Analyze: phân tích đối tượng Create : tạo đối tượng File : quản lý tệp Modify : sữa chữa đối tượng Xform : các thao tác trên đối tượng Delete : xoá đối tượng Screen : thiết lập thông số
Trang 1Phân tícH tính năng vμ ứng dụng của Mastercam Phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC
TS Trần vĩnh hưng
Bộ môn Thiết kế máy Khoa Cơ khí - Trường Đại học GTVT
Tóm tắt: Phần mềm CAM lμ một nhu cầu rất cấp thiết của những doanh nghiệp có sử
dụng máy CNC Bμi báo giới thiệu Mastercam lμ phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy
CNC
Summary: CAM Software is of great demand to businesses owning CNC machines This
article presents Mastercam as a kind of software of technical designing for CNC machines
i mở đầu
Những năm gần đây việc ứng dụng công
nghệ CAD/CAM trong thiết kế, chế tạo các
sản phẩm công nghiệp ngày càng phổ biến ở
Việt Nam CAD (Computer aided design) là
máy tính trợ giúp thiết kế, CAM là máy tính trợ
giúp chế tạo CAD và CAM nối ghép với nhau
trở thành một loại hình công nghệ cao, một
lĩnh vực khoa học tổng hợp của cơ khí - tin học
- điện tử - tự động hoá Cùng với sự phát triển
của công nghệ thông tin, CAD/CAM đã được
ứng dụng nhanh chóng trong công nghiệp, vì
nó là công cụ giúp các nhà thiết kế và chế tạo
sản phẩm có hiệu quả để tăng năng suất lao
động, giảm cường độ lao động và tự động hoá
quá trình sản xuất, nâng cao chất lượng và hạ
giá thành sản phẩm
Hiện nay với sự hỗ trợ của công nghệ
thông tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp được
phát triển rất nhanh chóng Nó đã tạo nên sự
liên thông từ quá trình thiết kế cho đến chế tạo
trong lĩnh
vực cơ khí Xu thế hiện nay các nhà kỹ thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp Những phần mềm CAD/CAM tích hợp
được sử dụng phổ biến hiện nay như: Mastercam, Edgecam, SoLidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron, CATIA/AutoNC, Pro/Engenicer, Hypercam, v.v…
ii những khả năng của mastercam
2.1 Khả năng thiết kế các chi tiết gia công (Mastercam Design)
Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp Một trong các yếu tố quan trọng là phải thiết kế chính xác các chi tiết cần gia công Trong Mastercam có môdul Mastercam Design đảm nhận phần thiết kế như những phần mềm CAD độc lập khác Giao diện chung của Mastercam có dạng:
Giao diện có 3 phần chính Thanh công cụ:
- Menu chính:
Trang 2Analyze: phân tích đối tượng
Create : tạo đối tượng
File : quản lý tệp
Modify : sữa chữa đối tượng
Xform : các thao tác trên đối tượng
Delete : xoá đối tượng
Screen : thiết lập thông số hiển thị, vẽ
Solids : vẽ khối đặc
Backup : trở về menu trước đó
Main menu: trở về menu chính
- Menu thứ cấp:
Z : cao độ mặt phẳng vẽ
Color : màu hiển thị đối tượng
vẽ
Level : lớp quản lý đối tượng
Style/Width: kiểu và bề rộng nét vẽ
Groups : quản lý đối tượng theo nhóm
Mask : đánh dấu đối tượng, nhóm
hoặc lớp
Cplane : mặt phẳng để vẽ đối tượng
Gview : mặt phẳng quan sát đối tượng
Trong chức năng thiết kế có ba phần cơ bản
2.1.1 Phần thiết kế các đường hình học
trong mặt phẳng 2D gồm các nhóm lệnh
+ Nhóm các lệnh vẽ các đường hình học:
Point: vẽ điểm, Line: vẽ đường thẳng,
ARC: vẽ cung tròn, Rectangle: vẽ hình chữ
nhật, PolyGon: vẽ đa giác đều, Ellipse: vẽ
elíp, LETTERS: tạo chữ, Bound Box: tạo
đường biên dạng phôi, GEAR: vẽ bánh răng,
FPLot: vẽ các đường cong toán học, Spline:
vẽ đường cong tự do, Curve: tạo đường trên
bề mặt khối
+ Nhóm các lệnh hiệu chỉnh:
Fillet: uốn cung tròn (vẽ góc lượn) giữa
hai đường, Trim: cắt bỏ phần thừa của đường,
Break: cắt bỏ một đoạn trên một đường
không cần đường giới hạn, Extend: kéo dãn một đường, NCVTOARCS: chuyển đường SPLINE thành đường ARC, X TO Nurbs: chuyển đường ARC thành đường NURBS (đường tự do), Chamfer: vát cạnh, Delete: xoá hình vẽ, Analyse: phân tích, thông tin về các đối tượng
+ Nhóm các lệnh hỗ trợ vẽ:
MIRROR: vẽ đường đối xứng, Rotate: xoay hình đi một góc, Scale: thay đổi tỷ lệ, kích thước hình vẽ theo hai phương x, y bằng nhau, Scale xyz: thay đổi kích thước hình vẽ theo 3 phương x, y, z khác nhau, Translate: dịch chuyển hình vẽ, Offset: vẽ các đường song song, Ofsctour: tạo đường song song với đường biên dạng, Stretch: kéo dãn
đường, Roll: cuộn mặt phẳng
Qua các nhóm lệnh trình bày ở trên, chúng ta thấy nó có đầy đủ và có phần vượt trội hơn các nhóm lệnh vẽ 2D (mặt phẳng) trong AutoCAD Tên lệnh và cách thức sử dụng cũng tương tự như AutoCAD
2.1.2 Phần thiết kế các bề mặt (Surface) trong không gian 3D gồm các nhóm lệnh
+ Nhóm các lệnh vẽ bề mặt:
Sweep: Tạo bề mặt phẳng bằng cách quét các biên dạng quanh đường dẫn, Revolve: tạo bề mặt tròn xoay, Loft: nối các biên dạng theo đường cong để tạo thành mặt cong, Ruled: nối các biên dạng theo các
đường thẳng gãy khúc để tạo thành mặt cong, Draft: đùn một biên dạng thành mặt, Coons: tạo bề mặt bằng cách xác định một mặt lưới của các đường giao nhau, Primitive: tạo các bề mặt cơ bản bao gồm Cylinder (bề mặt trụ) cone (bề mặt nón) Block (bề mặt hình hộp lập phương) Sphere (bề mặt cầu) Torns (bề mặt xuyến) Extrusion (đùn biên dạng thành mặt), From Solid: tạo bề
Trang 3mặt đồng dạng với bề mặt đã có
+ Nhóm các lệnh hiệu chỉnh bề mặt
Offset: tạo các bề mặt song song với bề
mặt gốc, Fillet: tạo bề mặt cong nối với hai
bề mặt, Trim – Extend: cắt và kéo dãn bề
mặt, 2 Surface BLND: nối hai bề mặt, 3
Surface BLND: nối ba bề mặt, Fillet BLND:
nối ba bề mặt bằng các mặt cong có bán kính
xác định trước
2.1.3 Phần thiết kế các khối đặc
(Solids) trong không gian 3D gồm các
nhóm lệnh
+ Nhóm các lệnh vẽ khối đặc
Extrude: tạo khối bằng cách đùn biên
dạng theo hướng vuông góc với biên dạng,
Revolve: tạo khối bằng cách xoay biên dạng
quanh một trục, Sweep: tạo khối bằng cách
đùn biên dạng theo trục cong bất kỳ, Loft:
tạo khối bằng cách nối hai biên dạng bất kỳ,
Primitives: tạo các khối cơ bản gồm
Cylinder (khối trụ) Cone (khối nón) Block
(khối hộp) Sphere (khối cầu) Toru (khối
xuyến)
+ Nhóm các lệnh hiệu chỉnh khối đặc
Draft faces: thay đổi góc nghiêng bề
mặt, Boolean: hợp khối, trừ khối, giao khối,
Chamfer: vát cạnh các khối, Fillet: tạo
cung tròn ở hai cạnh khối đặc, Shell: tạo vỏ
hộp từ khối đã có, Trim: cắt các khối,
SolidsMGR: quản lý các khối
2.2 Khả năng thiết kế công nghệ gia
công cho máy phay CNC
Trong phần mềm CAM ngoài tính năng
thiết kế dễ dàng các bề mặt gia công, nó phải
thể hiện được khả năng thiết kế gia công cho
bao nhiêu loại máy phay CNC với các hệ điều
khiển khác nhau Do đó điều trước tiên chúng
ta phải biết được sản phẩm thiết kế trên phần
mềm Mastercam có chuyển sang điều khiển
được cho máy CNC mà chúng ta đang sử dụng hay không? Khả năng đó được thể hiện trong phần Post Processor:
- Change Post: chọn hệ điều khiển của máy CNC
- NCI file : tạo tệp NCI
- NC file : tạo tệp NC cho máy CNC Change post: xuất hiện bảng thoại
- Send: chuyển trực tiếp dữ liệu chương trình
Trang 4NC ®ưîc t¹o tíi m¸y CNC, nÕu cã sù kÕt nèi
m¸y tÝnh víi m¸y CNC
Ch
§Æt tªn tÖp NC, nhÊn Save Chư¬ng tr×nh
NC ®ưîc t¹o cã cÊu tróc m· lÖnh øng víi hÖ
®iÒu khiÓn ®ưîc chän:
än tªn tÖp øng víi hÖ ®iÒu khiÓn cña
m¸y CNC, chän Open
B¶ng 1 C¸c hÖ ®iÒu khiÓn cña m¸y phay CNC
HÖ ®iÒu khiÓn /
phiªn b¶n
Tªn tÖp lưu trong post Tªn m¸y CNC DiÔn t¶ post
Generic fanuc MP_EZ Generic fanuc Generic fanuc3 axis mill post
Generic MILLM Set Generic Generic metric setup sheet for
mill version 7 Meldus 520 - AM MP 520 AM Mitsubishi Mitsubishi meldus 520 (fanuc OM) Acramatic 2100E MPA 2100E Cincitatti lancer 1000 Cincinatti lancer 1000 mill (DLR) Generic MPAB 7320 Generic Alan bradley
Millpwr MPACU – RT Acu – rite Acu – rite millpwr post
N.E electronics AMC 4 MPAMC 4 c.r.onsrud cnc router Post for onsrud 3 axis w AMC – 4 router Series 1100 MPAN 112X anilam Anilam series 1100
Series 1000M MPAN 113X Anilam Anilam series 1000M
Flame cutter MPANORAD Anorad Anorad flame cutter
312 MPBOS 312 Bostomatic Bostomatic 312 Bostomatic SPC MPBOSS 4X Bostomatic model 4 axis mill with y/ a interchange
II CNC 14-40 And manual tool
Boss 10 MPBOSS 10 Bridgeport Bridgeport boss10
Boss 5 MPBOSS 5 Bridgeport Bridgeport boss 9
Boss 6 MPBOSS 6 Bridgeport Bridgeport boss 6 poss
Boss 9 MPBOSS 9 Bridgeport Bridgeport boss 9 poss
GENERIC MPBOSTO BOSTON DIGITAL BOSton digital 3-axis
VTC-325 MPBRGMST BURGMASTER Burgmaster vtc –325 post
GENERIC MPBURNY BURNY Burny mill post
M-SERIES MPCENM4 CENTROLD Centrold m-series post
5 MPCENT5 CENTURION Centurion 5 mill post
MILACRON MPCIN850 CINCINNATI Cincinnati milacron 850
S1400 MPCRU14 ANILAM Anilam s1400
CRUSADER MPCRUG ANILAM Anilam crusader
Trang 51 2 3 4
DELTA 40 50 & 60
CONTROL
(EIA/ISO FORMAT)
MPDELT40 GENERIC DYNAPATH Eia/iso post for delta 40, 50 &
60 dynapath
DYNA
MECHTRONICS
2400
2400
Dyna mechtronics 2400 mill post
GENERIC eadal
GENERIC fadal vmc mill post (Format 2)
Numeripath 8000 Mpg&l Guidings& lewis File for g&l 8000
GENERIC
GENERIC heidenhain tnc iso mill post
Ability systems Mpindex Endexer lpt Stepper motor control thru indexer lpt ver 3.18
& supermax mill centroid version
Delta 40, 50 & 60
Eia/iso post for delta 40, 50, &
60 dynapath
Trang 61 2 3
Trong phần điều khiển gia công phay có
đầy đủ các trợ giúp để thực hiện gia công tự
động một bề mặt phức tạp của chi thiết, trên
cơ sở đã thiết kế được chi tiết chính xác
2.3 Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy tiện CNC
Người thiết kế phải tìm được sự phù hợp của Mastercam với hệ điều khiển máy tiện CNC mà chúng ta đang sử dụng Công việc này cũng tìm được trong phần Post Processor:
4
Dyna mechtronics 2400 Mpdm24ux Dyna mechtronics 2400 Dyna mechtronics 2400 mill post
generic (m32 / m
multicam generic mpmcam multicam multicam generic 3 axis g & m code mill post
post w/ high speed options
NPT CP OR LP
generic new precision technologies (NPT) systems three axis npt post processor generic osp 5000M
servo impact mini mill mpser vo1 servo impact mini mill servo impact mini mill
generic acramatic/
vicker s 2100
generic cincintati milacron/ vickers
generic acramatic/ vickers 2100 mill post
mpvick rs
western egravers
supply
vision engraving &
routing machine
3 axis hpgl type post for vision engraving
mpvision
Trang 7Change Post: chän hÖ ®iÒu khiÓn cña m¸y CNC
NCI file : t¹o tÖp NCI
NC file : t¹o tÖp NC cho m¸y CNC
Send: chuyÓn trùc tiÕp d÷ liÖu ch−¬ng
tr×nh NC ®−îc t¹o tíi m¸y CNC, nÕu cã sù kÕt
nèi m¸y tÝnh víi m¸y CNC
Chän tªn tÖp øng víi hÖ ®iÒu khiÓn cña
m¸y CNC, chän Open
§Ó biÕt ®−îc tÖp øng víi hÖ ®iÒu khiÓn
nµo, thùc hiÖn:
Vµo File, Edit, PST xuÊt hiÖn b¶ng tho¹i:
Chän tªn tÖp cÇn hiÓn thÞ th«ng tin:
Control name : tªn hÖ ®iÒu khiÓn Sau khi thiÕt lËp c¸c th«ng sè cÇn thiÕt, nhÊn OK xuÊt hiÖn b¶ng tho¹i:
§Æt tªn tÖp NC, nhÊn Save Ch−¬ng tr×nh
NC ®−îc t¹o cã cÊu tróc m· lÖnh øng víi hÖ
®iÒu khiÓn ®−îc chän:
Mastercam thÝch hîp ®−îc 13 hÖ ®iÒu khiÓn cña c¸c m¸y tiÖn CNC Xem b¶ng 2
Trang 8Bảng 2 Các hệ điều khiển của máy Tiện CNC
Hệ điều khiển/
phiên bản
Tên tệp lưu
trong post
generic fanuc 2 axis lathe post with canned cycles
generic post for cincinnati milacron w/ 850 sx control
yasnac 2000g mpltl 3 yc mori seiki tl3 mori seiki tl3 w / yasnac 2000 lathe post
Để thực hiện các nguyên công gia công tiện, Mastercam có đầy đủ các chức năng để thực hiện gia công tự động một chi tiết phức tạp trên máy tiện
2.4 Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy cắt dây (Wire)
Cũng giống như phay, tiện, trong phần cắt dây của Mastercam cũng phải tìm được hệ điều khiển phù hợp cho máy cắt dây mà chúng ta đang sử dụng Phần này có thể tìm thấy ở mục: Pos Processor Mastercam thích hợp được 8 hệ điều khiển của máy cắt dây (xem bảng 3) Một trong những
ưu điểm của máy cắt dây là có thể cắt được những biên dạng của chi tiết có độ cứng bất kỳ Mọi
hỗ trợ điều khiển máy cắt dây đều được thực hiện trên Mastercam một cách dễ dàng
Bảng 3 Các hệ điều khiển của máy cắt dây CNC
Hệ điều khiển/
phiên bản
Tên tệp lưu
trong post
challenge/ classic agie vision post
mpwrobo charmilles
iii Kết luận
Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp Nó được sử dụng tiện lợi để thiết kế công nghệ cho các máy CNC phay, tiện, cắt dây Tuy nhiên để sử dụng tốt Mastercam, người kỹ sư phải có kiến thức về công nghệ chế tạo truyền thống và kỹ năng thiết kế trên máy tính
Tài liệu tham khảo
[1] CNC Software: Mastercam
[2] Trần Vĩnh Hưng, Trần Ngọc Hiền Mastercam – Phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC♦
