Ứng dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao APT vào gia công một số bề mặt định hình

I- Tên đề tài: Ứng dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao APT vào gia công một số bề mặt định hình II- Mục đích của đề tài : - Nhiên cứu cầu trúc của chương trình NC vào ngôn ngữ APT - Xây dựng

PHẦN I:

Đặt vấn đề

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: Giới thiệu tổng quan về lập trình bằng ngôn ngữ APT với sự trỡ giúp của máy tính I Một số ngôn ngữ lập trình bằng tay

II Giới thiệu ngôn ngữ APT

II.1 Giới thiệu chung

II.2 Tập ký tự dùng trong ngôn ngữ APT

II.3 Tên

II.4 Từ khóa

II.5 Một số quy tắc khi viết chương trình bằng ngôn ngữ APT

II.6 Cấu trúc chung của một chương trình APT

CHƯƠNG I: Các định nghĩa hình học cơ bản trong APT I.1 Định nghĩa điểm

I.1.1 Hệ tọa độ vuông góc

I.1.2 Hệ tọa độ cực

I.1.3 Điểm tham chiếu bán kính và góc

I.1.4 Tâm của một đường tròn

I.1.5 Giao điểm của đường tròn và đường thẳng đi qua tâm

I.1.6 Điểm đĩnh nghĩa quan hệ với một điểm khác trên đường tròn

I.1.7 Giao điểm của 2 đường thẳng

I.1.8 Giao điểm của đường thẳng và đường tròn

I.1.9 Giao điểm của 2 đường tròn

I.1.10 Giao điểm của 3 đường thẳng

I.2 Định nghĩa đường thẳng

I.2.1 Đường thẳng được định nghĩa qua 2 điểm

I.2.2 Đường thẳng được định nghĩa dựa trên trục X hoặc trục Y với khoảng Offset

I.2.3 Đừơng thẳng được đĩnh nghĩa qua một điểm và tạo với trục X hoặc trục Y một góc

I.2.4 Đường thẳng đĩnh nghĩa qua một điểm và song song hoặc vuông góc với một đường thẳng khác

I.2.5 Đường thẳng định nghĩa bởi chiều nghiêng hoặc góc tạo bởi trục chính và đoạn chắn trên trục

1

2

3

3

5

5

7

7

7

8

8

11

13

13

14

15

15

16

17

17

18

19

20

20

20

21

22

22

23

I.2.8 Đường thẳng định nghĩa đi qua một điểm và tiếp tuyến với

một đường tròn

I.2.9 Đường thẳng được định nghĩa là tiếp tuyến của đường tròn và hợp với trục X một góc

I.2.10 Đường thẳng định nghĩa là tiếp tuyến của đường tròn và hợp với đường thẳng cho trước một góc xác định

I.2.11 Đường thẳng đĩnh nghĩa là tiếp tuyến của 2 đường tròn

I.3 Định nghĩa tròn

I.3.1 Đường tròn được định nghĩa bởi vị trí tâm và bán kính

I.3.2 Đưừng tròn được định nghĩa bởi điểm tâm và 1 điểm trên chu vi của nó

I.3.3 Đường tròn được định nghĩa bởi 3 điểm trên chu vi của nó

I.3.4 Đường tròn định nghĩa bởi 2 điểm trên chu vi và bán kính xác định

I.3.5 Đường tròn được định nghĩa bởi điểm tâm và đường thẳng tiếp tuyến

I.3.6 Đường tròn định nghĩa bởi điểm tâm và đường tròn tiếp xúc

I.3.7 Đường tròn định nghĩa bởi 2 đường tiếp tuyến giao nhau và giá trị bán kính xác định

I.3.8 Đường tròn được định nghĩa bởi một tiếp tuyến, một điểm trên chu vi và giá trị bán kính xác định

I.3.9 Đường tròn định nghĩa khi nhận 3 đường thẳng làm tiếp tuyến I.3.10 Đường tròn định nghĩa khi biết giá trị bán kính và tiếp xúc với một đường thẳng và đường tròn khác

I.3.11 Đường tròn dược định ra bởi 2 đường tròn tiếp xúc và giá trị bán kính xác định

I.3.12 Đường tròn được định ra bởi một điểm, tiếp xúc với một đường tròn cho trước và bán kính của nó

I.4 Định nghĩa mặt phẳng

I.4.1 Mặt phẳng được định ra bởi 3 điểm không thẳng hàng

I.4.2 Mặt phẳng được định ra bởi các hệ số của phương trình mặt phẳng

I.4.3 Mặt phẳng được định ra bởi một điểm và mặt phẳng song song I.4.4 Mặt phẳng được định ra bởi khoảng cách vuông góc với mặt phẳng song song đã định

I.4.5 Mặt phẳng được định ra bởi 1 điểm và 1 véc tơ vuông góc

26

27

29

30

31

31

32

33

34

35

35

36

38

39

40

41

43

44

44

45

49

50

52

I.4.7 Mặt phẳng được định nghĩa qua một điểm cho trước và vuông

góc với 2 mặt phẳng giao

I.4.8 Mặt phẳng được định ra khi song song với một mặt phẳng tọa độ và cách mặt phẳng tọa độ một khoảng xác định

I.4.9 Mặt phẳng được định ra qua một điểm và tiếp xúc với một mặt trụ

I.5 Mục đích ý nghĩa- các bước đưa ra phần định nghĩa các thực thể hình học

I.5.1 Mục đích ý nghĩa

I.5.2 Các bước chỉ dẫn đưa ra phần đĩnh nghĩa thực thể hình học

Chương II: Thiết lập đường chạy dao trong APT II.1 Lập trình với đường chạy dao Point to Point

II.1.1 Lệnh FROM

II.1.2 Lệnh GOTO

II.1.3 Lệnh GOPLTA

II.2 Các bề mặt kiểm soát

II.3 Những thay đổi với bề mặt CHECK

II.4 Lệnh STAR- UP

II.4.1 Lệnh STAR-UP với 3 bề mặ kiểm soát

II.4.2 Lệnh STAR-UP với 2 bề mặt kiểm soát

II.4.3 Lệnh STAR-UP với một bề mặt kiểm soát

II.5 Lập trình đường chạy dao CONTINUOS- PATH

II.5.1 Từ bổ nghĩa về lượng chuyển động chạy dao

II.5.2 Từ bổ nghĩa cho vị trí dao

II.5.3 Lệnh chạy dao CONTINUOS-PATH

II.6 Lệnh thiết lập đặt dụng sai

CHƯƠNG III: Các câu lệnh thuộc bộ xử lý tiếp theo trong APT

III.1 Các câu lệnh thuộc bộ hậu xử lý

III.1.1 Lệnh khai báo hệ đơn vị sử dụng

III.1.2 Lệnh khai báo dụng cụ cắt

III.1.3 Lệnh điều khiển trục chính

III.1.4 Lệnh khai báo tốc độ chạy dao

54

55

56

57

57

57

61

61

61

62

63

64

67

68

68

69

70

72

73

75

76

77

80

81

81

81

85

86

III.1.9 Lệnh đĩnh nghĩa mặt phẳng mới

III.1.10 Lệnh hủy bỏ

III.1.11 Lệnh kết thúc chương trình

III.1.12 Lệnh hoàn thành

III.2 Một số lệnh phụ trợ

III.2.1 Lệnh PARTNO

III.2.2 Lênh MACHIN

III.2.3 Lệnh NOPOST

III.2.4 Lệnh CLPRNT

III.2.5 Lệnh REMARK và $$

IV Hệ thống xử lý chương trình nguồn APT- Một số ví dụ về chương trình nguồn APT

IV.1 Bộ xử lý APT

IV.1.1 Giai đoạn giám sát

IV.1.2 Giai đoạn dịch và xử lý cú pháp chương trình IV.1.3 Giai đoạn thực hiện tính toán

IV.1.4 Giai đoạn hiệu chỉnh đường chạy dao

IV.1.5 Giai đoạn hậu xử lý

IV.2 Tiến trình xử lý chương trình nguồn APT

IV.3 Một số ví dụ về lập trình APT

Kết luận chung

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

89

89

89

89

89

90

90

90

91

91

93

93

95

95

95

95

96

96

102

116

117

118

I- Tên đề tài: Ứng dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao APT vào gia công một số

bề mặt định hình

II- Mục đích của đề tài :

- Nhiên cứu cầu trúc của chương trình NC vào ngôn ngữ APT

- Xây dựng chương trình gia công mặt định hình theo ngôn ngữ APT

III- Nội dung của đề tài, các vấn đề cần đạt được

Trong những năm gần đây ở Việt Nam các viện nghiên cứu, các trường đại học, các trung tâm công nghệ lớn của đát nước đã được trang bị các hệ máy

NC và CNC đang hoạt động ngày càng rộng rãi gây ấn tượng mạnh mẽ cho các nhà công nghệ nước ta

Nhìn lại lịch sử phát triển của công nghệ và máy gia công đã trải qua các giai đoạn:

- Công nghệ thủ công

- Công nghiệp hoá với sự ra đời của các máy công cụ

- Tự động hoá cơ khí sang tự động hoá có sự trợ giúp của máy vi tính

Năm 1952 máy phay điều khiển số NC đầu tiên ra đời và chương trình gia công được lập theo ngôn ngữ APT (Auto Matically Program medtool) do viện nghiên cứu công nghệ Masschusetts tạo ra Sau đó ngôn ngữ lập trình được phát triển tiếp tục và đến những năm 70 đã ra đời các hệ điều khiển CNC Hệ điều khiển CNC ngoài các chức năng của hệ NC còn có thể hiện nhiều chức

năng khác, nó có bộ phận lưu dữ chương trình và có thể thay đổi được chương trình gia công

Cùng với sự phát triển mãnh mẽ của công nghệ tin hoc với sự xuất hiện của các máy vi tính hiện đại cho khả năng nối ghép các quá trình thiết kế với quá trình gia công thành một dự án tổng thể với sự trợ giúp của máy vi tính CIM (Computer Intergrated Menufaturing) gia công có sự can thiệp của máy vi tính đã tạo ra sự thay đổi lớn trong các nhà máy Mục tiêu của CIM là gia công tự động linh hoạt, nó có khả năng gia công đạt hiệu quả kinh tế ngay khi

có số lượng chi tiết gia công trong loạt không lớn, Nó có khả năng rút ngắn thời gian gia công từ khi có ý tưởng về sản phẩm đến khi tạo ra được sản phẩm thực phục vụ cho thị trường Mô hình CIM cho ta đạt được tính linh hoạt tối ưu giữa thiết bị gia công và tổ chức quá trìng gia công

Sự đa dạng ngày càng mạnh mẽ của sản phẩm dẫn đến số lượng chi tiết gai công trong một loạt giảm đi làm tăng giá thành chế tạo Nhưng các hệ thống gia công linh hoạt cho khả năng gia công chi các tiết khác nhau trong cùng một họ các chi tiết với số lương chi tiết và thứ tự gi công tuỳ ý, với giá thành hợp lý

Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ điều khiển số CNC trong quá trình sản xuất nói chung và quá trình gia công cơ khí nói riêng chắc chắn sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai Do đó sự cần thiết học tập, nghiên cứu về các công nghệ mới và ứng dụng nó trong thực tế sản xuất là một việc rất cấp bách cho các nhà công nghệ và các sinh viên trong các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật hiện nay

Mục đích của đề tài là xây dựng các phương pháp và ngôn ngữ lập trình có ứng dụng chạy thử trên máy CNC Trong đó cần giải quyết một số nội dung

- Nghiên cứu cấu trúc của chương trình NC và ngôn ngữ lập trình APT

- Xây dựng chương trình gia công mặt định hình theo ngôn ngữ lập trình APT

PHẦN II

NỘI DUNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH BẰNG NGÔN NGỮ APT VỚI SỰ

TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

I MỘT SỐ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẰNG TAY

Có khoảng hơn 100 ngôn ngữ lập trình điều khiển số đã được triển khai ngay

từ những năm thập kỷ 50, khi mà học viện công nghệ Massachuseet của Mỹ bắt đầu nghiên cứu về việc lập trình cho máy điều khiển số Phần lớn trong số những ngôn ngữ này được triển khai để dáp ứng cho các nhu cầu và các máy móc đặc biệt và chúng đã không qua khỏi được kiểm soát của thời gian Tuy nhiên một số ít các ngôn ngữ đó thể hiện được tính ưu việt của chúng và đã được sử dụng và tồn tại cho đến ngày nay chúng có những ưu điểm sau:

- Cho phép xác định bài toán một cách đơn giản không cần đến tính toán

- Ngôn ngữ sử dụng các từ và ký tự biểu trưng dễ học, dễ nhớ, do các từ thường được lấy ra từ gốc tiếng Anh mà ngôn ngữ lập trình CNC được phổ biến và thông hiểu trên phạm vi quốc tế

- Với dự liệu ít có thể sản sinh được nhiều dự liệu đầu ra

- Các tính toán cần thiết do máy thực hiện

Dưới đây là một số ngôn ngữ quan trọng và phổ biến nhất

+ APT (Auto matically Program medtool - tự động hoá lập trình công nghệ) Ngôn ng ữ APT đã được một bộ phận của học viện công nghệ Massachuseet của Mỹ triển khai trên các những hệ thống lập trình điều khiển số vào những năm 50 và được đưa vào sản xuất khoảng năm 1959 Ngày nay APT là ngôn ngữ được sử dụng rộng rãi nhất ở Mỹ

+ EXATP: (Extended subject of APT- tệp con mở rộng của APT) ngôn ngữ này có một điểm quan trọng là việc cố gắng tính toán tối ưu chế độ cắt một cách tự động Nó được triển khai ở Đức năm 1964 và lưu trên cơ sở APT có 3 bản (Version)

- EXAPTI: được thiết kế cho điều khiển vị trí điểm và đường (khoan và phay thẳng)

- EXATPII: được thiết kế cho quá trình điều khiển trên máy tiện

- EXATPIII: được thiết kế cho các nguyên công với quỹ đạo hạn chế

+ MINI ATP (tệp con thu gọn của APT) là ngôn ngữ lập trình do nhà chế tạo phần mềm Horn thiết lập cho nhiệm vụ điều khiển đường và phi tuyến với vốn từ vựng thu gọn 200 từ

+ TELEATP : Ngôn ngữ do IBM phát triển có khả năng đối thoại và dùng cho các dạng điều khiển điểm, đường và phi tuyến D

2

1

APT cho phép thông qua mạng TELEPHONE để chuyển vào một máy tính

xử lý

+ COMPACT2: Ngôn ngữ lập trình vạn năng cho các nhiệm vụ điều khiển điểm, đường, phi tuyến do MDSI (Manufatuary – Data – Systems Viện nghiên cứu hệ thống dữ liệu gia công) của Mý phát triển nó là ngôn ngữ có thể dùng được hên thống TELEPHONE và chế độ hoạt động nhiều đối tác trên nhiều TERMINAL và do đó được phổ biến rộng rãi trên thế giới

+ ELAN: Là ngôn ngữ lập trình của Pháp dành cho các nhiệm vụ gia công từ

2 ÷ 4 trục điều khiển số, nó gắn liền với các máy tính để bàn của hãng HEWLETT- PACKARD

+ AUTOPROGRAMER : Ngôn ngữ lập trình cho các vấn đề gia công Tiện, Khoan, Phay do hãng BOEHRINGEN phát triển và chạy trên các máy tính nhỏ và trung bình

+ MITURN : Ngôn ngữ lập trình do Hà Lan phát triển trên công nghệ tiện cho phép tìm ra bằng tính toán các dữ liệu công nghệ gia công và chế độ cắt gọt Ngoài ra còn các ngôn ngữ lập trình khác tương tự như APT được phát triển mãnh mẽ ở Tây Âu trong những năm 80 như AUTOTECH, SYMAP trên cơ

sở ứng dụng rộng rãi các trung tâm gia công và các hệ thống tự động linh hoạt trong sản xuất Nhưng một lần nữa có thể khẳng định rằng trong số tất cả các ngôn ngữ đã nêu trên thì APT là ngôn ngữ đại diện cho phong cách lập trình gia công Ngày nay ngôn ngữ lập trình APT được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới và ngày càng được hoàn thiện hơn

II - GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ APT

II.1 Giới thiệu chung

APT là ngôn ngữ lập trình lập trình NC cao cấp được phát triển cho hệ điều khiển máy công cụ điều khiển số tại Mỹ lần đầu tiên vào năm 1955 Hiện nay

là ngôn ngữ lập trình NC hoàn chỉnh và được phổ biến rộng rãi nhất

Các mẫu APT APT MIT 1956

AI MIT APT II

APT III 1961

Hiện nay ngôn ngữ APT có khoảng 3000 từ cho phép thiết lập phần tạo hình của các quá trình gia công trên máy 5 trục toạ độ chuyển động đồng thời APT là ngôn ngữ lập trình bậc cao, nó thực hiện hàng loạt các tính toán tự động và cho phép tạo ra các chương trình nhanh và chính xác Các chương trình chi tiết trong APT không thể hiểu được bởi hệ điều khiển CNC vì thế nó cần một chương trình dicj từ ngôn ngữ APT sang mã máy G, các chương trình dịch phù hợp được sử dụng từ những năm 60 và dùng đến nay Chương trình dịch là những chương trình lớn mà thoạt đầu chỉ có thể chạy trên các COMPUTER chính, nhưng ngày nay nó có sẵn trên PC Một quyết địng quan trọng khi phát triển APT là nó có thể được thiết kế để sử dụng bởi tất cả các

hệ thống CNC được cung cấp trong công nghệ đầu ra từ bộ xử lý APT (PROCESSOR) mà nó mô tả vị trí dụng cụ và trình tự mong muốn của các nguyên công và được biết như một dự liệu định vị dụng cụ Nên là một dạng tiêu chuẩn mà nó phụ thuộc vào hệ thống CNC, hơn nữa nó cần phải được truyền bởi chương trình COMPUTER khác được gọi là bộ hậu xử lý (POST PROCESSOR) trong các mã CNC riêng và được yêu cầu sử dụng bởi máy CNC

APT là một hệ thống trong không gian 3 chiều và nó có thể điều khiển cùng lúc tới 5 trục toạ độ Để lập trình bằng ngôn ngữ APT đầu tiên phải đĩnh nghĩa hình học bề mặt gia công, sau đó phải định hướng dụng cụ cắt đến điểm định vijvaf di chuyển dụng cụ dọc theo bề mặt gia công, để thực hiện các nguyên công cơ khí, điểm nhìn (VIEW POINT) của người lập trình là cố định

và sao cho bề mặt gia công là cố định , còn dụng cụ cắt được coi là di chuyển

Có tất cả 6 loại câu lệnh trong một chương trình APT

1 Các lệnh đĩnh nghĩa ban đầu: Các lệnh này cho phép đĩnh nghĩa hình

dáng hình học của phôi, của chi tiết gia công Ngoài ra chúng còn xác định vật liệu gia công, đặc tính và các thông số kỹ thuật của tất cả các dụng cụ cắt sử dụng trong quá trình gia công

2 Các lệnh dịch chuyển : Các lệnh này được sử dụng để địng vị dao cắt và

mô tả quỹ đạo chuyển động của dao cắt

3 Các lệnh mô tả nguyên công: Mô tả các nguyên công sẽ được tiến hành

đặt chế độ cắt, chọn dao, bật, tắt dung dịch trơn nguội

4 Các lệnh phụ trợ cho công nghệ: Lệnh đĩnh nghĩa dung sai, các chế độ

dừng máy

5 Các cấu trúc điều khiển: Vòng lặp, chương trình con

6 Các lệnh tính toán: Các phép tính toán thông thường, các tham số toán

học, lượng giác

II.2 Tập ký tự dùng trong ngôn ngữ APT

Mọi ngôn ngữ lập trình đều được xây dựng lên từ một bộ ký tự nào đó Các

ký tự được nhóm lại theo nhiều cách khác nhau lập nên các từ khoá, Các từ khoá liên kết theo một quy tắc ngữ pháp nhất định nào đó để tạo thành các câu lệnh

Ngôn ngữ APT được xây dựng trên một bộ ký tự được tác ra từ bảng mã ASCII cơ sở (128 ký tự ASCII đầu tiên) cụ thể như sau:

26 chữ cái la tinh lớn A÷Z

II.4 Từ khoá

Từ khoá là những từ có một ý nghĩa hoàn toàn xác định, chúng thường

được sử dụng để khai báo các kiểu dự liệu để viết các toán tử và các câu lệnh

II.5 Một số quy tắc khi viết chương trình bằng ngôn ngữ APT

1 Một câu lệnh có thể viết trên một hay nhiều dòng nhưng phải được kết thúc bằng một dấu chấm phẩy (; )

2 Quy tắc viết các lời giải thích

Lời giải thích phải được đặt giữa dấu [ ] và có thể được viết

- Trên cùng một dòng

- Trên cùng nhiều dòng

- Trên phần cuối của một dòng

Lời giải thích chỉ có tác dụng với người đọc chương trình, không có tác dụng đối với sự làm việc của chương trình

3 Quy tắc sử dụng chương trình con có sẵn

Để sẳ dụng được chương trình con đã có sẵn và được lưu giữ ở một tệp trên đĩa ta cần đặt dòng lệnh sau ở đầu chương trình USEMAC <tên và đường dẫn tệp chương trình con>

4 Quy tắc về cấu trúc một chương trình

Một chương trình APT có thể có hay không, nhiều hay ít các chương trình con nhưng bắt buộc phải có thân chương trình được bắt đầu bằng từ khoá

“START” và kết thúc bằng từ khoá “FINI”

II.6 Cấu trúc chung của một chương trình APT

Hệ thống APT là một chương trình máy tính rất phức tạp Một chương trình APT phải được xây dựng một cách liên tiếp và thích hợp cấu trúc điển hình của một chương trình APT gồm 5 phần

$$ Bắt đầu chương trình – intralization section

+ Phần mở đầu bao gồm các câu lệnh PARTNO, CLPRNT, UNITS, OUTTOL, INTOL, lệnh PARTNO phải là câu lệnh đầu tiên trong chương trình Tiếp theo là câu lệnh MACHIN Nếu như chương trình được xử lý bởi

bộ xử lý tiếp theo vào file CL cần được in ra thì phải có lệnh CLPRNT

Còn các lệnh UNITS, OUTTOL, INTOL là để xác định hệ thống đơn vị chiều dài và trị số dung sai cho đường chạy dao sử dụng trong chương trình + Phần thứ 2 của chương trình là mô tả hình học chi tiết gia công để từ đó quyết định đường chạy dao, trong phần này các lệnh đĩnh nghĩa các phần tử hình học phải được sắp dặt một cách thứ tự có lôgic

+ Phần tiếp theo đưa ra chế độ gia công như: Kích thước, dụng cụ, tốc độ chạy dao, tốc độ trục chính, dung dịch làm mát các lệnh náy phải được đĩnh nghĩa trước khi thiết lập đường chạy dao

+ Các câu lệnh FROM và START- UP phải được sử dụng để chỉ ra véc- tơ cắt khởi đầu trong mối liên hệ với các bề mặt kiểm soát của đường chạy dao tiếp theo

+ Phần kết thúc chỉ cần bao gồm duy nhất hai câu lệnh đó là : END và FINI Câu lệnh END ra hiệu đã đến cuối của tiến trình cắt và kết thúc chương trình Lệnh FINI cho biết đó là câu lệnh cuối cùng của chương trình và hoàn thành chương trình

CHƯƠNG 1

CÁC ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC CƠ BẢN TRONG APT

Các lệnh đĩnh nghĩa hình học được sử dụng để mô tả phần Profile của chi tiết bao gồm từ rất nhiều các thực thể hình học đặc biệt là: Các điẻm, các đường thẳng, các đường tròn, đường cong ,các mặt phẳng và các bề mặt định hình 2D và 3D

Các thực thể hình học này sau đó được sử dụng để xác định sự kết hợp giữa đường dẫn dụng cụ cắt để gia công chi tiết và trạng thái chuyển động của dao cắt Trong chương trình APT thì phần đĩnh nghĩa hình học phải được đĩnh nghĩa trước trạng thái chuyển động của dao cắt

Mặc dù có rất nhiều dạng đĩnh nghĩa hình học theo cấu trúc hình học cơ bảnvà các thông tin chứa đựng trong nó thì các câu lệnh đĩnh nghĩa được sử dụng có dạng chung nhất như trình bày sau:

Tên lệnh (Tên ký hiệu cho thực thể) = Dạng thực thể (kiểu hình học) / thông

tin của việc đĩnh nghĩa thực thể;

Ví dụ: C1= CIRCLE/CENTER, P1, RADIUS, 5;

- Tên lệnh: là một từ lữa chọn chỉ được sử dụng để nhận biết trạng thái của chương trình hoặc để tham chiếu tên kí hiệu kiểu hình học là ký hiệu do người sử dụng đĩnh nghĩa nó có thể bao gồm tới 6 ký tự là tập hợp của các chữ cái và các con số trong đó ký tự đầu tiên phải là chữ cái

- Dấu: (=) có thể được giải thích như “đã được đĩnh nghĩa như” Nó được

sử dụng để gán một tên cho một thực thể hình học hoặc một chương trình Macro (chương trình con) nó có thể được sử dụng để gán một giá trị cho một biến như trình bày trong các ví dụ sau:

P1 = Point / 1, 5, 2 Gán P1 cho điểm (1,5,2)

M1 = Macro / x,y,z Gán M1 cho một hàm chương trình Macro

X = 10,0 ; Gán giá trị 10,0 cho điểm X

- Kiểu thực thể: (kiểu hình học) là từ lưu dữ được sử dụng để nhận định dạng, thực thể hình học đã được đĩnh nghĩa Trong phần Prôfin hai chiều đơn giản nó có thể là một trong những từ chính sau: POINT, LINE, CIRCLE, và PLANE một số dạng của thực thể sẵn có để đĩnh nghĩa bề mặt 3 chiều trong APT là: CONE (hình nón) CYLNDR (hình trụ) ELLIPS (hình elip) , GCONIC (dạng nón tổng quát), HYPERB (hy pecbol) , LCONIC (mặt cong lồi nối tiếp), PARSRE (bề mặt tham số), QADRIC (mặt tổng quát), RLDSRE (bề mặt quy luật) , SPHERE (hình cầu)

- Dấu gạch chéo : (/ ) được sử dụng để phân cách từ chính và dự liệu theo sau nó và có thể cũng được sử dụng như ký hiệu cho phép chia số học

- Thông tin của việc đĩnh nghĩa thực thể (mô tả dự liệu) dùng để đĩnh nghĩa phần tử hình học một cách chính xác, đầy đủ và duy nhất, phần này

có thể là dự liệu về vị trí và số lượng chiều các phần tử hình học đã được đĩnh nghĩa và các từ khóa APT khác Các dấu phẩy (, ) được đặt trong phần mô tả dữ liệu để ngăn cách các từ khóa và các số liệu Dấu chấm phẩy (; ) được đặt ở cuối câu lệnh

Chú ý:

Một phần tử hình học trong APT được máy xử lý như là hằng số tức là không được thực hiện các phép toán trên các phần tử hình học mà chỉ có thể sử dụng chúng để làm tham biến cho các lệnh dịch chuyển dao cắt

Có nhiều cách khác nhau để đĩnh nghĩa một phần tủ hình học Dưới đây

sẽ trình bày 4 dạng thực thể hình học cơ bản đó là: POINT (điểm); LINE (đường); CIRCLE (đường tròn) ; PLANE (mặt phẳng)

1.1 ĐỊNH NGHĨA ĐIỂM (POINT)

Một điểm được cho là có vị trí xác định trong không gian và chỉ được xác định vị trí của nó với 3 kích thước xác định trong hệ toạ độ vuông góc đã chọn Trong toán học điểm có thể được xác định bởi nhiều cách một số phương pháp định nghĩa điểm được đưa ra trong phần này

-2 -4

P2 (-2, -4, 3 ) 5

P3 (6.5, 5.7, 0 )

Hình 1.1 điểm được xác định bởi toạ độ vuông góc

Ba điểm kí hiệu P1, P2, P3 được xác định trong hệ toạ độ vuông góc nhuw trình bày trong hình 1.1 giá trị toạ độ của 3 điểm này là P1(3, 4, 5 ) ;

H ình 1.2 điểm được xác định trong hệ toạ độ độc cực

Theo hình 1.2 3 điểm P1, P2, P3 trong hệ toạ độ độc cực được định nghĩa P1 = POINT / R THETA, XY PLAN, 5,60;

P2 = POINT / R THETA, YZ PLAN, 7.5,45;

P3 = POINT / R THETA, ZX PLAN, 7,75;

1.1.3 Điểm tham chiếu, bán kính và góc

Một điểm trong mặt phẳng XY có thể được xác định bởi bán kính và góc liên hệ với điểm cho trước trong hệ toạ độ độc cực

Hình 1.3 điểm định nghĩa từ điểm tham chiếu P1= POINT / PT1, RADIUS, 15, ATANGL, 45;

P2 = POINT / PT1, RADIUS, 10, ATANGL, 135;

I.1.4 Tâm của một đường tròn

Tâm của một đường tròn cho trước có thể được định nghĩa như một điểm do

đó đường trònnên được định nghĩa trước trạng thái định nghĩa điểm

tâm của đường tròn

1.1.5 Giao điểm của một đường tròn và đường thẳng đi qua tâm

Một điểm có thể được định nghĩalà giao của một đường tròn và một đường thảng đi qua tâm với một góc hợp đường thẳnh với trục X dương

Dạng câu lệnh:

POINT/ Tên đường tròn, ATANGL, giá trị góc;

Ví dụ 5: định nghĩa 3 điểm P1, P2, P3 dựa trên đường tròn C1 như hình vẽ P1 = POINT / C1, ATANGL, 45;

P3

Hình 1.5 Điểm là giao của một đường tròn và đường thẳng đi qua tâm

1.1.6 Điểm định nghĩa quan hệ với một điểm khác trên đường tròn

Một điểm có thể được định nghĩa dựa trên đường tròn cho trước và tạo một góc với một điểm tham chiếu

Từ bổ nghĩa CLW và CCLW được sử dụng để chỉ ra hướng quay là thuận chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ

Từ phụ DELTA và ATANGL chỉ ra rằng góc đưa ra là góc tăng đo từ điểm tham chiếu

P2 = POINT / P1, DELTA, CCLW, ON, C1, ATANGL, 45;

P3 = POINT / P1, DELTA, CLW, ON, C1, ATANGL, 60;

Hình 1.6 Điểm xác định từ một giá trị góc,

đường tròn cho trước và điểm tham chiếu

trên đường tròn đó

1.1.7 Giao điểm 2 đường thẳng

Một điểm có thể được đĩnh nghĩa đơn giản là dao điểm của 2 đường thăng Dạng câu lệnh

P1 = POINT/ INTOF, tên đường thẳng, tên dường thẳng;

Từ INTOF thay cho “giao của”

Ví dụ: 7: Định nghĩa 3 điểm P1, P2, P3 là dao điểm của 2 trong 3 đường thẳng cho trước (hình 1.7)

L3

Hình 1.7 Điểm được định nghĩa bởi giao của các đường thẳng cho trước

1.1.8 Giao điểm của đường thẳng và đường tròn

Một điểm có thể định nghĩa là giao của đường thẳng và đường tròn Khi đường thẳng và đường tròn cho ta 2 giao điểm thì với dạng này 1 từ bổ nghĩa cần thiết được đưa ra để lựa chọn duy nhất điểm mong muốn.Từ bổ nghĩa được dựa trên quan hệ vị trí của điểm mong muốn liên hệ với các điểm có thể khác Từ bổ nghĩa được sử dụng để chỉ ra sự lựa chọn, nó có thể là một trong

4 từ sau XLARGE, XSMALL, YLARGE và YSMALL

I.1.9 Giao của 2 đường tròn

Một điểm có thể được xác định bởi giao của 2 đường tròn Khi hai đường tròn giao nhau cho ta hai điểm thì 1 từ bổ nghĩa được đưa ra để lựa chọn điểm mong muốn

P1 = POINT / YLARGE, INTOF, C1, C2;

Hoặc P1 = POINT / XSMALL, INTOF, CI, C2;

P2 = POINT / XLARGE, INTOF, C1, C2;

Y

X C2

C1 P1

P2

Y

I.1.10 Giao của 3 mặt phẳng

Trong toán học giao của 2 mặt phẳng cho ta một đường thẳng và giao của 3 mặt phẳng xác định một điểm

I.2 Đ ỊNH NGHĨA ĐƯỜNG TH ẲNG

Đường thẳng được coi như là thực thể dài và được xử lý trong APT như là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với mặt XY Nói cách khác, nó mở rộng ngang theo cả hai hướng và thẳng góc với trục Z Trong điều kiện đó không yêu cầu toạ độ Z trong định nghĩa

I.2.1 Đường thẳng được định nghĩa qua 2 điểm

Một đường thẳng có thể được định nghĩa qua 2 điểm đã định nghĩa trước hoặc giá trị toạ độ của chúng đã được xác định

Dạng câu lệnh:

L = Line / tên điểm, tên đường;

X

L2 L1 P2

Định nghĩa đường thẳng L1, L2 như trong hình 2.1

L1 Qua 2 điểm đã định nghĩa trước P1, P2

L2 được định nghĩa bởi giá trị toạ độ của 2 điểm cho trước (5,4) và (2,1) L1 = LINE / P1, P2;

L2 = LINE / 5, 4, 2, 1;

Hình 2.1 Đường thẳng được định

nghĩa qua 2 điểm

I.2.2 Đường thẳng định nghĩa dựa trên trục X hoặc Y với khoảng Offset

Trục X và trục Y có thể được định nghĩa như những đường thẳng, một đường thẳng bất kỳ nào đó song song với một trong hai trục chính và giá trị Offset

Hình 2.2 đường thẳng được định nghĩa

dựa trên trục toạ độ với khoảng offset

X

L2 L1

L1 chứa điểm P1 và tạo 1 góc 800 với trục X

L2 đi qua điểm P2 và tạo 1 góc 1200 với truv X

Dạng câu lệnh:

L1 = LINE / P1, ATANGL, 80, XAXIS;

Hoặc:

L1= LINE / P1, ATANGL, -10, YAXIS;

L2= LINE / P2, ATANGL, 120, XAXIS; ( Hình 2.3 đường thảng được Hoặc định nghĩa qua 1điểm và tạo với L2= LINE / P2, ATANGL, -30, YAXIS trục toạ độ 1 góc )

I.2.4 Đường thẳng định nghĩa qua một điểm và song song hoặc vuông góc với một đường thẳng khác

Một đường thẳng có thể được định nghĩa qua một điểm và song song hoặc vuông góc với một đường thẳng cho trước

Dạng câu lệnh:

LINE / Tên điểm PARLEL , Line name (tên đường thẳng)

PERPTO

X

L1

L2 L3

Hình 2.4 : Đường thẳng được định nghĩa đi qua một điểm

và song song hoặc vuông góc với một đường thẳng khác

I.2.5 Đường thẳng được định nghĩa bởi chiều nghiêng hoặc góc tạo bởi trục chính và đoạn chắn trên trục

Trong toán học, chiếu nghiêng chính là tang của góc mà đường thẳng hợp với trục toạ độ Còn đoạn chắn là khoảng cách đo từ gốc toạ độ đến giao điểm của đường thẳng với trục X hoặc trục Y Vậy một đường thẳng có thể được định nghĩa bởi chiều nghiêng hoặc góc tạo với trục toạ độ và đoạn chắn

Dạng câu lệnh:

SLPE, giatriradian XAXLX

LINE / , INTERC, , giá trị đoạn chắn; ATANGL, giatrigocdo YAXLX

Ví dụ 2.5: Định nghĩa hai đường thẳng L1, L2 (hình 2.5) L1 tạo một góc 450với trục X và đoạn chắn trên trục Y là -3 L2 tạo một góc 1500 với trục X và đoạn chắn trên trục Y là 7

Hình 2.5 Đường thẳng được định nghĩa bởi chiều nghiêng hoặc góc tạo với

trục chính một đoạn chắn trên trục Dạng câu lệnh:

L1 = LINE/ ATANGL, 45 INTERC, XAXIS, -3;

Hoặc:

L1 = LINE, ATANGL, 45, INTERC, YAXIS, 3;

Hoặc:

L1 = LINE / SLOPE, 1, INTERC, XAXIS, -3;

L2 = LINE / ATANGL, 150, INTERC, YAXIS, 7;

Hoặc:

L2 = LINE / SLOPE, -0.577, INTERC, XAXIS, 12.12;

I.2.6 Đường thẳng được định nghĩa đi qua 1 điểm và hợp một góc với đường thẳng cho trước

Đường thẳng có thể được định nghĩa qua 1 điểm và tạo một góc với đường thẳng cho trước Theo hướng từ đường thẳng cho trước tới đường thẳng định nghĩa thì một góc gọi là dương nếu ngược chiều kim đồng hồ và một góc là

âm nếu cùng chiều kim đồng hồ

Dạng câu lệnh:

X

L1 L2

45°

60°

(2,3)

P1 L3

Hình 2.6: Đường thẳng định nghĩa

đi qua 1 điểm và hợp 1 góc với

đường thẳng cho trước

Đường thẳng đĩnh nghĩa là đường song song với một đường thẳng cho trước

và cách nó một khoảng theo phương pháp tuyến Hướng Offset được xác định bởi một trong 4 từ bổ nghĩa sau: X LARGE, X SMALL, Y LARGE, Y

X

L1 L2

L3

2.0 1.5

SMALL Từ bổ nghĩa được lựa chọn dựa trên quan hệ giữa các giá trị đoạn đoạn chắn của đường thẳng định nghĩa liên hệ với đường thẳng cho trước Dạng câu lệnh:

Định nghĩa hai đường thẳng L2, L3 biết rằng chúng song song với L1

(Hình 2.7) L2 được offset theo hướng chỉ định với khoảng cách 1.5 và L3 offset theo hướng đối diện với khoảng cách offset là 2

Dạng câu lệnh:

L2 = LINE / PARLEL, L1, X SMALL, 1.5;

Hoặc:

L2 = LINE / PARLEL, L1, Y LARGE, 1.5;

L3 = LINE / PARLEL, L1, X LARGE, 2.0;

Hoặc:

L3= LINE / PARLEL, L1, Y SMALL, 2.0;

(Hình 2.7: Đường thẳng được định nghĩa

bởi đường song song và khoảng offset)

I.2.8 Đường thẳng định nghĩa đi qua 1 điểm và tiếp tuyến với một đường tròn

Đường thẳng có thể định như là một tiếp tuyến của một đường tròn xác định

và đi qua một điểm cho trước

Khi có thể có hai tiếp điểm thì một từ bổ nghĩa: LEFT hoặc RIGHT phải được sử dụng để lựa chọn xem mặt nào của đường tròn mà đường thẳng mong muốn tiếp xúc với nó Từ bổ nghĩa trực tiếp được lựa chọn theo hướng quan sát dọc theo đường thẳng từ điểm cho trước đến tâm của đường tròn Từ bổ nghĩa LEFT được chọn nếu đường thẳng mong muốn ở bên trái đường quan sát và từ bổ nghĩa RIGHT được sử dụng khi đường thẳng mong muốn ở bên phải đường quan sát

Dạng câu lệnh :

Tên điểm RIGHT

LINE / , ,TANTO, tên ký hiệu đường tròn; toạ độ x, y LEFT

L1 = LINE / P1, LEPT, TANTO, C1;

L2 = LINE / P1, RIGHT, TANTO, C1;

L3 = LINE / P2, LEPT, TANTO, C1;

L4 = LINE / P2, RIGHT, TANTO, C1;

Hình 2.8 Đường thẳng được định nghĩa

đi qua một điểm và tiếp tuyến với một đường tròn

I.2.9 Đường thẳng định nghĩa là tiếp tuyến của một đường tròn và hợp với trục X một góc

X C1

L2

L1

3 0°

3 0°

Một đường thẳng định nghĩa có thể là tiếp tuyến của một đường tròn và tạo với trục X một góc Khi mà có thể có hai đường thẳng được định nghĩa, thì một từ bổ nghĩa phải được sử dụng để lựa chọn đường thẳng mong muốn Dạng câu lệnh:

L1 = LINE / Y SMALL, TANTO, C1, ATANGL, 300;

L2 = LINE / X SMALL, TANTO, C1, ATANGL, 300;

Hoặc:

L2 = LINE / Y LARGE, TANTO, C1, ATANGL, 300;

Một đường thẳng có thể được định nghĩa như là tiếp tuyến của đường tròn

và hợp vói đường thẳng cho trước 1 góc xác định Từ đường thẳng cho trước tới đường thẳng được định nghĩa, góc có hướng ngược chiều kim đồng hồ là hướng dương Như vậy một từ bổ nghĩa phải được đưa ra để lựa chọn đường thẳng mong muốn

Dạng câu lệnh:

XLARGE LINE / ATANGL, giá trị góc, tên đường thẳng, TANTO, tên đường tròn, XSMALL

YLARGE YSMALL

Ví dụ 2.10:

Hai đường thẳng L2 và L3 được đĩnh nghĩa như là tiếp tuyến của đường tròn C1 và hợp với đường L1 1 góc 550 ( hình 2.10)

Hình 2.10: Đường thẳng được định

nghĩa là tiếp tuyến của đường tròn

và hợp với đường thẳng cho trước

một góc xác định

Dạng câu lệnh:

L2 = LINE / ATANGL, 55, TANTO, C1, X SMALL;

hoặc:

X C1

C2

L1 L3

L4 L2

L2 = LINE / ATANGL, 55, L1, TANTO, C1, Y SMALL;

L3 = LINE / ATANGL, 55, L1, TANTO, C1, X LARGE;

Hoặc:

L3 = LINE / ATANGL, 55, L1, TANTO, C1, Y LARGE;

I.2.11 Đường thẳng định nghĩa là tiếp tuyến của 2 đường tròn

Một đường thẳng có thể được định nghĩa như là tiếp tuyến của 2 đường tròn Với hai đường tròn thì có thể có tới 4 đường thẳng là tiếp tuyến Như vậy phải

có từ bổ nghĩa để lựa chọn đường thẳng mong muốn

Ta sử dụng 2 RIGHT hoặc LEFT tuỳ chọn vào mặt nào của đường tròn đường thẳng tiếp xúc, khi quan sát từ tâm đường tròn thứ nhất đến tâm đường tròn thứ 2

L2 = LINE / RIGHT, TANTO, C1, LEFT, TANTO, C2;

Hoặc:

L2 = LINE / RIGHT, TANTO, C2, LEFT, TANO, C1;

L3 = LINE/ RIGHT, TANTO, C1, RIGHT, TANTO, C1;

Hoặc:

L3 = LINE/ LEFT, TANTO, C2, LEFT, TANTO, C1;

L4 = LINE / LEFT, TANTO, C1, LEFT, TANTO, C2;

Hoặc:

L4 = LINE / RIGHT, TANTO, C2, RIGHT, TANTO, C1;

I.3 ĐỊNH NGHĨA ĐƯỜNG TRÒN

Trong toán học đường tròn được định nghĩa là quỹ tích của các điểm chuyển động trên cùng một mặt phẳng và duy trì khoảng cách không đổi tới một điểm

cố định

Trong ngôn ngữ lập trình APT, đường tròn được xử lý như mặt trụ vuông góc với mặt phẳng XY kéo dài vô tận theo phương Z Có 12 dạng được sử dụng để định nghĩa đường tròn

I.3.1 Đường tròn được định nghĩa bởi vị trí tâm và bán kính

Một đường có thể được định nghĩabởi vị trí tâm của nó tại điểm cho trước

và giá trị bán kính xác định hoặc tọa độ tâm giá trị bán kính Do đó có 2 dạng định nghĩa đường tròn, tùy thuộc vào cách định nghĩa điểm tâm

C2 = CIRCLE / CENTER, P1, RADIUS, 3;

I.3.2 Đường tròn được định nghĩa bởi điểm tâm và một điểm trên chu vi của nó

Một đường tròn có thể được định nghĩa bởi tâm của nó là điểm đã định nghĩa và điểm thứ 2 nằm trên chu vi cũng đã được định nghĩa trước

Y

P1

P2 P3

P4

C1 C2

Đường tròn C1 có tâm là P1 và điểm P2 nằm trên đường tròn Đường tròn thứ 2 có tâm là P3 và đi qua điểm P4

Dạng câu lệnh

C1= CIRCLE / CENTER, P1, P2;

C2 = CIRCLE / CENTER, P3, P4;

Hình 3.2 Đường tròn được định nghĩa

bởi điểm tâm và một điểm trên chu vi

I.3.3 Đường tròn được định nghĩa bởi 3 điểm trên chu vi của nó

Qua 3 điểm ph ân biệt không thẳng hàng ta định nghĩa được một đường

tròn duy nhất Trong ngôn ngữ APT điểm 3 điểm này có thể được nhập vào liên tục:

C2

P1 P2

R5

R5

I.3.4 Đường tròn đựơc định nghĩa bởi 2 điểm trên chu vi và bán kính xác định

với hai điểm xác định trên chu vi và giá trị bán kính cho trước có thể định

nghĩa được hai đường tròn Như vậy một từ bổ nghĩa trực tiếp sẽ được sử dụng để lựa chọn đường tròn mong muốn Từ bổ nghĩa được lựa chọn trên cở

sở quan hệ giữa tọa độ x hoặc tọa độ y của 2 điểm tâm có thể

C1= CIRCLE/ Y SMALL, P1, P2, RADIUS, 5

C2= CIRCLE/ X SMALL, P1, P2, RADIUS, 5;

Hoặc:

C2= CIRCLE/ Y LARGE, P1, P2, RADIUS, 5;

(Hình 3.4 Đường tròn được định nghĩa bởi 2 điểm

Trên chu vi và bán kính xác định)

I.3.5 Đường tròn được định nghĩa bởi điểm tâm và đường thẳng tiếp tuyến

Đường tròn có thể được định nghĩa duy nhất bởi điểm tâm của nó và đường thẳng tiếp tuyến Từ “phụ” TANTO được sử dụng để chỉ ra quan hệ tiếp tuyến giữa đường tròn định nghĩa và đường thẳng cho trước

C1= CIRCLE/ CENTER, P1, TANTO, L1;

C2= CIRCLE/ CENTER, P2, TANTO, L1;

Hình 3.5 Đường tròn được định nghĩa bởi

điểm tâmvà đường thẳng tiếp tuyến

I.3.6 Đường tròn được định nghĩa bởi điểm tâm và đường tròn tiếp xúc

Đường tròn có thể được định nghĩa bởi điểm tâm và đường tròn tiếp xúc với

nó Với cách này có thể có hai đường tròn được định nghĩa khi chúng tiếp xúc tại các mặt khác nhau của đường tròn cho trước Từ bổ nghĩa “SMALL” được

sử dụng khi đường tròn mong muốn nhỏ hơn đường tròn khác, có thể trong trường hợp này đường tròn cho trước nằm ngoài đường tròn đường tròn cần định nghĩa Từ bổ nghĩa “LARGE” được sử dụng cho đường tròn lớn, với đường tròn cho trước nằm bên trong đường tròn cần định nghĩa

Dạng câu lệnh: