Lập trình CNC phay fanuc

Lập trình CNC phay fanuc

Lập trình CNC phay Fanuc O-M

I./ Cấu trúc một chương trình NC

1 Cấu trúc chương trình NC

Một chương tình NC hoàn chỉnh có cấu trúc như dưới đây

N10 G54 X80 Y100

N75 G01 Z-10 F0.3 S1800 T03 M08

…

Vùng thân chương trình

- cấu trúc của một câu chương trình

Địa chỉ

thứ tự

khối

lệnh NC

Hàm nội

suy

G code

Giá trị toạ

độ

tốc độ tiến dao

tốc độ trục chính

dụng cụ cắt Lệnh phụ trợ

- Cấu trúc một chương trình:

Mỗi câu chương trình bao gồm các từ có chứa đựng các thông tin hình học và công nghệ hoặc thông tin kỹ thuật của chương trình Có thể viết các từ chương trình như thế nào và viết bao nhiêu từ chương trình trong một câu chương trình phụ thuộc vào nơi sản suất hệ điều khiển

2 Hệ thống toạ độ

1/ Quy định các toạ độ trên máy phay:

- Trên máy phay, trục chính mang dao cắt quay tròn Dụng cụ cắt thực hiện chuyển động tịnh tiến theo 3 hướng hướng X Y và hướng Z

- Có ba kiểu tọa độ trên máy phay :

+ Tọa độ máy : Machine coordinate system: Gốc tọa độ máy được thiết lập khi thực hiện thao tác về 0 của tất cả các trục của máy

+ Tọa độ phôi : Workpiece coordinate system: Tọa độ thiết lập bởi người lập trình

và được gắn liền với tọa độ gốc trên bản vẽ kích thước của chi tiết Có thế thiết lập tọa độ gốc bằng lệnh G92, hoặc lựa chọn G54 – G59

+ Tọa độ cục bộ : Local coordinate system

2/ Điểm không và các điểm chuẩn:

2.1/ Điểm không “0”:

- Các điểm 0 của máy M

Các điểm 0 của máy M là điểm gốc của các hệ thống toạ độ máy và do nơi chế tạo ra các máy đó xác định theo kết cấu động của máy

- Điểm 0 của chi tiết :

Điểm 0 của chi tiết là gốc của hệ thống toạ độ gắn lên chi tiết Vị trí W do người lập trình

tự lựa chọn và xác định Song người lập trình tự cần phải xác định sao cho các kích thước trên bản vẽ gia công trực tiếp là các giá trị toạ độ của hệ thống toạ độ

- Điểm 0 của chương trình:

Là điểm mà mà dụng cụ sẽ ở đó trước khi gia công Để hợp lý điểm 0 của chương trình được chọn sao cho chi tiết gia công hoặc dụng cụ có thể được thay đổi một cách dễ dàng 2.2/ Các điểm chuẩn:

- Các điểm chuẩn của máy R:

- Điểm thay dao Ww:

- Điểm điều chỉnh dao E

- Điểm gá dao N

- Điểm chuẩn của gá dao T

3/ Các mã lệnh gia công G – code:

Các chức năng chuẩn bị được lập trình với mã G theo sau là 2 ký tự, luôn luôn khởi đầu cho phần thân của các dòng lệnh và rất hữu dụng để định nghĩa hình dáng hình học và điều kiện làm việc của máy

Bảng G – Code sử dụng cho máy TNC Fagor8055i

Chức năng Nhóm Ý nghĩa

G00

01

Chạy dao nhanh đến tọa độ đã lập trình G01 Nội suy đường thẳng chậm với lượng chạy dao F

G02 Nội suy cung tròn theo chiều kim đồng hồ

G03 Nội suy cung tròn ngược kim đồng hồ

G04

00

Thời gian dừng cuối hành trình

G11 Bỏ qua Thiết lập dữ liệu

G17

02

Chọn mặt phẳng gia công X-Y G18 Chọn mặt phẳng gia công Z-X

G19 Chọn mặt phẳng gia công Y-Z

G20

06 Đơn vị là inch

G27

00

Kiểm tra : trở về điểm chuẩn G28 Trở lại vị trí điểm chuẩn

G29 Trở lại từ vị trí điểm chuẩn

G31 Ghi nhớ điểm chuẩn của chương trình hiện tại

G40

07

Hủy bỏ hiệu chỉnh kích thước dụng cụ cắt G41 Hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt, dao ở bên trái đường gia công G42 Hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt, dao ở bên phải đường gia công G43

08

Bù chiều dài dao + hướng G44 Bù chiều dài dao - hướng

G49 Hủy bỏ bù chiều dài dao

G52

00 Thiết lập hệ tọa độ khu vực

G54

14

Lựa chọn hệ tọa độ phôi 1 G55 Lựa chọn hệ tọa độ phôi 2

G56 Lựa chọn hệ tọa độ phôi 3

G57 Lựa chọn hệ tọa độ phôi 4

G58 Lựa chọn hệ tọa độ phôi 5

G59 Lựa chọn hệ tọa độ phôi 6

G60 00 Hướng vị trí đơn

G61

15

Chế độ dừng chính xác

G66

12 Gọi chương trình Macro chuẩn G67 Bỏ qua : Gọi chương trình Macro

G73

09 Gọi chu trình khoan G74 Gọi chu trình tarô ngược

G75 01 Chu trình khoan sâu dạng lưới

G76 09 Chu trình doa tinh

G77

01

Chu trình khoan sâu dạng lưới với các khoảng cách không đổi G78 Chu trình khoan theo tốc độ cắt bề mặt liên tục

G79 Chu trình khoan theo tốc độ cắt bề mặt gián đoạn

G80

09

Bỏ qua các chu trình hoặc các hàm chức năng mở rộng G81 Chu trình khoan không rút dao

G82 Chu trình khoan hoặc doa ngược

G90

03 Lập trình tuyệt đối

G92 00 Khai báo vị trí hiện tại của dụng cụ so với gốc tọa độ mới và

giới hạn tốc độ cắt lớn nhất G94

05

Tốc độ ăn dao mm (inch)/phút G95 Tốc độ ăn dao mm (inch)/vòng

G96 Tiện với tốc độ cắt không đổi

G97 Tiện với tốc độ cắt tính bằng vòng/phút

G98

10 Cho dao trở lại điểm bắt đầu trong chu trình gia công G99 Cho dao trở lại điểm rút dao (Retract) trong chu trình gia công G150

19

Bỏ qua chế độ điều khiển hướng dao pháp tuyến G151 Điều khiển hướng dao pháp tuyến phía trái

G152 Điều khiển hướng dao pháp tuyến phía phải

4/ Các chức năng phụ M :

Các chức năng này được lập trình theo mã M4, cho phép có thể có đến 7 chức năng trong cùng một khối lệnh

Khi các chức năng này được lập trình trong cùng một khối lệnh, máy CNC hoạt động theo trình tự các khối lệnh được lập trình

Máy CNC có một bảng chức năng M “NMISCFUN” có các mục thông số, định nghĩa các yếu tố sau

Con số (0-9999) của các chức năng M,

Con số của thủ tục con cần để kết hợp với các chức năng khác

Một chỉ số xác định liệu chức năng M được thực hiện trước hay sau các hoạt động đã được lập trình Một chỉ số xác định liệu chức năng M được thực hiện sau khi thực hiện các thủ tục con hay chưa Một chỉ số xác định liệu máy CNC có phải đợi tín hiệu AXU END hay không để tiếp tục chương trình

Khi thực hiện chức năng M, những điều trên không được thể hiện trên bảng chức năng

M Các chức năng đã được lập trình sẽ được thực hiện ngay từ đầu khối lệnh và máy CNC sẽ đợi tín hiệu AUX END để tiếp tục chương trình

Một số chức năng phụ được thiết lập ngay trong chương trình của máy CNC

Trong một câu lệnh đơn có thể có nhiều mã lệnh M đi cùng được với nhau, như M03 M08,…

Trong trường hợp đang thực hiện một chương trình con có liên quan với chức năng M,

mà lại có một dòng lệnh có trị số M y hệt, chức năng M này sẽ được thực thi thay vì nội dung của chương trình con tương ứng

M00 Dừng chương trình

Khi máy CNC đọc được mã lệnh M00 trong câu lệnh nó sẽ dừng chương trình lại Để khởi động lại chương trình ấn CYCLE START

Khuyến cáo rằng nên thiết lập chức năng này trong bảng chức năng M, theo cách này nó

sẽ được thực thi tại cuối của khối lệnh được lập trình

M01 Dừng chương trình có điều kiện

Tương tự M00, ngoại trừ việc máy CNC chỉ thực hiện lệnh này khi tín hiệu M01 STOP

từ PLC được kích hoạt

M02 Kết thúc chương trình

Mã lệnh này chỉ điểm kết thúc chương trình và tiến hành chức năng “General Reset” (khởi động lại toàn bộ) với máy Nó cũng thực hiện luôn cả lệnh M05

Khuyến cáo rằng nên thiết lập chức năng này trong bảng chức năng M, theo cách này nó

sẽ được thực thi tại cuối của khối lệnh được lập trình

M30 Kết thúc chương trình và trở về câu lệnh đầu tiên

Giống như M02 nhưng khác là chương trình trở về câu lệnh đầu tiên của chương trình đang chạy

M03 Quay trục chính theo chiều kim đồng hồ

Mã lệnh này yêu cầu trục chính khởi động và quay theo chiều kim đồng hồ

Khuyến cáo rằng nên thiết lập chức năng này trong bảng chức năng M, theo cách này nó

sẽ được thực thi ngay khi bắt đầu của khối lệnh được lập trình

M04 Quay trục chính theo chiều ngược chiều kim đồng hồ

Tương tự như M03, nhưng trục chính được yêu cầu quay theo ngược chiều kim đồng hồ

M05 Dừng trục chính

Khuyến cáo rằng nên thiết lập chức năng này trong bảng chức năng M, theo cách này nó

sẽ được thực thi tại cuối của khối lệnh được lập trình

M06 Thay đổi dụng cụ

Nếu thông số chung “TOFFM06” của máy (chỉ rằng là đó là trung tâm gia công) được kích hoạt, máy CNC gửi lời chỉ dẫn đến bộ phận thay đổi dụng cụ và cập nhật theo bảng phù hợp với ổ chứa dụng cụ

Khuyến cáo rằng nên thiết lập chức năng này trong bảng chức năng M, theo cách này chương trình con tương ứng với bộ phận thay đổi dụng cụ đã được lắp đặt với máy sẽ được thực thi

M19 Định hướng trục chính

Trong máy CNC thì trục chính có thể làm việc với chế độ vòng hở (M3, M4) và cả với chế độ vòng kín (M19)

Nếu yêu cầu làm việc với chế độ vòng kín thì phải lắp một cảm biến vòng quay trên trục chính của máy

Muốn chuyển từ chế độ điều khiển hở sang chế độ điều khiển kín, sử dụng chức năng M19 hoặc M19 S±5.5 Máy CNC sẽ hoạt động như sau:

Nếu máy CNC không có điểm chuẩn của trục, máy sẽ thay đổi tốc độ trục chính cho tới khi nó tìm được một tốc độ trục chính được định nghĩa bởi tham số “REFEED2”, tìm dấu điểm không của nó và sau đó định hướng trục về vị trí được định nghĩa bằng S±5.5

Nếu chỉ riêng chức năng M19 thực thi thì trục chính xác định S0 sau khi tìm thấy điểm chuẩn của trục chính

Để định hướng trục chính về một vị trí khác, chương trình M19 S±5.5, máy sẽ không tiến hành việc tìm kiếm điểm không vì nó đã ở trong chế độ vòng kín, do đó nó sẽ định hướng trục chính về vị tri được yêu cầu (S±5.5)

Mã S±5.5 biểu thị vị trí định hướng của trục, bằng độ, từ vị trí điểm 0 của encorder Dấu trong mã này cho thấy chiều đếm và giá trị 5.5 luôn luôn được sử dụng trong hệ tọa

độ tuyệt đối, dù cho hệ thống đơn vị nào đang được sử dụng đi nữa

Ví dụ:

S1000M3 Trục chính hoạt động theo tín hiệu điều khiển hở

M19S100 Trục chính chuyển sang chế độ điều khiển kín Tìm kiếm điểm gốc và vị

trí (định hướng) tại 100

M19S-30 Trục chính định hướng -30o

tính từ điểm 0

M19S400 Trục chính quay một vòng và dừng lại ở vị trí là 40o

so với điểm gốc

M98 Gọi chu trình con

Được sử dụng để gọi một chương trình con, khi cần gia công lặp lại nhiều lần một mẫu,

để đơn giản hóa việc lập trình Một chương trình chính có thế gọi một chương trình con nhiều lần, và một chương trình con có thể gọi một chương trình cháu nhiều lần

Cấu trúc chương trình con như sau :

VD : M98 P52100 nghĩa là gọi chương trình con 2100 năm lần

Lệnh M98 có thể đứng chung với lệnh chuyển động Khi đó lệnh chuyển động sẽ thực hiện trước rồi mới gọi chương trình con

Ví dụ : G01 X10 M98 P2100;

Thứ tự thực hiện chương trình con có thể thực hiện như sau

Khi thực hiện chương trình con, muốn chạy đến vị trí dòng lệnh khác trong chương trình, thì chỉ cần chỉ ra dòng chương trình cần đến, đăt phía sau lệnh M99 – kết thúc chương trình con

Ví dụ

M99 – Kết thúc chương trình con

Lệnh kết thúc chương trình con,và tiếp tục thực hiện lệnh gia công tại dòng lệnh tiếp theo của chương trình gia công

5/ Những khai báo tổng quát đầu chương trình NC

5.1 Khai báo lượng chạy dao F và tốc độ cắt S

G94 – Khai báo lượng chạy dao là mm/phút hoặc inch/phút

G95 – Khai báo lượng chạy dao F là mm/vg hoặc inch/vng

G96 – Khai báo tốc độ cắt S là m/phút

G97 – Khai báo tốc độ cắt S là m/phút hay inch/phút với tốc độ cắt không đổi trên toàn

mặt gia công

Ví dụ : G94 G97 F20 S500 M03 : Khai báo lượng chạy dao F là 20mm/phút với tốc độ trục chính không đổi 500vg/phút, quay thuận chiều kim đồng hồ

5.2 Khai báo mặt phẳng lập trình và đơn vị đo kích thước

Chọn mặt phẳng lập trình thông qua các mã lệnh G – code: G17, G18, G19

G17 – Mặt phẳng lập trình là XY

G18 – Mặt phẳng lập trình là ZX

G19 – Mặt phẳng lập trình là YZ

Thông thường, khi khởi động máy mặc định mặt XY là mặt phẳng lập trình

G20 – Đơn vị đo là inch, đơn vị của Anh

G21 – Đơn vị đo là mm,

5.3 Lập trình tuyệt đối, tương đối

G90 – Ghi theo các giá trị tọa độ tuyệt đối

G91 – Ghi theo các giá trị tọa độ tương đối

Ví dụ về lập trình tuyệt đối :

Thí dụ về lập trình tương đối:

6 Hệ tọa độ trên bản vẽ và hệ tọa độ trên máy CNC

- Hệ tọa độ trên bản vẽ chi tiết: là các dữ liệu lập trình, các giá trị tọa độ được sử dụng cho gia công trên máy CNC

- Hệ tọa độ máy : là tọa độ thực của bàn máy so với gốc tọa độ máy, tính từ điểm 0 của máy tới vị trí hiện tại của dụng cụ cắt

Vị trí quan hệ giữa hai hệ tọa độ phải được xác định trước, khi phôi được đặt trên bàn máy

Dụng cụ cắt dịch chuyển trên hệ tọa độ máy tương ứng với các lệnh lập trình được tạo ra thì tương thích với hệ tọa độ trên bản vẽ, và cắt tạo hình dạng chi tiết như trên bản vẽ Do

đó, để cắt đúng và cho ra được sản phẩm như bản vẽ thì hai hệ tọa độ: tọa độ máy và tọa

độ bản vẽ phải trùng nhau

* Cách thức thiết lập hai hệ tọa độ : Tọa độ máy và tọa độ trên bản vẽ , trùng nhau, dựa theo các hình dạng của phôi và các nguyên công gia công:

*: Sử dụng mặt phẳng chuẩn và một điểm trên phôi gia công

* Nâng phôi lên theo hướng tránh va chạm vào các dụng cụ đồ gá

* Đặt phôi lên trên pallet ; nâng cả phôi và pallet lên trên đồ gá

7 Dao cắt và chuyển động lập trình của dao cắt

* Gia công sử dụng hàm bù chiều dài dao

- Thông thường mỗi dao được sử dụng cho một nguyên công Các dao khác nhau (về chiều dài dao) sẽ cho ra các đường chạy dao khác nhau sinh ra bởi chương trình NC của người thiết kế Do đó chiều dài các dao sẽ được đo và thiết lập để lưu vào bộ nhớ máy khi

sử dụng; bằng cách thiết lập sự khác nhau giữa chiều dài dao tiêu chuẩn với chiều dài mỗi dao trong CNC

Việc gia công có thể được thi hành mà không cần phải sửa đổi lại chương trình, cả khi dao đã thay đổi

Dụng cụ cắt được ký hiệu : T(Số hiệu dao trong ổ dao)

Lượng bù chiều dài dao được ký hiệu : H (giá trị độ dài dao) ; và sẽ được dùng kèm với lệnh lập trình G43, G44 để so lại chiều dài dao

* Gia công sử dụng hàm bù bán kính dao

Do dao có bán kính, đường chạy dao là đường tâm của trục dao nên khi thực hiện chạy gia công, phải tính toán thiết lập bù dao theo giá trị bán kính để thực hiện chạy đúng biên dạng lập trình

Lượng bù bán kính dao được ký hiệu D (giá trị bán kính dao) ; và sẽ được dùng kèm với lệnh lập trình G41, G42 để xác định hướng bù dao (bù bên trái đường viền gia công hay bên phải đường viền gia công )

Ví dụ :

G21

G00 G17 G40 G49 G80 G90

M06 T01

G00 G90 G54 X0 Y10 Z50 S1200 M03 M08

G43 H01 Z10

- Khi thiết lập H00, hoặc D00, nghĩa là hủy bỏ giá trị bù dao

8 Thiết lập gốc tọa độ phôi

Tọa độ phôi có thể được thiết lập dựa vào 3 phương pháp chủ yếu :

Cách 1: Thiết lập gốc tọa độ phôi bằng lệnh G92

Lệnh G92 : Chỉ ra vị trí hiện tại của đầu mũi dao so với gốc tọa độ được thiết lập trong chương trình lập trình Khi đó lệnh bù bán kính dao sẽ không có tác dụng nữa

Cấu trúc : G92 X…Y…Z…

Trường hợp sử dụng lập trình tuyệt đối, khi đó tọa độ gá dao sẽ di chuyển đến vị trí được lập trình Khi tính toán đường chạy dao, phải thiết lập giá trị bù chiều dài dao vào trong chương trình gia công, để thực hiện bù chiều dài dao cho đỉnh mũi dao cắt

Cách 2: Thiết lập tự động

Nếu bít 0 của tham số No 101 # 7 được thiết lập sẵn sàng từ trước, thì hệ tọa độ phôi sẽ

tự động được thiết lập khi thực hiện thao tác cho máy chạy về gốc máy (về Home ) Gốc máy khi đó sẽ là gốc tọa độ phôi

Cách 3: Sử dụng các mã lệnh dịch chuyển gốc tọa độ: G52, G54 – G59,

* Cấu trúc lệnh G52 : G52 X….Y….;

Lệnh G52 để chỉ ra vị trí gốc tọa độ cục bộ so với gốc tọa độ hiện hành, để thuận tiện cho việc lập trình; trong đó X…Y… là các tọa độ tuyệt đối của gốc tọa độ mới Để hủy bỏ hệ tọa độ cục bộ, viết G52 X0 Y0

Mã lệnh G52 thường sử dụng tạo hệ tọa độ cục bộ so với hệ tọa độ có sử dụng mã lệnh G54 – G59

Thiết lập hệ tọa độ cục bộ sẽ không làm thay đổi hệ tọa độ phôi và hệ tọa độ máy

Khi thiết lập mã lệnh G92 thì lệnh G52 sẽ không có hiệu lực