mong muốn, từ S350 được sử dụng

 Hoạt động và hướng của trục chính

Một lập trình viên có thể điều khiển hướng trục xoay, tiến hoặc lùi Trong trườnghợp của máy tiện, hướng về phía trước được sử dụng cho dụng cụ cầm tay phải vàhướng ngược lại được sử dụng cho dụng cụ cầm tay trái Hai mã M điều khiểnchức năng này M03 quay trục chính vàohướng về phía trước; M04 quay trục xoaytheo hướng ngược lại M05 làm trục chính tắt Cả tốc độ liên tục không đổi (G96)

và vòng/phút không đổi (G97) có thể được hỗ trợ

 Phạm vi trục chính:

Hầu hết các trung tâm gia công lớn đều có nhiều hơn một phạm vi trục chính.Phạm vi trục chính thấp được sử dụng cho tốc độ chậm và gia công năng lượnglớn, trong khi phạm vi trục chính cao được sử dụng cho tốc độ nhanh hơn với ítnăng lượng hơn

 Lượng tiến dao

Một lập trình viên có thể kiểm soát lượng chuyển động cho bất kỳ hoạt động giacông nào Điều này được thực hiện với từ F Có ba loại chức năng tiến dao được hỗtrợ: G93-thời gian đảo ngược, G94-tốc độ tiến dao trên phút và G95-tốc độ tiếndao trên vòng Khi lượng tiến dao độc lập với tốc độ trục chính,các chữ số miêu tảtrực tiếp chuyển động vectơ trong mm / phút hoặc inch / phút (G94) Nếu không thìcác chữ số miêu tả trực tiếp chuyển động vectơ trong mm vòng hoặc inch / vòng(G95).Khi lượng tiến dao chỉ được áp dụng cho chuyển động quay, các chữ sốmiêu tả trực tiếp cho vectơ chuyển động ở dạng: độ / phút (G93) Mã dịch chuyểnG00 được sử dụng để dịch chuển nhanh

 Dừng(Dwell)

Dwell biểu thị quá trình dừng giữa các bước di chuyển và được lập trình trong mộtkhối riêng biệt bắt đầu bằngG04 Thời hạn của thời gian dừng được xác định bởi từ

F Quá trình dừng được đo bằng giây khi G94 hoạt động và trong vòng quay củatrục chính nếu G95 hoạt động Nó là một hoạt động thông thường, độ phân giải của

từ F phải là 0,1 giây hoặc 0,1 vòng,hoặc như được chỉ định trong phân loại địnhdạng chi tiết

 Dung dịch làm mát

Một lập trình viên có thể bật và tắt chất làm mát bất cứ lúc nào từ bên trong mộtchương trình Lệnh M08 bật dung dịch làm mát và M09 tắt chất làm mát đi

 Thay công cụ gia công

Hầu hết các trung tâm gia công đều có công cụ thay dao tự động cho phép các công

cụ gia công được nạp vào trục chính tự động trong chu kỳ của chương trình Điềunày, tất nhiên, cho phép vô số các hoạt động gia công được thực hiện trong mộtchu kỳ chương trình

Mặc dù chức năng này sẽ thay đổi một chút từ một trung tâm gia công sang mộttrung tâm gia công khác, nhiều các trung tâm gia công sử dụng từ T để xoay khocông cụ của máy đến vị trí mong muốn Ví dụ, T05 xoay kho lưu trữ đến vị trí số 5.Lệnh M06 được sử dụng để thực sự thay đổi công cụ cắt và trao đổi công cụ cắt ở

vị trí sẵn sàng với công cụ cắt trong trục chính

 Thông số NC

Để tăng tính khả thi của chương trình, tính toán giá trị trục hoặc cài đặt thông sốcho một chương trình con có thể được cho phép Loại tính năng này thường là độcquyền cho một loại điều khiển riêng biệt Loại thông tin bắt buộc bao gồm, (a) sửdụng ký tự địa chỉ,ví dụ P, Q, R hoặc #; (b) hoạt động nào được cho phép, ví dụ:

số học, lượng giác, logic và (c) địa chỉ bộ nhớ nào được sử dụng cho các tham số.Trong những trường hợp này, chỉ số tham số là vị trí bộ nhớ của tham số Trongmọi trường hợp, chỉ số địa chỉ sẽ là bắt buộc Ví dụ:

R11 = 22.2: nội dung của tham số R11 được đặt thành 22.2

R29 = R9 + R15: bổ sung nội dung tham số; kết quả được lưu trữ trong tham sốR29

X2 = 105 + R9: X2 nhận kết quả bổ sung của 105 và nội dung của R9

 Một số chức năng điều khiển khác

Các tính năng khác có thể được trang bị trên một số máy bao gồm bộ đổi pallet,băng tải chip lập trình, đầu dò trục chính, đầu dò đo chiều dài dao và nhiều chứcnăng khác dựa trên ứng dụng.

 Hệ thống tọa độ và chương trình 0

Hiểu được hệ tọa độ trên máy CNC là cơ sở để lập trình CNC Điều quan trọng làphải hiểu hai phương thức điều khiển chính: tuyệt đối và gia tăng Chương trình 0

là một khái niệm quan trọng khác Nó cho phép lập trình viên nhập tất cả các tọa

độ trong một chương trình từ một điểm chung và logic Không quan sát và chỉ địnhmột chương trình không chính xác có thể dẫn đến sai đường dẫn gia công hoặcthậm chí thiệt hại máy công cụ

 Hệ thống tọa độ

Đối với các trung tâm gia công CNC, mặt phẳng XY thường xác định mặt phẳngngang cho trung tâm Hình 9.1 cho thấy hai trục trung tâm gia công này, X và Y.Trục Z hoạt động giống hệt như X và Y Khi kết hợp tất cả, X, Y và Z cung cấp chobạn một lưới ba chiều Nó nằm trong lưới này mà bạn sẽ định vị (sử dụng tọađộ)các công cụ của bạn cho các hoạt động gia công

Hình 9.1 Vị trí công cụ cắt trong hệ tọa độ 3D

 Âm và dương

Gia công có thể xảy ra ở bất kỳ một trong tám góc phần tư của hệ tọa độ Hình 9.2cho thấy cách một loạt các tọa độ được xác định để khoan 6 lỗ cách đều nhau trênmột cái đĩa Các lỗ được xác định tương đối so với trung tâm của hệ tọa độ Bất kì

lỗ bên trái của nguồn gốc yêu cầu tọa độ X âm, và bất kỳ lỗ nào dưới gốc yêu cầutoạ độ âm Y Lưu ý rằng điều khiển CNC sẽ tự động giả định rằng một tọa độ làcộng trừ khi dấu trừ (-) được lập trình trong từ tọa độ.Điều này có nghĩa là bạnkhông bao giờ phải lập trình một dấu cộng (+)

Hình 9.2 Hệ tọa độ âm và dương

Đó là lựa chọn hợp lý để luôn luôn làm cho chương trình của bạn theo vị trí gốc 0trên phôi mà từ đó tất cả (hoặc hầu hết) của các kích thước được thực hiện Thôngthường các bề mặt của phôi gia công sẽ được chọn làm bề mặt cho vị trí gốc cho

mỗi trục Lưu ý rằng chỉ có một điểm gốc cho mỗi trục Nghĩa là, nếu bạn đanglàm việc tại gốc nối ba trục(X,Y và Z) sẽ có một vị trí gốc 0 trong các trục

 Tuyệt đối với tương đối

Khi tọa độ được xác định từ điểm gốc chương trình, nó được gọi là chế độ tuyệtđối của chương trình Chế độ tuyệt đối được chỉ định bằng từ G90 trong chươngtrình Trong chế độ tương đối (được chỉ định bởi G91), người lập trình lệnh chuyểnđộng từ vị trí hiện tại của dao Mỗi chuyển động được xác định là khoảng cách vàhướng gia tăng từ vị trí hiện tại của công cụ Mặc dù lúc đầu, điều này có vẻ dễdàng hơn so với làm việc từ chương trình 0, bạn sẽ thấy rằng các chương trình baogồm chuyển động tương đối có thể rất khó thực hiện theo Ngoài ra, nếu lập trìnhviên mắc lỗi trong một loạt các chuyển động tương đối, mỗi chuyển động tươngđối từ điểm đó sẽ không chính xác Nếu lập trình viên mắc sai lầm tương tự trongmột chương trình tuyệt đối, chỉ một chuyển động sẽ không chính xác Khi lậptrình, bạn sẽ chỉ định tọa độ mà bạn muốn làm cho công cụ di chuyển Để làm điềunày, bạn phải luôn luôn chỉ định địa chỉ thư, của các trục bạn muốn di chuyển (X,

Y và Z) cùng với vị trí tọa độ mà công cụ phải di chuyển Giá trị vị trí tọa độ chobiết điều khiển nơi dọc trục để dừng công cụ (Hình 9.3)

 Sự bù

Nói chung, bồi thường được sử dụng để cho phép một số biến thể không thể đoántrước (hoặc gần như không thể đoán trước) Với tất cả các hình thức bù dao trongCNC, các người thợ thiết lập sẽ cố gắng làm tốt nhất để hoàn toàn xác định các giátrị bù cần thiết cho gia công hoàn hảo Nhưng cho đến khi quá trình gia công thực

sự xảy ra, các người thợ không thể chắc chắn rằng các giá trị bù trừ là hoàn hảo.Sau khi gia công, chúng có thể phải tinh chỉnh chúng, do một số biến thể thứ cấp(như áp suất dao) Sau lần điều chỉnh thứ hai này, gia công sẽ chính xác hơn Baloại bù trừ công cụ trung tâm gia công là:

 Bù chiều dài của dao (G43, G44 và G49);

 Bù bán kính cắt (G40, G41, và G42);

 Bù dụng cụ gá kẹp (G54 - G59)

Công cụ bù chiều dài sẽ được sử dụng cho mọi công cụ trong mọi chương trình bạnviết Việc bù bán kính cắt chỉ áp dụng cho các dao cắt phay, và chỉ khi phay ở

ngoại vi của dao (như khi phay đường viền với các nhà máy cuối và các nhà máyvỏ).

Hình 9.3 sự chuyển vị được thực hiện ở cả chế độ tuyệt đối và tương đối

bù bán kính dao cắt cho phép bạn làm việc từ bề mặt làm việc thay vì đường trungtâm của dao cắt, có nghĩa là bạn có thể tiết kiệm cho mình rất nhiều công việc nếubạn hiểu bù bán kính dao phay Lưu ý rằng loại bù dao thứ hai đầu tiên áp dụngcho các công cụ cắt Bù đắp cố định liên quan đến việc thiết lập tổ chức công việc

 Sự dịch chuyển

Tất cả ba loại bù đều sử dụng cho sự dịch chuyển sự dịch chuyển là vị trí lưu trữcho các giá trị nó rất giống những bộ nhớ của một chiếc máy tính điện tử Toán tửthiết lập có thể nhập các giá trị quan trọng vào các offset Khi cần thiết trongchương trình, một lệnh đặc biệt sẽ gọi giá trị của offset Giống như những bộ nhớ

của hầu hết các máy tính, bù đắp được chỉ định với số bù đắp Bù đắp số một cóthể có giá trị là 6,54 Bù đắp số hai có thể có giá trị 6,29 Mặc dù nó không phải làbắt buộc để làm như vậy, hầu hết các số bù đắp được thực hiện để tương ứng trongmột số cách để số trạm công cụ Ví dụ, giá trị bù chiều dài dao của bộ công cụ sốmột thường được đặt ở số thứ tự bù Bù đắp CNC là nhiều hơn nữa vĩnh viễn Họ

sẽ giữ lại ngay cả sau khi nguồn của máy bị tắt Điều này có nghĩa là các giá trịquan trọng sẽ được giữ lại từ ngày này sang ngày khác Hầu hết các điều khiểnCNC đều có ít nhất 99 bù Đối với hầu hết các ứng dụng, chỉ cần một bù đắp chomỗi công cụ cắt, ví dụ: công cụ chiều dài bồi thường Nếu sử dụng dao phay ngónhoặc dao phay lắp cán, bạn có thể cần một bù thứ hai cho công cụ để bù bán kínhmáy cắt Nói chung, hầu hết các trung tâm gia công CNC sẽ có nguồn cung cấpcông cụ dồi dào

 Tổ chức phần bù

Các điều khiển trung tâm gia công thay đổi tùy theo cách tổ chức phần bù Hầu hếtđều có ít nhất hai cách bù khác nhau, một cho các công cụ cắt và một cho phép gánchương trình 0 (bù cố định ) Khi nói đến công cụ cắt, một bù đắp sẽ là cần thiết để

bù chiều dài dao; cái khác có thể là bù cố định bán kính Với hầu hết các điềukhiển, có một giá trị cho mỗi lần bù trừ Chương trình cho biết điều khiển cách sửdụng giá trị offset, như chiều dài dao hoặc giá trị bù bán kính dao phay Với cácđiều khiển khác, một bù đắp thực sự có thể chứa hai giá trị, một cho giá trị bùchiều dài dao và giá trị khác cho giá trị bù bán kính máy cắt Lưu ý rằng những sailệch bù đắp này ít có liên quan đến lập trình Trong hầu hết các trường hợp, chươngtrình sẽ được viết theo cách giống hệt nhau bất kể bảng bù được sắp xếp như thếnào Từ quan điểm của một lập trình viên, điều quan trọng nhất là phải biết được sự

bù đắp nào liên quan đến một công cụ cắt cụ thể nào đó Đối với dời gốc tọa độ 0của chương trình, mỗi offset sẽ có ít nhất ba giá trị, một cho X, một cho Y và mộtcho Z Nếu máy có trục quay đầy đủ, mỗi bù sẽ có giá trị thứ tư ( thường là B hoặcA)

 Sự bù mài mòn với bù hình học

Một số bộ điều khiển CNC, chủ yếu là máy tiện CNC, có hai bộ bù cho chiều dàidao và bù bán kính máy cắt Chúng được gọi là bù hình học và bù mài mòn Trướcđây được sử dụng để xác định kích thước danh nghĩa của công cụ, trong khi thứ haiđược sử dụng để xác định bất kỳ sự khác biệt nhỏ có thể gây ra bởi đo lường khôngđúng, độ lệch dụng cụ, hoặc dao bị mài mòn Giá trị bù hao mòn cho dao sẽ chỉ

bằng 0 nếu (a) dao được đo hoàn hảo, (b) dao không bị lệch trong quá trình giacông, và (c) không xảy ra mài mòn.

 Thay thế giá trị bù

Với hầu hết các CNC, mỗi phần bù chỉ bao gồm một giá trị và giá trị bù đượcgọi( thay thế ) trong chương trình bằng số bù tương ứng Định dạng lập trình yêucầu bù xác định cách bù dao sẽ được sử dụng Ví dụ, nếu được gọi trong lệnh bùchiều dài dao, giá trị bù sẽ được sử dụng làm giá trị bù chiều dài dao Với hầu nhưtất cả các bộ điều khiển, chữ H cùng hai chữ số được sử dụng để kích hoạt bù trừ

độ dài công cụ, ví dụ: H01 cho bù dao một và H02 cho bù dao hai Một chữ D cùnghai chữ số được sử dụng để tạo ra bù trừ bù bán kính dao cắt, ví dụ: D11 cho bùmười một và D12 cho bù mười hai

 Bù trừ và thử nghiệm gia công

Khi gia công bề mặt quan trọng với dung sai rất chặt, bạn có thể sử dụng bù đắpcho máy thử nghiệm Trước khi gia công, nó sẽ luôn luôn có thể thiết lập một bùđắp theo cách mà khi công cụ làm máy bề mặt, một số lượng thêm vật liệu được bỏlại phía sau Điều này sẽ đảm bảo rằng bề mặt sẽ không bị cắt Khi bề mặt được giacông, nó có thể đo được để xác định xem vật liệu phải được gia công thêm baonhiêu Giá trị bù có thể được điều chỉnh cho phù hợp và công cụ có thể chạy lại đểlàm bề mặt máy có kích thước phù hợp

 Bù chiều dài dao

Công cụ bù chiều dài là một tính năng cực kỳ quan trọng của một chương trìnhCNC Bạn sẽ sử dụng nó cho hầu như mọi công cụ trong mọi chương trình bạnviết Vì lý do này, nó là quan trọng nhất của các loại bù dao

 Những yêu cầu bù chiều dài dao

Vị trí gốc 0 của chương trình là một vị trí trên phôi mà từ đó tất cả các tọa độ trongchương trình sẽ được thực hiện (lưu ý rằng vị trí 0 là vị trí tương đối so với phôigia công) Điều này cho phép bạn tham khảo tất cả các tọa độ đi vào chương trình

từ một vị trí hợp lý, và vị trí này thường là ngay trên phôi Lấy một máy phay đứnglàm ví dụ Khi lập trình một hoạt động gia công lỗ, ta sẽ xác định tọa độ dựa trênđường trung tâm trục chính gốc 0 của chương trình cho cả X và Y sẽ vẫn nhấtquán từ dao này đến dao khác Ngay cả sau khi thay đổi dao, khoảng cách từ điểmzero chương trình đến vị trí trả về số không của máy trong X và Y sẽ vẫn giữnguyên vì vị trí trung tâm của công cụ trong X và Y không thay đổi từ dao này

sang dao khác Tuy nhiên, khi nói đến trục Z, đây không phải là trường hợp Hầunhư tất cả các dao sẽ khác nhau về chiều dài, cũng như khoảng cách từ đầu mỗidao tại vị trí trả về trục Z của máy đến điểm zero chương trình trong Z, thường làmặt trên cùng của phôi gia công Lấy một lỗ làm ví dụ cần khoan và thao tác taro Mũi khoan dài 60,25mm và vòi dài 60,50mm Khoảng cách giữa đầu dao và điểmzero chương trình sẽ lớn hơn cho mũi khoan so với vòi nước Nếu cả hai công cụbắt đầu từ vị trí trả về số không trong Z, thì mũi khoan phải di chuyển xa hơn đểtới được bề mặt làm việc Do đó, bù chiều dài dao chỉ liên quan đến trục Z.

Hình 9.4 cho thấy ba máy cắt siêu áp lực trong trục chính, mỗi giá trị có giá trị bùcủa riêng nó Những cái ngắn hơn phải đi qua một khoảng cách dài hơn để xuốngđến phôi Đây là lý do tại sao bồi thường công cụ chiều dài là rất quan trọng Vì độdài của các công cụ của bạn sẽ khác nhau, khoảng cách mà mỗi công cụ phải dichuyển trong trục Z để đạt được một bề mặt nhất định của phôi cũng sẽ thay đổi

Về bản chất, bù dài dao giúp loại bỏ nhu cầu lập trình viên phải quan tâm đến độdài của dao khi chương trình được viết

 Sử dụng công cụ

Khi thay thế mặt bù chiều dài dao trong trục Z, lệnh thay thế sẽ bao gồm một từG45 và một từ H để gọi bù dao liên quan (Hình 9.4) Lệnh thay thế cũng phải chứamột chuyển động định vị trục Z Trong lệnh thay thế, điều khiển được cho biết đểđưa mũi của trục chính đến vị trí Z được lập trình sau khi thêm vào giá trị bù chiềudài dao Kết quả cuối cùng là đầu của công cụ sẽ dừng tại vị trí Z được lập trình.Lưu ý rằng một khi được thay thế, công cụ bồi thường chiều dài sẽ vẫn có hiệu lựccho đến khi lệnh G43 tiếp theo trong lệnh Z trục của công cụ tiếp theo

Hình 9.4 bù chiều dài cắt

 Bù bán kính cắt

Tương tự như bù chiều dài dao cho phép bạn quên chiều dài thực của mỗi công cụkhi bạn viết chương trình, do đó bù trừ bán kính dao cắt cho phép bạn quên đườngkính của công cụ khi bạn viết chương trình Tuy nhiên, bù bán kính cắt được sửdụng chủ yếu chỉ cho dao phay khi phay cắt gia công ở ngoại vi của dao, ví dụ:phay một đường viền với dao phay ngón hoặc dao phay đĩa Rõ ràng, bạn sẽ khôngcần bù bán kính dao máy cắt cho các hoạt động phay mặt bù bán kính cắt, một khilàm chủ, bạn sẽ tìm thấy nó là một trong những công cụ có giá trị nhất trongchương trình CNC Nó có thể tiết kiệm vô số giờ lập trình và làm cho cuộc sống dễdàng hơn nhiều cho những người ở tầng cửa hàng sử dụng

 Phạm vi kích cỡ cắt

Tương tự như bù chiều dài dao, bù bán kính dao cắt cho phép đường kính của daophay dao động thay đổi Nếu một lập trình viên viết một chương trình cho một hoạtđộng phay đường viền mà không sử dụng bù bán kính máy cắt, thì họ phải chỉ địnhkích thước dao cắt chính xác sẽ được sử dụng Nếu kích thước máy cắt đó không

có sẵn và phải thay thế thiết bị thay thế, chương trình phải được thay đổi Ví dụ,nếu một lập trình viên có kế hoạch sử dụng một dao phay ngón có đường kính 12

mm, anh ta sẽ phải tính toán đường trung tâm của máy cắt Khi chương trình kếtthúc, nó sẽ chỉ hoạt động với máy nghiền 12 mm Nếu người thiết lập không códao phay ngón, chương trình sẽ phải được thay đổi để phù hợp với kích thước củadao phay ngón mà anh ta có Tất cả các tọa độ liên quan đến hoạt động phay đườngbao sẽ phải tính toán lại và thay đổi để phù hợp với kích thước dao cắt mới Nếukhông, phôi sẽ bị cắt trên hoặc cắt dưới (Hình 9.5)

Việc bù bán kính cắt giảm đáng kể tính linh hoạt trong vấn đề này Tuy nhiên vẫncòn một số hạn chế liên quan đến kích thước dao cắt, tức là dao cắt phải nằm trongphạm vi nhất định; một loạt các máy cắt phay có thể được sử dụng mà không yêucầu thay đổi chương trình.

Hình 9.5 Cắt mà không cần bù bán kính

 Thích ứng với điều kiện cắt

Hãy xem xét một chương trình mô tả một đường cắt trung tâm cắt hoàn hảo Hìnhdạng vẫn có thể không được cắt hoàn hảo Điều này là do các nhà máy cuối khônghoàn toàn đồng tâm với chủ sở hữu của nó, vì vậy rằng nó cắt xén phôi Hoặc, nếungười giữ dao phay có phần yếu, nó có thể làm lệch hướng từ bề mặt làm việc mộtchút, và không đủ vật liệu máy Nếu bán kính cắt bồi thường không được sử dụng,

nó sẽ rất khó khăn để thao tác chương trình để xử lý những biến thể đường dẫncông cụ nhỏ xíu này Khi máy cắt xỉn, các điều kiện cắt sẽ thay đổi, yêu cầu thayđổi chương trình khác Cắt bù bán kính cho phép người thiết lập hoặc nhà điềuhành xử lý vấn đề này dễ dàng Cũng giống như chúng có thể thao tác bù bù chiềudài dao để giữ kích thước cho Z các bề mặt liên quan đến trục, vì vậy chúng có thểthao tác bù trừ bù bán kính cắt để giữ kích thước cho các hoạt động phay đườngviền X / Y Cắt bán kính bù cũng làm cho nó có thể sử dụng cùng một bề mặt côngviệc tọa độ cần thiết để hoàn thành phay một đường viền được sử dụng để làm thôđường bao Mặc dù có một số hạn chế, điều này giúp loại bỏ sự cần thiết cho cáclập trình viên để tính toán hai bộ tọa độ Chỉ cần tính toán tọa độ đường bao hoànthành Hình 9.6 cho thấy điều này Tuy nhiên, lý do này để sử dụng bù bán kính cắt

chỉ áp dụng cho các lập trình viên thủ công Một hệ thống CAM có thể tính toán vàtạo ra các đường viền thô như dễ dàng làm đường bao hoàn thiện.

Hình 9.6 Đường kết thúc dao được sử dụng để cắt thô

Hình 9.7 Hai loại bù bán kính máy cắt

Hai điều khác đáng chú ý Đầu tiên là sự chuyển động không ổn định Chuyểnđộng này yêu cầu công cụ phải được đặt ở vị trí lớn hơn bán kính cắt từ bề mặtđầu tiên được gia công Thứ hai là cách tiếp cận và rút lại công cụ Họ không thực

sự cắt tài liệu nhưng phải được đưa vào chương trình

 Vị trí cố định

Có hai cách để gán chương trình zero vào các trung tâm gia công: bù đắp bù đắp vàLệnh G92 Lý do duy nhất để sử dụng G92 là nếu điều khiển CNC cũ của bạnkhông hỗ trợ phôi cố định Cũng giống như các công ty khác nhau có nhu cầu khácnhau cho bù bán kính cắt, vì vậy họ có nhu cầu khác nhau cho việc gán nhiều điểmchương trình không Nếu phôi gia công cần phải được gia công trong nhiều thiếtlập, nhiều điểm chương trình không cần thiết cho mỗi thiết lập là cần thiết Cũngnhư chiều dài dao và bù bán kính cắt cho phép bạn bỏ qua công cụ cắt liên quanđến công cụ cắt chức năng trong quá trình lập trình, bù đắp bù đắp cho phép bạn bỏqua công cụ giữ công việc (mâm cặp, đồ gá lắp, đồ đạc, thị giác, vv) khi bạn viếtmột chương trình

PHƯƠNG PHÁP CHO CHƯƠNG TRÌNH NỘI SUY

Nội suy là cách điển hình mà các công cụ máy CNC đối phó với các thế hệ công cụđường dẫn và thực hiện cho một đường cong nhất định Nội suy được thực hiệntrên một phần được xác định trước của một đường cong nhất định Phần nội suyđược gọi là "khoảng" và có thể được bao phủ bởi một hoặc nhiều khối thông tinhơn Dữ liệu cần thiết để xác định khoảng thời gian tuân theo một hoặc nhiềunguyên tắc sau:

• Một mã G thích hợp cần được sử dụng để xác định tính chất chức năng củađường cong, tức là tuyến tính (G01), hình tròn (G02, G03) hoặc parabolic (G06)

• Điểm bắt đầu của mỗi khoảng là giống với điểm kết thúc của khoảng trước đó.

Do đó, không cần lặp lại điểm này trong một khối mới Mỗi lần tiếp theo điểm củakhoảng mà toạ độ được chỉ định sẽ yêu cầu một khối riêng biệt thông tin và sẽ sửdụng địa chỉ thứ nguyên hợp lệ, ví dụ: X, Y hoặc Z

• Các tham số nội suy được giải quyết bằng I, J hoặc K và được sử dụng để xácđịnh hình học các thuộc tính của đường cong như được định nghĩa cho mỗi phươngthức nội suy

• Trong trường hợp một dấu đại số được yêu cầu với từ tham số nội suy, nó theosau ký tự địa chỉ và đứng trước các ký tự số

 Phép nội suy tuyến tính

Một khoảng đường thẳng được xác định trong một khối có chứa:

• Từ hàm G (nếu hiện tại không hoạt động), ví dụ: G01;

• Các tọa độ của điểm cuối phải được biểu diễn dưới dạng các từ kích thước

Ví dụ trong Hình 9.8 cho thấy các đặc tính hình học của nhịp Hai ví dụ được đưa

Hình 9.8 Phép nội suy tuyến tính

Hình 9.9 Ví dụ về nội suy cung tròn trong mặt phẳng XY (P0 đến P1)

• Các tọa độ của điểm cuối phải được biểu thị bằng bất kỳ địa chỉ chuyển động hợp

lệ nào chẳng hạn như X, Y hoặc Z tâm của vòng cung có thể được giải quyết bởi I,

J và K Một thực tế phổ biến là các từ I, J và K là các tham số gia tăng (tương đối)

từ điểm bắt đầu đến tâm của vòng tròn, bất kể kích thước các từ tăng dần hoặctuyệt đối, tức là

• Tôi cho kích thước của tâm của hình tròn song song với X,

• J cho kích thước của tâm của hình tròn song song với Y,

• K cho kích thước của tâm của hình tròn song song với Z

Khi nội suy cung tròn được kết hợp với nội suy tuyến tính đồng thời, mặt phẳngcủa nội suy cung tròn được chọn bởi hàm chuẩn bị Khối nội suy sẽ được chỉ địnhbằng cách thêm từ thứ nguyên thứ ba, từ này sẽ cho biết điểm cuối của chuyểnđộng tuyến tính và tham số nội suy thứ ba được giải quyết bằng chữ cái phân bổcho các kích thước song song với chuyển động tuyến tính (I, J và K) Giá trị đượcchỉ định nên là chuyển động tuyến tính cần thiết cho mỗi radian của vòng cung

 Phép nội suy Parabolic

Phép nội suy Parabolic xác định một khoảng parabol nằm trong bất kỳ mặt phẳngnào Khuyên rằng phương pháp lập trình của khoảng là theo định nghĩa của bađiểm Trung gian điểm và điểm cuối được lập trình trong các khối liên tiếp Ví dụtrong Hình 9.10 cho thấy các đặc tính hình học của nhịp Trong ví dụ này, khối đầutiên chứa,

• Từ hàm G (ví dụ G06 cho nội suy parabol); và

• Các tọa độ của điểm trung gian tức là G06 Xx1 Yy1 Zz1 (đối với chế độ tuyệtđối)

Hình 9.10 Ví dụ về nội suy parabol trong ba trục

Khối thứ hai chứa tọa độ của điểm kết thúc, nghĩa là Xx2 Yy2 Zz2 (cho tọa độtuyệt đối) Ngoài ra, khoảng có thể được bỏ qua trong một khối bằng cách sử dụngcác thông số nội suy chứa,

• Từ hàm G, ví dụ: G06;

• Các tọa độ của điểm cuối, được giải quyết bởi bất kỳ địa chỉ chuyển động hợp

lệ nào chẳng hạn như X, Y hoặc Z và

• Các tọa độ của điểm giao nhau tiếp tuyến được giải quyết bằng các từ I, J, K

TÓM TẮT MỘT SỐ MÃ NGUỒN NC

Phần này chứa các bảng tóm tắt hầu hết các mã NC thường được sử dụng chomục đích tham khảo nhanh Tương tự như phần còn lại của chương này, cácdefnitions phần lớn phù hợp theo tiêu chuẩn ISO 6983 Để có mô tả chi tiết về các

mã NC được thảo luận tại đây và riêng của họ sử dụng trên một trung tâm gia cônghoặc quay, người đọc quan tâm được giới thiệu đến book Computer NumericalControl: Trung tâm gia công và tiện (Quesada, 2005)

 Danh sách một số mã G phổ biến

Bảng 9.2 liệt kê các loại mã hàm chuẩn bị (G) phổ biến được biểu diễn bằng chữ

G theo sau là một số nguyên có hai chữ số (không dấu) Một số điều khiển hiện đại

có thể có mở rộng mã G thành một số nguyên có ba chữ số trở lên G81 đến G89

có thể được sử dụng để khử một tập hợp các hoạt động có thể lặp lại như khoan,khoan, khai thác hoặc kết hợp chúng Những chu kỳ hoạt động gia công này có thểsau đó được gọi một lần nữa và một lần nữa Các từ chu kỳ đã sửa này được liệt kêtrong Bảng 9.3

• Điều khiển đường cong khác với các điều khiển trên máy tiện

 Nội suy tuyến tính G01

 Lựa chọn máy bay XY G17

 nhưng không bị hủy

 Nội suy tuyến tính :G01 Một chế độ điều khiển, được sử dụng cho độ dốcđồng đều hoặc chuyển động đường thẳng, sử dụng thông tin chứa trong mộtkhối để tạo ra vận tốc tỷ lệ thuận với khoảng cách được di chuyển theo haihoặc nhiều trục đồng thời

 Nội suy tròn: G02 vòng cung (chiều kim đồng hồ) Nội suy tròn trong đó độcong của đường dẫn của công cụ đối với phôi là theo chiều kim đồng hồ khimặt phẳng chuyển động được xem theo hướng tiêu cực của trục vuông gócvới nó

 Nội suy tròn G03 vòng cung (ngược chiều kim đồng hồ) Giống như G02ngoại trừ độ cong của đường đi ngược chiều kim đồng hồ

 G04 Lệnh dừng : Một thời gian trễ được lập trình hoặc được thiết lập, khôngtheo chu kỳ hoặc tuần tự

 G06 Nội suy Parabol: Một chế độ điều khiển đường bao sử dụng thông tinchứa trong một hoặc nhiều khối để tạo ra một nhịp parabola Vận tốc của cáctrục được sử dụng để tạo ra cung này được thay đổi bởi điều khiển.

 Tăng tốc G08: Tốc độ tự động tăng lên tốc độ được lập trình bắt đầu từ bắtđầu của phong trào

 Giảm tốc G09: Tốc độ tự động giảm xuống tốc độ được lập trình bắt đầu từ

 cách tiếp cận của điểm được lập trình

 Bù dao và những thứ khác theo yêu cầu

 G33 Tiện ren liên tục

 G34 Tiện ren bước tang dần

 G35 Tiện ren bước giảm dần

 Lựa chọn chế độ cho các máy được trang bị để tiện ren

 G43 Bù dao dương chiều dài dao

 G44 Bù dao âm chiều dài dao

 Giá trị của công cụ bù đắp được thêm vào thứ nguyên tọa độ của khối liênquan hoặc khối

 G53 Hủy bỏ lệnh xê dịch điểm chuẩn đã chọn

 G54-G59: Xê dịch điểm chuẩn

 Bảng 9.2 Tiếp tục

 G63 Khai báo tâm trong hệ tọa độ cực

 G70,G71: đơn vị đầu vào inch/mm

 G74:Chu trình gia công thô chạy dao ngang

 G80 Hủy các chu trình đã lập trình sẵn

 G81-G89: Chu trình gia công lỗ được lập trình sẵn

 G90:Lập trình theo hình thức tuyệt đối

 G91:Lập trình theo hình thức tương đối.

 Chế độ điều khiển cho việc giải thích các kích thước liên quan đến một khuvực xác định hoặc tương đối so với vị trí được lập trình trước đó.\

 G92: Giới hạn tốc độ trục chính

 G93: Lượng tiến dao theo thời gian ngịch đảo

 G94: Khai báo bước tiến dao mm/phút

 G95: Khai báo bước tiến dao mm/vòng

 G96: Lập trình với tọa độ trục chính k đổi.(m/phút)

 G97: Lập trình với tọa độ trục chính k đổi.(vòng/phút)

Các mã tốc độ trục chính xác định tốc độ bề mặt liên tục tính bằng mét / feet trênphút Tốc độ trục xoay được điều khiển tự động đến duy trì giá trị được lập trình.Các mã tốc độ trục chính xác định tốc độ trục xoay trong vòng quay mỗi phút

 G90: Đặt hệ tọa độ tuyệt đối

 G91: Đặt hệ tọa độ tương đối

 G92: Đổi hệ tọa độ phôi/ đặt tốc độ quay lớn nhất

 G94: Đặt tốc độ tiến dao/ phút

 G95: Đặt tốc độ tiến dao/ vòng

 G96: Tốc độ bề mặt không đổi

 G97: Hủy tốc độ bề mặt không đổi

 G98: Đặt kiểu rút dao trong chu trinh gia công lỗ

 G99: Đặt kiểu rút dao trong chu trinh gia công lỗ

 Bảng 9.4 Mã hóa chức năng khác (M)

 M00: Dừng quá trình gia công

 M01: M01 tùy chọn (kế hoạch) dừng Tương tự như M00 ngoại trừ việc điềukhiển bỏ qua lệnh trừ khi người vận hành đã đẩy một nút để xác thực lệnh

 M02 kết thúc chương trình Hủy trục chính hoặc chức năng khác (ví dụ: chứcnăng làm mát) sau khi hoàn thành tất cả các lệnh trong khối Đã từng đặt lạiđiều khiển và / hoặc máy.

 M06: thay dụng cụ tự động

 M10: đóng kẹp trên tất cả các trục của máy

 M30: kết thúc chương trình gia công

độ của trung tâm lỗ và loại chuyển động máy được thực hiện tại trung tâm Mộtchu kỳ fxed, nếu được sử dụng đúng cách, có và làm cho máy thực hiện cácchuyển động cần thiết Bộ điều khiển lưu trữ một số chu kỳ fxed có thể được gọilại để sử dụng trong các chương trình khi cần Điều này làm giảm thời gian lậptrình và độ dài của mã Chu kỳ fxed được lập trình bằng cách nhập một khối thôngtin: tọa độ X và Y, mặt phẳng tham chiếu trục Z (R) và độ sâu trục Z của fnal Mộtchu kỳ fxed cho lỗ các hoạt động sẽ làm cho chuỗi hoạt động sau xảy ra

• Di chuyển nhanh đến tọa độ X và Y của trung tâm lỗ

• Di chuyển nhanh đến mặt phẳng tham chiếu trục Z (R)

• Nạp vào chiều sâu F trục Z

• Quay trở lại vị trí ban đầu của trục Z hoặc mặt phẳng tham chiếu trục Z (R)

 Bảng 9.5 Phần chương trình và lời giải thích của nó

Phần Chương trình Giải thích

 N0010 G41 S1000 F5 M03: Bắt đầu bù, đặt nguồn cấp dữ liệu và tốc độ,trục xoay trên

 N0020 G00 X6.000 Y6.000: Di chuyển đến góc dưới bên trái

 N0030 G01 Z-1.000: Giảm công cụ xuống

 N0040 Y46.000 Cắt góc trên bên trái

 N0050 X46.000 Cắt sang góc trên bên phải

 N0060 Y6.000 Cắt xuống góc dưới bên phải

 N0070 X6.000 Cắt xuống góc dưới bên trái

 Lập trình biên dạng hình tròn

Khi lập trình một biên dạng hình tròn thông tin như bắt đầu, kết thúc, điểm tâmtròn và bán kính là cần thiết Tuy nhiên, có thể có nhiều cách khác nhau để lậptrình một vòng cung Khác nhau bộ điều khiển cũng có thể có cách mã hóa hơikhác nhau

 Các lệnh nội suy cung tròn

Các lệnh cho nội suy cung tròn trực tiếp hệ thống để di chuyển công cụ đồng thờitheo hướng X và Y sao cho vòng tròn được lập trình hoặc phần của vòng tròn bịcắt Các lập trình viên đầu tiên xác định mặt phẳng trong đó nội suy xảy ra Công

cụ phải sau đó di chuyển đến điểm bắt đầu của vòng cung tròn được cắt Khi nhậnđược lệnh để thực hiện nội suy cung tròn, bộ điều khiển sẽ xác định bán kính giữađiểm bắt đầu và điểm tâm của vòng cung tròn Nó sẽ di chuyển công cụ từ điểmđầu đến điểm cuối bán kính này được tạo ra Công cụ chuyển động xung quanh