Thứ tư, ngày 25/10/2006 Mô phỏng quá trình gia công chi tiết có biên dạng phức tạp trên máy phay CNC PRIMERO và OKK bằng phần mềm MASTERCAM 9.1 Bài báo trình bày phương pháp mô phỏng quá trình gia công cho máy phay CNC hiệu OKK và PRIMERO, bằng phần mềm Mastercam 9.1. Phương pháp này được áp dụng để mô phỏng các chương trình gia công cho các chi tiết có biên dạng phức tạp. Đặt vấn đề: Sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy công nghiệp sản xuất tự động trong mọi lĩnh vực phát triển theo. Các máy công cụ điều khiển bằng chương trình số CNC với sự trợ giúp của các phần mềm CAD/CAM có thể giúp chúng ta mô phỏng các quá trình gia công cho máy CNC trước khi tiến hành gia công thật. Ở khu vực miền Trung nước ta hiện nay khá nhiều các nhà máy sản xuất cơ khí sử dụng các máy công cụ CNC để phục vụ hoạt động sản xuất. Các chương trình gia công được viết để điều khiển chuyển động cho máy công cụ CNC hầu như được người lập trình viết bằng tay, do đó nếu chi tiết có hình dạng phức tạp thì khó có thể mô phỏng chương trình gia công nhằm tránh sai sót thường hay mắc phải khi sử dụng máy CNC, đảm bảo an toàn cho máy công cụ CNC trong quá trình làm việc. Việc ứng dụng các phần mềm CAD/CAM để thiết kế, lập chương trình gia công và mô phỏng các quá trình gia công cho máy công cụ CNC là vấn đề mà các cán bộ kỹ thuật cần phải quan tâm, bởi công việc này có thể giúp chúng ta quan sát được hình dạng của chi tiết gia công trước khi tiến hành gia công thật, nhằm đảm bảo chất lượng của các sản phẩm gia công cơ khí. Qua những phân tích trên, việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM - Mastercam 9.1 hỗ trợ cho việc thiết kế, lập trình và mô phỏng các quá trình gia công trên máy công cụ CNC là điều cần thiết. Khi sử dụng phần mềm Mastercam 9.1 người lập chương trình có thể mô phỏng trước các chương trình gia công kiểm soát đường chạy dao và tối ưu hóa chế độ chạy dao nhằm nâng cao chất lượng bề mặt. Ở đây chúng tôi xin giới thiệu một phương pháp mô phỏng chương trình gia công cho máy phay PRIMERO và máy phay OKK bằng phần mềm Mastercam 9.1 khi kết nối trực tiếp giữa máy tính cá nhân (PC) với bộ điều khiển NC (Controler). Cơ sở lý thuyết Việc ứng dụng các phần mềm CAD/CAM để thiết kế chi tiết, lập trình và mô phỏng chuyển động của dụng cụ cắt trên máy công cụ CNC đã được ứng dụng tương đối nhiều ở các nước công nghiệp phát triển như: Mỹ, Anh, Pháp, Nga, Nhật, Canada . Khi sử dụng phần mềm Mastercam 9.1 chúng ta có thể nhanh chóng xây dựng các bản vẽ 2D, 3D của chi tiết máy. Sau khi thiết lập xong các bản vẽ chi tiết máy, trên phần mềm này cho phép chúng ta chọn các chế độ gia công, mô phỏng các chương trình gia công trên máy công cụ CNC theo các góc nhìn khác nhau để kiểm tra sai sót trước khi tiến hành chuyển mã M-G code và gia công thật trên máy công cụ CNC. Phần mềm Mastercam 9.1 là một trong số những phần mềm CAD/CAM mạnh nhất hiện nay, với một số chức năng đặc biệt có thể hổ trợ chúng ta lập chương trình gia công điều khiển chuyển động cho các máy công cụ CNC một cách dễ dàng. Việc ứng dụng phần mềm Mastercam 9.1 cho phép chúng ta viết các chương trình gia công cho máy phay CNC, máy tiện CNC, máy cắt dây CNC, máy khoan CNC, máy doa CNC. Và đặc biệt phần mềm này cho phép chúng ta chuyển đổi sang các mã lệnh có thể phù hợp cho nhiều loại máy CNC chạy theo các hệ điều hành khác nhau như: Fanuc, Anilam, Hendenhain, Fago, Mitsubishi . Với những đặc điểm như vậy, phần mềm CAD-CAM-Mastercam 9.1 có thể được ứng dụng để lập trình và mô phỏng cho hầu hết các máy công cụ CNC ở Việt Nam hiện nay. Việc sử dụng phần mềm CAD-CAM-Mastercam 9.1 để lập trình và mô phỏng quá trình gia công cho máy phay CNC được thực hiện như sau: - Sử dụng module Design 9.1 để thiết kế các đối tượng cần gia công, đối tượng được xây dựng có thể là 2D hoặc 3D. - Sử dụng module Mill 9.1 (module Mill 9.1 là module ứng dụng cho máy phay CNC) để lập các chương trình gia công cho các đối tượng đã được xây dựng ở module Design 9.1. - Sử dụng chức năng Verify trong module Mill 9.1 để mô phỏng các đường chạy dao đã được xây dựng trong module này. - Sử dụng chức năng Post trong module Mill 9.1 để chuyển mã các chương trình gia công, ở bước này ta có thể lựa chọn bản mã để phù hợp cho hệ điều hành của máy CNC cần sử dụng gia công. - Sử dụng module The MetaCut Utilities để mô phỏng các chương trình gia công theo các bản mã đã được chuyển đổi ở module Mill 9.1. Ứng dụng Chúng tôi đã sử dụng phần mềm CAD-CAM-Mastercam 9.1 để thiết kế, lập trình và mô phỏng các chương trình gia công cho một số máy phay CNC chạy theo các hệ điều hành khác nhau. Tôi đã tiến hành ứng dụng thành công vào hai máy phay OKK chạy theo hệ điều hành Fanuc và máy phay PRIMERO chạy theo hệ điều hành Anilam ở phòng máy CNC, Khoa Cơ Khí, Trường Cao Đẳng Công Nghệ, Đại Học Đà Nẵng. Ở bài báo này tôi xin trình bày một ví dụ lập trình và mô phỏng chương trình gia công một đối tượng điển hình (hình rồng) cho hai máy phay OKK và PRIMERO theo hai bản mã lệnh khác nhau. Và công việc này được tiến hành bởi các bước như sau: - Sử dụng module Design 9.1 để vẽ hình rồng nằm trên một bề mặt cần gia công, hình1. - Sử dụng module Mill 9.1 để lập chương trình gia công cho đối tượng (hình rồng) đã được xây dựng ở module Design 9.1. - Sử dụng chức năng Verify trong module Mill 9.1 để mô phỏng các đường chạy dao đã được xây dựng trong module này, hình 2. - Sử dụng chức năng Post trong module Mill 9.1 để chuyển mã các chương trình gia công cho hai máy OKK và PRIMERO. Ở đây máy OKK chạy theo hệ điều hành Fanuc nên bản mã ta chọn là Mpfan.pst, máy PRIMERO chạy theo hệ điều hành Anilam nên bản mã ta chọn là Mpan5300.pst, được trình bày ở hình 1 và hình 2. Bảng 1 biểu thị các câu lệnh cho máy chạy theo hệ điều hành Fanuc, bảng 2 biểu thị các câu lệnh cho máy chạy theo hệ điều hành Anilam. - Sử dụng module The MetaCut Utilities để mô phỏng các câu lệnh chương trình gia công theo các bản mã đã được chuyển đổi ở module Mill 9.1 cho hai máy phay OKK và PRIMERO, hình 3. Hình 1: Xây dựng đối tượng trên modul Design 9.1 Hình 2: Mô phỏng chương trình gia công trên modul Mill 9.1 Chương trình cho máy OKK Chương trình cho máy PRIMERO Hình 3: Mô phỏng chương trình gia công cho máy phay PRIMERO Việc viết chương trình gia công các hình có biên dạng phức tạp trên một bề mặt không đơn giản cho máy công cụ CNC, bằng tay hoặc bằng các phần mềm thông dụng sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Nếu sử dụng module Project trong phần mềm Mastercam 9.1, lập trình theo phương pháp chiếu hình, chúng ta sẽ dễ dàng nhận được chương trình gia công các hình có biên dạng phức tạp trên bề mặt 3D của chi tiết máy. Ngoài ra, khi sử dụng phương pháp chiếu hình để lập chương trình gia công cho các máy công cụ CNC 4 trục hoặc 5 trục có thể cải thiện, nâng cao độ chính xác hình dạng của bề mặt chi tiết được gia công. Kết luận: Việc mô phỏng trước quá trình gia công chi tiết có biên dạng phức tạp trên máy phay CNC là điều cần thiết phải làm khi sử dụng máy CNC vì: Có thể kiểm tra trước việc gia công và hình dạng sản phẩm gia công. Kiểm tra được các sự cố có thể xẩy ra trong quá trình chạy máy CNC. Đảm bảo an toàn cho người và máy, tăng tối đa hiệu quả khai thác và sử dụng máy CNC. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Peter Smid, CNC Programming Handbook, Industrial Press, Inc New York, 2000 . [2] HEIDENHAIN, User’s Manual Conversational Programming, 2000. [3] Su-Chen Jonathon Lin, Tiny Shiue, Mastercam Version 8.1, 2001. [4] TaeguTec, Milling Applications, 2006. Tác giả bài viết: GV.Trần Quốc Việt - Trường Đại học Đà Nẵng HIENDAIHOA.COM . ngày 25 /10 /2006 Mô phỏng quá trình gia công chi tiết có biên dạng phức tạp trên máy phay CNC PRIMERO và OKK bằng phần mềm MASTERCAM 9. 1 Bài báo trình bày. pháp mô phỏng quá trình gia công cho máy phay CNC hiệu OKK và PRIMERO, bằng phần mềm Mastercam 9. 1. Phương pháp này được áp dụng để mô phỏng các chương trình