Tài liệu Lập trình gia công trên máy điều khiển số doc

Khái niệm chung „ Quy trình lập trình gia công NC z Xác định điểm 0 W của chi tiết gia công z Lập sơ đồ gá đặt chi tiết gia công trên máy CNC z Lập sơ đồ toạ độ z Lập tiến trình công ngh

Nội dung của bài giảng

„ Khái niệm chung

„ Quy trình lập trình gia công trên máy điều khiển số

Khái niệm chung

„ Câu lệnh tổng quát (ISO 6983)

N…G…X…Y…Z…A…B…C…I…J…K…HD…T…M…S…F…;

N: Số thứ tự của câu lệnh trong chương trình

G: Điều kiện hoặc dữ liệu dịch chuyển

Khái niệm chung

„ Quy trình lập trình gia công NC

Khái niệm chung

„ Quy trình lập trình gia công NC

z Xác định điểm 0 (W) của chi tiết gia công

z Lập sơ đồ gá đặt chi tiết gia công trên máy CNC

z Lập sơ đồ toạ độ

z Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết

„ Quy trình công nghệ, thứ tự các nguyên công

z Lập phiếu dụng cụ cắt

„ Số hiệu dao, vị trí ở ổ t ch dao, dữ liệu công nghệ

z Lập trình chương trình NC theo chỉ dẫn lập trình bảng cốt mã lập trình NC

z Thử nghiệm, sửa đổi chương trình NC

PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH

Lập trình tại phân xưởng Lập trình trong khu vực chuẩn bị sản xuất

Cấp lệnh bằng tay tại máy

Lập trình bằng máy

Lập trình tự động Lập trình bằng tay

Phương pháp lập trình

„ Lập trình tại phân xưởng

z Là quá trình tìm ra các thông số điều khiển và nạp chúng vào hệ điều khiển thực hiện trực tiếp trên máy CNC thông qua bảng điều khiển, sau khi lập trình có thể gia công luôn trên máy

z Một số chức năng của bảng điều khiển

„ Các nút bấm có biểu tượng riêng lẻ có thể gọi ra một cách trực tiếp các chức năng cơ bản của quá trình tạo hình hoặc những chu trình gia công riêng.

„ Kỹ thuật menu đưa ra các khả năng lựa chọn thích hợp trong một lĩnh vực cụ thể cho người điều khiển (như là các dữ liệu về vật liệu, các giá trị thích hợp về tốc độ cắt, lượng chạy dao tương ứng sau khi chọn được vật liệu gia công)

„ Soft-keys là những phím bấm gắn liền với màn hình mà chức năng của chúng không xác định theo thời gian (có thể thay đổi tuỳ theo menu lựa chọn và được hiện thị trên màn hình)

„ Màn hình đồ hoạ là sự đảm bảo hơn quá trình lập trình bằng tay vận hành an toàn thông qua mô phỏng trên màn hình điều khiển

Phương pháp lập trình

„ Lập trình trong khu vực chuẩn bị sản xuất (ngoài phân xưởng)

z Là phương pháp lập trình theo ngôn ngữ lập trình phù hợp và độc lập với máy gia công

z Lập trình bằng tay có sự trợ giúp của máy tính

„ Theo ngôn ngữ lập trình phù hợp bằng cách dùng tay gõ các phím của máy tính để soạn thảo chương trình gia công NC

„ Lập trình bằng tay đòi hỏi người lập trình phải có kiến thức vững về hình học và công nghệ gia công

„ Người lập trình phải biết chính xác dạng dao cụ và khả năng sử dụng chúng trên một máy CNC xác định

z Lập trình tự động bằng máy

„ Từ dữ liệu thiết kế chi tiết (dữ liệu CAD) chuyển giao liền cho khâu gia công (CAM) nhờ hệ t ch hợp, liên hoàn theo hai bước chính sau:

z Dùng menu Design để vẽ chi tiết gia công

z Dùng menu Create G-code để lập chương trình gia công NC cho chi tiết

đã vẽ, kết hợp chạy mô phỏng trên máy tính

Phương pháp lập trình

„ Ưu điểm của cách lập trình bằng máy

z Ngôn ngữ lập trình là thống nhất cho các phương pháp gia công khác nhau (tiện, phay, khoan, laser…)

z Tiết kiệm thời gian đáng kể khi mô tả chi tiết và quá trình gia công cần thiết

z Thể hiện bằng đồ hoạ các mô phỏng động học và hình học của chi tiết trong quá trình cắt, trong một số trường hợp có thể mô phỏng cả dao cụ Æ có thể kiểm tra chương trình dễ dàng

z Chương trình gia công được lưu giữ rất thuận tiện cho việc chuyển tin trực tiếp tới máy, thông qua các mạng nội bộ hoặc gián tiếp qua các vật mang tin

z Có thể áp dụng các giải pháp CAD/CAM-CNC tích hợp- liên thông- khép kín từ thiết kế chi tiết, lập trình gia công NC đến gia công NC trên các máy công cụ

12

„ Đặc điểm

z Tiêu chuẩn quốc tế ISO 6983 quy đinh một bộ mã (ISO code) cho các máy NC, CNC để điều khiển quá trình gia công cơ khí

z Chương trình NC lập theo ISO là một tệp ký tự có cú pháp riêng

„ được lưu giữ trên đĩa mềm hay đĩa cứng,

„ được lập bằng tay với sự hỗ trợ của một hệ soạn thảo văn bản nào đó

„ hoặc lập tự động (bằng phần mềm lập trình tự động trên máy tính nối với hệ điều khiển cuar máy CNC)

M ã ISO cơ bản

„ Các chức năng điều khiển và kí tự mã hoá

Mã ISO cơ bản

„ Các lệnh dịch chuyển và chu trình

Mã ISO cơ bản

„ Các lệnh phụ trợ

Mã ISO cơ bản

„ Cấu trúc một chương trình NC theo ISO-DIN 66025

Ngôn ngữ lập trình theo mã ISO cơ bản

% PM; {Chương trình chính}

O…; {Số hiệu chương trình}

N01 G17 hoặc G18; {Khai báo mặt phẳng cần gia công}

N02 G99; {Khai báo biên dạng của chi tiết gia công}

„ Cấu trúc của ngôn ngữ

z Bao gồm các từ xác định được ghép nối với nhau theo một nguyên tắc cú pháp cho trước

z Các chỉ dẫn này được người lập trình tổng kết thành câu và đưa vào trong máy tính

z Ngôn ngữ dùng cho văn bản đưa vào bộ xử lý NC đã được tiêu chuẩn hoá

„ Hình học của chi tiết

z Người lập trình phân tách hình dáng của chi tiết gia công thành các yếu tố hình học Mỗi yếu tố hình học này xác định khi bắt đầu chương trình và có trang bị bằng một tên ký hiệu

z Hầu hết tất cả các đường viền hình học được thể hiện qua các thành phần hình học cơ bản như: điểm (POINT), đường thẳng (LINE) và vòng tròn (CIRCLE)

Ngôn ngữ lập trình APT

z Các lệnh dịch chuyển (định vị dụng cụ gia công, mô tả quỹ đạo chuyển động của dụng cụ gia công…)

z Các lệnh mô tả nguyên công (xác định/đặt chế độ cắt, chọn dao, bật/tắt dung dịch trơn nguội…)

z Các lệnh phụ trợ công nghệ (định nghĩa dung sai, chế độ dừng máy, các lệnh hiệu chỉnh dao…)

z Các cấu trúc điều khiển (vòng lặp, chương trình thứ cấp, chương trình con, các chu trình gia công…)

z Các lệnh tính toán (thực hiện các phép toán thông thường, tính toán các hàm số toán học vi phân/tích phân

Ngôn ngữ lập trình APT

Cấu trúc một chương trình viết theo ngôn ngữ lập trình APT

PROGRAM <Tên chương trình>

USEMAC <Tên tập chương trình con>

USEDAT T <Tên tập chứa dữ liệu về dụng cụ gia công>

USEDAT M <Tên tập chứa dữ liệu về máy gia công>

DEFCON <Tên hằng số> = <Bằng giá trị cụ thể>

DEFWP < Các câu lệnh định nghĩa phôi>

Ngôn ngữ lập trình APT

„ Định nghĩa một điểm

z p=POINT/x,y,z - a cartesian point

z p=POINT/l1,l2 - intersection of two lines

z p=POINT/c - the center of a circle

z p=POINT/YLARGE,INTOF,l,c - the largest y intersection of a line and a circle

z *Note: we can use YSMALL,XLARGE,XSMALL in place of YLARGE

„ Định nghĩa một đường thẳng

z l=LINE/x1,y1,z1,x2,y2,z2 - endpoint cartesian components

z l=LINE/p1,p2 - endpoints

z l=LINE/p,PARLEL,l - a line through a point and parallel to another line

z l=LINE/p,PERPTO,l - a line through a point and perpendicular to a line

z l=LINE/p,LEFT,TANTO,c - a line from a point, to a left tangency point on a circle

z l=LINE/p,RIGHT,TANTO,c - a line from a point, to a right tangency point on a circle

z l=LINE/LEFT,TANTO,c1,LEFT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles

z l=LINE/LEFT,TANTO,c1,RIGHT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles

z l=LINE/RIGHT,TANTO,c1,LEFT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles

z l=LINE/RIGHT,TANTO,c1,RIGHT,TANTO,c2 - defined by tangents to two circles

Ngôn ngữ lập trình APT

„ Định nghĩa một đường tròn

z c=CIRCLE/x,y,z,r - a center and radius

z c=CIRCLE/CENTER,p,RADIUS,r - a center point and a radius

z c=CIRCLE/CENTER,p,TANTO,l - a center and a tangency to an outside line

z c=CIRCLE/p1,p2,p3 - defined by three points on the circumference

z c=CIRCLE/YLARGE,l1,YLARGE,l2,RADIUS,r - tangency to two lines and radius

z *Note: we can use YSMALL,XLARGE,XSMALL in place of YLARGE

„ Các dạng phức tạp

z PLANE/ - defines a plane

z QUADRIC/a,b,c,d,e,f,g,h,i,j - define a polynomial using values

z GCONIC/a,b,c,d,e,f - define a conic by equation coefficients

z LCONIC/p1,p2, - defines a conic by lofting (splining) points

z RLDSRF/ - a ruled surface made of two splines

z POLCON/ - define a surface using cross sections

z PATERN/ - will repeat a motion in a linear or circular array

Ngôn ngữ lập trình APT

z FROM/p - specify a start point

z FROM/x,y,z - specify a start point

z GOTO/p - move to a final point

z GOTO/x,y,z - move to a final point

z GOTO/TO,p - move until the tool touches a point

z GOTO/TO,l - move until the tool touches a line

z GOTO/TO,c - move until the tool touches a circle

z GOLFT/l1,TO,l2 - go on the left of l1 until the tool touches l2

z GORGT/l1,TO,l2 - go on the right of l1 until the tool touches l2

z GOBACK/l1,TO,l2 - reverses direction along l1 to l2

z GOBACK/l1,TO,c1 - reverses direction along l1 to c1

z GOUP/l1,TO,l2 - goes up along l1 to l2

z GODOWN/1l,TO,l2 - goes down along l1 to l2

z GODLTA/x,y,z - does a relative move

z Note: TO can be replaced with PAST, ON to change whether the tool goes past the structure, or the center stops on the structure.

„ Các lệnh khác

z Lệnh bù dao

„ TLLFT (Dap cắt bên trái chi tiết).

„ TLON (Không bù dao, lập trình theo tâm dao).

„ TLRGH (Dao cắt bên phải chi tiết).

z Các lệnh điều khiển máy và các lệnh bổ sung:

„ Dung dịch trơn nguội: COOLNT (coolant).

„ Cắt: CUTTER (cutter)

„ Di chuyển: MOVE (move).

„ Chạy nhanh: RAPID (rapid).

„ Dụng cụ: TOOL (tool).

„ Tốc độ cắt: FEDRAT (feedrat).

„ Giảm tốc độ cắt tại nơi chuyển tiếp tránh cắt lẹm: MCHTOL

„ Kết thúc: END hoặc FINI

Ngôn ngữ lập trình APT

„ Ví dụ

Ngôn ngữ lập trình APT

MÃ ISO CƠ BẢN

„ Các chức năng dịch chuyển, các chu trình

z Các chức năng dịch chuyển và các chu trình được biểu thị bằng các chữ cái địa chỉ G và một con số có hai chữ số đằng sau

z Một số chức năng dịch chuyển cơ bản

„ G02/G03: Dịch chuyển theo cung tròn cùng/ngược chiều kim đồng hồ

„ G17/G18/G19: Gia công theo mặt phẳng XY, XZ, YZ

„ G83: Chu trình khoan lỗ sâu

„ G87/G89: Chu trình phay hốc vuông, tròn

M ã ISO cơ bản

z Lượng chạy dao (F…)

„ Trên máy tiện sử dụng lượng chạy dao với các đơn vị khác nhau

z G94 F120 {Lượng chạy dao = 120 m/phút}

z G95 F0.25 {Lượng chạy dao = 0,25 mm/vòng}

„ Trên máy phay chỉ sử dụng số vòng quay trục chính

z F1000 {Lượng chạy dao = 1000 mm/phút}

z Dụng cụ cắt (T )

„ Biểu thị vị trí của dụng cụ cắt trong hộp tích dao

z T01

M ã ISO cơ bản

„ Lập trình theo kích thước tuyệt đối

z Lập trình theo vị trí của các điểm đích

z Điểm đích có giá trị toạ độ luôn gắn với điểm 0 của chi tết W (gốc kích thước để xác định vị trí của các điểm đích)

z Gốc toạ độ cố định là điểm 0 của chi tiết W

z Chức năng dịch chuyển cho dạng lập trình này là G90

L ập trình theo kích thước tuyệt đối, tương đối

„ Lập trình theo kích thước tương đối

z Điểm đích có giá trị toạ độ luôn gắn với vị trí của dụng cụ cắt đã đến trước đó

z Gốc toạ độ thay đổi liên tục

z Ứng dụng chủ yếu đối với các chu trình và các chương trình con

L ập trình theo kích thước tuyệt đối, tương đối

„ Đặc điểm chung

z Dùng để tính toán các điểm trung gian trên quỹ đạo gia công, nó làmột cùng phần mềm để cộng liên tục các đoạn gia tăng bằng nhau theo các giá trị toạ độ của điểm xuất phát Pa

„ Nội suy đường thẳng

z G00: Dịch chuyển nhanh không cắt của dụng cụ từ đểm hiện tại của

nó đến điểm tiếp theo đã được lập trình với tốc độ tối đa

„ G00 X… Y… Z…

z G01: Dịch chuyển dụng cụ cắt từ điểm hiện tại của nó đến một điểm tiếp theo đã được lập trình trên một đường thẳng với lượng chạy dao gia đã lập trình

„ G01 X… Y… Z… F…

C ác dạng nội suy

„ Nội suy cung tròn

z G02/G03: Dịch chuyển theo/ngược chiều kim đồng hồ

„ X, Y, Z: Toạ độ điểm cuối của cung tròn

„ I, J, K: Toạ độ tương đối của tâm cung tròn theo hướng trục X, Y, Z so với điểm đầu của cung tròn

C ác dạng nội suy

„ Ví dụ

C ác dạng nội suy

CÁC CHỨC NĂNG HIỆU CHỈNH

„ Đặc điểm

z Hiệu chỉnh kích thước của dụng cụ như chiều dài, bán kính dao…

z Hệ điều khiển sẽ tính toán lại quỹ đạo chuyển động của dụng cụtheo các giá trị hiệu chỉnh

z Tạo ra chuyển động chính xác của lưỡi cắt dọc theo đường viền gia công hoặc các điểm phụ

z Các chức năng dịch chuyển

„ Hiệu chỉnh chiều dài dao (mũi khoan, phay, dao tiện…)

„ Hiệu chỉnh bán kính dao(phay theo biên dạng…)

„ Hiệu chỉnh bán kính lưỡi cắt dao tiện (tiện…)

„ Hiệu chỉnh vị trí dao (vị trí đỉnh lưỡi cắt khi tiện…)

C ác chức năng hiệu chỉnh

Hi ệu chỉnh chiều dài dao

Phay, khoan

z Mã lệnh

„ G43 Bù chiều dài dao dương

„ G44: Bù chiều dài dao âm

„ G49: Huỷ bỏ bù chiều dài dao

„ Zd: Khoảng cách dịch chuyển theo trục Z

„ Wz: Giá trị toạ độ làm việc đối với trục Z (Thiết lập bằng lệnh G54…)

„ Zt: Vị trí đích trên trục Z (toạ độ Z)

„ H: Giá trị của số bù H được áp dụng

z Ví dụ -Wz = 0.02, vị trí đích trên trục Z = 1.0, giá trị bù H03 tương ứng với -7.47 ta có khoảng dịch chuyển thực của dao sẽ là

„ Phương pháp xác định chiều dài dao

Xác lập trước chiều dài dao ở

cách xa máy

Phương pháp đo để xác lập bù

chiều dài dao

chi phí

chuẩn G54-G59

lắp

chuẩn G54-G59, sự bù chung được xác lập theo Z0.0000

Hiệu chỉnh chiều dài dao

„ Sử dụng chiều dài dao chính

Hiệu chỉnh chiều dài dao sử dụng phương pháp chiều dài dao chính T02: dao chính với xác lập H02 = 0.0

Hiệu chỉnh chiều dài dao

„ Sử dụng chiều dài dao chính

9 Phương pháp này có thể rút ngắn thời gian rõ rệt

9 Dao chính chọn thường là dao dài nhất

6 Đo từng dao còn lại lấy từ đỉnh dao chính thay vì từ zero của máy

7 Nhập các giá trị đo vào chỉ số bù H trên màn hình (mang giá trị âm với mọi dao ngắn hơn dao chính)

Hiệu chỉnh chiều dài dao

Hi ệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng

„ Đặc điểm

z Khi không có chức năng hiệu chỉnh, để tạo ra một biên dạng với kích thước như mong muốn, người lập trình phải thiết lập một biên dạng đồng dạng với biên dạng chi tiết theo khoảng cách bằng bán kính dao

z Với chức năng hiệu chỉnh bán kính dao này, khi phay các biên dạng, hệ điều khiển sẽ tự động tính toán quỹ đạo chuyển động của tâm dao sao cho có thể tạo ra biên dạng của chi tiết cách xa tâm dao một khoảng bằng bán kính dao

z Giá trị hiệu chỉnh lưu trữ trong bộ nhớ về dữ liệu dao sẽ được gọi ra khi có lệnh hiệu chỉnh

Hi ệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng

„ Các từ lệnh hiệu chỉnh

z G41: Dao ở bên trái đường viền gia công

z G42: Dao ở bên phải đường viền gia công

z G40: Huỷ bỏ lệnh hiệu chỉnh đã chọn

Hiệu chỉnh bán kính dao khi phay biên dạng

„ Đặc điểm

z Để nâng cao tuổi bền dao tiện và chất lượng bề mặt gia công người

ta làm tròn đỉnh lưỡi cắt dao tiện Bán kính đỉnh lưỡi này cắt dẫn đến sai lệch đường viền gia công của chi tiết

z Hệ điều khiển CNC đã loại bỏ các sai lệch này bằng lệnh bù bán kính đỉnh lưỡi cắt

z Giá trị của bán kính đỉnh lưỡi cắt được nhập vào trong hệ điều khiển như một giá trị hiệu chỉnh và sẽ được hệ điều khiển xử lý khi gọi lệnh hiệu chỉnh

Hiệu chỉnh bán kính đỉnh lưỡi cắt dao tiện

„ Phương thức hiệu chỉnh

z Khi gọi chức năng hiệu chỉnh, hệ điều

khiển sẽ tự động tính toán quỹ đạo tâm

của đỉnh lưỡi cắt dao tiện theo biên dạng

của chi tiết và cách một khoảng bằng bán

XÊ DỊCH ĐIỂM CHUẨN

Xê dịch điểm chuẩn điều chỉnh

„ Đặc điểm

z Là xê dịch điểm chuẩn đã lưu giữ trong bộ nhớ hay nói cách khác

là xê dịch điểm chuẩn điều chỉnh

z Các kích thước xê dịch chính xác đã được xác định hoặc bằng các thiết bị đo hoặc do người vận hành máy trước khi tiến hành gia công thực hiện và được cài đặt vào bộ nhớ hiệu chỉnh

z Xê dịch điểm chuẩn điều chỉnh có ý nghĩa lớn khi gia công trên các bàn máy

„ Người ta cần thiết cho gia công 4 mặt của chi tiết, 4 điểm 0 của chi tiết khác nhau tất cả cần được dịch chuyển đến điểm 0 của máy