Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 4: CAM (Computer Aided Manufacturing). Sản xuất nhờ máy tính (Tiếp)

Nội dung text: Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 4: CAM (Computer Aided Manufacturing). Sản xuất nhờ máy tính (Tiếp)

1. Tröôøng ÑHBK TP.HCM – Khoa Cô Khí – Moân hoïc: CAD/CAM/CNC 4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 1
2. NỘI DUNG Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – • Lập trình NC là gì? • Các phương pháp lập trình NC Khoa Khoa Khí Cô – Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 2
3. Lập trình NC là gì? Laø thuû tuïc trong ñoù caùc böôùc coâng ngheä thöïc hieän treân maùy NC ñöôïc thieát keá vaø Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ñöôïc vieát thaønh vaên (döôùi daïng maõ G, M, T, S, F, X, Y, Z, ). Vieäc laäp trình goàm Khoa Khoa Khí Cô caû vieäc ñuïc baêng loã (hoaëc moät kieåu thieát – bò nhaäp chöông trình khaùc) ñeå ñöa chöông trình vaøo maùy NC ñeå thöïc hieän vieäc gia coâng. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 3
4. Các từ lệnh trong NC N - Thöù töï block G- Chuyeån ñoäng (preparatory functions) Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – X, Y, Z, - Toïa ñoä F – Löôïng aên dao Khoa Khoa Khí Cô – S – Toác ñoä caét T – Duïng cuï M – Leänh phuï ; (EOB) – keát thuùc doøng leänh Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 4
5. Các phương pháp lập trình NC • Lập trình NC bằng tay • Lập trình NC bằng máy tính Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – • Lập trình NC bằng tương tác đồ họa • Lập trình NC bằng cách nói Khoa Khoa Khí Cô – • Lập trình NC kiểu MDI Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 5
6. Lập trình bằng tay ▪ Ngöôøi laäp trình duøng moät phieáu goïi laø Baûn thaûo chöông trình NC. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ▪ Caùc doøng leänh phaûi ñöôïc vieát thaät chính xaùc vì baêng loã ñöôïc hình thaønh tröïc tieáp töø baûn Khoa Khoa Khí Cô thaûo naøy. – ▪ Tuyø theo daïng maùy coâng cuï vaø daïng baêng loã, baûn thaûo chöông coù theå khaùc nhau Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 6
7. Lập trình bằng máy tính ▪ Ngöôøi laäp trình nhaäp chöông trình ñöôïc vieát baèng APT hoaëc moät moät ngoân ngöõ khaùc. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ▪ Thieát bò bieân dòch döõ lieäu nhaäp seõ chuyeån ñoåi caùc leänh ñöôïc maõ hoùa chöùa trong chöông trình thaønh daïng duøng ñöôïc cho maùy tính vaø Khoa Khoa Khí Cô – chuaån bò cho quaù trình gia coâng tieáp theo. ▪ Thieát bò tính toaùn soá hoïc cuûa heä thoáng, goàm boä caùc chöông trình, giaûi caùc baøi toaùn ñeå taïo ra caùc maët cuûa chi tieát. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 7
8. Lập trình bằng máy tính Coâng vieäc cuûa ngöôøi laäp trình Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC Traïm APT – program thieát keá Khoa Khoa Khí Cô – Coâng vieäc cuûa maùy tính Bieân dòch Tính toaùn Tính toaùn Chöông döõ lieäu vaøo soá hoïc offset dao trình haäu xöû lyù Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 8
9. Lập trình bằng máy tính ▪ Laøm cho chöông trình chung coù tính ñaëc thuø ñeå thích nghi cho töøng loaïi maùy rieâng bieät, phaàn Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – chöông trình naøy goïi laø chöông trình haäu xöû lyù (postprocessor). ▪ Postprocessor laø moät chöông trình maùy tính rieâng Khoa Khoa Khí Cô – reõ ñöôïc vieát ñeå taïo ra baêng loã cho töøng maùy NC rieâng bieät. ▪ Ñaàu ra cuûa postprocessor laø 1 baêng NC ñöôïc vieát ôû daïng chính xaùc cho maùy maø noù söû duïng. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 9
10. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 1) APT: ( Automatically Programmed Tools) do MIT phaùt trieån, baét ñaàu thaùng 6/1956 vaø laàn ñaàu Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC tieân ñöôïc duøng cho saûn xuaát vaøo khoaûng naêm 1959. – Noù ñöôïc duøng roäng raõi ôû Myõ, coù theå duøng ñeå laäp trình NC theo vò trí vaø ñöôøng cong tôùi 5X. Caùc phieân baûn cuûa APT cho caùc öùng duïng rieâng reõ laø: Khoa Khoa Khí Cô – APTTURN ( cho maùy tieän), APTMILL ( cho maùy phay), APTPOINT(cho caùc nguyeân coâng gia coâng theo ñieåm). Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 10
11. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 2) ADAPT (Adaptation of APT). Do IBM thieát keá ñeå duøng cho maùy tính nhoû. Do APT Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ñaày ñuû ñoøi hoûi phaûi coù maùy tính lôùn neân nhieàu khaùch haøng khoâng duøng noåi. ADAPT Khoa Khoa Khí Cô khoâng maïnh baèng APT nhöng coù theå duøng – ñeå laäp trình cho maùy NC kieåu ñieåm vaø ñöôøng cong. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 11
12. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 3) EXAPT – Extended subset of APT, do ngöôøi Ñöùc xaây döïng töø ñaàu nhöõng naêm 1964 vaø döïa treân ngoân Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ngöõ APT. Coù 3 phieân baûn laø: EXAPT 1 – Duøng cho maùy phay theo ñieåm vaø khoan EXAPT 2 – Duøng cho maùy tieän Khoa Khoa Khí Cô – EXAPT 3 - Cho caùc nguyeân coâng gia coâng theo ñöôøng cong Moät trong nhöõng ñaëc ñieåm cuûa EXAPT laø töï ñoäng toái öu hoùa toác ñoä caét vaø löôïng aên dao. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 12
13. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 4) UNIAPT - Do United Computing Corp. of Carson, California, phaùt trieån ñeå duøng cho Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – minicomputer, cho pheùp nhieàu xöôûng saûn xuaát nhoû coù khaû naêng laäp trình nhôø maùy Khoa Khoa Khí Cô tính. Ñaây laø moät phieân baûn APT haïn cheá. – Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 13
14. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 5) SPLIT ( Sundstrand Processing Language Internally Translated). Laø heä thoáng duøng Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – rieâng cho caùc maùy coâng cuï cuûa haõng Sundstrand. Coù theå laäp chöông trình cho maùy Khoa Khoa Khí Cô NC 5 truïc loaïi ñieåm vaø ñöôøng cong. Ñaëc – ñieåm noåi baät cuûa SPLIT laø Postprocessor coù saün trong chöông trình. Moãi maùy NC duøng heä thoáng SPLIT rieâng, do vaäy khoâng caàn phaûi coù postprocessor chuyeân bieät. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 14
15. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 6) COMPACT II: Do Manufacturing Data Systems, Inc. ( MDSI) thieát keá, moät haõng ñaët cô sôû taïi Ann Arbor, Michigan, Myõ, phaùt trieån . Ngoân ngöõ naøy coù Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – nhieàu ñaëc ñieåm gioáng vôùi SPLIT . MDSI baùn COMPACT II cho khaùch haøng theo kieåu chia seû thôøi gian (Time-sharing). Ngöôøi laäp trình NC duøng ñaàu noái töø xa naïp chöông trình cuûa hoï vaøo 1 trong Khoa Khoa Khí Cô – nhöõng maùy tính cuûa MDSI, coøn MDSI thì cho ra baêng NC. COMPACT II laø moät trong nhöõng ngoân ngöõ laäp trình ñöôïc duøng raát roäng raõi. Haõng MDSI coù tôùi 3000 coâng ty laø khaùch haøng söû duïng heä thoáng cuûa hoï. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 15
16. Caùc ngoân ngöõ laäp trình NC 7) PROMPT : Phaùt trieån bôûi haõng Weber N/C system, ñoùng ôû Milwaukee, Wilsconsin, ñöôïc thieát Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC keá ñeå duøng cho nhieàu loaïi maùy NC thoâng duïng nhö – maùy tieän, trung taâm gia coâng, caét gioù ñaù vaø maùy ñoät. 8) CINTURN II: Ñöôïc phaùt trieån bôûi haõng Khoa Khoa Khí Cô – Cincinnati Milacron ñeå ñôn giaûn vieäc laäp trình cho maùy tieän. Söû duïng roäng raõi nhaát laø ngoân ngöõ APT, keå caû caùc phieân baûn xuaát xöù töø APT (ADAPT, EXAPT, UNIAPT, v.v.). Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 16
17. Laäp chöông trình NC vôùi töông taùc ñoà hoïa (CAD/CAM) ▪ Laäp trình töông taùc ñoà hoïa laø moät trong nhöõng thí duï tuyeät vôøi veà söï tích hôïp giöõa CAD vaø CAM. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC ▪ Caùc böôùc laäp trình ñöôïc ñöa ra maøn hình ñoà hoaï cuûa – heä thoáng CAD/CAM baèng caùch söû duïng döõ lieäu hình hoïc thu ñöôïc trong quaù trình thieát keá. ▪ Ngöôøi laäp chöông trình xaây döïng noù baèng caùc leänh Khoa Khoa Khí Cô caáp cao cuûa heä thoáng. – ▪ Trong nhieàu tröôøng hôïp ñöôøng chaïy dao ñöôïc töï ñoäng sinh ra bôûi phaàn meàm CAD/CAM. Keát quaû laø danh saùch caùc chöông trình APT hay caùc File veà Cutter location (CLFILES) coù theå ñöôïc xöû lyù ñeå taïo ra chöông trình NC, baêng loã NC. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 17
18. Nhöõng böôùc ñaàu tieân ▪ Xaùc ñònh hình hoïc treân maøn hình vi tính ▪ Heä thoáng CAD/CAM seõ thöïc hieän vieäc ñaùnh daáu Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – caùc phaàn töû vôùi caùc leänh ñôn giaûn söû duïng bôûi ngöôøi laäp trình. ▪ Sau khi ñaùnh daáu (goïi teân), caùc caâu leänh hình Khoa Khoa Khí Cô – hoïc APT coù theå ñöôïc taïo ra töï ñoäng bôûi heä thoáng ▪ Moät khi chi tieát ñaõ ñöôïc xaùc ñònh treân maøn hình ngöôøi laäp trình coù theå ñaët bieân daïng phoâi leân chi tieát tuøy theo soá laàn gia coâng caàn thieát. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 18
19. Choïn duïng caét ▪ Thöôøng heä thoáng CAD/CAM coù moät thö vieän caùc duïng cuï. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ▪ Ngöôøi laäp trình coù theå choïn moät trong soá duïng cuï ñoù hay taïo ra moät duïng cuï môùi baèng Khoa Khoa Khí Cô caùch khai caùc tham soá kích thöôùc cuûa duïng – cuï (ñöôøng kính, baùn kính goùc löôïn, chieàu daøi ñoaïn caét,v.v.). Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 19
20. Taïo ñöôøng chaïy dao ▪ Phöông phaùp töông taùc cho pheùp ngöôøi laäp trình taïo ra ñöôøng chaïy dao töøøng böôùc vaø kieåm tra söï ñuùng ñaén treân maøn hình. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ▪ Thuû tuïc baét ñaàu vôùi vieäc xaùc ñònh ñieåm ñaàu tieân cuûa ñöôøng chaïy dao. Khoa Khoa Khí Cô ▪ Ngöôøi laäp trình sau ñoù cho duïng cuï di chuyeån theo – hình daùng cuûa phoâi. ▪ Khi duïng cuï gia coâng treân maøn hình, heä thoáng CAD/CAM seõ töï ñoäng chuaån bò caùc caâu leänh chuyeån ñoäng öùng vôùi ngoân ngöõ APT. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 20
21. Taïo ñöôøng chaïy dao ▪ Phöông phaùp töông taùc cho pheùp ngöôøi laäp trình cô hoäi cheøn caùc caâu postprocessor vaøo Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – caùc ñieåm töông öùng trong khi taïo ra chöông trình. ▪ Caùc caâu leänh postprocessor bao goàm caùc Khoa Khoa Khí Cô – leänh veà ñieàu khieån maùy coâng cuï nhö Feed rates, Speeds, dung dòch trôn nguoäi ▪ Caùc chöông trình con töï ñoäng ñöôïc goïi vôùi söï töông taùc ít nhaát cuûa ngöôøi duøng. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 21
22. Mô phỏng đường chạy dao ▪ Đồ họa maøu cho pheùp ngöôøi laäp trình deã daøng troâng thaáy söï khaùc nhau giöõa phoâi vaø Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – duïng cuï. ▪ Vieäc moâ phoûng coù theå thöïc hieän theo nhieàu Khoa Khoa Khí Cô caùch: – - Chaïy nhanh - Chaïy vôùi toác ñoä hieän thôøi - Chaïy töøng böôùc Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 22
23. Öu ñieåm cuûa CAD/CAM ▪ Tieát kieäm thôøi gian xaùc ñònh hình hoïc ▪ Kieåm tra thaáy ngay (immediate Visual Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – verification). ▪ Söû duïng chöông trình con laäp trình töï ñoäng. Khoa Khoa Khí Cô ▪ Taêng naêng suaát lao ñoäng. – ▪ Tích hôïp vôùi caùc chöùc naêng lieân quan khaùc: Thieát keá duïng cuï, laäp keá hoaïch gia coâng, nhoùm hoùa caùc chi tieát ñeå gia coâng theo coâng ngheä nhoùm v.v. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 23
24. Laäp trình baèng gioïng noùi : VNC (Voice NC) ▪ Duøng lôøi noùi ñeå giao tieáp vôùi maùy, ▪ VNC cho pheùp ngöôøi laäp trình khoûi phaûi vieát Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – chöông trình baèng tay, goõ chöõ hay kieåm tra baèng tay. Khoa Khoa Khí Cô – ▪ Ñeå thöïc hieän vieäc laäp trình baèng VNC, ngöôøi vaän haønh noùi vaøo micro ñöôïc thieát keá ñaëc bieät ñeå giaûm tieáng oàn Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 24
25. Laäp trình baèng gioïng noùi : VNC (Voice NC) ▪ Duøng töø ñôn giaûn vôùi caùc töø nhö “Turn”, “Thread”, “Mill line” cuøng vôùi soá ñeå ñaûm baûo caùc döõ lieäu kích thöôùc vaø toïa ñoä. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ▪ Tröôùc khi heä thoáng VNC ñöôïc söû duïng, noù phaûi ñöôïc huaán luyeän ñeå nhaän ra vaø chaáp nhaän tieáng noùi cuûa caù nhaân ngöôøi laäp trình. Khoa Khoa Khí Cô ▪ Ngöôøi laäp trình khi taäp phaûi noùi tôùi 5 laàn ñeå ñaûm – baûo 1 taäp tham chieáu veà gioïng noùi maø sau ñoù noù phaûi so saùnh khi laäp trình. Toaøn boä töø ñieån cuûa heä thoáng coù khoaûng100 töø. ▪ Nhieàu chöông trình NC chæ caàn duøng 20 töø laø ñuû. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 25
26. Laäp trình baèng gioïng noùi : VNC (Voice NC) ▪ Khi noùi ngöôøi laäp trình phaûi ngaên caùch caùc töø baèng nhöõng ñoaïn nghæ. Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC ▪ Thôøi gian nghæ giöõa caùc töø vaøo khoaûng 1/10 giaây – hoaëc daøi hôn. ▪ Vieäc naøy cho pheùp heä thoáng nhaän dieän tieáng noùi coù theå phaân bieät bieân ñoä cuûa leänh noùi vaø so saùnh ñaëc Khoa Khoa Khí Cô tính aâm thanh vôùi töø ñöôïc nhôù trong taäp leänh cuûa – noù. ▪ Toác ñoä noùi vaøo khoaûng 70 töø/phuùt. Khi caùc töø ñöôïc noùi ra, maøn hình tröôùc ngöôøi laäp trình kieåm tra moãi leänh cuûa ngöôøi vaän haønh vaø nhaéc nhôû ngöôøi vaän haønh nhöõng leänh caàn phaûi thöïc hieän tieáp theo. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 26
27. Thí duï VNC Ñeå xaùc ñònh moät ñöôøng troøn, cuoäc ñoái thoaïi giöõa ngöôøi vaø maùy coù daïng ñaëc tröng nhö sau (ñöôïc goïi ra treân maøn hình CRT) Programmer : “Define” System : DEFINITION TYPE Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – Programmer : CIRCLE System : CIRCLE # = Programmer : “Three” System : CENTER PT X = Khoa Khoa Khí Cô – Programmer : Five decimal three one, Go” System : Y = Programmer : “Two Decimal Four Seven Five, Go” System : CW/ CCW Programmer : Counterclockwise Khi chöông trình ñaõ ñöôïc laäp vaø kieåm tra, heä thoáng seõ chuaån bò cho ra baêng ñuïc loã ñeå gia coâng. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 27
28. Öu ñieåm cuûa VNC ▪ Tieát kieäm thôøi gian laäp trình, do ñoù giaûm Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ñöôïc thôøi gian chu kyø saûn xuaát. ▪ Thôøi gian laäp trình coù theå giaûm ñeán 50%. Khoa Khoa Khí Cô – Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 28
29. Manual Data Input - MDI ▪ Ñöôïc thieát keá ñeå ñôn giaûn vieäc laäp trình gia coâng ▪ Noù ñoøi hoûi ngöôøi laäp trình phaûi bieát chi tieát veà quaù Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – trình gia coâng, ñeå vieát chöông trình theo ñuùng trình töï cuûa noù. ▪ Veà cô baûn ngöôøi vaän haønh phaûi coù khaû naêng ñoïc Khoa Khoa Khí Cô – baûn veõ kyõ thuaät vaø hieåu bieát veà coâng ngheä. ▪ Khoâng nhaát thieát phaûi qua moät kyø ñaøo taïo caêng thaúng veà laäp trình NC. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 29
30. Manual Data Input - MDI ▪ Ngöôøi laäp trình nhaäp leänh tröïc tieáp treân maøn hình CRT cuûa maùy NC vì theá khoâng caàn phaûi Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – ñuïc baêng loã. ▪ Vieäc laäp trình do ngöôøi vaän haønh laøm. Khoa Khoa Khí Cô – ▪ Heä thoáng NC ñöôïc trang bò khaû naêng MDI coù trang bò maùy tính (micro computer) laøm thieát bò ñieàu khieån. Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 30
31. Öu ñieåm cuûa MDI: ▪ Ñôn giaûn ▪ Khoâng caàn maùy ñuïc baêng loã voán ñaét tieàn vaø Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – chieám maët baèng ▪ Nhöõng cô sôû nhoû ñeã daøng döa vaøo söû duïng Khoa Khoa Khí Cô – caùc maùy CNC Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 31
32. Haïn cheá cuûa MDI: ▪ Chöông trình phaûi ngaén goïn, chi tieát phaûi ñôn giaûn, ▪ Do maøn hình nhoû (22-25 doøng), ngöôøi laäp trình khoù Moân Moân hoïc: CAD/CAM/CNC – kieåm tra chöông trình. ▪ Khoâng hieäu quaû neáu laäp trình ñeå gia coâng caùc chi tieát phöùc taïp. Khoa Khoa Khí Cô – ▪ Ñeå naâng hieäu quaû söû duïng coù theå vöøa gia coâng, vöøa laäp trình ñeå gia coâng chi tieát môùi. Ñoù laø laøm vieäc ôû cheá ñoä haäu tröôøng (BACKGROUND MODE). Tröôøng Tröôøng ÑHBK TP.HCM 32