Bài giảng CAD/CAM - Chương 6: Sản xuất nhờ máy tính - CAM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng CAD/CAM - Chương 6: Sản xuất nhờ máy tính - CAM. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung gồm: điều khiển số - sự khởi đầu của CAM; các phương pháp lập trình NC; điều khiển máy CNC;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng CAD/CAM - Chương 6: Sản xuất nhờ máy tính - CAM

11/11/2020 Môn học: CAD/CAM CHƯƠNG 6: SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH - CAM FME FME Nội dung: Chương 6: 6.1. Điều khiển số - Sự khởi đầu của CAM SẢN XUẤT NHỜ MÁY TÍNH – CAM 6.2. Các phương pháp lập trình NC 6.3. Điều khiển máy CNC CBGD: Nguyễn Văn Thành E-mail: nvthanh@hcmut.edu.vn 2/124 1 2 6.1. ĐIỀU KHIỂN SỐ - SỰ KHỞI ĐẦU CỦA CAM 6.1.1. Điều khiển số là gì? FME FME Nội dung: • NC = Numerical Control. 6.1.1. Điều khiển số là gì? 6.1.2. Lịch sử phát triển của ĐKS • CNC = Computer Numerical Control. 6.1.3. Các thành phần của hệ thống ĐKS • Các hoạt động được điều khiển bằng cách nhập trực tiếp 6.1.4. Thủ tục điều khiển số dữ liệu số. 6.1.5. Hệ toạ độ trên hệ thống ĐKS • Một dạng tự động hoá lập trình vạn năng. 6.1.6. Các phương pháp điều khiển chuyển động trong NC • Máy công cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh 6.1.7. Các ứng dụng của ĐKS được mã hoá. 6.1.8. Ưu nhược điểm của ĐKS 3/124 4/124 3 4
11/11/2020 6.1.2. Lịch sử phát triển của điều khiển số (1) 6.1.2. Lịch sử phát triển của điều khiển số (2) FME FME 1725 – Phiếu đục lỗ được dùng để tạo mẫu quần áo.  Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có tên 1808 – Phiếu đục lỗ trên lá kim loại được dùng để điều khiển tự động máy thêu là John Parsons. 1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc trên piano nhờ băng lỗ.  Từ những năm 1940 Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ . Máy được 1940 – John Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi các điều khiển để chuyển động theo từng tọa độ, nhờ đó tạo ra được bề mặt cần dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ. thiết của cánh máy bay. 1952 – Máy công cụ NC điều khiển số đầu tiên  Năm 1948 J. Parson giới thiệu hiểu biết của mình cho không lực Hoa Kỳ. 1959 – Ngôn ngữ APT được đưa vào sử dụng Cơ quan này sau đó đã tài trợ cho một loạt các đề tài nghiên cứu ở phòng thí 1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC) nghiệm Servomechanism của MIT (Masschusetts Institute of Technology). 1963 – Đồ hoạ máy tính  Công trình đầu tiên tại MIT là phát triển một mẫu máy phay NC bằng cách điều khiển chuyển động của đầu dao theo 3 trục tọa độ. Mẫu máy NC đầu 1970s – Máy CNC được đưa vào sử dụng tiên được triển lãm vào năm 1952. Từ 1953 khả năng của máy NC đã 1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng CAD/CAM được chứng minh. 5/124 6/124 5 6 6.1.2. Lịch sử phát triển của điều khiển số (3) 6.1.2. Lịch sử phát triển của điều khiển số (4) FME FME  Một thời gian ngắn sau, các nhà chế tạo máy bắt đầu chế tạo các máy NC để C IM bán và các nhà công nghiệp, đặc biệt là các nhà chế tạo máy bay đã dùng máy NC để chế tạo các chi tiết cần thiết cho họ. C A D / C A M  Hoa kỳ tiếp tục cố gắng phát triển NC bằng cách tiếp tục tài trợ cho MIT C A D nghiên cứu ngôn ngữ lập trình để điều khiển máy NC. Kết quả của việc này là sự ra đời của ngôn ngữ APT: Automatically Programmed Tools vào F MS năm 1959. C N C  Mục tiêu của việc nghiên cứu APT là đảm bảo một phương tiện để người N C lập trình gia công có thể nhập các câu lệnh vào máy NC.  Mặc dù APT bị chỉ trích là thứ ngôn ngữ quá đồ sộ đối với nhiều máy tính, nó vẫn là công cụ chính yếu và vẫn được dùng rộng rãi trong công nghiệp 1950 1960 1970 1980 1990 ngày nay và nhiều ngôn ngữ lập trình mới là dựa trên APT. 7/124 8/124 7 8
11/11/2020 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số FME FME Chương trình điều khiển (1): G & M code % Bộ điều Là những tập hợp những O2345; Chương trình khiển Máy công cụ câu lệnh điều khiển máy N1 G90 G54 G21 G17; N2 T1 M06; Đường chạy dao phải làm gì. Các lệnh này N3 M03 S1000; được mã hóa ở dạng số và N4 G00 Z100.; N5 X0. Y60.; ký hiệu mà thiết bị điều N6 Z1. khiển có thể nhận dạng N7 G01 Z-1. F50. N8 Y0. F150. được. Chương trình điều N9 X60. khiển có thể được lưu trữ N10 Y40.; trên phiếu đục lỗ, băng đục N11 G03 X40. Y60 R20. N12 G01 X0. lỗ, băng từ. Thí dụ chương N13 G0 Z100. trình gia công: N14 M05; N15 M30 9/124 % 10/124 9 10 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số FME FME Chương trình điều khiển (2): Phiếu đục lỗ, băng lỗ Chương trình điều khiển (3): Các phương pháp lập trình  Bằng tay  Bằng máy tính (nhờ sự hỗ trợ của phần mềm CAD/CAM) Chương trình được chuẩn bị bởi lập trình viên, trong đó người lập trình chỉ ra từng bước theo trình tự công nghệ. Đối với máy công cụ, các bước công nghệ là các chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi. 11/124 12/124 11 12
11/11/2020 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số FME FME Chương trình điều khiển (4): Lập trình bằng tay Chương trình điều khiển (5): Lập trình bằng máy tính nhờ hệ thống CAD/CAM: Người lập trình nhập từng CAD lệnh trên máy CNC. CAM CNC 13/124 14/124 13 14 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số FME FME Chương trình điều khiển (6): Chạy kiểm tra trên máy tính: Bộ điều khiển (1):  Là thành phần thứ 2 của hệ thống điều khiển số.  Nó bao gồm các bo mạch điện tử và phần cứng có thể đọc và biên dịch chương trình điều khiển và truyền đến máy công cụ. 15/124 16/124 15 16
11/11/2020 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số 6.1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển số Máy công cụ hoặc quá trình được điều khiển FME FME Bộ điều khiển (2): Các phần tử cơ bản của bộ điều khiển  Máy công cụ bao gồm bàn máy và trục chính cũng như các mô tơ  Bộ lưu dữ liệu. và các bộ điều khiển cần thiết để máy hoạt động. Nó cũng bao  Bộ phân phối dữ liệu. gồm những dụng cụ cắt, đồ gá và các thiết bị phụ khác cần cho việc gia công.  Bộ liên hệ ngược.  Các máy NC rất đa dạng: từ những máy khoan lỗ, đục lỗ đơn giản  Bộ điều khiển tuần tự để phối hợp hoạt động của các phần đến các trung tâm gia công thông minh. tử trên. Cần phải lưu ý là gần như tất cả các máy NC hiện đại được bán là có trang bị bộ điều khiển gọi là Microcomputer. Vì vậy mà chúng được gọi là máy CNC. 17/124 MÁY PHAY CNC MÁY TIỆN CNC MÁY CẮT DÂY - WEDM 18/124 17 18 6.1.4. Thủ tục điều khiển số 6.1.5. Hệ tọa độ trên hệ thống điều khiển số FME FME  Lập kế hoạch gia công (Process Planning)  Lập trình gia công NC (Part programming)  Cần thiết để người lập trình lên kế hoạch chuyển động cho dụng cụ so với chi tiết gia công.  Kiểm tra chương trình  Khi lập trình chi tiết coi như đứng yên còn dụng cụ thì  Thực hiện việc gia công trên máy CNC di chuyển so với chi tiết gia công. 19/124 20/124 19 20
11/11/2020 6.1.5. Hệ tọa độ trên hệ thống điều khiển số 6.1.5. Hệ tọa độ trên hệ thống điều khiển số FME FME Hệ tọa độ Đề-cạc 2D: Hệ tọa độ Đề-cạc 3D: Y Z Y P2 Ví dụ: Ví dụ: P1 P1 P1 X = 80 Y = 40 P1 X = 30 Y = 2 Z=0 P2 X = -80 Y = 70 X X P2 X = 30 Y = 0 Z = -10 P3 P3 X = -50 Y = -40 P2 P4 P4 X = 40 Y = -70 21/124 22/124 21 22 6.1.5. Hệ tọa độ trên hệ thống điều khiển số 6.1.5. Hệ tọa độ trên hệ thống điều khiển số FME FME Hệ tọa độ cực : Hệ tọa độ máy và phôi trên máy tiện CNC: Y Y +X r X  P  M +Z P W r X Hệ tọa độ cực (góc  âm) Hệ tọa độ cực (góc  dương) 23/124 24/124 23 24
11/11/2020 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC FME FME  Điều khiển điểm.  Điều khiển điểm:  Điều khiển đoạn.  Điều khiển đường: - Điều khiển 2D. - Điều khiển 2½D. - Điều khiển 3D. 25/124 26/124 25 26 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC FME FME  Điều khiển đoạn:  Điều khiển đường: Tùy theo số lượng các trục được điều khiển đồng thời mà ta chia ra: - Điều khiển 2D. - Điều khiển 2½D. - Điều khiển 3D. 27/124 28/124 27 28
11/11/2020 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC FME FME  Điều khiển đường: 2D  Điều khiển đường: 2½D 29/124 30/124 29 30 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC 6.1.6. Các dạng điều khiển chuyển động trong hệ thống NC FME FME  Độ chính xác của đường cong:  Điều khiển đường: 3D Đường cong hiện tại Dung sai trong Đường cong hiện tại Dung sai ngoài Đường cong hiện tại Giới hạn dung sai ngoài Trường dung sai Giới hạn dung sai trong 31/124 32/124 31 32
11/11/2020 6.1.7. Các ứng dụng của điều khiển số 6.1.7. Các ứng dụng của điều khiển số FME FME Được ứng dụng rộng rãi hiện nay đặc biệt là trong gia Hệ thống điều khiển NC cũng được dùng trong các lĩnh công kim loại: vực khác: - Phay - Máy dập - Máy cắt bằng Plasme - Khoan và các nguyên công tương tự - Máy hàn - Các công nghệ Laser - Tiện - In bản vẽ tự động - Máy đan tự động (thêu) - Mài - Máy lắp ráp - Máy cắt quần áo - Máy uốn ống - Máy tán đinh tự động - Cắt dây - Máy cắt gió đá - Máy buộc dây - Bắn điện 33/124 34/124 33 34 6.1.7. Các ứng dụng của điều khiển số 6.1.8. Ưu nhược điểm của điều khiển số FME FME Đặc điểm chung của các loại sản phẩm làm trên máy CNC: 1/ Các chi tiết thường được gia công với số lượng nhỏ. Ưu điểm Nhược điểm 2/ Hình dạng phức tạp - Giảm thời gian chạy không - Giá thành đầu tư cao 3/ Có nhiều nguyên công phải được thực hiện - Giảm thời gian gá đặt - Giá thành bảo trì cao 4/ Nhiều kim loại phải loại bỏ - Giảm thời gian gia công - Phải chọn và huấn luyện đội 5/ Thiết kế kỹ thuật giống nhau - Sản xuất mềm dẻo hơn ngũ NC 6/ Chi tiết phải có yêu cầu chính xác cao - Nâng cao chất lượng sản phẩm 7/ Là loại sản phẩm đắt tiền nên một sai lầm nhỏ có thể trả giá lớn - Giảm tồn kho 8/ Các sản phẩm yêu cầu phải kiểm tra 100%. - Giảm diện tích mặt bằng 9/ Thường loạt sản xuất khoảng 50 cái hoặc nhỏ hơn. Sản xuất loạt nhỏ và loạt vừa là lý tưởng để dùng máy NC. 35/124 36/124 35 36
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC FME FME 6.2.1. Lập trình NC Khái niệm: Nội dung: 6.2.1. Lập trình NC là gì?  Là thủ tục trong đó các bước công nghệ thực hiện trên 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC máy NC được thiết kế và được viết thành văn (dưới dạng mã G, M, T, S, F, X, Y, Z,…).  Việc lập trình gồm cả việc đục băng lỗ (hoặc một kiểu thiết bị nhập chương trình khác) để đưa chương trình vào máy NC để thực hiện việc gia công. 37/124 38/124 37 38 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC FME FME 6.2.1. Lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC Các từ lệnh: 6.2.2.1. Lập trình NC bằng tay N – Thứ tự dòng lệnh (block) 6.2.2.2. Lập trình NC bằng máy tính G – Chuyển động (preparatory functions) 6.2.2.3. Lập trình NC bằng tương tác đồ họa X, Y, Z – Tọa độ 6.2.2.4. Lập trình NC bằng giọng nói F – Lượng ăn dao (Feedrate) 6.2.2.5. Lập trình NC kiểu Manual Data Input (MDI) S – Tốc độ cắt (Spindle speed) T – Dụng cụ (Tools) M – Lệnh phụ ; (EOB) – kết thúc dòng lệnh (End Of Block) 39/124 40/124 39 40
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC FME FME 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2.1. Lập trình bằng tay: 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (1):  Người lập trình dùng một phiếu gọi là Bản thảo  Người lập trình nhập chương trình được viết bằng chương trình NC. APT hoặc một một ngôn ngữ khác.  Các dòng lệnh phải được viết thật chính xác vì băng lỗ  Thiết bị biên dịch dữ liệu nhập sẽ chuyển đổi các lệnh được hình thành trực tiếp từ bản thảo này. được mã hóa chứa trong chương trình thành dạng dùng được cho máy tính và chuẩn bị cho quá trình gia công  Tuỳ theo dạng máy công cụ và dạng băng lỗ, bản thảo tiếp theo. chương có thể khác nhau  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. 41/124 42/124 41 42 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC FME FME 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (2): 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (3): Công việc của người lập trình  Làm cho chương trình chung có tính đặc thù để thích Trạm nghi cho từng loại máy riêng biệt, phần chương trình APT program Thiết kế này gọi là chương trình hậu xử lý (postprocessor).  Postprocessor là một chương trình máy tính riêng rẽ được viết để tạo ra băng lỗ cho từng máy NC riêng Công việc của máy tính biệt. Biên dịch Tính toán Tính toán Chương trình  Đầu ra của postprocessor là 1 băng NC được viết ở dữ liệu vào số học offset dao hậu xử lý dạng chính xác cho máy mà nó sử dụng. 43/124 44/124 43 44
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (4): 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (5): Các ngôn ngữ lập trình NC: Các ngôn ngữ lập trình NC: 1) APT: (Automatically Programmed Tools) do MIT phát 2) ADAPT (Adaptation of APT). Do IBM thiết kế để triển, bắt đầu tháng 6/1956 và lần đầu tiên được dùng dùng cho máy tính nhỏ. Do APT đầy đủ đòi hỏi phải có cho sản xuất vào khoảng năm 1959. Nó được dùng rộng máy tính lớn nên nhiều khách hàng không dùng nổi. rãi ở Mỹ, có thể dùng để lập trình NC theo vị trí và đường cong tới 5X. Các phiên bản của APT cho các ứng ADAPT không mạnh bằng APT nhưng có thể dùng để lập dụng riêng rẽ là: trình cho máy NC kiểu điểm và đường cong. • APTTURN (cho máy tiện), • APTMILL (cho máy phay), • APTPOINT(cho các nguyên công gia công theo điểm). 45/124 46/124 45 46 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (6): 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (7): Các ngôn ngữ lập trình NC: Các ngôn ngữ lập trình NC: 3) EXAPT – Extended subset of APT, do người Đức xây 4) UNIAPT - Do United Computing Corp. of Carson, dựng từ đầu những năm 1964 và dựa trên ngôn ngữ APT. Có 3 phiên bản là: California, phát triển để dùng cho minicomputer, cho phép nhiều xưởng sản xuất nhỏ có khả năng lập trình EXAPT 1 – Dùng cho máy phay theo điểm và khoan nhờ máy tính. Đây là một phiên bản APT hạn chế. EXAPT 2 – Dùng cho máy tiện 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. 47/124 48/124 47 48
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (8): 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (9): Các ngôn ngữ lập trình NC: Các ngôn ngữ lập trình NC: 5) SPLIT ( Sundstrand Processing Language Internally 6) COMPACT II: Do Manufacturing Data Systems, Inc. Translated). Là hệ thống dùng riêng cho các máy công (MDSI) thiết kế, một hãng đặt cơ sở tại Ann Arbor, Michigan, cụ của hãng Sundstrand. Có thể lập chương trình cho máy Mỹ, phát triển . Ngôn ngữ này có nhiều đặc điểm giống với NC 5 trục loại điểm và đường cong. Đặc điểm nổi bật của SPLIT . MDSI bán COMPACT II cho khách hàng theo kiểu chia sẻ thời gian (Time-sharing). Người lập trình NC dùng đầu SPLIT là Postprocessor có sẵn trong chương trình. Mỗi nối từ xa nạp chương trình của họ vào 1 trong những máy tính máy NC dùng hệ thống SPLIT riêng, do vậy không cần của MDSI, còn MDSI thì cho ra băng NC. COMPACT II là phải có postprocessor chuyên biệt. 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 49/124 thống của họ. 50/124 49 50 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.2. Lập trình bằng máy tính (10): 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (1): Các ngôn ngữ lập trình NC:  Lập trình tương tác đồ họa là một trong những thí dụ tuyệt vời về sự tích hợp giữa CAD và CAM. 7) PROMPT : Phát triển bởi hãng Weber N/C system,  Các bước lập trình được đưa ra màn hình đồ hoạ của hệ thống đóng ở Milwaukee, Wilsconsin, được thiết kế để dùng CAD/CAM bằng cách sử dụng dữ liệu hình học thu được trong cho nhiều loại máy NC thông dụng như máy tiện, trung quá trình thiết kế. tâm gia công, cắt gió đá và máy đột.  Người lập chương trình xây dựng nó bằng các lệnh cấp cao của hệ 8) CINTURN II: Được phát triển bởi hãng Cincinnati thống. Milacron để đơn giản việc lập trình cho máy tiện.  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 Sử dụng rộng rãi nhất là ngôn ngữ APT, kể cả các phiên APT hay các File về Cutter location (CLFILES) có thể được xử lý bản xuất xứ từ APT (ADAPT, EXAPT, UNIAPT, v.v.). 51/124 để tạo ra chương trình NC, băng lỗ NC. 52/124 51 52
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (2): 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (3): Những bước đầu tiên: Chọn dụng cắt:  Xác định hình học trên màn hình vi tính  Thöôøg heähoág CA D / M coù oät vi n caù duïg cuï n t n CA m t hö eä c n .  Hệ thống CAD/CAM sẽ thực hiện việc đánh dấu các phần tử  N göôø l p tì coùt i aä rnh heåchoï m oä tong s n tr oáduïg cuïñoùhay n với các lệnh đơn giản sử dụng bởi người lập trình. t o r m oä duïg cuïm ôù baèg caùh khaicaù t aï a t n i n c c ham s oákí ch  Sau khi đánh dấu (gọi tên), các câu lệnh hình học APT có thể t c cuû duïg cuï( ng kí höôù a n ñöôø nh,baù kí goù l n,chi u n nh c öôï eà được tạo ra tự động bởi hệ thống daøñoaï caév. ) i n t v..,  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. 53/124 54/124 53 54 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (4): 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (5): Tạo đường chạy dao (1): Tạo đường chạy dao (2):  Phương pháp tương tác cho phép người lập trình tạo ra đường  Phương pháp tương tác cho phép người lập trình cơ hội chèn chạy dao từng bước và kiểm tra sự đúng đắn trên màn hình. các câu postprocessor vào các điểm tương ứng trong khi tạo ra  Thủ tục bắt đầu với việc xác định điểm đầu tiên của đường chương trình. chạy dao.  Các câu lệnh postprocessor bao gồm các lệnh về điều khiển  Người lập trình sau đó cho dụng cụ di chuyển theo hình dáng máy công cụ như Feed rates, Speeds, dung dịch trơn nguội. của phôi.  Các chương trình con tự động được gọi với sự tương tác ít  Khi dụng cụ gia công trên màn hình, hệ thống CAD/CAM sẽ nhất của người dùng. tự động chuẩn bị các câu lệnh chuyển động ứng với ngôn ngữ APT. 55/124 56/124 55 56
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (6): 6.2.2.3. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa (CAD/CAM) (7): Mô phỏng đường chạy dao: Ưu điểm của CAD/CAM: Đồ họa màu cho phép người lập trình dễ dàng trông thấy sự  Tiết kiệm thời gian xác định hình học khác nhau giữa phôi và dụng cụ.  Kiểm tra thấy ngay (immediate Visual verification). Việc mô phỏng có thể thực hiện theo nhiều cách:  Sử dụng chương trình con lập trình tự động. - Chạy nhanh  Tăng năng suất lao động. - Chạy với tốc độ hiện thời  Tích hợp với các chức năng liên quan khác: Thiết kế dụng cụ, - Chạy từng bước lập kế hoạch gia công, nhóm hóa các chi tiết để gia công theo công nghệ nhóm v.v. 57/124 58/124 57 58 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (1): 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (2):  Dùng lời nói để giao tiếp với máy,  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.  VNC cho phép người lập trình khỏi phải viết chương trình bằng tay, gõ chữ hay kiểm tra bằng tay.  Trước khi hệ thống VNC được sử dụng, nó phải được huấn luyện để nhận ra và chấp nhận tiếng nói của cá nhân người lập  Để thực hiện việc lập trình bằng VNC, người vận hành nói trình. vào micro được thiết kế đặc biệt để giảm tiếng ồn…  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 khoảng 100 từ.  Nhiều chương trình NC chỉ cần dùng 20 từ là đủ. 59/124 60/124 59 60
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (3): 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (4):  Khi nói người lập trình phải ngăn cách các từ bằng những đoạn Thí dụ VNC: nghỉ. Để xác định một đường tròn, cuộc đối thoại giữa người và máy  Thời gian nghỉ giữa các từ vào khoảng 1/10 giây hoặc dài hơn. có dạng đặc trưng như sau (được gọi ra trên màn hình CRT)  Việc này cho phép hệ thống nhận diện tiếng nói có thể phân Programmer : “Define” biệt biên độ của lệnh nói và so sánh đặc tính âm thanh với từ được nhớ trong tập lệnh của nó. System : DEFINITION TYPE  Tốc độ nói vào khoảng 70 từ/phút. Khi các từ được nói ra, màn Programmer : CIRCLE hình trước người lập trình kiểm tra mỗi lệnh của người vận System : CIRCLE # = hành và nhắc nhở người vận hành những lệnh cần phải thực Programmer : “Three” hiện tiếp theo. 61/124 62/124 61 62 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (5): 6.2.2.4. Lập trình bằng giọng nói - VNC (Voice NC) (6): Thí dụ VNC: Ưu điểm của VNC: System : CENTER PT X =  Tiết kiệm thời gian lập trình, do đó giảm được thời gian chu kỳ Programmer : Five decimal three one, Go” sản xuất. System :Y =  Thời gian lập trình có thể giảm đến 50%. 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. 63/124 64/124 63 64
11/11/2020 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.5. Manual Data Input - MDI (1): 6.2.2.5. Manual Data Input - MDI (2):  Được thiết kế để đơn giản việc lập trình gia công  Người lập trình nhập lệnh trực tiếp trên màn hình CRT của máy  Nó đòi hỏi người lập trình phải biết chi tiết về quá trình gia NC vì thế không cần phải đục băng lỗ. công, để viết chương trình theo đúng trình tự của nó.  Việc lập trình do người vận hành làm.  Về cơ bản người vận hành phải có khả năng đọc bản vẽ kỹ  Hệ thống NC được trang bị khả năng MDI có trang bị máy tính thuật và hiểu biết về công nghệ. (micro computer) làm thiết bị điều khiển.  Không nhất thiết phải qua một kỳ đào tạo căng thẳng về lập trình NC. 65/124 66/124 65 66 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC 6.2.2. Các phương pháp lập trình NC FME FME 6.2.2.5. Manual Data Input - MDI (3): 6.2.2.5. Manual Data Input - MDI (4): Hạn chế của MDI: Ưu điểm của MDI:  Chương trình phải ngắn gọn, chi tiết phải đơn giản.  Đơn giản  Do màn hình nhỏ (22-25 dòng), người lập trình khó kiểm tra  Không cần máy đục băng lỗ vốn đắt tiền và chiếm mặt bằng chương trình.  Những cơ sở nhỏ dễ dàng dưa vào sử dụng các máy CNC  Không hiệu quả nếu lập trình để gia công các chi tiết phức tạp.  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). 67/124 68/124 67 68
11/11/2020 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) FME FME Nội dung: 6.3.1. Khái niệm (1): 6.3.1. Khái niệm Việc sử dụng máy tính số đã làm thay đổi về chất trong việc 6.3.2. Những vấn đề khó khăn của NC cổ điển điều khiển máy NC 6.3.3. Công nghệ sản suất các bộ điều khiển NC Trong phần này chúng ta sẽ bàn 3 vấn đề sau: 6.3.4. Điều khiển số nhờ máy tính  Computer numerical control (CNC) 6.3.5. Direct Numerical Control  Direct numerical control (DNC) 6.3.6. Phối hợp giữa DNC và CNC  Adaptive control (AC) 6.3.7. Các hệ thống điều khiển thích nghi 6.3.8. Xu hướng phát triển của CNC 69/124 70/124 69 70 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3.1. Khái niệm (2): FME FME 6.3.1. Khái niệm (2): Adaptive control (AC): Điều khiển thích nghi không đòi hỏi máy tính số.  CNC thay bộ điều khiển NC cổ điển bằng bộ tính toán Điều khiển thích nghi là dùng hệ thống điều khiển để đo 1 hoặc nhiều biến số nhỏ (minicomputer hay microcomputer) của qúa trình (lực cắt, nhiệt độ, công suất, v.v.) và thay đổi lượng ăn dao và (hoặc) tốc độ cắt để bù trừ vào những thay đổi có hại của các biến số của qúa  Máy tính nhỏ dùng để thực hiện một số hoặc tất cả các trình. chức năng NC bởi các chương trình đựợc lưu trong bộ Mục đích của điều khiển thích nghi: nhớ Read – Write của nó - Tối ưu hóa qúa trình gia công mà máy NC đơn độc không thể thực hiện  Khác biệt giữa CNC và DNC: được. - Nhiều dự án điều khiển thích nghi ban đầu là dựa trên việc điều khiển tương - CNC là một máy tính điều khiển một máy công cụ. tự hơn là máy tính số. - DNC là dùng 1 máy tính để điều khiển nhiều máy công - Ngày nay các hệ thống sử dụng công nghệ vi xử lý để ứng dụng chiến lược cụ riêng biệt. điều khiển thích nghi. 71/124 72/124 71 72
11/11/2020 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) FME FME 6.3.2. Những khó khăn của NC cổ điển (1): 6.3.2. Những khó khăn của NC cổ điển (2):  Có lỗi khi lập trình gia công do:  Vận tốc và lượng ăn dao không tối ưu vì không thể thay tốc độ - Cú pháp sai và lượng ăn dao trong qúa trình gia công. Vì vậy người lập trình phải thiết lập tốc độ và lượng ăn dao cho trường hợp xấu nhất. - Số sai.  Băng đục lỗ dễ bị rách  Để cho băng lỗ đúng, phải chỉnh sửa đến 3 – 4 lần hoặc hơn  Bộ đọc băng là phần cứng yếu kém nhất của máy NC. Khi có sự nữa cố, nhóm thợ bảo trì thường bắt đầu tìm nguyên nhân nơi máy  Khó đạt được trình tự gia công tốt nhất đọc băng.  Controller: Bộ điều khiển NC cổ điển là loại cứng (hard – wired).  Hệ thống NC cổ điển không đảm bảo thông tin theo thời gian khi gia công. Những thông tin này có thể gồm: máy có sự cố và thay dụng cụ cắt. 73/124 74/124 73 74 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3.3. Công nghệ sản xuất các bộ điều khiển NC (2): FME FME 6.3.3. Công nghệ sản xuất các bộ điều khiển NC (1):  1982: 286 Microprocessor. Number of Transistors: 134,000  Ít nhất là có 7 thế hệ các bộ điều khiển đã được biết đến.  Speed: 6MHz, 8MHz, 10MHz, 12.5MHz  Bóng chân không (Circa 1952)  Within 6 years of it release, there were an estimated 15 million 286-based personal computers installed around the world.  Electromechanical Relays (Circa 1955)  1985: Microsoft ships Windows 1.0.  Discrete semiconductors (circa 1960)  1986: Intel ships the 16 MHz 80386 processor.  Intergrated Circuite (circa 1965) - Compaq Computer introduces the first 80386-based computer.  1989: Intel 486? DX CPU Microprocessor 1990: Microsoft ships  Direct numerical control (circa 1968) Windows 3.0.  Computer numerical control (circa 1970) - Number of Transistors: 1.2 million - Speed: 25MHz, 33MHz, 50MHz  Microprocessors and Microcomputers (circa 1975)  1993: Intel introduces the 60 MHz Pentium processor. Number of Transistors: 3.1 million 75/124 - Microsoft ships the Windows NT operating system. 76/124 75 76
11/11/2020 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3.3. Công nghệ sản xuất các bộ điều khiển NC (3): FME FME 6.3.3. Công nghệ sản xuất các bộ điều khiển NC (4):  1997: Intel® Pentium® II Processor. Number of Transistors: 7.5 million  2003 - Speed: 200MHz, 233MHz, 266MHz, 300MHz • To date, Intel has shipped one billion x86 processors. • Advanced Micro Devices launches the 2.2 GHz 64-bit Athlon 64  1999: Intel® Celeron? Processor processor.  1999: Intel® Pentium® III Processor. Number of Transistors: 9.5  2006, January 10 million • Apple Computer introduces the MacBook Pro, their first Intel-  Speed: 650MHz to 1.2GHz based, dual-core mobile computer, as well as an Intel-based iMac.  2000: Intel® Pentium® 4 Processor. Number of Transistors: 42 million  Speed: 1.30GHz, 1.40GHz, 1.50GHz, 1.70GHz, 1.80GHz and the history-making 2GHz  announced Aug. 27, 2001. 77/124 78/124 77 78 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) 6.3. ĐIỀU KHIỂN MÁY NC BẰNG MÁY TÍNH (CNC) FME FME 6.3.4. Điều khiển số nhờ máy tính (CNC): 6.3.4. Điều khiển số nhờ máy tính (CNC):  CNC là hệ thống NC dùng máy tính có bộ chứa chương trình Cấu hình chung của một hệ thống CNC: để thực hiện một số hay tất cả các chức năng điều khiển số cơ bản.  Với CNC, chương trình được cho vào một lần và được lưu trong bộ nhớ máy tính. Vì vậy máy đọc băng lỗ chỉ dùng khi nạp các chương trình và dữ liệu gốc. So với các máy NC thông thường máy CNC mềm dẻo hơn, khả năng tính toán tốt hơn. 79/124 80/124 79 80