Tài liệu Bài giảng - c5

  • Số trang: 69 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 632 |
  • Lượt tải: 0
tranvantruong

Đã đăng 3224 tài liệu

Mô tả:

bài giảng - C5
CHƢƠNG V. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY CÔNG CỤ CNC 5.1 . Chương trình NC 5.1.1 Đặc điểm của chương trình NC Một chương trình NC được tạo nên bởi một chuỗi các lệnh khiển cho một máy tính hay một máy NC tiến hành một công việc xác định. Với các máy NC, công việc này là chế tạo một chi tiết cụ thể bằng chuyển động tương đối giữa dao và chi tiết. Các chương trình bộ phận (part program) như vậy chứa tất cả các thông tin hành trình cần thiết cũng như các thông tin về dịch chuyển và một số lệnh khác để gia công chi tiết một cách tự động hoàn toàn. 5.1.2 Cấu trúc và nội dung của chương trình Cấu trúc của một chương trình NC đã được quy chuẩn hoá. Về cơ bản chương trình NC gồm nhiều câu lệnh, trong mỗi câu lệnh lại gồm một hoặc nhiều từ lệnh, cuối cùng mỗi từ lệnh lại là tổ hợp của ký tự địa chỉ và giá trị số như trong hình bên. Các thành phần chính bao gồm: - Số hiệu chương trình (program number) Trong hệ điều khiển có thể lưu giữ nhiều chương trình NC, vì vậy các số hiệu chương trình được sử dụng để sắp xếp chúng theo thứ tự số (numerical order). Các số hiệu thường dùng gồm chữ cái P, O và dãy số 4 chữ số tiếp sau (từ 0000 – 9999). Nếu ta nhập vào ít chữ số hơn, hệ điều khiển sẽ tự động chuyển thành định dạng 4 chữ số, ví dụ O1 thành O0001. O0001; G91 G28 Z0 T9001; M06; Sè hiÖu ch¦ ¬ng tr×nh 1 khèi lÖnh N1; G90 G00 G54 X90.0 Y105.0; Sè thø tù c©u lÖnh Ch¦ ¬ng tr×nh bé phËn §Þa chØ + Gi¸ trÞ sè Tõ lÖnh G91 G28 Z0 M05; M01; M06; 1 khèi lÖnh N2; G90 G00 G54 X0 Y0; ... ... ... G91 G28 Z0 M05; M30; Sè thø tù c©u lÖnh 1 khèi lÖnh Ch¦ ¬ng tr×nh NC Ch¦ ¬ng tr×nh bé phËn 1 khèi lÖnh Ngoài ra tùy thuộc vào hệ điều khiển, người ta có thể dùng ký hiệu % để bắt đầu chương trình (ví dụ trên máy FP2-NC). Khi này tất cả các dữ liệu đứng ở trước ký hiệu % sẽ được hệ điều khiển bỏ qua. - Chương trình bộ phận (part program) Chứa các thông tin cần thiết cho việc thực hiện các bước gia công (cutting process) tương ứng với mỗi dao cắt đơn (single cutting tool). Một chương trình NC thường gồm một hoặc nhiều các chương trình bộ phận. - Số thứ tự câu lệnh (sequence number) Mỗi một câu lệnh bắt đầu bằng một số thứ tự câu lệnh bao gồm một chữ cái N (number) và một con số tự nhiên đứng đằng sau (phạm vi lựa chọn từ N1 đến N99999). Số thứ tự câu lệnh có thể đặc trưng cho bản thân câu lệnh (riêng lẻ) hoặc đặc trưng cho một chuỗi câu lệnh thực hiện bước gia công cụ thể nào đó. Vì vậy số thứ tự này giúp ta dễ dàng tìm ra các câu trong bộ nhớ của hệ điều khiển trong trường hợp cần phải thay đổi một câu chương trình. Đặc biệt, số thứ tự của mỗi câu lệnh riêng lẻ hay được sử dụng trong các câu lệnh cần gọi dụng cụ cắt, để khi chương trình bị gián đoạn ta có thể dễ dàng quay trở lại được. Giá trị của các con số tự nhiên không ảnh hưởng đến trình tự soạn thảo các câu lệnh. Trình tự gia công do đó được xác định bởi trình tự xử lý câu lệnh. Chẳng hạn người ta có thể ký hiệu thứ tự câu lệnh theo N1, N2, N3… hoặc nhảy cách cứ 10 đơn vị một như N10, N20, N30…nhằm tạo thuận tiện cho việc chỉnh sửa nội dung chương trình NC. Tuy nhiên nếu sử dụng nhiều mã N thừa có thể làm tăng dung lượng bộ nhớ lưu giữ chương trình. Mỗi số thứ tự câu lệnh chỉ được sử dụng một lần trong chương trình, nếu không sẽ dẫn tới nhiễu loạn khó kiểm soát trong quá trình tìm kiếm câu lệnh hoặc nhảy trở lại chương trình sau một gián đoạn nào đó. Thông thường, số thứ tự câu lệnh được gán cho một chương trình bộ phận (part program) ứng với một dụng cụ cắt đơn nào đó (single cutting tool) theo trình tự tương ứng với các bước gia công được thực hiện. - Ký tự địa chỉ (address) Là các chữ cái A, B, C..., Z mang ý nghĩa riêng quy định bởi mỗi hệ điều khiển lập trình gia công NC. Các mã địa chỉ trên biểu diễn hai loại lệnh thường gặp trong chương trình NC:  Lệnh xác định chuyển động cắt của dao so với chi tiết: gồm - Loại chuyển động (tuyệt đối, gia tăng), đơn vị (mm, inch), vị trí tương đối các hệ tọa độ được sử dụng. 2 - Loại chuyển động cắt: định vị, nội suy cắt thẳng, nội suy cung tròn, cắt ren... - Lượng chạy dao, thời gian dừng, lượng hiệu chỉnh dao. Trên máy phay FANUC dùng các mã: G, X, Y, Z, R, I, J, K, H, D, P, Q, R, F. Bảng 5.1. Một số ký tự địa chỉ thường gặp (hệ FANUC) Mã địa chỉ Ý nghĩa : (ISO)/ O (EIA) Số hiệu chương trình N Số thứ tự câu lệnh G Mã định nghĩa chuyển động X, Y, Z Chuyển động theo hướng trục X, Y, Z A, B, C Chuyển động quay xung quanh trục X, Y, Z R Bán kính cung tròn, đường tròn; lượng vát góc I, J, K Giá trị tọa độ tâm cung tròn, tâm vát góc F Lượng chạy dao; bước cắt ren S Tốc độ quay trục chính M Chức năng máy H Số hiệu hiệu chỉnh P, U, X Thời gian dừng (dwell time) P Định danh số hiệu chương trình con P, Q Định danh số thứ tự câu lệnh được lặp lại trong chương trình P Đếm số lần lặp ; Mã kết thúc khối  Lệnh điều khiển hoạt động của máy NC: gồm chọn dao cắt và số vòng quay trục chính, xác định số hiệu chương trình và số hiệu câu lệnh. Máy phay FANUC dùng các mã: M, T, L, O, P, S. Trên máy tiện FANUC về cơ bản ý nghĩa các ký tự địa chỉ giống với trên máy phay, chỉ khác ở một số điểm sau: - Do máy tiện chỉ có chuyển động theo 2 trục X, Z nên chỉ cần các mã xác định chuyển động cắt theo 2 trục này. - Sử dụng tọa độ tương đối U, W thay vì X, Z. Mã X trên máy tiện mang ý nghĩa giá trị đường kính (bằng 2 lần tọa độ X thực tế), do các chi tiết gia công trên máy tiện thường là trụ tròn xoay, biên dạng mặt cắt ngang tròn và phép đo kích thước đường kính dễ dàng hơn so với đo kích thước bán kính. - Mã địa chỉ T vừa dùng để chọn dao vừa để chọn số hiệu hiệu chỉnh dao. 3 Các mã chuyển động cắt trên máy tiện FANUC là: G, X, Z,U, W, R, I, K, P, Q, D, F. Các địa chỉ G, M thường có nhiều hơn 1 chức năng. Các địa chỉ còn lại, ngoại trừ X, U, P thì đều chỉ có duy nhất 1 chức năng. - Giá trị số (numerical value/ data) Các giá trị số theo sau các ký tự địa chỉ có thể là số nguyên hoặc số thập phân, tùy theo định dạng nhập dữ liệu quy định bởi mỗi mã. Các mã X,Y, Z, I, J, K, R, Q, U, W là các mã chỉ tọa độ vị trí, ta có thể nhập số có hoặc không có dấu chấm thập phân. Nếu không có dấu thập phân, đơn vị được tính theo độ phân giải của hệ điều khiển, là 0.001 mm (lập trình theo hệ mét- metric programming) và 0.0001 in. (lập trình theo hệ Inch- programing in inches). Ví dụ: Hệ Mét Hệ Inch Nhập vào Giá trị (mm) Nhập vào Giá trị (inch) X1. X = 1.0 X1. X = 1.0 X1 X = 0.001 X1 X = 0.0001 X100 X = 0.100 X100 X = 0.0100 Các mã khác chỉ cho phép nhập giá trị nguyên, ví dụ G01 hoặc M06... - Từ lệnh (word) Từ lệnh là đơn vị nhỏ nhất xác định một chức năng nào đó, nó chứa đựng các thông tin hình học, công nghệ hoặc thông tin kỹ thuật của chương trình. Đó cũng chính là các lệnh điều khiển máy. Trong một số bộ điều khiển, khi lập trình, ở những từ lệnh có các số 0 đứng trước các chữ số có nghĩa thì có thể lược bớt, chẳng hạn N0001 có thể viết thành N1, lệnh G00 có thể viết là G0… Theo tính chất tác động của lệnh, người ta phân chia chúng thành hai loại: - Lệnh có hiệu lực tác dụng kéo dài cho đến khi nó bị xoá hoặc thay thế bởi một lệnh khác cùng loại gọi là lệnh tác dụng theo phương thức MODAL. Ví dụ: lệnh F200 vẫn có hiệu lực cho tới khi một lệnh F khác (chẳng hạn F120) được chỉ định... - Lệnh chỉ có tác dụng trong bản thân câu lệnh chứa nó gọi là lệnh tác dụng theo phương thức THEO CÂU LỆNH. Ví dụ: Lệnh G02 chỉ có hiệu lực trong khối lệnh chứa nó... Dưới đây là bảng một số địa chỉ thông dụng (bắt đầu các từ lệnh) và mô tả của chúng: 4 Bảng 5.2.. Các địa chỉ lệnh và mô tả của chúng Mã Chức năng G Xác định phương thức gia công ở mỗi khối lệnh hoặc các dịch chuyển dọc theo các trục. Trước lệnh này, NC phải chuẩn bị cho các dịch chuyển trong mỗi khối. Vì vậy, chức năng G còn được gọi là “chức năng chuẩn bị” (preparatory function) Ví dụ: G00... dịch chuyển nhanh không cắt dọc theo các trục Các chức năng hỗn tạp (miscellaneous function), dùng để hỗ trợ các chức năng gọi bởi mã G. M Dùng để đóng/mở các chức năng vận hành máy, chẳng hạn: dừng chương trình, chuyển động quay trục chính hoặc đóng/mở xả chất làm mát... Ví dụ: M08: xả chất làm mát, M09: ngừng xả chất làm mát Tốc độ quay trục chính (vg/ph) S Ví dụ: S400...Tốc độ quay trục chính 400 vg/ph F Lượng tiến dao (mm/ph), Ví dụ: F100...Lượng tiến dao 100 mm/ph T Số hiệu dao cắt, Ví dụ: T1...Gọi dao số hiệu 1 tại vị trí thay dao D Số hiệu hiệu chỉnh bán kính dao cắt Ví dụ: D1...Gọi số hiệu hiệu chỉnh dao 1 trên màn hình hiệu chỉnh dao Số hiệu hiệu chỉnh chiều dài dao cắtVí dụ: H1...Gọi số hiệu hiệu chỉnh H dao 1 trên màn hình hiệu chỉnh dao - Khối lệnh (block, statement) Khối lệnh là đơn vị lệnh nhỏ nhất xác định một thao tác máy. Các từ lệnh trong một khối lệnh được sắp xếp theo một trình tự xác định gọi là cú pháp, ví dụ: N01 G00 X15 Z2 S1000 M08; Hình dưới đây minh họa cấu trúc của chương trình NC. Thông tin dịch chuyển Số thứ Mã tự câu dịch Thông tin vận hành máy Các trục tọa độ chuyển N G N1 G90 N2 G00 N3 G00 N4 G01 X Y Z Z-200 X50.0 Y35.5 Z-150 5 Lượng Số Dụng Chức chạy dao vòng quay cụ cắt năng phụ F S T M F100 S3000 T0102 M03 5.1.3 . trình chính và chương trình con Chương trình để gia công toàn bộ chi tiết được gọi là chương trình chính. Trong quá trình gia công trên máy CNC, nếu có chế độ cắt được lặp lại cả về vị trí cắt và phương thức cắt thì phần chương trình NC tương ứng với nó có thể được biểu diễn dưới dạng một chương trình con. Khi này chương trình chính gọi chương trình con bằng lệnh M98, thực hiện chương trình con, rồi trở về chương trình chính bằng lệnh M99. Trong chương trình chính cần phải chỉ rõ số hiệu chương trình con được gọi và số lần lặp lại chương trình con đó. Việc lập trình bằng chương trình con giúp rút ngắn đáng kể độ dài chương trình NC, giảm dung lượng bộ nhớ lưu trữ và tránh được các sai sót khi lập trình. Chương trình chính Chương trình con O0001; N1……………...; N2 M98 P200 L2; N3……………...; N4 M98 P200; N5……………… … O200; N1……….; N2……….; N3……….; … … N20 M99; Gọi lần 1 Gọi lần 2 Hình 5.2. Chương trình chính và chương trình con Trong lệnh dưới đây hệ điều khiển nhảy tới thực hiện từ câu lệnh có số hiệu chỉ định bởi H trong chương trình con số hiệu chỉ định bởi P, và số lần lặp lại thao tác trên được chỉ định bởi L. M98 P_ H_ L_; Chú ý rằng số lần lặp tối đa trên máy hệ FANUC là 9999 và cho phép gọi lồng chương trình con tới 4 lần. Lệnh M99 còn được dùng để lặp lại một đoạn không quan trọng ở phần đầu chương trình NC, giúp cho quá trình khởi động- làm “nóng máy” CNC: Dưới đây là chương trình NC minh họa lập trình với M98, M99: 6 +Y 1 2 8 +X W 10 4 3 Chương trình chính (O1) O1; N1; G90 G00 G54 X0 Y0; G43 Z30.0 H1 S700 T2; M03; G99 G81 Z-25.0 R10.0 F120 K0; Gọi chu trình khoan lỗ điểm G81 K0: không khoan tại (X0,Y0) M98 P2; Gọi chương trình con O2 Khoan các lỗ 1-4 G91 G28 Z0 M05; M01; M06; M30; Chương trình con (O2) O2; X10.0 Y8.0; Lỗ 1 Lỗ 2 X-10.0; Y-8.0; Lỗ 3 X10.0; Lỗ 4 G80; M99; 5.2 . Lập chương trình 5.2.1 Các chức năng trong lập trình NC a, Các chức năng dịch chuyển : Các chức năng G còn được gọi là các chức năng chuẩn bị (preparatory function), vì nó xác định cách thức gia công và chế độ dịch chuyển theo các trục trong một câu lệnh cụ thể. Hàm G được chia ra thành hai loại chính: 7 - Tác động THEO CÂU LỆNH (One-shot G code): Hàm G chỉ có hiệu lực trong một câu lệnh xác định. Bao gồm các lệnh thuộc nhóm 00 (ngoại trừ G10 và G11). - Tác động theo kiểu MODAL (Modal G code): Hàm G giữ nguyên hiệu lực cho đến khi một hàm G khác cùng nhóm được chỉ định. Bao gồm các nhóm lệnh khác với nhóm 00. Ví dụ: G00 và G01 đều tác động theo kiểu MODAL, thuộc nhóm 01. G01 X_ Y_; G01 X_; hợp lệ những câu lệnh này Y_; G00 X_ Y_; Dưới đây là một số hàm G sử dụng trên máy phay và tiện FANUC: Bảng 5.3. Một số hàm G trên máy phay FANUC Mã G Nhóm lệnh Chạy dao nhanh G00 G01 G02 01 00 02 G21 G28 G30 06 00 Chọn mặt phẳng gia công XZ Dữ liệu số nhập theo hệ inch Dữ liệu số nhập theo hệ mét Về điểm 0 Về điểm 0 thứ hai/ba, bốn Huỷ bỏ hiệu chỉnh bán kính dao G40 G41 Dừng đều đặn Chọn mặt phẳng gia công YZ G19 G20 Nội suy cung tròn, thuận chiều kim đồng hồ Chọn mặt phẳng gia công XY G17 G18 Nội suy đường thẳng Nội suy cung tròn, ngược chiều kim đồng hồ G03 G04 Chức năng 07 Hiệu chỉnh bán kính dao, trái G42 Hiệu chỉnh bán kính dao, phải G43 Hiệu chỉnh chiều dài dao, + G44 08 Huỷ bỏ hiệu chỉnh chiều dài dao G49 G52 G53 G54-G59 Hiệu chỉnh chiều dài dao, - 00 12 Đặt hệ tọa độ cục bộ Chọn hệ tọa độ máy Chọn hệ tọa độ làm việc 1-6 8 trong G73 Chu trình khoan nhanh lỗ sâu G74 Chu trình tarô ren (ren trái) G76 Chu trình doa tinh G80 Huỷ bỏ chu trình gia công lỗ G81 Chu trình khoan điểm G82 Chu trình khoét (phẳng) G83 09 Chu trình khoan lỗ sâu G84 Chu trình tarô ren (ren phải) G85 Chu trình doa G86 Chu trình doa G87 Chu trình doa từ phía sau G88 Chu trình doa G89 Chu trình doa G90 G91 G92 G94 G95 G98 G99 03 00 05 10 Lập trình theo kích thước tuyệt đối Lập trình theo kích thước tương đối Thay đổi hệ tọa độ làm việc Đặt tốc độ trục chính lớn nhất Lượng chạy dao mm/ph Lượng chạy dao mm/vg Về điểm ban đầu (chu trình gia công lỗ) Về điểm R (chu trình gia công lỗ) Bảng 5.4. Một số hàm G trên máy tiện FANUC Mã G Nhóm lệnh Chức năng G00 Chạy dao nhanh G01 Nội suy đường thẳng G02 01 00 02 Chọn mặt phẳng gia công XZ Chọn mặt phẳng gia công YZ G19 G20 Dừng đều đặn Chọn mặt phẳng gia công XY G17 G18 hồ Nội suy cung tròn, ngược chiều kim đồng hồ G03 G04 Nội suy cung tròn, thuận chiều kim đồng 06 Dữ liệu số nhập theo hệ inch 9 Dữ liệu số nhập theo hệ mét G21 G28 G30 G32 00 01 Về điểm 0 Về điểm 0 thứ hai/ba, bốn Cắt ren G40 Huỷ bỏ hiệu chỉnh bán kính dao G41 Hiệu chỉnh bán kính dao, trái G42 07 Hiệu chỉnh bán kính dao G46 (tự động xác định hướng hiệu chỉnh) Thiết lập hệ tọa độ G50 G52 Thiết lập giới hạn tốc độ trục chính 00 Đặt hệ tọa độ cục bộ Chọn hệ tọa độ máy G53 G54-G59 Hiệu chỉnh bán kính dao, phải 12 Chọn hệ tọa độ làm việc 1-6 G70 Chu trình tiện tinh G71 Chu trình tiện thô ngoài/trong G72 Chu trình gia công thô mặt đầu G73 00 Chu trình cắt theo vòng lặp kín G74 Chu trình cắt đứt, khoan lỗ sâu G75 Chu trình tiện rãnh ngoài/trong, cắt đứt G76 Đa chu trình cắt ren G90 Chu trình tiện ngoài/trong G92 09 Chu trình gia công mặt đầu G94 G98 G99 Chu trình cắt ren đơn 05 Lượng chạy dao mm/ph Lượng chạy dao mm/vg Một số chú ý khi lập trình với hàm G: - Vị trí hàm G dùng trong câu lệnh phải đứng trước các địa chỉ khác (ngoại trừ G và M) dùng bổ sung cho chế độ thiết lập bởi hàm G nói trên. - Cho phép tối đa là ba hàm G (mà mỗi hàm thuộc về các nhóm khác nhau) có thể xuất hiện đồng thời trong một câu lệnh. - Nếu có nhiều hơn một hàm G thuộc cùng nhóm xuất hiện trong một câu lệnh, chỉ có hàm G cuối cùng có hiệu lực. - Khi mới bật nguồn, các hàm G sau được mặc định: G00, G40, G53, G80. Sau đây ta sẽ trình bày về một số hàm G tiêu biểu và các ứng dụng trong lập trình của chúng. 10 a1. Lập trình với kích thước tuyệt đối và tương đối (G90, G91) Để lập trình với kích thước tuyệt đối và tương đối, ta dùng các lệnh G90 và G91 tương ứng. Lệnh: G90 X_ Y_ Z_; G91 X_ Y_ Z_; Trong đó: G90 Kích thước tuyệt đối G91 Kích thước tương đối X, Y, Z Xác định hướng và khoảng cách từ điểm đích tới 0 điểm chi tiết (G90) Xác định khoảng dịch chuyển tới điểm đích tính từ vị trí sát trước (G91) Dưới đây là bảng so sánh lập trình tuyệt đối và tương đối. Bảng 5.5. So sánh lập trình tuyệt đối và lập trình tương đối Lập trình tuyệt đối Lập trình tƣơng đối Ký tự địa chỉ G90(X_,Y_,Z_) G91(X_,Y_,Z_) Ý nghĩa dấu +/- Miền mặt phẳng chứa điểm đích Hướng dịch chuyển của dao cắt Ý nghĩa của Giá trị tọa độ (khoảng cách Khoảng dịch chuyển của dao các giá trị số tính từ điểm 0 chi tiết) cắt Điểm chiếu Điểm 0 chi (X0,Y0,Z0) tham tiết W Vị trí hiện tại a2. Dịch dao nhanh không cắt (G00) Lệnh dịch dao nhanh không cắt cùng với các lệnh nội suy đường thẳng và cung tròn được hệ điều khiển NC thực hiện thông qua hoạt động của các bộ nội suy. Bộ nội suy dùng để tính toán các điểm trung gian trên quỹ đạo gia công. Nó là một cụm phần mềm để cộng liên tục các đoạn gia tăng bằng nhau theo các giá trị tọa độ của điểm xuất phát Pa. Một đường thẳng trong mặt phẳng XY (hình 5.2) giữa các điểm đầu Pa (Xa,Ya) và điểm cuối Pe (Xe,Pe) được chia thành n = 5 đoạn, tương ứng với n-1 = 4 điểm trung gian. Các giá trị tọa độ của các điểm trung gian trên quỹ đạo được cộng liên tục với số gia X/n và Y/n với X, Y là các chiều dài dịch chuyển: X= Xe-Xa, Y= Ye-Ya. 11 Y Pe (Xe,Ye) C¸c ®iÓm néi suy trung gian Y/n Y Pa (Xa,Ya) X/n n=5 X X Hình 5.3. Nội suy đường thẳng giữa điểm đầu và điểm cuối Trong điều khiển số theo đường viền, các giá trị của số gia không nhỏ hơn đơn vị đo của hệ thống đo, do vậy cũng không nhỏ hơn bước dịch chuyển (0.001 mm). Số chia n là bội số của bước dịch chuyển này. Phép chia cho số chia n đặc biệt đơn giản nếu bộ nội suy làm việc trong hệ thống thập phân. Số chia thường được chọn là 10, 100, 1000. Để dịch chuyển nhanh dụng cụ cắt từ điểm hiện tại đến điểm tiếp theo đã được lập trình với một tốc độ chạy tối đa (chạy dao không gia công), người ta dùng lệnh G00. Lệnh: G00 X_ Y_ Z_; G00 Dịch dao nhanh không cắt X, Y, Z Toạ độ điểm đích Lúc đầu tất cả các trục vít-me của bàn trượt chạy đồng thời với tốc độ tối đa như nhau theo các hướng X, Y, Z cho tới khi đạt được 1 trong 3 tọa độ đích. Sau đó lại chạy với tốc độ như nhau theo 2 hướng còn lại cho tới khi 1 trong 2 tọa độ này đạt được. Cuối cùng, dao cắt được dịch chuyển vô hướng (move undirectionally) để tiến tới tọa độ còn lại của điểm đích (hình 5.4). Y B (50,50) G00 X50 Y50 C (50,30) G00 X50 Y30 VÞ trÝ dao hiÖn t¹i A (10,10) D (50,10) G00 X50 Y10 O E (50,-10) G00 X50 Y-10 Hình 5.4. Chuyển động trong chạy dao nhanh 12 X Lệnh G00 thường được dùng trong các trường hợp cần dịch chuyển dao nhanh từ vị trí hiện tại tới vị trí đích mà không có yêu cầu gì về quỹ đạo dịch chuyển. Ta chỉ cần quan tâm tới tọa độ điểm đích. Do vậy, nó được sử dụng khi: - Bắt đầu chương trình: để dịch chuyển dao cắt tới gần chi tiết gia công. - Trong quá trình gia công: để dịch chuyển dao cắt từ vùng cắt hiện tại tới vị trí được lập trình tiếp theo. Chẳng hạn sau khi khoan xong một lỗ, cần đưa nhanh mũi khoan sang vị trí mới để khoan tiếp. Tuy nhiên cần bảo đảm không có chướng ngại trên quỹ đạo dịch chuyển của dao theo từng trục riêng biệt (X,Y,Z), vì không phải lúc nào quỹ đạo này cũng là đường thẳng từ vị trí hiện tại tới điểm đích được lập trình. - Kết thúc chương trình: Dao rời khỏi chi tiết, về vị trí lưu trữ dao. a3. Nội suy đường thẳng (G01) Người ta dùng lệnh G01 để đưa dụng cụ cắt từ vị trí hiện tại đến một điểm tiếp theo đã được lập trình trên một đường thẳng với lượng chạy dao gia công đã lập trình (có gia công). Lệnh: G01 X_ Y_ Z_ F_; G01 Nội suy thẳng với tốc độ chạy dao X,Y, Z Toạ độ điểm đích F Lượng chạy dao Khi thực hiện đến lệnh G01, hệ điều khiển phát 3 dãy xung cho 3 động cơ dịch chuyển dao hoặc bàn máy tương ứng theo các hướng X, Y, Z. Tần số phát ra của 3 dãy xung này được điều chỉnh theo một tỷ lệ thích hợp, sao cho dao cắt sẽ dịch chuyển thẳng từ điểm đầu tới điểm cuối với lượng chạy dao xác định bởi mã F. Giá trị của lượng chạy dao là 0 cho tới khi được chỉ định bởi lệnh F, và nếu các lệnh dịch chuyển dọc theo các trục được đọc trước khi lệnh F được chỉ định, hệ điều khiển NC sẽ báo lỗi. Y H u íng ch¹y dao P1 (-30,30) P2 (30,30) P8 (-40,20) P3 (40,20) X P4 (40,-20) P7 (-40,-20) P5 (30,-30) P6 (-30,-30) Hình 5.5. Chuyển động của dao với nội suy đường thẳng 13 a4. Nội suy cung tròn (G02, G03) Để có thể tính toán được đường chạy dao trong nội suy cung tròn, hệ điều khiển cần các thông số sau để mô tả rõ ràng, chính xác cung tròn đó: - Hướng quay của chuyển động chạy dao. - Điểm đích của cung tròn - Vị trí của tâm cung tròn Để tạo ra một cung tròn, hai trục máy phải được dịch chuyển đồng thời theo một hàm số đường tròn, và biên dạng gia công này phải nằm trong một mặt phẳng chính nào đó (XY, YZ hoặc XZ). Đây chính là lý do trước hết ta phải xác định mặt phẳng gia công bằng các lệnh G17 (G18, G19). Lệnh: (Nội suy cung tròn trên mặt phẳng XY) G17 G02(G03) X_ Y_ I_ J_ F_; G17 G02(G03) X_ Y_ R_ F_; Nếu nội suy cung tròn trên mặt phẳng ZX  G18 và (I,K) Nếu nội suy cung tròn trên mặt phẳng YZ  G19 và (J,K) G17, G18, G19 Chọn mặt phẳng gia công cung tròn G02 Nội suy cung tròn theo chiều kim đồng hồ G03 Nội suy cung tròn ngược chiều kim đồng hồ Toạ độ điểm cuối cung tròn X, Y, Z Khoảng và hướng dịch chuyển từ điểm bắt đầu I, J, K cung tròn đến tâm cung tròn (thông số nội suy) R Bán kính cung tròn F Lượng chạy dao Trên hình 5.6: là quy ước về chiều dương và âm trong nội suy cung tròn: Z G19 G03 CCW G18 CW CCW CW G02 O Y CW CCW G17 X CW = Clockwise = Chiều kim đồng hồ (chiều âm) CCW = Counter Clockwise = Ngược chiều kim đồng hồ (chiều dương) Hình 5.6. Các mặt phẳng gia công và chiều nội suy trong nội suy cung tròn 14 Một số chú ý khi lập trình với G02, G03: - G17 (mặt phẳng XY) được chọn mặc định khi bật máy. Muốn gia công cung tròn trên các mặt phẳng ZX hoặc YZ, ta dùng các lệnh G18, G19 tương ứng. Các lệnh chọn mặt phẳng gia công không chỉ được dùng nội suy cung tròn, mà còn trong hiệu chỉnh bán kính dao và khoan. - Quy ước sử dụng dấu +/- cho bán kính R: Cung tròn 180 hoặc nhỏ R> hơn 0 Cung tròn 180 hoặc lớn R< hơn 0 - Khi lập trình với bán kính R, cần thoả mãn điều kiện sau: L  R với R: bán kính cung tròn, L: Khoảng cách từ điểm bắt đầu 2 cung tròn tới điểm kết thúc cung tròn dọc theo dây cung (chord). Cung trßn khi R < 0 O2 §iÓm cuèi Cung trßn khi R > 0 L R O1 §iÓm ®Çu Hình 5.7. Quy ước khi lập trình với bán kính R - Khi cắt cả đường tròn, chỉ được lập trình với I, J, K. Không được dùng lệnh với bán kính R, vì khi này sẽ có vô số các đường tròn có cùng điểm bắt đầu và kết thúc thoả mãn, và do đó không có một đường tròn cụ thể nào được xác định. - Khi dùng cả I, J, K và R trong cùng một câu lệnh, lệnh với R được ưu tiên, các lệnh với I, J, K được bỏ qua. 15 - Để cắt chính xác cung tròn, nên sử dụng I, J, K thay vì R. Nếu dùng lệnh R, có thể xảy ra trường hợp tâm cung tròn không được xác định chính xác do sai số tính toán (calculation error). - Các dịch chuyển theo trục không bị ảnh hưởng bởi lệnh chọn mặt phẳng gia công: Ví dụ: G17 G02 X_ Y_ R_ F_; G01 Z_;  dịch chuyển theo trục Z độc lập với mặt phẳng gia công được lựa chọn Y Y H ¦ íng ch¹y dao Ka (-10,32.36) H ¦ íng ch¹y dao -J +I Ka (20,36.28) -I -J M (10,10) M (10,10) X X Ke (-10,-12.36) Ke (20,-18.28) N70 G02 X20 Y-18.28 I20 J-22.36 F100 N100 G03 X-10 Y-12.36 I-10 J-26.28 F100 Hình 5.8. Chuyển động của dao với nội suy đường tròn O0001 N1 G50 S2000 G00 T0101 G96 S200 M04 G00 X0 Z1 G01 Z0 X10 Y45 G03 X20 Z-5 I0 G01 Z-12 G02 X40 Z-22 I10 G00 X200 Z100 M30 X Z W K-5 K0 Hình 5.9. Nội suy đường tròn khi tiện Khi gia công trên máy tiện, tùy theo loại máy mà dao tiện có thể bố trí ở phía dưới hoặc phía sau đường tâm quay. Khi này cần chú ý chiều quay của trục chính (xác định bởi M03/M04) do bố trí của mặt phẳng XZ khác nhau (hình 3.14). Việc lập trình bằng G02, G03 sẽ đưa ra cùng 1 biên dạng mà không phụ thuộc vào máy tiện có đầu dao phía trước hay phía sau đường tâm trục máy, nghĩa là không cần quan tâm đến kiểu máy (hình 5.10). 16 R4 R2 R1 R3 +X R1: G03 R2: G02 R3: G03 R4: G02 W +Z W +Z R1 R2 R3 R4 +X Hình 5.10. Xác định hướng quay của chuyển động chạy dao khi tiện Ngoài nội suy đường thẳng và nội suy cung tròn còn có các dạng nội suy khác:  Nội suy parabol: một đường parabol không gian được tạo bởi 3 điểm (hình 2.17). Điểm P2 là trung điểm của P4 và P5, còn P5 lại là trung điểm của P1 và P3. P1 được biết từ khối dữ liệu trước, P2 và P3 được đưa vào cùng với hai khối dữ liệu tiếp theo. Việc chuyển giữa hai hình parabol liên tục sẽ phối hợp tốt nếu biết rõ được tiếp tuyến tại P3 của chung. P4 L2 P2 L1 P3 P5 P1 Hình 5.11. Nội suy parabol Nội suy parabol cơ bản chỉ được sử dụng khi gia công trên máy có 4, 5 trục tọa độ, bởi vì dữ liệu dùng cho các chuyển động theo nhiều trục tọa độ này sẽ giảm đi một cách đáng kể so với nội suy đường thẳng khi các bề mặt có độ phức tạp cao. Nội suy ghép nối: Việc ghép nối các đường cong theo định nghĩa bằng toán học có thể được gọi là lắp ghép và sự chuyển tiếp giữa các đường cong được tiến hành thông qua tiếp tuyến. 17 Với kiểu nội suy này, các dạng hình học phức tạp có thể được lập trình bằng cách sử dụng các khối dữ liệu chương trình ít hơn một cách đáng kể so với khi sử dụng nội suy đường thẳng. Nhưng các giải thuật về toán của nó lại khá phức tạp. Các dạng nội suy đặc biệt khác như nội suy hình sin, xoắn ốc, cô-níc... tùy theo hệ điều khiển có thể thực hiện được bằng việc sử dụng Công cụ lập trình tự động APT (Automatically Programmed Tool). a5. Tạm dừng chương trình tại vị trí hiện tại (G04) Lệnh G04 dùng để treo việc thực hiện chương trình trong một khoảng thời gian xác định. Khi thực hiện chức năng này trong gia công đáy lỗ, chuyển động theo các trục dừng lại nhưng trục chính máy vẫn quay. Do vậy, độ chính xác gia công đáy lỗ được cải thiện và phần cắt lẹm (undercut portion) bị loại trừ. Thời gian dừng đều đặn (dwell time) ở đáy lỗ chỉ khoảng xấp xỉ một vòng quay trục chính. Nếu thời gian dừng quá lâu trong khi dao cắt vẫn tiếp xúc với chi tiết, chẳng những rút ngắn tuổi thọ của dao mà còn phá hỏng độ chính xác gia công tinh bề mặt đã đạt được. Lệnh: G04 P_; G04 X_; Trong đó: G04 Gọi hàm dừng đều đặn P Khoảng thời gian dừng thực hiện chương trình (đơn vị 0.001s) ví dụ: P1000  1 sec (chỉ dùng với giá trị nguyên) X Khoảng thời gian dừng thực hiện chương trình (tương ứng với giá trị dấu chấm thập phân). Ví dụ: X1.0  1sec, X1  0.001 sec Tính toán thời gian quay 1 vòng trục chính theo công thức : t (sec)  60(sec) SpindleSpe ed (min 1 ) 2 +Z 1 Z0 10 Ch¹y dao nhanh Néi suy ® ¦ êng th¼ng 2 -Z Dõng ®Òu ®Æn 0.1 s t¹i ®¸y lç 18 Chương trình NC minh họa sử dụng G04: O0001; N1; ... G90 G00 G54 X0 Y0; Đặt tốc độ trục chính 800 vg/ph, quay G43 Z30.0 H1 S800 T2 M03; thuận Chạy dao tới vị trí 1 với lượng chạy dao G01 Z2.0 F2000; 2000 mm/ph Z-10.0 F50; Cắt tới vị trí 2, lượng chạy dao 50 mm/ph G04 P100; Dừng đều đặn 0.1s tại đáy lỗ G01 Z2.0; Lùi dao từ vị trí 2 về vị trí 1 với lượng chạy dao 50 mm/ph ... Trong chương trình trên tốc độ trục chính 800 vg/ph nên theo công thức đã nêu, thời gian cho 1 vòng quay trục chính sẽ là: t 60(sec)  0.075(sec) 800(min 1 ) Để dừng thực hiện chương trình trong khoảng thời gian nhiều hơn 1 vòng quay trục chính, ta lấy 0.1s làm giá trị cho hàm G04. Một ứng dụng khác của G04 là khi gia công góc vuông. Thông thường khi dao cắt tới vị trí giao nhau của hai mặt biên dạng chi tiết thì ban đầu tốc độ chạy dao sẽ giảm dần, sau đó lại tăng dần lên, chính vì vậy sẽ sinh ra góc tròn (round corner). Xen G04 giữa hai câu lệnh chuyển động cắt này có thể cắt được góc sắc cạnh (sharp corner). Y Cã G04 1 ... G01 Xxa Yya Ff; Yyb; ... 2 A A (xa,ya) B (xb,yb) Kh«ng cã G04 1 B 2 ... G01 Xxa Yya Ff; G04 X3 Yyb; ... X Hình 5.12. Ứng dụng G04 gia công góc vuông 19 Khi dùng G04 với các hàm G khác trong cùng một câu lệnh phải chú ý tránh xảy ra xung đột (conflict) giữa các lệnh, chẳng hạn nếu chỉ định: G04 G00 X_ Y_; Vì G04 là lệnh dừng dao ở vị trí hiện tại, còn G00 là lệnh dịch dao nhanh không cắt từ vị trí hiện tại tới vị trí xác định bởi tọa độ X_, Y_ nên sẽ sinh ra mâu thuẫn và hệ điều khiển NC sẽ báo lỗi. a6. Tự động về điểm 0 máy (G28, G30) Các lệnh G28, G30 dùng để dịch chuyển các trục về điểm 0 máy (hoặc các điểm 0 thứ 2,3,4) thông qua một điểm trung gian nào đó. Nếu ta đưa trực tiếp dao cắt từ vị trí hiện tại tới vị trí thay dao rất có thể sẽ xảy ra va chạm giữa dao với chi tiết và đồ gá. Dùng G28, G30 có thể tránh được điều này. Ngoài ra chúng còn được sử dụng khi ta cần thay phôi mới, quét sạch phoi hoặc tiến hành APC. Lệnh: G28 X_ Y_ Z_; G30 X_ Y_ Z_; G30 P3(P4) X_ Y_ Z_; Trong đó: Trở về điểm 0 của máy G28 G30 Trở về điểm 0 thứ hai G30 P3 Trở về điểm 0 thứ ba G30 P4 Trở về điểm 0 thứ tư X, Y, Z Các trục sẽ trở về điểm 0. Giá trị số sau X, Y, Z chỉ tọa độ của điểm trung gian sẽ đi qua. Muốn đưa các trục về điểm 0 máy, trước hết ta tiến hành với trục Z, sau đó là các trục X, Y. Lệnh dịch chuyển trục Z về điểm 0 là: G91 G28 Z0; G91 G30 Z0; G91 G30 P3(P4) Z0; Nếu dùng G90 thay vì G91 trong các câu lệnh trên, trục Z sẽ trở về điểm 0 thông qua điểm 0 chi tiết W. Điều này có thể gây ra các va chạm giữa dao cắt với chi tiết hoặc đồ gá nên cần phải tránh. Chu trình thay dao chỉ được phép tiến hành khi trục Z đã định vị tại điểm 0 máy. G91 G28 Z0 M06; b, Các chức năng vận hành máy (S, F, T, M) 20 M05;
- Xem thêm -