Giáo trình lập trình phần mềm Mastercam 2D

Như các bạn đã biết Mastercam là phần mềm chuyên lập trình gia công cơ khí, trong đó phần lớn là các chi tiết 2D. Nội dung giáo trình bao gồm đầy đủ các thao tác cơ bản từ phần thiết kế 2D, đến các chiến lược gia công 2D bao gồm các chiến lược truyền thồng và gia công tốc độ cao High Speed . Giải thích cụ thể từng tùy chọn

Chương 1

THIẾT KẾ TẠO HÌNH TRONG PHẦN MỀM MASTERCAM

MỤC TIÊU

Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:

- Khởi động phần mềm Mastercam 2017, thiết lập cấu hình vẽ thiết kế

- Căn cứ vào các lệnh vẽ để vẽ và lưu được file vẽ theo yêu cầu bài học

- Làm thành thạo các bài tập trong giáo trình

NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:

1 Chương này nên vừa giảng lý thuyết kết hợp thực hành theo từng nội dung từ

dễ tới khó, từ đơn giản tới phức tạp Sử dụng tài liệu phát tay và luyện tập theo nhóm là tốt nhất

2 Để học tốt chương này, sinh viên phải có giáo trình Căn cứ vào tài liệu phát tay

để luyện tập theo từng bước, ghi tóm tắt nội dung và các vấn đề cần chú ý khi khởi động chương trình, mở cửa sổ, đến các thao tác vẽ Kết quả cuối cùng là vẽ được

và lưu lại được file với tên riêng của từng nhóm / sinh viên

3 Cung cấp phần mềm Mastercam 2017 cho sinh viên tự cài đặt để làm bài tập ở nhà

1.1 Giới thiệu phần mềm MASTERCAM 2017

Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp, có khả năng thiết kế công nghệ để điều khiển cho máy phay CNC 3 trục, 4 trục và 5 trục Ngoài ra Mastercam còn dùng lập trình cho máy tiện CNC, máy cắt dây CNC, …

1.2 Giao diện MASTERCAM 2017

1.2.1 Khởi động MasterCAM

Có hai cách khởi động một chương trình MasterCAM 2017 trong môi trường Window 10

Click vào đó, xem hình

Cách 2: Trên thanh taskbar, click vào nút Start\ All Programs\ MasterCAM

2017

Sau khi vào MasterCAM 2017, hệ thống sẽ hiển thị màn hình làm việc của MasterCAM như sau

1.3 Chức năng chính trong các trình đơn

1.3.1 Thanh trình đơn – Menubar

1.3.2 Thanh công cụ

Nếu muốn thay đổi các thông số cấu hình, vào File/Configuration hoặc dùng

tổ hợp phím Alt-F8, xuất hiện màn hình hội thoại

Hộp thoại System Configuration hiện ra

Bên tay trái có 20 tùy chọn để lựa chọn và thiết lập các thông số tùy ý Sau đây

- Dimension Attributes: Các trạng thái kích thước

- Dimension Text: Định dạng cách ghi kích thước trên bản vẽ

- Note Text: Định dạng chữ viết trong MasterCAM

Các nội dung khác sẽ lần lượt được trình bày trong các chương tiếp theo

Ô cửa sổ cuối hộp thoại chuyển đổi hệ thống đo hệ mét và hệ inch

1.3.3 Thoát khỏi MasterCAM

Muốn thoát khỏi MasterCAM, chỉ cần thực hiện các bước sau:

- Di con trỏ chuột tới menu bar

- Chọn File\ Exit

- Xác nhận thoát khỏi MasterCAM: chọn Yes khi được hỏi

thoát khỏi MasterCAM

Hoặc dùng phím tắt: Alt+F4

1.4 Làm việc với các lớp

- Chọn View/ Level (Hoặc nhấn Alt+Z),

màn hình Levels xuất hiện 4 cột như hình vẽ:

- Cột Visible dùng để ẩn và hiện các lớp

- Nhấn chuột vào biểu tượng dấu + để tạo lớp

mới Nên phân Level cho mô hình trong

Mastercam, có thể sử dụng Level 1 cho hình

vẽ của các Contour, Level 2 là mô hình Solid

của chi tiết, Level 3 là kích thước

- Phân level bao nhiêu lớp tùy thuộc vào mục

đích sử dụng của người lập trình

1.5 Các lệnh vẽ 2D trong MASTERCAM 2017

Click chuột vào tab Wireframe, các lệnh vẽ 2D xuất hiện như hình vẽ

Lệnh Point

Cú pháp: Wireframe > Point Position

Nhấp chuột vào màn hình chọn các điểm tùy ý

Cách tùy chọn truy bắt điểm trong Mastercam 2017

Origin Chọn điểm gốc

Arc Center Chọn điểm là tâm của đường tròn, cung

tròn Endpoint Chọn điểm cuối của đối tượng vẽ đơn

giản Intersection Chọn điểm giao của 2 đối tượng

Midpoint Chọn điểm giữa của đối tượng

Point Chọn điểm đã tồn tại

Quadrant Chọn điểm tại góc phần tư của đường

tròn Relative Chọn điểm có vị trí tương đối so với điểm

khác Perpendicular Chọn điểm vuông góc với đường thẳng

cho trước Tangent Chọn điểm tiếp tuyến với 1 đối tượng cho

trước

Lệnh vẽ đoạn thẳng Line

Lệnh Line là lệnh vẽ 1 đường thẳng trên màn hình Những Line đó có thể

là đường thẳng đứng, nằm ngang hoặc bất kỳ một sự định hướng nào Nó có thể dùng để xây dựng mô hình hình học thể hiện trong các hình dưới đây:

Hình Các hình có thể vẽ bằng lệnh Line

Cú pháp: Wireframe > Line, như hình vẽ

Trong menu này có 4 lựa chọn Chúng được mô tả ngắn gọn trong các mục sau đây

Mô tả lựa chọn tiếp theo trong Endpoints Endpoints Tạo ra 1 line bằng cách chỉ ra 2 điểm

Closest Tạo ra 1 line nó đóng các đối tượng kế tiếp

Perpendicular Tạo ra 1 line vuông góc với đường thẳng cho trước

Parallel Tạo ra 1 line song song với 1 đường thẳng cho trước

Các tùy chọn Line Endpoints, Parallel, Closest và Perpendicular minh họa hình

vẽ dưới:

Sử dụng Line Endpoints

Xác định điểm đầu tiên < Sử dụng menu vị trí

>: pick P1

Lệnh vẽ cung – đường tròn: Arc

Trong MasterCAM 2017, các cung tròn và đường tròn được tạo ra bằng cách sử dụng 1 số tuỳ chọn

Cú pháp: Wireframe > Arcs

Arcs option Description Circle Edge Point Tạo ra đường tròn khi biết 2 điểm và bán kính

Circle Center Point Tạo ra đường tròn khi biết tâm và các thông số khác

Arc Polar Tạo ra 1 cung tròn bằng cách sử dụng hệ toạ độ cực

Arc Polar Endpoints Tạo ra 1 cung tròn khi biết 2 điểm đầu, bán kính và góc

chắn cung Arc Endpoint Tạo ra 1 cung tròn khi biết 2 điểm đầu và đường kính hoặc

bán kính Arc 3 Points Tạo ra 1 cung tròn khi biết 3 điểm

Arc Tangent Tạo ra 1 cung tròn tiếp xúc với các đối tượng khác

Lệnh vẽ đường cong Spline

Cú pháp: Wire frame > Spline Manual

Chọn tất cả các điểm: Pick P1, P2, P3…

P2 P3

P4

P6

P1 P1

P

Hình: Đường cong spline

Lệnh vẽ hình chữ nhật

Cú pháp: Wire frame > Rectangle

Ví dụ: Tạo 1 hình chữ nhật khi đi qua 2

điểm gốc của hình chữ nhật như hình vẽ

- Nhấn nút trái chuột vào điểm bất kỳ để

lựa chọn điểm đầu tiên của hình chữ

nhật

- Nhập chiều dài width: (ví dụ 100)

- Nhập chiều cao height: (vd 40)

Nhấn nút oke để hoàn thành câu lệnh

Lựa chọn điểm Base point: Nhấp vào điểm mà tâm hình chữ nhật đi qua Nhập giá trị width và height

Lệnh vẽ đa giác: Polygon

Cú pháp: Wire frame > Rectangle>Polygon

No side

Đặt số cạnh của đa giác

Lệnh vẽ Elip: Ellipse

Cú pháp: Wire frame > Rectangle> Ellipse

Chọn tâm của hình ellipse (Base point): Nhấp 1 điểm tùy ý Nhập chiều dài và chiều cao của hình Ellipse như ví dụ hình trên

Top of Arc: Vẽ chữ trên cung tròn

Bottom of Arc: Vẽ chữ nằm dưới

cung tròn

Horizontal: Chữ nằm ngang

Vertical: Chữ thẳng đứng

Lệnh cắt, kéo dãn: Trim Break Extend

Cú pháp: Wire frame > Trim Break Extend

- Lựa chọn Trim

- Lựa chọn Divide/delete: Để xóa đối tượng

Lệnh bo tròn: Fillet Entities

Cú pháp: Wire frame > Fillet Entities

Có 2 chế độ Fillet:

Fillet Entities: Bo tròn 2 đối tượng kề nhau

Fillet Chains: Bo tròn các đối tượng liền nhau dạng chain

Ví dụ:

Fillet Chains: Bo tròn 4 góc hình chữ nhật

- Chọn tùy chọn Fillet Chains

- Nhấn chọn C-plane và chọn Select chain 2: Click vào hình chữ nhật xuất hiện

mũi tên màu xanh và nhấn OK

- Nhấp chọn bán kinh bo tròn, vd R=5, OK, hình chữ nhật bo 4 góc như hình vẽ

Fillet Entities

Vẽ cung tròn tiếp tuyến 2 đường tròn cho trước

- Chọn Fillet Entities

-Nhập giá trị bán kính (R =100)

- Nhấp chuột vào 2 đối tượng hình tròn cho trước

- Chọn cung tròn tiếp tuyến phù hợp

Lệnh Chamfer: Vát cạnh 2 đối tượng cho trước

Cú pháp: Wire frame > Chamfer

Có 2 chế độ Chamfer

Chamfer Entities: Bo tròn 2 đối tượng kề nhau

Chamfer Chains: Bo tròn các đối tượng liền nhau dạng chuỗi (chain)

Các tùy chọn nhập khoảng cách vát mép như hình trên

Lệnh Offset: Sao chép đối tượng với 1 khoảng cách cho trước

Cú pháp: Wire frame > offset

Có 2 chế độ offset

Offset Entity: Sao chép 1 đối tượng

Offset Chains: Sao chép các đối tượng liền nhau dạng chuỗi (chain) Các bước thực hiện:

- Nhập khoảng cách cần offset

- Chọn đối tượng để offset

- Chọn tùy chọn copy để giữ đối tượng gốc và nhấn OK

Lệnh Dimension: Dùng để đo kích thước các đối tượng hình học

Trình tự thực hiện:

Bước 1: Click chuột vào tab Drating xuất hiện hộp thoại

Bước 2: Sử dụng các chức năng như: Smart Dimension, Horizontal, Circular, Angular… để đo hình học các đối tượng

Cách cài đặc các thông số kích thước

Nhấn (Alt +D) xuất hiện hộp thoại Drafting Options

Cài đặc các thông số theo ý của người lập trình, font chữ và chiều cao chữ,…

Lưu ý sử dụng Mastercam 2017

Hiển thị hay ẩn hệ trục tọa độ trong Mastercam 2017: Nhấn F9

Thay đổi hướng nhìn vào tab VIEW, chọn mặt phẳng phù hợp

1.6 Bài tập thiết kế tạo hì nh

Bài tập 1: Thiết kế hình 2D

Bài tập 2: Viết chữ trong MasterCAM 2017

BÀI TẬP

Trong phần tiếp theo ta có 4 bài tập, bạn sẽ luyện tập bằng việc phối hợp các lệnh đã được học trong chương này Từng bước các thủ tục đã học sẽ được hoàn thiện Ghi lại các file dưới các tên gợi nhớ Mặt phẳng vẽ là XY

3

4

5 Mô tả chi tiết các vùng của màn hình MasterCAM:

6 Mô tả ngắn gọn các cách lựa chọn một menu

7 Phím chức năng cho lệnh DELETE là phím nào?

8 Mô tả ngắn gọn các lệnh trong các menu: Wire frame, Transform, Drafting

9 Mô tả thủ tục dùng trong MasterCAM để tạo ra chữ viết

*

Kết luận

Trong chương này, bạn đọc làm quen với các thao tác vẽ 2D làm cơ sở cho việc vẽ 3D

và chuẩn bị cho việc mô phỏng cùng với xuất chương trình gia công CNC

Chú ý là trong CAD/CAM, việc vẽ hì nh (gọi là mô hì nh hóa hì nh học) chỉ có ý nghĩa cho việc gia công, cho nên nhất thiết phải là hình 3D Trong mô hình hóa hình học 3D, trên mô hình không yêu cầu phải ghi kích thước như trong bản vẽ thiết kế

Từ chương 2 đến chương cuối, bạn đọc làm quen với việc thiết lập đường chạy dao và

mô phỏng quá trình gia công

Chương 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAY 2D

MỤC TIÊU

Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:

- Thiết kế được các dạng sản phẩm gia công bằng phương pháp phay 2D

- Chọn được phương pháp phay: Contour, pocket, drill, circle mill, taro, Face

Engraving.… phụ thuộc vào hình dạng sản phẩm

-Xác lập các thông số gia công

- Mô phỏng quá trình gia công

- Xuất chương trình NC

TÓM TẮT NỘI DUNG

Phương pháp chọn đường chạy dao phay theo yêu cầu của hình dáng chi tiết Các phương pháp cụ thể chọn đường chạy dao và các lưu ý Phương pháp cắt hết phần kim loại dư sau khi chạy contour

Thực hành thiết kế và mô phỏng trong phần mềm Mastercam Lưu file, hiệu chỉnh và xuất chương trình

NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP

1 Chương này nên vừa giảng lý thuyết kết hợp thực hành theo từng nội dung từ dễ tới khó, từ đơn giản tới phức tạp Sử dụng tài liệu phát tay và luyện tập theo nhóm là tốt nhất Mỗi bài tập sau khi mô phỏng xong thì xuất chương trình dịch NC để tham khảo So sánh với lập trình bằng tay đối với môn học Công nghệ CNC

2 Để học tốt chương này, sinh viên phải có giáo trình Căn cứ vào tài liệu phát tay để luyện tập

bạn sẽ dùng thường xuyên

Bạn chọn máy Mill 3 - axis VMC MM.MMD - (Máy phay đứng 3 trục) và chọn add để

máy vừa chọn xuất hiện trên Menu Machine Type

Nhấn (OK) để lưu thiết lập

Trên Machine Type  Mill  bạn chọn vào Mill 3 - AXIS VMC MM.MMD

Trên thẻ Toolpaths xuất hiện Machine Group 1 với các thông số kèm theo Mastercam

mặc định cung cấp một số máy có sẵn cho bạn thực hiện công việc từ các máy phay đứng, ngang 3 trục, 4 trục, 5 trục

Ở nội dung tài liệu này chỉ tập trung vào máy Phay gia công 3 trục Bạn có thể tạo ra

nhiều Machine Group và Toolpath Group trên thẻ Toolpaths tương ứng với mỗi nguyên công mà bạn làm việc, có thể tạo Machine Group là Lathe nếu nguyên công sắp thực hiện có liên quan đến gia công Tiên

Tại Menu Toolpaths  các phương pháp gia công khác nhau xuất hiện và bạn có thể chọn phương pháp gia công phù hợp

1 Contour Phay theo biên dạng Contour

2 Drill Các chu trình khoan G81, G83, G74, G75, G76,

4 Face Gia công mặt phẳng

5 2D High Speed Gia công Tốc độ cao 2D

7 Surface Rough Gia công thô mặt cong 3D

8 Surface Finish Gia công tinh mặt cong 3D

9 Surface High Speed Gia công Tốc độ cao mặt cong 3D

10 Multiaxis Gia công nhiều trục 3D

11 Multiaxis Link Gia công nhiều trục 3D

14 Stock Model Tạo mô hình phôi

15 Circle Paths Phay theo đường tròn, phay ren, phay rãnh,

16 Transform Biến đổi đường chạy dao

17 Nesting Lồng các đường chạy dao vào nhau

18 Manual Entry Thêm ghi chú hoặc mã lệnh vào chương trình gia công

bằng tay

19 Point Phay bằng cách khai báo các điểm nhảy

21 Wireframe Phay 3D từ mô hình khung dây

22 Import NCI Nhập file dạng NCI

Quản lý dụng cụ cắt

Tại thẻ Toolpaths  Machine Group - 1  nhấn chuột phải vào Toolpath Group 1

2.2 Thiết lập phôi

Chuẩn bị phôi: Stock setup

Mục đích: Thiết lập hình học, dữ liệu, gốc tọa độ phôi

Tại cửa sổ Toolpaths, vào Stock setup của Machine Group 1, xuất hiện cửa sổ Machine Group Properties

Tại Stock setup, khai báo phôi gồm có:

- Chọn vật liệu phụi:

Trong hộp thoại Machine Group Properties, bấm vào Tool Settings sẽ xuất hiện một hộp thoại, trong hộp thoại này, phần Material như hỡnh bờn dưới:

Nhấn Edit

2.3 Chọn, Chỉnh sửa và bổ sung Chain

Sau khi chọn lựa đường chạy dao tương ứng, xuất hiện hộp thoại Chaining

Cỏc tựy chọn của hộp thoại Chaining:

Minh họa ph•ơng pháp

Chain Xác định đ•ờng cong phù hợp bằng một chiều hay nhiều đối t•ợng

liên kết

Window Xác định một hay nhiều đ•ờng cong từ các đối t•ợng hoàn chỉnh

phía trong cửa sổ

Polygon Xác định một hay nhiều đ•ờng cong từ các đối t•ợng hoàn chỉnh

phía trong đa giác

Area Xác định đ•ờng cong từ một nhóm các đ•ờng cong

Single Xác định một đ•ờng cong phù hợp chỉ là các đối t•ợng đơn

Point Xác định là đ•ờng cong bắt đầu từ một điểm xác định

Vector Xác định đ•ờng cong là 1 vector

Partial Xác định đ•ờng cong là

Last Gọi lại nhóm đối t•ợng cuối cùng

Unselect Huỷ bỏ sự lựa chọn

Thẻ Toolpaths  Geometry  hộp thoại Chain Manager  nhấn chuột phải vào Chain

muốn chỉnh hoặc vào khoảng trắng

Add chain Bổ sung chain

Change side Đổi phía chạy dao (Left/ Right) Rechain all Thực hiện chain lại tất cả

Resync all Sort option Sắp xếp cách chạy giữa các Contour Analyze chains Phân tích chain

Delete chain Xóa bớt chain

Rechain single Thực hiện Chain lại chain lựa chọn Reverse chain Đổi chiều chain

Start point Thay đổi điểm bắt đầu

Edit tabs Chỉnh sửa vấu đỡ

Change at point Thay đổi tại một điểm

Rename Đổi tên chain

2.4 Quản lý các nguyên công: operation manager

Backplot selected operations In lại đường chạy dao trên màn

hình

Expand or contract this dialog Mở rộng hộp thoại Backplot

dao tại từng vị trí

Display with color codes Hiển thị các mã màu của đường

chạy dao

Display rapid moves Hiển thị các chuyển động chạy dao

nhanh

đường chạy dao

dao

đường Line, Arc mà dao đi qua

Play (R) Chạy liên tục

Previous Stop Bắt đầu lại

Step forward Tiến tới một bước

Run mode Chế độ dao chạy đến đâu hiện vết

Start Bắt đầu lại

Previous Operation (P) Mô phỏng nguyên công, bước công nghệ trước

đó

Next Operation (N) Mô phỏng nguyên công, bước công nghệ sau đó

Post selected Operations

Mục đích: Xuất chương trình gia công NC codes

Click chuột vào biểu tượng , xuất hiện hộp thoại dưới

Post selected Operations Xuất File NC

Output MCX file descriptor Cho xuất thông tin mô tả File Mastercam

Sau khi thiết lập  Nhấn (OK)  đặt tên chương trình NC  chọn đường đẫn lưu File

NC  Save

Pocket Standard Contour

2.5 Các phương pháp gia công cơ bản

Để gia công hoàn chỉnh một sản phẩm, cần phải chọn nhiều kiểu đường chạy dao một sản phẩm dùng các kiểu đường chạy dao như sau: Contour, Pocket Standard, Pocket island (đảo), Drill, minh họa hình dưới:

Pocket island

Hình: Sản phẩm phay dùng nhiều kiểu đường chạy dao

2.5.1 Contour (Phay đường viền)

Khi gia công theo đường contour cần chú ý hướng chạy dao để chọn chế độ bù dao bên phải hoặc bên trái biên dạng

Một đặc điểm nữa của gia công contour là dao chỉ đi một đường dọc theo biên dạng, vì vậy thường để lại phần kim loại chưa được gia công hết Muốn gia công hết phần kim loại chừa lại, cần phải vẽ thêm các đường phụ để làm cơ sở gia công, hoặc là chọn nhiều đường chạy dao (Multi passes)

Quá trình phay bao gồm các bước:

Bước 1: Mở file có sẵn hoặc tạo Contour trực tiếp trên Mastercam Phần mềm cũng có thể nhận các Contour được vẽ từ các phần mềm khác như: AutoCad, Solidworks, Inventor.Ví dụ

như hình dưới