Nghiên cứu phát triển phần mềm chuyển đổi mã Step-NC (iso 14649) sang mã G-Code (iso 6983) phần tiện

Nội dung text: Nghiên cứu phát triển phần mềm chuyển đổi mã Step-NC (iso 14649) sang mã G-Code (iso 6983) phần tiện

1. NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM CHUYỂN ĐỔI MÃ STEP NC (ISO 14649) SANG MÃ NC-CODE (ISO 6983) PHẦN TIỆN. Ung Thanh Vũ1, PGS.TS. Nguyễn Ngọc Phương2 1. Học viên cao học ngành kỹ thuật cơ khí 2. Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Tóm tắt Bài báo này trình bày nghiên cứu phát triển phần mềm chuyển đổi mã Step- NC (iso 14649) sang mã G-Code (iso 6983). Tác giả đã xây dựng thuật toán và phần mềm để phục vụ cho công việc chuyển đổi mã chương trình Step-NC sang G-Code. Công việc tiện đã được nghiên cứu, phân tích dưới hai dạng mã và thuật toán cho việc chuyển đổi đã được xây dựng thành công. Abstract This paper presents research and development of software code conversion Step-NC (ISO 14649) to code G-Code (ISO 6983). The authors have developed algorithms and software to cater for the conversion of code-NC Step Program to G-Code. Turning program has been studied, and algorithms have been successfully built. This research is also used for milling program in further application. 1. Giới thiệu Ngày nay, với việc ứng dụng chuẩn ngôn ngữ mới STEP-NC nên năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm tăng lên một cách đáng kể. Sự ra đời của STEP-NC là kết quả nghiên cứu của cả cộng đồng quốc tế nhằm thay thế cho chuẩn cũ là ISO 6983 (NC Code) có nhiều giới hạn cho việc tăng năng suất và chất lượng của sản phẩm. Tuy nhiên việc ứng dụng chuẩn ngôn ngữ mới STEP-NC vẫn còn hạn chế ở nhiều quốc gia trên thế giới. Nó phát triển mạnh ở các quốc gia phát triển như Mỹ, Đức, Ý, Anh, Hàn Quốc, Ở nước ta, hầu hết các hệ điều khiển CNC đều theo chuẩn ISO 6983, vì thế muốn đọc được các chương trình gia công theo chuẩn STEP các hệ điều khiển này cần có một công cụ phần mềm chuyển đổi. Và đó là mục đích chính của bài báo này. Trang 1
2. 2. Ưu điểm của STEP-NC: Dùng ngôn ngữ lập trình (tập lệnh và kí hiệu) gần với ngôn ngữ đời thường giúp việc đọc hiểu chương trình một cách dễ dàng Nó là một quá trình khép kín từ khâu thiết kế đến gia công Không cần lập trình cho các thông số hình học Không cần quá trình hậu xử lý Một mô hình sản phẩm hoàn chỉnh trong bộ điều khiển của máy CNC Dễ dàng hiệu chỉnh ở tại chỗ gia công và cho phép hồi tiếp Quá trình tải và sử dụng các tập tin CNC dễ dàng Có thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng. Vì những đặc điểm trên nên STEP-NC dần dần thay thế nhiệm vụ của ISO 6983 (G- code). Tuy nhiên đây là một chuẩn mới nên việc đưa vào chuẩn sản xuất của các nhà chế tạo CNC chưa được phổ biến. Chỉ có một số máy CNC đời mới hiện tại có trang bị sẵn bộ diễn dịch (interpreter) STEP-NC. Ở nước ta gần như các máy mới và hiện đại này chưa được trang bị môt số hệ điều khiển hiểu được ngôn ngữ mới này. Vì thế mục tiêu của đề tài là viết một công cụ phần mềm để chuyển đổi STEP-NC sang mã NC-code là việc làm cấp thiết. Hình 1: So sánh mô hình CAD/CAPP/CAM giữa ISO 6983 với ISO 14649 3. Các đặc trưng cơ bản: Trang 2
3. 3.1 Đặc trưng tiện mặt đầu: Hình 2: Tiện mặt đầu #5= REVOLVED_FLAT('REVOLVED FLAT ',#36,(#6,#7),#8,#9,12.0,#10); Địa chỉ của đặc đặc trưng tiện trưng mặt đầu Tên của đặc trưng Thông tin về Bán kính Tọa độ của mặt đầu phôi Tiện thô Tiện tinh mặt trụ Tọa độ của mặt đầu Tọa độ của 3.2 Đặc trưng tiện côn: mặt đầu Trang 3
4. Hình 3: Tiện mặt côn #5= OUTER_DIAMETER('OUTER_DIAMETER 1’,#34,(#6,#57), #25,#29,#30,#31); Dung sai gia công mặt côn đặc trưng tiện Địa chỉ của đặc Tên của đặc mặt côn trưng trưng Dung sai gia công Tọa độ của mặt côn côn Thông tin về vật liệu Tiện thô Tiện tinh Dung sai gia công phôi mặt côn mặt côn mặt côn 3.3 Đặc trưng tiện rãnh: Hình 4: Tiện rãnh #5= GROOVE('GROOVE 1',#31,(#6,#55), #22,#50,35.0,#26); Dung sai gia công rãnh Địa chỉ của đặc Đặc trưng tiện Tên của đặc Gia công thô Tọa độ gia Bán kính trưng rãnh trưng rãnh công rãnh của rãnh Thông tin về Gia công Chiến lược vật liệu phôi tinh rãnh gia công Trang 4
5. 3.4 Đặc trưng tiện trụ: Hình 5: Tiện trụ #5=GENERAL_REVOLUTION('GENERAL_REVOLUTION1’ ,#47,(#6,#7),#8,#12,21.0,#13) Địa chỉ của đặc Đặc trưng tiện Tọa độ của trưng Thông tin về Tọa độ của mặt trụ Gia công tinh mặt trụ vật liệu phôi mặt trụ mặt trụ Tọa độ của Tên của đặc Gia công thô Bán kính mặt trụ trưng mặt trụ mặt trụ 3.5 Đặc trưng tiện ren: Trang 5
6. Hình 6: Tiện ren 3.6 Đặc trưng tiện định hình: Hình 7: Tiện định hình #5=GENERAL_REVOLUTION('GENERAL_REVOLUTION1’ ,#47,(#6,#7),#8,#12,21.0,#13) Địa chỉ của đặc Đặc trưng tiện Tọa độ của trưng Thông tin về Tọa độ của mặt trụ Gia công tinh mặt trụ vật liệu phôi mặt trụ mặt trụ Tọa độ của Tên của đặc Gia công thô Bán kính mặt trụ trưng mặt trụ mặt trụ 4. Công cụ phần mềm chuyển đổi Hình 8: Các bước chuyển đổi dữ liệu Trang 6
7. Bước 1: Nhận dạng các đặc trưng trong chương trình STEP-NC bằng các từ khóa “ machining workingstep” Bước 2: Từ tên của đặc trưng gia công ta sẽ tìm ra mã lệnh NC-code tương ứng. Bước 3: thu thập dữ liệu từ các “ machining workingstep” để xác định được đặc trưng gia công. Bước 4: Xử lí các dữ liệu để tạo ra mã NC-code tương ứng. 5. Công cụ phần mềm đã thực hiện : Đọc được tập tin STEP-NC dưới dạng mã ASCII. Kiểm tra cấu trúc của tập tin STEP-NC. Nhận dạng được các đặc trưng gia công cơ bản Chuyển các dạng đặc trưng thành các đoạn mã NC-code Xuất các đoạn mã NC-code thành một chương trình NC hoàn chỉnh có các đặc trưng tương ứng với tập tin STEP-NC. Một số hình ảnh phần mềm : Hình 9: Giao diện phần mềm lúc ban đầu Trang 7
8. Dùng phần mềm CIMCO mô phỏng ta có kết quả sau: Hình 10: Dùng phần mềm CIMCO Edit V5 kiểm tra chương trình gia công Trang 8
9. 6. Kết luận: Đề tài được thực hiện và đạt các mục tiêu đã đặt ra: Nghiên cứu cấu trúc chương trình STEP-NC. Nghiên cứu cấu trúc mã lệnh NC-code Đưa ra giải thuật chuyển đổi chương trình STEP-NC qua mã NC-code. Viết phần mềm chuyển đổi chương trình STEP-NC qua mã NC-code. Tuy nhiên phần mềm thực hiện vẫn còn giới hạn, cần tiếp tục phát triển các modul khác để phần mềm hoàn thiện hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đoàn Thị Minh Trinh, Công nghệ CAD/CAM, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 1998. 2. Dương Thị Vân Anh, Nghiên cứu ứng dụng chuẩn STEP-NC cho chi tiết tiện phay, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2010. 3. Nguyễn Đình Nghĩa, Xây dựng hệ thống lập quy trình công nghệ dựa theo chuẩn STEP, STEP-NC, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2011. 4. Martin Hardwick, David Loffredo, STEP-NC SOLUTION, New York. 5. Mueller, P. NC, Controllers, STEP-NC + Status of Standardisation ISO 14649, EMO Hannover, September 2001. 6. Martin Hardwick, ISO STEP-Manufacturing, RPI & STEP Tools, New York, Inc. 7. STEP Tools, Inc, Introduction to STEP-NC, New York. 8. ISO 14649-10: 2003. Data model for Computerized Numerical Controllers: Part 10- General process data. 9. ISO/DIS 14649-12: 2003, Data model for Computerized Numerical Controllers: Part 12-Process date for turning. 10 . 11 . -steptools.com. Trang 9
10. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.