Tìm hiểu phương pháp lập trình tự động gia ông á bề mặt 3d với sự trợ giúp ủa máy tính ứng dụng gia ông khuôn

Bộ giáo dục đào tạo B Trờng đại học bách khoa hà nội B Luận văn thạc sĩ khoa học B Ngành: khí chế tạo B Tìm hiểu phơng pháp lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính ứng dụng gia công khuôn Nguyễn Duy Kiều B 01 Hà nội 2006 B Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131409191000000 Bộ giáo dục đào tạo B Trờng đại học bách khoa hà nội B Luận văn thạc sĩ khoa học B Ngành: khí chế tạo B Tìm hiểu phơng pháp lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính ứng dụng gia c«ng khu«n Ngun Duy KiỊu B Ngêi híng dÉn khoa häc: TS Ngun Huy Ninh B 21 Hµ néi 2006 B Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều Lời cam đoan Tôi: Nguyễn Duy Kiều, ngời thực đề tài luận văn Thạc sĩ Tìm hiểu phơng pháp lập trình tự động gia công bề mặt 3D với trợ giúp máy tính ứng dụng vào thực tế gia công khuôn xin cam đoan: - Tự thân nghiên cứu tham khảo tài liệu để thực đề tài đợc giao, dới hớng dẫn Tiến sÜ Ngun Huy Ninh – Khoa C¬ khÝ – Trêng ĐH Bách Khoa Hà Nội - Không lấy tài liệu nh trích dẫn mà không nêu cụ thể tên tuổi tác giả - Trong đề tài đợc giao đà vận dụng kinh nghiệm thân nh khám phá với thực nghiệm cha có làm tơng tự Tôi xin cam đoan với đà trình bày Nếu sai xin chịu trách nhiệm Hng Yên, ngày 05 tháng 10 năm 2006 Học viên Nguyễn Duy Kiều -1- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ – Ngun Duy KiỊu Mơc lơc Lêi cam ®oan Mơc lục Phần 1: Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Các công việc ngời kỹ thuật viên lập trình 1.3 Những vấn đề đặt nghiên cứu APT Việt Nam Phần 2: Một số ngôn ngữ khái niệm ngôn ngữ APT 2.1 Một số ngôn ngữ 2.2 Đặc điểm số khái niệm ngôn ngữ APT 2.2.1 Những đặc điểm tóm tắt APT 2.2.2 Các khái niệm ngôn ngữ APT 2.2.3 Ký tự dùng ngôn ngữ APT Phần 3: Định nghĩa hình học APT 3.1 Các điểm 3.2 Các đờng thẳng 3.3 Đờng tròn 3.4 Mặt phẳng Phần 4: Thiết lập đờng chạy dao APT 4.1 Đờng chạy dao Point to Point 4.2 Các bề mặt kiểm soát 4.3 Kiểm soát với mặt phẳng Check 4.4 Lệnh Start-Up 4.5 Lập trình với đờng chạy dao Continuos-Path 4.6 Thiết đặt dung sai Phần 5: Các câu lệnh thuộc hậu xử lý APT 5.1 Các câu lệnh thuộc hậu xử lý 5.2 Các lệnh phụ trợ Phần 6: Nghiên cứu thực nghiệm qua số phần mềm CAD-CAM 6.1 ThiÕt kÕ chi tiÕt 6.2 LËp quy tr×nh, thø tự gia công mô 6.3 Xuất chơng trình gia c«ng theo m· lƯnh G 6.4 Gia c«ng chi tiết máy CNC 6.5 Viết số chơng trình APT gia công chi tiết Phần 7: Sử dụng lệnh vẽ mặt Pro/Engineer để thiết kế chi tiết thành mỏng phức tạp 7.1 Thiết kế Chắn bùn trớc xe máy 7.2 Thiết kế cánh quạt bàn, quạt c©y Trang 3 9 11 11 12 13 14 14 15 16 17 25 25 27 29 31 35 40 42 42 48 50 52 52 57 67 69 73 KÕt luËn 73 83 85 Kiến nghị hớng nghiên cứu 85 tài liệu tham khảo 86 -2- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều Phần U Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề: Trong năm gần đây, sản xuất khí Việt nam đà đợc đầu t trang bị nhiều loại máy CNC đà dẫn đến thay đổi to lớn cách thức tổ chức thực sản xuất chi tiết khí, sản xuất khuôn mẫu nhằm rút ngắn thời gian tạo sản phÈm míi Nh chóng ta ®· biÕt, viƯc ®iỊu khiĨn chuyển động máy công cụ điều khiển số đợc thực mà điều khiển số đợc dịch sang lệnh máy Các mà điều khiển số đợc phân loại thành nhóm: Nh trình bày hình 1.1 Các lệnh điều khiển phận máy riêng biệt nh tắt/ mở động cơ, chọn tốc độ trục, thay đổi dao cắt tắt mở thiết bị làm mát (những thao tác đợc thực cách cho mạch điện chạy vào rơle mạng điều khiển lôgic) lệnh điều khiển chuyển động có tính tơng tác phôi dao cắt Những lệnh bao gồm thông tin nh trục khoảng cách chuyển động thời điểm cụ thể Những thông tin đợc dịch sang lệnh điều khiển chuyển động máy sau đợc thực hệ thống điều khiển điện Từ máy công cụ điều khiển số (NC) đợc phát minh, ngời ta đà giải đợc vấn đề phức tạp trình thiết kế, lập trình ga công cho chi tiết phức tạp mà sản xuất toàn giới đặt Nh kĩ thuật số giải pháp giúp cho ta giảm bớt chi phí ngày leo thang sản xuất máy móc phức tạp đòi hỏi độ xác cao Chúng ta đà có giải pháp sử dụng phần mềm hỗ trợ thiết kế, tạo khuôn, lập trình gia công mô máy tính xuất chơng trình cho tơng thích với máy CNC sử dụng Các phần mềm CAD-CAM -3- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều đà hỗ trợ cho kĩ s thiết kế, lập trình viên từ ý tởng tạo sản phẩm mới, khâu hoàn thiện sản phẩm sau đà xuất chơng trình NC cho c¸c m¸y CNC nh: Mestercam, Cimatron, Pro/Engineer, Catia Việc sử dụng phần mềm hỗ trợ thiết kế, tạo khuôn mẫu, gia công mô cuối xuất chơng trình NC hầu nh tất hÃng chế tạo ngành sản xuất xe hơi, máy bay, tàu thuỷ sử dụng Các phần mềm xét khả ứng dụng thực tế có mức độ khác nhng có đặc điểm chung là: Chơng trình NC Hệ thống điều hành Kích thớc Lệnh Cơ cấu điều khiển Servo Lôgic điều khiển Thiết bị dịch Điện áp Chuyển động tuyến tính Rơ le Cuộn cảm Toạ độ Y Hình 1.1: Các lệnh điều khiển chuyển động số - Thiết kế đợc chi tiết mô hình 3D dạng Solid hay dạng mặt -4- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều - Thiết kế đợc khuôn mẫu từ mô hình chi tiết 3D Hình 1.2 - Lập trình chạy kiểm tra máy tính mô đờng chạy dao hay dạng mô hình 3D - Xuất chơng trình NC cho loại máy CNC khác để thực việc gia công hoàn thiện chi tiết hay khuôn mẫu Hình 1.3 -5- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều Hình 1.2 ví dụ chi tiết nắp gạt tàn thuốc đợc thiết kế phần mềm Pro/Engineer (hoặc b»ng Mastercam, Cimatron, Catia, UNI a) b) H×nh 1.4 Graphic…) Sau công việc thiết kế đợc hoàn thành máy tính, ta tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm lần ép nh hình 1.3 Chi tiết Hình 1.5 phần khuôn khuôn dới nh hình 1.4-a) Việc bổ sung thêm cho hai thớt khuôn hệ thống lỗ thoát thựa, hệ thống làm mát khuôn -6- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều hệ thống định vị gá đặt chúng với nh máy ép Trong hình 1.4-b) ví dụ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh Việc lại lập trình gia công mô chúng xuất chơng trình cho máy phay CNC Trong hình 1.5 ví dụ ta lập trình chạy mô gia công phần khuôn bên khuôn tách trà Dao có cung đầu tròn dùng gia công mặt định hình 3D phức tạp 1.2 Các công việc ngời kỹ thuật viên lập trình: Xác định kích thớc phôi thông qua kích thớc chi tiết lợng d cho bề mặt cần gia công Xác định số bớc gia công máy CNC Chọn máy, chọn điểm chi tiết mặt phẳng lùi dao Chế độ cắt (tốc độ quay trục chính, tốc độ tiến bàn máy, chiều sâu cắt, lợng dịch dao sau lát cắt) mặt phẳng lùi dao gặp đảo, di chuyển vị trí cắt Chọn tạo đối tợng để dụng cụ cắt nhận dạng nh: đờng, mặt, thể tích qua dụng cụ phân biệt điểm đầu điểm cuối hành trình, giá trị bù dao Tuy nhiên cha thực hiểu phần mềm trình lập trình gia công, việc chọn đờng, bề mặt để định cho dụng cụ cắt nhận biết đợc điều diễn dựa sở tính toán nào? Tại dụng cụ cắt lại chọn đợc điểm tiếp cận đờng hay bề mặt nhận diện đợc đờng bao, bề mặ 3D? Rồi từ đờng chạy dao thông qua biến đổi thành định dạng máy chấp nhận đợc -7- Lập trình tự động gia công bề mặt 3d với trợ giúp máy tính Luận văn thạc sĩ Nguyễn Duy Kiều Đề tài đợc giao tìm hiểu chất phần mềm CAD/CAM, ứng dụng ngôn ngữ lập trình tự động APT để lập trình gia công khí Kế tìm hiểu ngôn ngữ APT hớng xây dựng hệ thống xử lý APT 1.2 Những vấn đề đặt nghiên cứu ngôn ngữ APT Việt Nam: Nh ta đợc biết ngôn ngữ APT có 3000 câu lệnh, bao gồm câu lệnh mô tả hình học đối tợng đồ hoạ nh điểm, đờng, mặt ; Các câu lệnh điều khiển máy; Các câu lệnh điều khiển vị trí dao Nhng tài liệu công trình nghiên cứu vỊ nã ë ViƯt Nam lµ rÊt Ýt Mét sè tài liệu công trình mô tả đợc số câu lệnh Do để tìm hiểu cách tơng đối toàn diện khó khăn lớn Ngay Numerical Control Programming in APT Tác giả Irvin H Kral Cộng hoà Liên bang Đức, gồm 500 trang mà tác giả su tầm đợc tổng hợp đợc vài trăm câu lệnh Điều có nghĩa cố gắng hiểu đợc phần ngôn ngữ APT Ta nghiên cứu ngôn ngữ APT thông qua phần mềm CADCAM Song lý bảo mật nên hÃng mà hoá liệu xuất ra, họ xuất định dạng chung xuất câu lệnh NC Phần xuất ngôn ngữ APT thực chất bao gồm câu lệnh vị trí dao cắt Cho nên đề tài luận văn tác giả cố gắng mô tả câu lệnh bản, phần nghiên cứu thực nghiệm để xem cách mà phần mềm CAD-CAM giúp ta thiết kế sản phẩm lập bớc gia công Kế xuất chơng trình NC để phân tích File xuất Phần cuối đề tài nghiên cứu cách sử dụng phần mềm Pro/Engineer để thiết kế chi tiết có thành mỏng phức tạp (vỏ xe, vỏ thiết bị điện tử ) thông qua lệnh vẽ hiệu chØnh mỈt -8-