Bài giảng CAD/CAM/CNC - Bài 8: Các phương pháp lập trình NC

Nội dung text: Bài giảng CAD/CAM/CNC - Bài 8: Các phương pháp lập trình NC

1. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC 4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 1
2. Trường ĐHBK TP.HCM – Khoa Cơ Khí – Môn học: CAD/CAM/CNC • • Các phương pháp lập trình NC Lập trình NC là gì? NỘI DUNG 2
3. Lập trình NC là gì? • Là thủ tục trong đó các bước công nghệ thực hiện trên máy NC được thiết kế và được viết Môn học: CAD/CAM/CNC – thành văn (dưới dạng mã G, M, T, S, F, X, Y, Khí Khí ơ Z, ). Việc lập trình gồm cả việc đục băng lỗ (hoặc một kiểu thiết bị nhập chương trình Khoa C – khác) để đưa chương trình vào máy NC để thực hiện việc gia công. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 3
4. Các từ lệnh trong NC • N - Thứ tự block • G- Chuyển động (preparatory functions) Môn học: CAD/CAM/CNC – • X, Y, Z, - Tọa độ Khí Khí ơ • F – Lượng ăn dao Khoa C • S – Tốc độ cắt – • T – Dụng cụ • M – Lệnh phụ • ; (EOB) – kết thúc dòng lệnh ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 4
5. Các phương pháp lập trình NC • Lập trình NC bằng tay • Lập trình NC bằng máy tính Môn học: CAD/CAM/CNC – Khí Khí • Lập trình NC bằng tương tác đồ họa ơ • Lập trình NC bằng cách nói Khoa C – • Lập trình NC kiểu MDI ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 5
6. Lập trình bằng tay ▪ Người lập trình dùng một phiếu gọi là Bản thảo chương trình NC. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Các dòng lệnh phải được viết thật chính xác Khí Khí ơ vì băng lỗ được hình thành trực tiếp từ bản Khoa C thảo này. – ▪ Tuỳ theo dạng máy công cụ và dạng băng lỗ, bản thảo chương có thể khác nhau ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 6
7. Lập trình bằng máy tính ▪ Người lập trình nhập chương trình được viết bằng APT hoặc một một ngôn ngữ khác. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Thiết bị biên dịch dữ liệu nhập sẽ chuyển đổi Khí Khí ơ các lệnh được mã hóa chứa trong chương trình thành dạng dùng được cho máy tính và chuẩn Khoa C – bị cho quá trình gia công tiếp theo. ▪ Thiết bị tính toán số học của hệ thống, gồm bộ các chương trình, giải các bài toán để tạo ra các mặt của chi tiết. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 7
8. Lập trình bằng máy tính Công việc của người lập trình Môn học: CAD/CAM/CNC Trạm – APT program thiết kế Khí Khí ơ Khoa C – Công việc của máy tính Biên dịch Tính toán Tính toán Chương dữ liệu vào số học offset dao trình hậu xử lý ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 8
9. Lập trình bằng máy tính ▪ Làm cho chương trình chung có tính đặc thù để thích nghi cho từng loại máy riêng biệt, phần Môn học: CAD/CAM/CNC – chương trình này gọi là chương trình hậu xử lý Khí Khí (postprocessor). ơ ▪ Postprocessor là một chương trình máy tính riêng rẽ Khoa C – được viết để tạo ra băng lỗ cho từng máy NC riêng biệt. ▪ Đầu ra của postprocessor là 1 băng NC được viết ở dạng chính xác cho máy mà nó sử dụng. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 9
10. Các ngôn ngữ lập trình NC • 1) APT: ( Automatically Programmed Tools) do MIT phát triển, bắt đầu tháng 6/1956 và lần đầu tiên được Môn học: CAD/CAM/CNC dùng cho sản xuất vào khoảng năm 1959. Nó được – dùng rộng rãi ở Mỹ, có thể dùng để lập trình NC theo Khí Khí ơ vị trí và đường cong tới 5X. Các phiên bản của APT cho các ứng dụng riêng rẽ là: Khoa C – • APTTURN ( cho máy tiện), • APTMILL ( cho máy phay), • APTPOINT(cho các nguyên công gia công theo điểm). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 10
11. Các ngôn ngữ lập trình NC • 2) ADAPT (Adaptation of APT). Do IBM thiết kế để dùng cho máy tính nhỏ. Do APT đầy đủ Môn học: CAD/CAM/CNC – đòi hỏi phải có máy tính lớn nên nhiều khách Khí Khí ơ hàng không dùng nổi. ADAPT không mạnh bằng APT nhưng có thể dùng để lập trình cho Khoa C – máy NC kiểu điểm và đường cong. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 11
12. Các ngôn ngữ lập trình NC • 3) EXAPT – Extended subset of APT, do người Đức xây dựng từ đầu những năm 1964 và dựa trên ngôn ngữ Môn học: CAD/CAM/CNC – APT. Có 3 phiên bản là: Khí Khí • EXAPT 1 – Dùng cho máy phay theo điểm và khoan ơ • EXAPT 2 – Dùng cho máy tiện Khoa C – • EXAPT 3 - Cho các nguyên công gia công theo đường cong • Một trong những đặc điểm của EXAPT là tự động tối ưu hóa tốc độ cắt và lượng ăn dao. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 12
13. Các ngôn ngữ lập trình NC • 4) UNIAPT - Do United Computing Corp. of Carson, California, phát triển để dùng cho Môn học: CAD/CAM/CNC – minicomputer, cho phép nhiều xưởng sản xuất Khí Khí ơ nhỏ có khả năng lập trình nhờ máy tính. Đây là một phiên bản APT hạn chế. Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 13
14. Các ngôn ngữ lập trình NC • 5) SPLIT ( Sundstrand Processing Language Internally Translated). Là hệ thống dùng riêng Môn học: CAD/CAM/CNC – cho các máy công cụ của hãng Sundstrand. Có Khí Khí ơ thể lập chương trình cho máy NC 5 trục loại điểm và đường cong. Đặc điểm nổi bật của Khoa C – SPLIT là Postprocessor có sẵn trong chương trình. Mỗi máy NC dùng hệ thống SPLIT riêng, do vậy không cần phải có postprocessor chuyên biệt. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 14
15. Các ngôn ngữ lập trình NC • 6) COMPACT II: Do Manufacturing Data Systems, Inc. ( MDSI) thiết kế, một hãng đặt cơ sở tại Ann Arbor, Michigan, Mỹ, phát triển . Ngôn ngữ này có Môn học: CAD/CAM/CNC – nhiều đặc điểm giống với SPLIT . MDSI bán Khí Khí COMPACT II cho khách hàng theo kiểu chia sẻ thời ơ gian (Time-sharing). Người lập trình NC dùng đầu nối từ xa nạp chương trình của họ vào 1 trong những Khoa C – máy tính của MDSI, còn MDSI thì cho ra băng NC. COMPACT II là một trong những ngôn ngữ lập trình được dùng rất rộng rãi. Hãng MDSI có tới 3000 công ty là khách hàng sử dụng hệ thống của họ. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 15
16. Các ngôn ngữ lập trình NC • 7) PROMPT : Phát triển bởi hãng Weber N/C system, đóng ở Milwaukee, Wilsconsin, được thiết kế Môn học: CAD/CAM/CNC để dùng cho nhiều loại máy NC thông dụng như máy – tiện, trung tâm gia công, cắt gió đá và máy đột. Khí Khí ơ • 8) CINTURN II: Được phát triển bởi hãng Cincinnati Milacron để đơn giản việc lập trình cho Khoa C – máy tiện. • Sử dụng rộng rãi nhất là ngôn ngữ APT, kể cả các phiên bản xuất xứ từ APT (ADAPT, EXAPT, UNIAPT, v.v.). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 16
17. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) ▪ Lập trình tương tác đồ họa là một trong những thí dụ tuyệt vời về sự tích hợp giữa CAD và CAM. ▪ Các bước lập trình được đưa ra màn hình đồ hoạ của hệ Môn học: CAD/CAM/CNC – thống CAD/CAM bằng cách sử dụng dữ liệu hình học Khí Khí thu được trong quá trình thiết kế. ơ ▪ Người lập chương trình xây dựng nó bằng các lệnh cấp Khoa C cao của hệ thống. – ▪ Trong nhiều trường hợp đường chạy dao được tự động sinh ra bởi phần mềm CAD/CAM. Kết quả là danh sách các chương trình APT hay các File về Cutter location (CLFILES) có thể được xử lý để tạo ra chương trình NC, băng lỗ NC. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 17
18. Những bước đầu tiên ▪ Xác định hình học trên màn hình vi tính ▪ Hệ thống CAD/CAM sẽ thực hiện việc đánh dấu Môn học: CAD/CAM/CNC – các phần tử với các lệnh đơn giản sử dụng bởi Khí Khí người lập trình. ơ ▪ Sau khi đánh dấu (gọi tên), các câu lệnh hình học Khoa C – APT có thể được tạo ra tự động bởi hệ thống ▪ Một khi chi tiết đã được xác định trên màn hình người lập trình có thể đặt biên dạng phôi lên chi tiết tùy theo số lần gia công cần thiết. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 18
19. Chọn dụng cắt ▪ Thường hệ thống CAD/CAM có một thư viện các dụng cụ. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Người lập trình có thể chọn một trong số dụng Khí Khí ơ cụ đó hay tạo ra một dụng cụ mới bằng cách Khoa C khai các tham số kích thước của dụng cụ – (đường kính, bán kính góc lượn, chiều dài đoạn cắt,v.v.). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 19
20. Tạo đường chạy dao ▪ Phương pháp tương tác cho phép người lập trình tạo ra đường chạy dao từøng bước và kiểm tra sự đúng đắn trên màn hình. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Thủ tục bắt đầu với việc xác định điểm đầu tiên của Khí Khí ơ đường chạy dao. Khoa C ▪ Người lập trình sau đó cho dụng cụ di chuyển theo hình – dáng của phôi. ▪ Khi dụng cụ gia công trên màn hình, hệ thống CAD/CAM sẽ tự động chuẩn bị các câu lệnh chuyển động ứng với ngôn ngữ APT. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 20
21. Tạo đường chạy dao ▪ Phương pháp tương tác cho phép người lập trình cơ hội chèn các câu postprocessor vào Môn học: CAD/CAM/CNC – các điểm tương ứng trong khi tạo ra chương Khí Khí trình. ơ ▪ Các câu lệnh postprocessor bao gồm các lệnh Khoa C – về điều khiển máy công cụ như Feed rates, Speeds, dung dịch trơn nguội ▪ Các chương trình con tự động được gọi với sự tương tác ít nhất của người dùng. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 21
22. Mô phỏng đường chạy dao ▪ Đồ họa màu cho phép người lập trình dễ dàng trông thấy sự khác nhau giữa phôi và dụng cụ. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Việc mô phỏng có thể thực hiện theo nhiều Khí Khí ơ cách: Khoa C • - Chạy nhanh – • - Chạy với tốc độ hiện thời • - Chạy từng bước ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 22
23. Ưu điểm của CAD/CAM ▪ Tiết kiệm thời gian xác định hình học ▪ Kiểm tra thấy ngay (immediate Visual Môn học: CAD/CAM/CNC – verification). Khí Khí ơ ▪ Sử dụng chương trình con lập trình tự động. Khoa C ▪ Tăng năng suất lao động. – ▪ Tích hợp với các chức năng liên quan khác: Thiết kế dụng cụ, lập kế hoạch gia công, nhóm hóa các chi tiết để gia công theo công nghệ nhóm v.v. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 23
24. Lập trình bằng giọng nói : VNC (Voice NC) ▪ Dùng lời nói để giao tiếp với máy, ▪ VNC cho phép người lập trình khỏi phải viết Môn học: CAD/CAM/CNC – chương trình bằng tay, gõ chữ hay kiểm tra Khí Khí ơ bằng tay. Khoa C ▪ Để thực hiện việc lập trình bằng VNC, người – vận hành nói vào micro được thiết kế đặc biệt để giảm tiếng ồn ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 24
25. Lập trình bằng giọng nói : VNC (Voice NC) ▪ Dùng từ đơn giản với các từ như “Turn”, “Thread”, “Mill line” cùng với số để đảm bảo các dữ liệu kích thước và tọa độ. Môn học: CAD/CAM/CNC – ▪ Trước khi hệ thống VNC được sử dụng, nó phải được Khí Khí huấn luyện để nhận ra và chấp nhận tiếng nói của cá ơ nhân người lập trình. Khoa C ▪ Người lập trình khi tập phải nói tới 5 lần để đảm bảo – 1 tập tham chiếu về giọng nói mà sau đó nó phải so sánh khi lập trình. Toàn bộ từ điển của hệ thống có khoảng100 từ. ▪ Nhiều chương trình NC chỉ cần dùng 20 từ là đủ. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 25
26. Lập trình bằng giọng nói : VNC (Voice NC) ▪ Khi nói người lập trình phải ngăn cách các từ bằng những đoạn nghỉ. ▪ Thời gian nghỉ giữa các từ vào khoảng 1/10 giây hoặc Môn học: CAD/CAM/CNC – dài hơn. Khí Khí ơ ▪ Việc này cho phép hệ thống nhận diện tiếng nói có thể phân biệt biên độ của lệnh nói và so sánh đặc tính Khoa C âm thanh với từ được nhớ trong tập lệnh của nó. – ▪ Tốc độ nói vào khoảng 70 từ/phút. Khi các từ được nói ra, màn hình trước người lập trình kiểm tra mỗi lệnh của người vận hành và nhắc nhở người vận hành những lệnh cần phải thực hiện tiếp theo. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 26
27. Thí dụ VNC • Để xác định một đường tròn, cuộc đối thoại giữa người và máy có dạng đặc trưng như sau (được gọi ra trên màn hình CRT) • Programmer : “Define” • System : DEFINITION TYPE Môn học: CAD/CAM/CNC – • Programmer : CIRCLE Khí Khí • System : CIRCLE # = ơ • Programmer : “Three” • System : CENTER PT X = Khoa C • Programmer : Five decimal three one, Go” – • System : Y = • Programmer : “Two Decimal Four Seven Five, Go” • System : CW/ CCW • Programmer : Counterclockwise • Khi chương trình đã được lập và kiểm tra, hệ thống sẽ chuẩn bị cho ra băng đục lỗ để gia công. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 27
28. Ưu điểm của VNC ▪ Tieát kieäm thôøi gian laäp trình, do ñoù giaûm Môn học: CAD/CAM/CNC – ñöôïc thôøi gian chu kyø saûn xuaát. Khí Khí ơ ▪ Thôøi gian laäp trình coù theå giaûm ñeán 50%. Khoa C – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 28
29. Manual Data Input - MDI ▪ Được thiết kế để đơn giản việc lập trình gia công ▪ Nó đòi hỏi người lập trình phải biết chi tiết về quá Môn học: CAD/CAM/CNC – trình gia công, để viết chương trình theo đúng trình tự Khí Khí của nó. ơ ▪ Về cơ bản người vận hành phải có khả năng đọc bản Khoa C – vẽ kỹ thuật và hiểu biết về công nghệ. ▪ Không nhất thiết phải qua một kỳ đào tạo căng thẳng về lập trình NC. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 29
30. Manual Data Input - MDI ▪ Người lập trình nhập lệnh trực tiếp trên màn hình CRT của máy NC vì thế không cần phải Môn học: CAD/CAM/CNC – đục băng lỗ. Khí Khí ơ ▪ Việc lập trình do người vận hành làm. Khoa C ▪ Hệ thống NC được trang bị khả năng MDI có – trang bị máy tính (micro computer) làm thiết bị điều khiển. ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 30
31. Ưu điểm của MDI: ▪ Đơn giản ▪ Không cần máy đục băng lỗ vốn đắt tiền và Môn học: CAD/CAM/CNC – chiếm mặt bằng Khí Khí ơ ▪ Những cơ sở nhỏ đễ dàng dưa vào sử dụng các Khoa C máy CNC – ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 31
32. Hạn chế của MDI: ▪ Chương trình phải ngắn gọn, chi tiết phải đơn giản, ▪ Do màn hình nhỏ (22-25 dòng), người lập trình khó Môn học: CAD/CAM/CNC – kiểm tra chương trình. Khí Khí ơ ▪ Không hiệu quả nếu lập trình để gia công các chi tiết phức tạp. Khoa C – ▪ Để nâng hiệu quả sử dụng có thể vừa gia công, vừa lập trình để gia công chi tiết mới. Đó là làm việc ở chế độ hậu trường (BACKGROUND MODE). ờng ĐHBK TP.HCM TP.HCM ờngĐHBK ư Tr 32