Nghiên cứu ứng dụng công cụ lập trình tự động để lập trình gia công trên các mặt định hình 3d chính xác

Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG CỤ LẬP TRÌNH TỰ ĐỘNG ĐỂ LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN CÁC MẶT ĐỊNH HÌNH 3D CHÍNH XÁC CHUN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS TRẦN ANH QUÂN Hà Nội – Năm 2012 Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận ủng hộ, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo, gia đình bạn bè Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Anh Quân - Viện IMI, tận tình định hướng, truyền cho tơi niềm đam mê nghiên cứu suốt thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán nghiên cứu, nghiên cứu sinh, học viên nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè người thân động viên, khuyến khích giúp tơi vượt qua khó khăn suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 27 tháng năm 2012 Học viên Nguyễn Trung Dũng Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH BẰNG MÁY 1.1 Giới thiệu chung lập trình máy .6 1.2 Lập trình máy nơi lập trình độc lập 1.3 Các chương trình tính tốn phục vụ cho việc lập trình máy 1.4 Một số ngôn ngữ lập trình máy 1.5 Giới thiệu APT CHƯƠNG II: APT - PHẦN ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC 11 2.1 Các câu lệnh định nghĩa hình học 11 2.2 Định nghĩa điểm 13 2.3 Định nghĩa đường thẳng 21 2.4 Định nghĩa đường tròn .28 2.5 Định nghĩa mặt phẳng 39 2.6 Các dạng đường CONIC 45 2.7 Các dạng bề mặt 50 CHƯƠNG III: APT - THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHẠY DAO 57 3.1 Lập trình với đường chạy dao Point to Point .57 3.2 Các bề mặt kiểm soát .60 3.3 Những thay đổi với bề mặt Check 63 3.4 Lệnh START - UP 64 3.5 Lập trình với đường chạy dao CONTINOUS-PATH 67 3.6 Lệnh thiết đặt dung sai .71 CHƯƠNG IV: APT POSTPROCESSOR - CÂU LỆNH HẬU XỬ LÝ 74 4.1 Các thiết lập hậu xử lý 74 4.2 Các câu lệnh bổ trợ 82 CHƯƠNG V: TẠO LẬP VÀ THI HÀNH MỘT CHƯƠNG TRÌNH APT 85 5.1 Cấu trúc chương trình APT 85 5.2 Ví dụ lập trình gia cơng chi tiết sau .87 5.3 Bộ xử lý APT .102 5.4 Tiến trình xử lý chương trình nguồn APT 104 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………… … 110 Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân Lời cam đoan Tôi xin cam đoan nội dung luận văn với đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng cơng cụ lập trình tự động để lập trình gia cơng mặt định hình 3D xác” cơng trình nghiên cứu sáng tạo tác giả Nguyễn Trung Dũng với hướng dẫn tận tình TS Trần Anh Quân – Viện IMI Ngày 26/03/2012 Nguyễn Trung Dũng Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân Danh mục chữ viết tắt APT Automatically Programmed Tool Cơng cụ lập trình tự động CAD Computer Aided Design Thiết kế với trợ giúp máy tính CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất có trợ giúp máy tính CNC Computer Numerical Control Điều khiển số máy tính CAE Computer Aided Engineering Cơng nghệ trợ giúp máy tính NC Numerical Control Điều khiển số ISO International Standards Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế DNC DNC Direct Numerical Control Điều khiển số trực tiếp 2D Dimensions chiều 3D Dimensions chiều Danh mục bảng Bảng 2.1 Hệ số phương trình mặt phẳng cho số mặt phẳng Bảng 4.1 Mô tả loại dụng cụ Bảng 5.1: Dạng tiêu chuẩn số loại thực thể hình học Bảng 5.2: Các thuật ngữ dùng lập trình ngơn ngữ APT Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH BẰNG MÁY 1.1 Giới thiệu chung lập trình máy Đối với công nghệ gia công máy CNC, tính kinh tế cho phụ thuộc nhiều vào giá thành lập trình Giá thành cao phải lập trình tay, lập trình tay tiêu hao thời gian vị trí lập trình phải tìm lỗi tối ưu hố chương trình Trong đó, phần lớn cơng việc lập trình tuân theo quy tắc xác định, đến mức chuyển dao khéo léo cho máy tính Do đó, với phát triển cơng nghệ thơng tin công nghệ điện tử, phần mềm ứng dụng cho việc lập trình máy đời sử dụng rộng rãi nước công nghiệp phát triển Nét đặc trưng việc lập trình máy ứng dụng ngơn ngữ lập trình định hướng theo nhiệm vụ Khi lập trình máy, người lập trình mơ tả hình dáng hình học chi tiết gia công, quỹ đạo dụng cụ cắt chức máy CNC theo ngơn ngữ định hướng kí hiệu Với trợ giúp ngơn ngữ lập trình, việc lập trình máy có đặc điểm ưu điểm sau: - Xác định nhiệm vụ gia công tương đối đơn giản mà khơng cần thực tính tốn tay - Chỉ cần truy nhập liệu, sản sinh lượng lớn số liệu cho nhiệm vụ gia cơng tính tốn cần thiết Các cơng việc máy tính đảm nhiệm - Dùng ngơn ngữ biểu trưng tương đối dễ học, mà từ hợp thành từ khái niệm nhỏ, ngôn từ kỹ thuật chuyên môn gia công - Tiết kiệm phần lớn thời gian mô tả chi tiết gia cơng chu trình cơng tác cần thực - So với lập trình tay hạn chế lỗi lập trình cần cấp liệu vào máy thực tính tốn Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân 1.2 Lập trình máy nơi lập trình độc lập Ngày với ứng dụng máy tính, cơng việc lập trình máy sử dụng rộng rãi vị trí lập trình độc lập Lập trình độc lập có ưu điểm sau: - Ngơn ngữ lập trình thống cho cơng nghệ khác nhau, ví dụ: tiện, khoan, phay, gia cơng điện hố - Đối thoại dao diện đồ hoạ với hướng dẫn điều khiển Thơng qua soạn thảo TEXT hình, người sử dụng mô trực tiếp hình - Xử lý số thực với tốc độ cao nhờ trang bị nhiều cụm vi xử lý (Microprocessor), cụm tính tốn số học chun dụng cho tốn hình học Do đó, rút ngắn thời gian xử lý - Kiểm tra hình đồ hoạ dịch chuyển theo biên dạng tính toán, kể các trường hợp va chạm - Chương trình NC đầu hậu xử lý lưu giữ đĩa từ, đĩa compact nhờ mạch nối ghép thích hợp Và đó, thông qua mạng LAN (Local Area Network) nội máy, để truyền liệu gia công, tới vị trí lập trình NC Với trợ giúp máy tính, liệu hình học đưa từ thiết kế chuyển cho q trình gia cơng, nhờ hệ thống CAD-CAM 1.3 Các chương trình tính tốn phục vụ cho việc lập trình máy Như nêu trên, lập trình máy, người lập trình mơ tả hình dáng hình học chi tiết, quỹ đạo dụng cụ cắt chức máy NC theo ngôn ngữ định hướng ký hiệu Từ chương trình nguồn này, máy tính tạo cho ta chương trình gia cơng phù hợp với máy NC kèm theo hậu xử lý, muốn máy tính phải có hai chương trình tính tốn đặc biệt 1.3.1 Bộ xử lý (Processor) Bộ xử lý chương trình phần mềm thực tính tốn hình học cơng nghệ Người ta gọi liệu xuất xử lý CLDATA, liệu đưa Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân giải pháp chung vấn đề gia công, không phụ thuộc máy gia công CLDATA (Cutter Location Data) nghĩa liệu định vị vị trí liệu dụng cụ cắt Bộ xử lý có nhiệm vụ dịch chương trình nguồn, thực tính tốn hình học xác định sai số lập trình Các sai số lập trình tính tốn hình học liệt kê vào ghi sai sót Sau lần chạy thử, khơng có sai sót kết tính tốn hình học biểu thị dạng lưới CLDATA 1, đồng thời lưu trữ đĩa từ Cịn số liệu cơng nghệ chương trình nguồn tính tốn phần cơng nghệ xử lý Trong đó, bao gồm việc xác định chế độ cắt, phân chia lớp cắt, tính tốn thời gian để cắt gọt thời gian phụ Dữ liệu xuất xử lý công nghệ gọi CLDATA 1.3.2 Bộ hậu xử lý (PostProcessor) Bộ hậu xử lý chương trình máy tính, xây dựng nhằm thích ứng liệu cơng nghệ liệu hình học mà ta gọi CLDATA CLDATA với máy NC xác định Tiến trình liên thời gian tồn liệu từ chương trình nguồn với trình xử lý hậu xử lý hồn tồn phức tạp, song xố bỏ nhanh sai số lập trình Gần đây, hệ thống xử lý nối ghép hậu xử lý cho phép lập trình tương tác, người lập trình đối thoại trực tíêp với máy Mỗi tệp chương trình chương trình nguồn dẫn trực tiếp đến nhiều câu lệnh chương trình NC 1.4 Một số ngơn ngữ lập trình máy Có khoảng 100 ngơn ngữ lập trình, xây dựng từ năm cuối thập niên 50 kỷ trước Phần lớn ngôn ngữ triển khai để đáp ứng cho nhu cầu cơng nghệ máy móc Theo năm tháng chúng không qua khỏi kiểm nghiệm thời gian Tuy nhiên, số ngôn ngữ thể tính ưu việc chúng sử dụng ngày 1.4.1 Các ưu điểm thể tính ưu việt - Cho phép xác định tốn cách đơn giản, khơng cần tính tốn nhiều Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân - Ngôn ngữ xây dựng từ ký tự biểu trưng dễ học dễ nhớ - Các tính tốn cần thiết máy tính thực 1.4.2 Một số ngôn ngữ phổ biến -APT: Automatically Programmed: Công cụ lập trình tự động -EXAPT: Extended Subset of APT: Tập mở rộng APT Ngơn ngữ có ưu điểm quan trọng là: tính tốn tối tưu chế độ cắt cách tự động EXAPT triển khai Đức năm 1964 dựa có phiên sau: *EXAPT I *EXAPT II *EXAPT III -MINIAPT: Tệp thu gọn APT Là ngôn ngữ lập trình nhà chế tạo phần mềm HOM thiết lập Phục vụ cho điều khiển đường điều khiển phi tuyến MINIAPT với vốn từ vựng thu gọn 200 từ -TELEAPT: Ngôn ngữ hãng IBM phát triển, phục vụ cho việc điều khiển điểm, đường phi tuyến D Ngôn ngữ thuộc họ APT cho phép thông qua mạng TELEPHONE để chuyển liệu vào máy tính xử lý 1.5 Giới thiệu APT APT - Automatically Programmed Tools, nghĩa công cụ lập trình tự động ngơn ngữ lập trình NC bậc cao sử dụng rộng rãi cho hệ máy công cụ điều khiển số Ngơn ngữ nghiên cứu thành cơng phịng thí nghiệm hệ thống điện viện cơng nghệ Massachuset hợp tác với ngành công nghiệp hàng không Hoa Kỳ Vào năm 1955 APT phát triển rộng rãi Mỹ thích ứng với cơng việc gia cơng, kể lập trình 3D phức tạp Ưu việt lớn APT là: Nó trở thành chuẩn mực cho giới rộng lớn máy NC Hơn nữa, APT phát triển đa dạng bên ngồi nước Mỹ ví dụ như: NEAPT ANH, EXAPT Đức, IFAPT Pháp Là ngơn ngữ lập trình CAM, APT có khoảng 3000 từ vựng để lập trình cho việc gia cơng đơn giản yếu tố đường cong chiều hình: Hình cầu, Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân hình trụ, parabol, mặt võng Với APT người lập trình xác định hình dáng dụng cụ, dung sai mơ tả hình dáng hình học chương trình gia cơng, chuyển động dụng cụ lệnh hỗ trợ Hệ thống APT cho phép ta có khả xử lý liệu gia công với chức bật như: Copy, Mirro, Move, Rotate, Và làm mềm hóa chương trình gia cơng Macro Là ngơn ngữ lập trình máy, APT có chương trình tính tốn đặc biệt là: Bộ xử lý hậu xử lý Bộ xử lý APT chương trình máy tính phục vụ cho việc xử lý chương trình nguồn Từ đưa file liệu (CL) bao gồm liệu vị trí dao thông tin điều khiển máy Bộ hậu xử lý chương trình máy tính, xây dựng nhằm mục đích xử lý file CLDATA tạo chương trình NC thích ứng với máy kèm theo APT hệ thống lập trình khơng gian chiều, lúc điều khiển tới trục Để lập trình APT điều tiên người lập trình phải tìm hình dáng hình học chương trình gia cơng định hướng chuyển động dụng cụ cắt Trong lập trình, điểm nhìn (VIEW POINT) người lập trình ln cố định Và chi tiết gia công cố định, dụng cụ cắt coi di chuyển Do tiện dụng cho nhiều nhiệm vụ gia cơng, nên có nhiều ngơn ngữ lập trình khác suy diễn từ tệp nó, APT ngơn ngữ viết tắt tiếng ANH, thị thiết lập quy tắc cấu ngôn từ Các ký tự cấu thành từ vựng tách từ bảng mã ASCII sở (128 ký tự đầu tiên), Cấu trúc chương trình APT gồm phần sau: Phần mở đầu: Có nhiệm vụ khai báo nguồn Mơ tả hình học: Có nhiệm vụ mơ tả hình dáng hình học chi tiết gia cơng Chế độ gia cơng: Có nhiệm vụ khai báo cơng cụ tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, chế độ làm mát trơn nguội Thiết lập đường chạy dao: Có nhiệm vụ dẫn chuyển động dụng cụ cắt để gia công chi tiết Phần kết thúc: Khai báo kết thúc để hồn thành chương trình Học viên: Nguyễn Trung Dũng 10 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân PL1=PLANE/0,0,1,-10; PL2=PLANE/0,0,1,-15; $$ PHẦN CHẾ ĐỘ GIA CÔNG $$ LOADTL/1; SPINDL/1500,RPM,CLW; COOLNT/ON; FEDRAT/200; $$ PHẦN THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHẠY DAO $$ $$ PHAY CONTUA $$ RAPID,FROM/-50,-100,2; GO/TO,L1,PL1,TO,L7; TLLEFT,GOLFT/L1,TANTO,C2; GORGT/C2,TANTO,L2; GOFWD/L2,TANTO,C3; GORGT/C3,TANTO,L3; GOFWD/L3,PAST,L7; GOUP/50; $$ PHAY HỐC $$ LOADTL/2 SPINDL/1200,RPM,CLW; FEDRAT/100,IRM; GO/TO,P1; GODOWN/PL1; GO/TO,L4; TLRGT,GORGT/C8,TANTO,L6; GORGT/C8,TANTO,L4; GOUP/50; GO/TO,L5,TO,PL2; TLRGT,GORGT/L5,TANTO,C7; Học viên: Nguyễn Trung Dũng 96 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân GORGT/C7,TANTO,L4; GOFWD/L4,TANTO,C4; GORGT/C4,TANTO,C1; GOFWD/C1,TANTO,C5; GORGT/C5,TANTO,L6; GOFWD/L6,TANTO,C8; GORGT/C8,TANTO,L5; GOFWD/L5,TANTO,C7; GOUP/50 $$ KHOAN LỖ $$ LOADTL/3(DRILL,10); SPINDL/1200,RPM,CLW; FEDRAT/100,IRM; RAPID,GOTO/P2; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P3; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P4; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P5; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P6; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P7; Học viên: Nguyễn Trung Dũng 97 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P8; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P9; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P10; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P11; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P12; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P13; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P14; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P15; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/5; GOTO/P16; GODOWN/-22; RAPID,GOUP/100; Học viên: Nguyễn Trung Dũng 98 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân SPINDL/OFF; END; FINI; Ví dụ Lập trình gia cơng chi tiết cho hình: Hình 5.2 Mơ tả hình học chi tiết gia cơng: L11 L10 P6 C3 L9 P5 L6 P3 C2 L7 P4 L8 L12 Học viên: Nguyễn Trung Dũng 99 L5 P2 L4 P1 L3 Y L2 C1 L1 X Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân $$ PHẦN KHỞI TẠO $$ PARTNO/VD3; MACHIN/LATHE; CLPRNT; LIMITS/MM; OUTTOL/0.005; $$ PHẦN MƠ TẢ HÌNH HỌC $$ P1=POINT/-16,10; P2=POINT/-18,12; P3=POINT/-38,12; P4=POINT/-40,10; P5=POINT/-53,18; P6=POINT/-78,30; SP=POINT/50,0,3; L1=LINE/YAXIS; L2=LINE/XAXIS,8; L3=LINE/YAXIS,-16; L4=LINE/P1,P2; L5=LINE/XAXIS,12; L6=LINE/P3,P4; L7=LINE/XAXIS,10; L8=LINE/YAXIS,-53; L9=LINE/P5,ATANG,165.167,XAXIS; L10=LINE/YAXIS,-91; L11=LINE/XAXIS,40; L12=LINE/XAXIS; C1=CIRCLE/XSMALL,L1,YSMALL,L2,RADIUS,2; C2=CIRCLE/YLARGE,L7,XLARGE,L8,RADIUS,1; C3=CIRCLE/CENTER,P6,RADIUS,13; Học viên: Nguyễn Trung Dũng 100 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân $$ PHẦN CHẾ ĐỘ GIA CÔNG $$ TURRET/1; SPINDL/1000,CLW; COOLNT; FEDRAT/0.2; $$ PHẦN THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHẠY DAO $$ RAPID,FROM/SP; GO/TO,L1,TO,L12; GOBACK/L1,TANTO,C1; GOLFT/C1,TANTO,L2; GOFWD/L2,TO,L3; GOFWD/L3,PAST,L4; GOFWD/L4,PAST,L5; GOFWD/L5,PAST,L6; GOLFT/L6,TO,L7; GOFWD/L7,TANTO,C2; GORGT/C2,TANTO,L8; GOFWD/L8,PAST,L9; GOFWD/L9,PAST,C3; GOLFT/C3,TO,L10; GODLTA/0,45,0; RAPID,GOTO/SP; END; FINI; Học viên: Nguyễn Trung Dũng 101 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân 5.3 Bộ xử lý APT Trái tim hệ thống APT xử lý chương trình Nó chương trình máy tính xây dựng nhằm xử lý chương trình nguồn APT, tạo file liệu CLDATA Trong bao gồm vị trí dao thơng tin điều khiển máy cơng cụ File CLDATA sau qua xử lý chuyển thành mã NC phù hợp cho máy CNC kèm theo hậu xử lý Cấu trúc xử lý APT gồm năm giai đoạn xử lý - Giai đoạn giám sát - Giai đoạn dịch xử lý cú pháp chương trình - Giai đoạn tính tốn thực thi chương trình - Giai đoạn biên tập hiệu chỉnh - Giai đoạn hậu xử lý 5.3.1 Giai đoạn giám sát Giai đoạn giám sát coi phần điều khiển trực tiếp, hứng dòng xử lý phần hệ thống Khi chương trình nguồn APT nhập vào, xử lý qua giai đoạn: Dịch, thực tính tốn, hiệu chỉnh đường chạy dao hậu xử lý Mỗi giai đoạn xử lý làm nhiệm vụ phần giám sát quản lý Sau cơng việc phần hồn thành, quay trở lại giám sát gán cho giai đoạn xử lý nhiệm vụ hoàn thành Nếu lỗi nghiêm trọng phát tiến trình nào, tiến trình dừng lại thông báo lỗi Nếu lỗi khơng q nghiêm trọng để chương trình bị dừng thơng báo lỗi tiến trình tiếp tục 5.3.2 Giai đoạn dịch xử lý cú pháp chương trình Có chức thể giai đoạn xử lý APT - Chuyển đổi thực thể hình học định nghĩa chương trình nguồn APT sang dạng chuẩn thích hợp cho q trình xử lý - Tạo file liệu trung gian PROFIL, sử dụng dạng chuẩn thực thể hình học lệnh khác APT Học viên: Nguyễn Trung Dũng 102 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học - GVHD: TS Trần Anh Quân Thực kiểm tra tìm lỗi cú pháp, từ vựng , dạng lệnh, dấu câu… yêu cầu khác Bất lỗi phát phần tạo thông báo lỗi loại lỗi thủ tục sửa lỗi Trong phần này, chuỗi số đầu vào (ISN) đặt trước câu lệnh chương trình APT chi chuỗi tiến trình 5.3.3 Giai đoạn tính tốn thực thi chương trình Giai đoạn thực tính tốn dùng file PROFIL tạo phần dịch xử lý cú pháp chương trình đầu vào, thực tính tốn cần thiết liên quan đến thực thể hình học vị trí tâm dao cắt câu lệnh chạy dao Tại file khác gọi CLFILE tạo ra, chứa đựng thơng tin tâm dao cắt yêu cầu hậu xử lý 5.3.4 Giai đoạn biên tập hiệu chỉnh Có hai nhiệm vụ thực giai đoạn này: - Một dịch chuyển vị trí tâm dao cắt gắn với đặc điểm TRACUT,VILAXS cập nhật CLFILE - Một nhiệm vụ khác tạo in từ CLFILE, gọi CLDATA, bao gồm liệu gắn với vị trí dao cắt yêu cầu tới máy gia công lệnh hậu xử lý cho chương trình nguồn APT Ở đây: TRACUT(Transform cutter location) chuyển dịch vị trí dao cắt, cho phép dao cắt chuyển dịch qua phép quay, tịnh tiến, tỷ lệ phóng to thu nhỏ tổng hợp yêu cầu COPY dùng để chép thành phần vị trí dao cắt định nghĩa trước VTLAXS(Variable tool axis) hiểu trục dụng cụ thay đổi, soạn thảo đặc biệt CLFILE dễ dàng áp dụng cho lập trình đa trục Nó cho phép hướng trục dao thay đổi dao thay đổi dao di chuyển dọc theo bề mặt điều khiển Học viên: Nguyễn Trung Dũng 103 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân 5.3.5 Giai đoạn hậu xử lý Giai đoạn hậu xử lý dùng vài hậu xử lý để xác định cho tổ hợp máy công cụ điều khiển số Bộ hậu xử lý yêu cầu cho máy NC riêng Bộ hậu xử lý chương trình máy tính, dùng để chuyển đổi liệu vị trí dao cắt thơng tin vận hành máy sang dạng mã NC Bộ hậu xử lý khơng thuộc hệ thống APT, việc thực giai đoạn hậu xử lý không bắt buộc phụ thuộc vào việc khai báo hậu xử lý khơng bắt buộc phụ thuộc vào việc khai báo hậu xử lý sử dụng câu lệnh MACHIN chương trình nguồn APT Đầu giai đoạn hậu xử lý mã NC bao gồm chức G,M,T,F dạng mã chương trình chức khác 5.4 Tiến trình xử lý chương trình nguồn APT Khi chương trình nguồn APT thực xử lý APT phần dịch chuỗi số (ISN) gán cho câu lệnh chương trình Mỗi câu lệnh xác định thực thể hình học chuyển sang dạng tiêu chuẩn giai đoạn thi hành Bảng tiêu chuẩn in với câu lệnh PRINT cho việc kiểm tra Dữ liệu vị trí dao cắt tạo phần hiệu chỉnh in với câu lệnh CLPRNT Cuối qua hậu xử lý, file chứa đựng thông tin NC bao gồm mã T,F,M S đưa để máy gia công Bộ xử lý APT có nhiệm vụ chuyển đổi câu lệnh định nghĩa thực thể hình học sang dạng tiêu chuẩn, mô tả thông tin lưu trữ liệu ngắn gọn để q trình xử lý máy tính dễ dàng Dạng chuẩn dạng hình học khác với dạng chuẩn dạng hình học khác Mặc dù có phương pháp khác để xác định loại thực thể, ln chuyển dạng giống Ví dụ: Bất điểm mô tả giá trị tọa độ X,Y,Z bất chấp xác định Học viên: Nguyễn Trung Dũng 104 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân Bảng 5.1: Dạng tiêu chuẩn số loại thực thể hình học Thực Số thể Tham thứ Định nghĩa số hình tự học X Giá trị tọa độ điểm hệ tọa độ cho Điểm Y trước Z A,B,C,D hệ số phương trình mặt phẳng A đường thẳng Ax+By+Cz+D=0 với A,B,C B Đường tọa độ véctơ pháp tuyến C=0 C=0 thẳng dường thẳng, xem mặt phẳng D vng góc với mặt XY X Trong APT, đường tròn xem hình Y trụ vng góc với mặt XY, A,B,C, tọa độ Y véctơ đường tâm, với đường trịn Đường A=0 A=B=0 C=1 R giá trị bán kính tròn B=0 C=1 R A A,B,C,D hệ số phương trình mặt phẳng Mặt B Ax+By+CZ=D phẳng C D A A,B,C véc tơ thành phần tương Véc tơ B ứng trục tọa độ X,Y,Z C X X,Y,Z tọa độ điểm xác định đường Y tâm Z A,B,C véc tơ đơn vị tương ứng Hình A trục tọa độ X,Y,Z để tạo lên đường trụ B tâm C R giá trị bán kính R A A,B,C,D,F,G,H,P,Q R hệ số phương B trình bậc hai: C Ax2+By2+Cz2+D+2Fyz+2Gxz+2Hxy+2Px+2Q y+2Rz=0 D Mặt F bậc hai G H P Q Học viên: Nguyễn Trung Dũng 105 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học Ma trận 10 10 11 12 R C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 Học viên: Nguyễn Trung Dũng GVHD: TS Trần Anh Quân C1,C2, ,C12 hệ số ma trận chuyển đổi: C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 0 106 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân Bảng 5.2: Các thuật ngữ dùng lập trình ngơn ngữ APT STT Thuật ngữ Ý nghĩa POINT Điểm LINE Đường thẳng XAXIS Trục X YAXIS Trục Y ZAXIS Trục Z CIRCLE Đường tròn ELLIPS Elip PATERN Hệ điểm PLANE Mặt phẳng 10 XYPLANE Mặt phẳng XY 11 YZPLANE Mặt phẳng YZ 12 ZXPLANE Mặt phẳng ZX 13 ZSURF Mặt phẳng //XY 14 SPHERE Hình cầu 15 CILINDR Hình trụ 16 CONE Hình 17 VECTOR Véc tơ 18 MATRIX Hệ tọa độ 19 CENTER Tâm 20 RADIUS Bán kính 21 ATANGL Góc 22 FWD Tiến 23 BACK Lùi 24 UP Lên 25 DOWN Xuống 26 LEFT Bên trái 27 RIGHT Bên phải 28 INTOF Cắt 29 TANTO Tiếp tuyển 30 MIRROR Đối xứng 31 SCALE Tỉ lệ 32 CLW Cùng chiều kim đồng hồ 33 CCLW Ngược chiều kim đồng hồ 34 LARGE Lớn 35 SMALL Nhỏ 36 XLARGE X lớn 37 XSMALL X nhỏ 38 YLARGE Y lớn 39 YSMALL Y nhỏ 40 ZLARGE Z lớn Học viên: Nguyễn Trung Dũng 107 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 ZSMALL LFT RGT GO GOTO GOLFT GORGT GOFWD GOBACK GOUP GODOWN GODLTA XYROT YZROT ZXROT CUTTER PARLEL PARPTO TO ON PAST FROM PS DS CS IN OUT TLLFT TLRGT TLONPS TLOFPS Học viên: Nguyễn Trung Dũng GVHD: TS Trần Anh Quân Z lớn Sang bên trái Sang bên phải Đi Đi tới Đi bên trái Đi bên phải Đi phía trước Đi phía sau Đi lên phía Đi xuống phía Gia số Quay quanh Z Quay quanh X Quay quanh Y Dao phay Song song Vuông góc Đến Trên Đằng sau Vị trí ban đầu Mặt gia công Mặt dẫn hướng Mặt giới hạn Bên Bên Dao bên trái Dao bên phải Dao nằm bề mặt gia công Dao tiếp xúc với bề mặt gia công 108 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân KẾT LUẬN Kết nghiên cứu đề tài nêu lên ý nghĩa APT, cấu trúc câu lệnh bao gồm: câu lệnh định nghĩa hình học, câu lệnh thiết lập đường chạy dao, câu lệnh hậu xử lý đưa số ví dụ lập trình gia cơng chi tiết điển hình Với kết nghiên cứu giúp cho người làm cơng nghệ nhiều thời gian mà gia cơng mặt định hình xác Đồng thời kiến thức cần thiết thiếu học sinh – sinh viên chuyên ngành khí chế tạo máy, đặc biệt học sinh – sinh viên trường đào tạo nghề Với phương pháp tiếp cận mới, kết nghiên cứu đề tài sở phương pháp luận để người tham khảo ngơn ngữ lập trình APT, từ lập trình cho máy gia cơng CNC Đồng thời tài liệu giúp cho sinh viên ngành kỹ thuật có thêm kiến thức máy công cụ điều khiển số hệ thống CAD/CAM/CNC Vì thời gian lượng thơng tin kiến thức thân tơi có hạn đề tài tập trung nghiên cứu ngôn ngữ lập trình tự động ứng dụng để gia cơng số chi tiết điển hình.Với kết đề tài, muốn đảm bảo nội dung đầy đủ chọn vẹn cần tiếp tục bổ xung thêm vể chương trình phần mềm biên dịch chương trình nguồn để gia công máy CNC cụ thể Trường CĐ Nghề Việt Đức Vĩnh Phúc nơi công tác Học viên: Nguyễn Trung Dũng 109 Chuyên ngành: Chế tạo máy Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS Trần Anh Quân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S.C Jonathan Lin.(1994), Computer Numerical Control, Eastern Michigan University [2] GS.TS Trần Văn Địch (2004) , Công nghệ CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] TS Nguyễn Thế Đào(2001) Công nghệ kim loại ứng dụng CAD/CAM/CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] PGS.TS Tăng Huy (2000), Điều khiển số lập trình máy CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] TS.Trần Vĩnh Hưng (2005) , Mastercam, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [6] PGS.TS.Tạ Duy Liêm (2002) , Máy công cụ CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] PGS.TS Tạ Duy Liêm, Máy điều khiển tnheo chương trình số Rơbốt cơng nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] TS Trần Thế San TS Nguyễn Ngọc Phương (2006) , Sổ tay lập trình CNC, Nhà xuất Đà nẵng Học viên: Nguyễn Trung Dũng 110 Chuyên ngành: Chế tạo máy ... xin cam đoan nội dung luận văn với đề tài ? ?Nghiên cứu, ứng dụng cơng cụ lập trình tự động để lập trình gia cơng mặt định hình 3D xác? ?? cơng trình nghiên cứu sáng tạo tác giả Nguyễn Trung Dũng với... Quân 1.2 Lập trình máy nơi lập trình độc lập Ngày với ứng dụng máy tính, cơng việc lập trình máy sử dụng rộng rãi vị trí lập trình độc lập Lập trình độc lập có ưu điểm sau: - Ngơn ngữ lập trình. .. lập trình máy đời sử dụng rộng rãi nước công nghiệp phát triển Nét đặc trưng việc lập trình máy ứng dụng ngơn ngữ lập trình định hướng theo nhiệm vụ Khi lập trình máy, người lập trình mơ tả hình