Tài liệu tham khảo môn Công Nghệ CNC - CĐ Viễn Đông

Khoa Cơ Khí Bài LẬP TRÌNH CƠ BẢN PHAY CNC I CẤU TRÚC MỘT CHƯƠNG TRÌNH Một chương trình CNC gồm có nhiều câu lệnh (Block), câu lệnh có từ lệnh đến nhiều lệnh (Word), lệnh gồm địa (Address) số Một chương trình CNC gồm :  Ký hiệu mở đầu chương trình - Để phân biệt với chương trình khác, dùng lưu trữ chương trình nhớ  Thứ tụ câu lệnh câu lệnh  Ký hiệu kết thúc chương trình Ví dụ : chương trình : * Địa : Theo tiêu chuẩn ISO gồm địa sau A - Định vị trí góc quay quanh trục X B - Định vị trí góc quay quanh trục Y C - Định vị trí góc quay quanh trục Z D - Định vị trí góc quay quanh trục đặc biệt hiệu chỉnh dao E - Định vị trí góc quay quanh trục đặc biệt F - Tốc độ chạy dao (Feed) G - Chức chuẩn bị (Preparatory functions) H - Dự trữ I - Tọa độ X tâm đường tròn bước ren trục X J - Tọa độ Y tâm đường tròn bước ren trục Y K - Tọa độ Z tâm đường tròn bước ren trục Z L - Dự trữ M - Chức phụ (Auxiliary function) N - Thứ tự câu lệnh P,U - Tọa độ phụ tương ứng với tọa độ X (chuyển động song song trục X) Q,V - Tọa độ phụ tương ứng với tọa độ Y (chuyển động song song trục Y) R,W - Tọa độ phụ tương ứng với tọa độ Z (chuyển động song song trục Z) S - Tốc độ vòng trục (Speed) T - Dụng cụ cắt (Tool) X,Y,Z - tọa độ theo trục X,Y,Z * Lệnh : Là tập hợp ký tự (gồm địa số) cung cấp cho máy CNC thông tin đầy đủ để thực hoạt động Có nhóm lệnh sau : 41 K Khoa Cơ Khí  Nhóm lệnh thực chức định vị trí hình học : Đó lệnh định vị trí theo tọa độ thông số hình học Bao gồm địa : A B C D E I J K P Q R U V W X Y Z Caùc số theo sau có khoảng từ đến số tùy theo khả độ xác máy, số dương (có dấu +), số âm (bắt buộc phải có dấu -) số thập phân (lưu ý dấu phẩy phải dùng dấu chấm)  Nhóm lệnh thực chức công nghệ : Đó lệnh tốc độ chạy dao, tốc độ vòng dụng cụ cắt Bao gồm địa : F (feed) S (speed) T (tool) Cách ghi số sau địa F S tùy thuộc khả công nghệ loại máy CNC Có máy ghi theo quy định, có máy ghi theo trị số thực Hiện phần lớn loại máy hệ ghi theo trị số thực Đối với tốc độ vòng trục chính, có đơn vị dùng (vòng/f) tốc độ chạy dao phải lưu ý đến đơn vị dùng (mm/f hay mm/vòg) Đối với địa T, số người lập trình đặt trình soạn thảo chương trình, phép đặt số máy CNC phần mềm định Do dùng máy CNC ta phải tìm hiểu kỹ cách ghi giá trị số sau địa F, S, T  Nhóm lệnh thực chức chuẩn bị: Đó địa G số theo sau tùy thuộc khả công nghệ máy CNC Nhưng nói chung lệnh chuẩn bị giống nhau.Ví dụ : - Định vị trí với tốc độ nhanh G00 - Nội suy đường thẳng G01 - Nội suy đường tròn G02, G03 - Mặt phẳng nội suy vòng G17, G18, G19 - Hiệu chỉnh bán kính dao cắt G41, G42 - Kết thúc hiệu chỉnh bán kính dao G40 - Chu trình cắt gọt G81, G82, G83… - Kết thúc chu trình khoan lỗ G80 - Phương thức lập trình G90, G91 Do lập chương trình cho máy CNC cụ thể phải nghiên cứu kỹ tập lệnh máy  Nhóm lệnh thực chức phụ : Đó địa M số theo sau tùy thuộc khả công nghệ máy CNC Nhưng nói chung lệnh phụ giống Ví dụ : - Dừng chương trình M0 - Dừng máy M01 42 K Khoa Cơ Khí - Kết thúc chương trình M02 - Chiều quay trục - Dừng trục - Thay dao - Mở dung dịch trơn nguội - Tắt dung dịch trơn nguội M03, M04 M05 M06 M08 M09 * Câu lệnh : Câu lệnh viết hàng chương trình, bao gồm một nhóm lệnh thực lúc Nó chứa nhiều lệnh chức chức có vài lệnh, lệnh phải thực hoạt động độc lập Ngay trường hợp khác chức thứ tự hoạt động đặt vào câu lệnh Ví dụ : Trong câu lệnh thông tin cho máy vừa mở dung dịch trơn nguội lại vừa tắt dung dịch trơn nguội (M08 M09); Vừa quay trục lại vừa dừng trục (S1800 M03 M05) Cấu trúc câu lệnh sau : N… G… X… Y… Z… F… S… T… M… Thứ tự câu lệnh Chức chuẩn bị Tọa độ theo trục Tốc độ chạy dao Tốc độ vòng trục Dụng cụ cắt Chức phụ Thứ tự câu lệnh Thứ tự câu lệnh phải tăng dần, tăng đơn vị đơn vị, 10 đơn vị Trong câu lệnh, lệnh viết liền chúng có khoảng trống Khi đọc câu lệnh, hệ thống điều khiển không đọc khoảng trống Một câu lệnh tối đa 128 ký tự (kể khoảng trống) II PHƯƠNG THỨC LẬP TRÌNH Có phương thức lập trình : Phương thức lập trình tuyệt đối (Absolute dimensions) : Là phương thức mà tất vị trí xác định từ chuẩn thảo chương Phương thức lập trình tương đối (Relative or incremental dimension) : Là phương thức vị trí xác định từ chuẩn thảo chương, vị trí xác định từ vị trí trước tiếp tục hết 43 K Khoa Cơ Khí Y Za P Za Zb Zb P X X Tuyệt đối Tương đối Cách chọn phương thức lập trình tùy thuộc vào độ xác kích thước thiết kế vẽ chi tiết gia công Bảng tọa độ vị trí với hai phương thức lập trình : Vị trí tọa P độ đến Tọa độ X -8 tuyệt đối Z Tọa độ tương đối đến 2 ñeán 3 ñeán 4 ñeán 5 ñeán 6 đến 7 đến 8 đến 9 đến 10 10 đến 11 -8 -4 -5 -2 -9 -1 -5 -8 -3 -7 X -8 11 -12 14 -7 -8 -15 Z -9 -4 -9 -5 -12 -4 -4 44 K Khoa Cơ Khí +Y P1 P6 7 P5 P7 P4 3 P P8 -X 1 P2 P10 P12 P3 P11 P8 -Y 45 +X K Khoa Cơ Khí Bài tập : Xác định giá trị X Y theo tọa độ tuyệt đối tương đối sau +Y 90 P5 80 70 P6 P4 P7 60 50 40 P3 30 20 P8 -X 80 70 60 50 40 30 20 10 P1 10 10 P2 +X 10 20 P9 20 30 40 50 60 70 80 P12 90 P10 P11 30 -Y Kích thước tuyệt đối G90 P X Y P P1 P7 P2 P8 P3 P9 P4 910 P5 P11 P6 P12 X Y Kích thước tương đối P X Y P1 P2 P3 P4 P5 P6 46 G91 P P7 P8 P9 910 P11 P12 X Y K Khoa Cơ Khí III LẬP TRÌNH CĂN BẢN VỚI PHẦN MỀM FANUC - OM Cấu trúc chương trình Mở đầu chương trình Thay dao Tiến tới gần chi tiết gia công Thực cắt gọt Rời khỏi chi tiết gia công Thay dao Nhắc lại từ đến Kết thúc chương trình  Mở đầu chương trình : Được thực câu lệnh chương trình, ký hiệu số chương trình đơn vị dùng chương trình (hệ mét hay hệ inch)  Thay dao : thực tự động Máy phay CNC Denford Novamill có ổ dao chứa dao, chương trình thực tối đa dao Muốn thay dao, trục máy phải chuẩn R để ổ dao vào thay dao (cất dao trục thay dao vào trục chính) Ổ dao có đánh số vị trí, việc thay dao chương trình phải phù hợp với số vị trí ổ dao thông số dao vị trí ổ dao (như chiều dài nhô dao trục bán kính dao) phải cài đặt trước thực chương trính  Tiến tới gần chi tiết gia công : Được thực với tốc độ chạy dao nhanh đến gần chi tiết gia công Nhưng lưu ý nên chạy hai tọa độ cao trước, đến vị trí mong muốn hạ dao xuống gần chi tiết gia công Tốc độ chạy dao máy CNC ấn định Người lập trình không cần lập trình tốc độ Hiệu chỉnh dao cần  Thực cắt gọt : Dao di chuyển theo quỹ đạo với tốc độ cắt người lập trình thiết kế lập trình  Rời khỏi chi tiết gia công : Xóa hiệu chỉnh dao rời khỏi chi tiết gia công với tốc độ chạy dao máy CNC ấn định Khi rời khỏi chi tiết nên trả trục chuẩn R, để thay dao cất dao  Kết thúc chương trình : Bằng lệnh kết thúc chương trình Dao phay với đường Tốc độ Lượng chạy Tốc độ vòng Lượng chạy Lượng kính D (mm) số cắt V (m dao SZ trục n dao phút Sf chạy dao Z / f) (mm/ răng) (vòg/ f) (mm/f) vòng SV (mm/vòg) Đến  10 (2 răng) 90 0,01 2800 56 Đến  16 (4 răng) 90 0,03 1800 210 Đến  20 (4 răng) 90 0,03 1400 160 Dưới  63 (5 răng) 400 0,02 2000 200 47 K Khoa Cơ Khí Trong : Tập lệnh G M Sf = n Z SZ SV = SZ Z a) G - codes / Fanuc OM CHÚ Ý : KHÔNG PHẢI MÃ G NÀO CŨNG CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯC CHO TỪNG LOẠI MÁY NHÓM LỆNH G04 G28 G27 G52* G53* G92 CHỨC NĂNG Dừng xác Trở điểm tham chiếu Kiểm tra việc quay trở điểm tham chiếu Hệ tọa độ địa phương Hệ tọa độ máy Cài đặt hệ tọa độ (Lập trình cho điểm tuyệt đối) G00 G01 G02 G03 Định vị trí ( Dịch chuyển nhanh - Không cắt gọt) Gia công theo đường thẳng (Nội suy theo đường thẳng) Gia công cung tròn chiều kim đồng hồ Gia công cung tròn ngược chiều kim đồng hồ G17 G18* G19* Gia công mặt phẳng XY Gia công mặt phẳng XZ Gia công mặt phẳng YZ G90 G91 G94 G95 Tọa độ tuyệt đối Tọa độ tương đối Đơn vị lượng chạy dao tính theo mm/phút Đơn vị lượng chạy dao tính theo mm/vòng G20 G21 Đơn vị đo lường INCHES Đơn vị đo lường MILLIMETERS G40 G41 G42 Kết thúc hiệu chỉnh bán kính dao (Hủy bỏ bù dao cắt) Hiệu chỉnh bán kính dao trái (Bù dao cắt phía trái) Hiệu chỉnh bán kính dao phải (Bù dao cắt phía phải) G43 Hiệu chỉnh chiều dài dao dương (Bù chiều dài dao cắt dương) 48 K Khoa Cơ Khí G44 G49 Hiệu chỉnh chiều dài dao âm (Bù chiều dài dao cắt âm) Kết thúc hiệu chỉnh chiều dài dao (Hủy bỏ bù chiều dài dao caét) G80 G81 G82 G83 G73 G76 G74 G84 G85 G86 Kết thúc chu trình khoan lỗ Chu trình khoan, doa điểm (Khoan lỗ tâm, lỗ nông) Chu trình khoan, doa điểm (Khoan lỗ kín, lỗ bậc) Chu trình khoan lỗ gián đoạn (Lỗ sâu) Chu trình Khoan lỗ tốc độ cao Doa tinh Chu trình tarô ren trái Chu trình tarô ren phải Chu trình doa lỗ Chu trình doa lỗ 10 G98 G99 Rút trở mặt phẳng xuất phát Rút trở mặt phẳng an toàn 13 17 G97 G15* G16* Đơn vị số vòng quay trục (vòng/phút) Kết thúc tọa độ cực Bắt đầu tọa độ cực b) M - Codes / Fanuc OM CHÚ Ý : KHÔNG PHẢI MÃ M NÀO CŨNG CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯC CHO TỪNG LOẠI MÁY TẤT CẢ MÃ M ĐÁNH DẤU SAO (*) SẼ ĐƯC THI HÀNH Ở CUỐI MỘT KHỐI (VÍ DỤ NHƯ SAU KHI TRỤC DI CHUYỂN) LỆNH *M00 *M01 *M02 M03 M04 *M05 M06 M07 M08 *M09 M24 M25 M30 M70 CHỨC NĂNG Dừng chương trình Dừng chương trình tùy chọn Kết thúc chương trình Trục quay thuận (cùng chiều kim đồng hồ) Trục quay nghịch (ngược chiều kim đồng hồ) Dừng trục Tự động thay dao Mở hệ thống làm nguội "B" Mở hệ thống làm nguội "A" Tắtû hệ thống làm nguội Mở kẹp dao (thao tác tay) Đóng kẹp dao (thao tác tay) Kết thúc chương trình trả ngược Mở chức đảo theo trục Y (Gia công biên dạng đối xứng theo trục Y) 49 K Khoa Cơ Khí M71 M80 M81 M98 M99 Mở chức đảo theo trục X (Gia công biên dạng đối xứng theo trục X) Tắt chức đảo theo trục Y (Xóa gia công biên dạng đối xứng theo trục Y) Tắt chức đảo theo trục X (Xóa gia công biên dạng đối xứng theo trục X) Gọi chương trình Kết thúc chương trình IV DIỄN GIẢI TẬP LỆNH G CỦA FANUC - OM Lệnh G17 / G18 / G19 : Chọn mặt phẳng gia công G17 - Gia công mặt phẳng XY G18 - Gia công mặt phẳng XZ G19 - Gia công mặt phẳng YZ Trên máy phay CNC có mặt phẳng gia công, tùy theo công việc, tùy theo trục dao sử dụng mà người điều khiền lựa chọn cho tương thích Lệnh G90 / G91 : Chọn hệ thống đo lường (Phương thức lập trình) - G90 - Tọa độ tuyệt đối G91 - Tọa độ tương đối  G90 : Hệ thống đo tuyệt đối : hệ thống kích thước tuyệt đối lấy gốc tọa độ làm chuẩn cho kích thước trục X, Y, Z  G91 : Hệ thống đo tương đối : hệ thống kích thước tương đối lấy tọa độ điểm trước làm gốc tọa độ cho điểm  Sự chuyển đổi G90 G91 : Trong chương trình sử dụng G90 G91cho tất câu lệnh Để tăng phần tiện nghi, hệ điều khiển cho phép chuyển đổi cách tùy ý kích thước tuyệt đối G90 kích thước tương đối G91 50 K Khoa Cơ Khí Lệnh G00 : Định vị trí với tốc độ chạy dao nhanh máy CNC ấn định * Cấu trúc câu lệnh G90 G00 X _ Y _ Z_ * Trong đó: G90 - Lập trình tuyệt đối G00 (G0) - Di chuyển dao thẳng với tốc độ chạy dao nhanh (Tốc độ chạy không) Tốc độ máy CNC ấn định X _ Y _ Z _ Tọa độ X, Y,Z điểm cần tới * Ví dụ: N5 G00 X 10 Y10 N10 Z10 Lệnh G01 : Gia công theo đường thẳng * Cấu trúc câu lệnh G90 (Hoặc G91) G01 X _ Y _ Z _ F _ * Trong : G90 - Lập trình tuyệt đối G91 - Lập trình tương đối G01 (G1) - Di chuyển dao thẳng với tốc độ cắt Tốc độ người lập trình ấn định X _ Y _ Z _ Tọa độ X, Y, Z điểm cần tới F _ Lượng chạy dao (mm/f) Lệnh G02 / G03 : Gia công theo cung (đường) tròn  Lập trình trực tiếp số đo bán kính : * Cấu trúc câu lệnh : G90 (Hoặc G91) G02 (Hoaëc G03) X _ Y _ Z _ R _ F _ * Trong : G90 - Lập trình tuyệt đối G91 - Lập trình tương đối G02 (G2) - Di chuyển dao theo cung tròn chiều kim đồng hồ G03 (G3) - Di chuyển dao theo cung tròn ngược chiều kim đồng hồ X _ Y _ Z_ Tọa độ X, Y, Z điểm cuối cung tròn 51 K Khoa Cơ Khí R _ Bán kính cung tròn ( R dương (+) cung tròn nhỏ 1800, R âm (-) cung tròn lớn 1800 F _ Lượng chạy dao (mm/f)  Lập trình với tọa độ tâm cung tròn * Cấu trúc câu lệnh : G90 (Hoặc G91) G02 (hoặc G03) X _ Y _ Z _ I _ J _ K_ F _ * Trong : G90 - Lập trình tuyệt đối G91 - Lập trình tương đối G02 (G2) - Di chuyển dao theo cung tròn chiều kim đồng hồ G03 (G3) - Di chuyển dao theo cung tròn ngược chiều kim đồng hồ X _ Y _ Z _ Tọa độ X, Y, Z điểm cuối cung tròn I _ Là khoảng cách từ điểm đầu cung tới điểm tâm cung tròn theo trục X J _ Là khoảng cách từ điểm đầu cung tới điểm tâm cung tròn theo trục Y K _ Là khoảng cách từ điểm đầu cung tới điểm tâm cung tròn theo trục Z F _ Lượng chạy dao (mm/f) Leänh G41 / G42 / G40 : Hieäu chỉnh (bù) bán kính dao / Xóa bỏ hiệu chỉnh bán kính dao Khi lập chương trình gia công máy phay CNC, đường kính dụng cụ cắt nói chung vấn đề cần xử lý, lựa chọn cho thích hợp Nếu lập đường tâm dao phay phát sinh việc phải tính toán cho quỹ đạo tâm dao cách mặt gia công đoạn bán kính dụng cụ cắt Sự tính toán không phức tạp đơn giản cộng trừ Nhưng phức tạp cần tránh phải tính toán lập trình Mọi nguyên đề cập lúc giải chức hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt G41, G42 , G40 G41 - Hiệu chỉnh (bù) bán kính dao trái (Dao bên trái quỹ đạo cắt) G42 - Hiệu chỉnh (bù) bán kính dao phải (Dao bên phải quỹ đạo cắt) G40 - Xóa bỏ hiệu chỉnh bán kính dao Lệnh G04 : Dừng tạm thời, trục quay Lệnh G04 dừng tạm thời thời gian, chờ lệnh thực lệnh * Cấu trúc câu lệnh : G04 X _ Hoaëc G04 U _ Hoaëc G04 P _ 52 K Khoa Cơ Khí * Thí dụ : N10 G01 X10 Y10 F100 N20 G04 X2  Dừng khoảng giây, sau thực lệnh N30 G02 X20 Y20 R10 Câu lệnh N20 viết lại sau : N20 G04 U2 Đều có nghóa dừng khoảng giây Hoặc N20 G04 P2000 Lệnh G73 : Chu trình khoan lỗ với tốc độ cao (Gia công vật liệu mềm, lỗ không sâu) * Cấu trúc câu lệnh : N _ G73 G98 (G99) X _ Y _ Z _ P _ Q _ R _ F _ K * Trong : - Q _ chiều sâu lần khoan (Ví dụ : Q4 - lần khoan xuống 4mm dao tự rút lên đoạn 1mm, sau tiếp tục khoan xuống 4mm …) - R _ khoảng cách an toàn từ mũi dao đến mặt phôi lúc trước khoan lát lỗ - P _ khoảng dừng đáy lỗ (Miligiây) Lệnh G73 áp dụng cho chuỗi gồm nhiều lỗ có khoảng cách không * Ví dụ : N10 M06 T03 N20 M03 S1000 G00 X N30 G90 G73 X10 Y10 Z-20 P1000 Q3 R2 F100 (khoan loã 1) N40 X20 (khoan loã 2) N50 X30 (khoan loã 3) N60 G80 (Xóa bỏ chu trình khoan lỗ) Lệnh G81 : chu trình khoan định tâm (khoan mồi) * Cấu trúc câu lệnh : N_ G90 G81 G98 (G99) X _ Y_ Z _ R _ F _ * Ví dụ : N10 M06 T05 N20 M03 S1000 N30 G90 G00 X30 Y20 Z10 N40 G81 G99 X30 Y20 Z-10 R2 F200 N50 X40 N60 G98 X60 N70 G80 53 K Khoa Cơ Khí 10 Lệnh G82 : Chu trình khoan lỗ kín, lỗ bậc * Cấu trúc câu lệnh : N_ G90 G82 G98 (G99) X _ Y_ Z _ R _ P _ F _ * Ví dụ : N10 M06 T05 N20 M03 S1000 N30 G90 G00 X30 Y20 Z10 N40 G82 G99 X30 Y20 Z-10 R2 P1000 F200 N50 X40 N60 G98 X60 N70 G80 11 Leänh G83 : Chu trình khoan lỗ sâu * Cấu trúc câu lệnh : N_ G90 G83 G98 (G99) X _ Y_ Z _ R _ P _ Q _ F _ * Trong : - Q _ chiều sâu lần khoan Đối với G83, sau lần khoan xuống dao trở điểm R an toàn, xuống trở lại phải cách bề mặt gia công đoạn d (do máy ấn định) khoan tiếp đoạn Q…rồi rút lên đến R …cứ đến khoan hết lỗ (Ví dụ : Q3 lần khoan xuống 3mm dao tự rút lên đến vị trí R = 2, sau tiếp tục khoan xuống 4mm …nhưng trước khoan xuống phải dừng lại đoạn d máy ấn định) - R _ khoảng cách an toàn từ mũi dao đến mặt phôi lúc trước khoan lát lỗ - P _ khoảng dừng đáy lỗ (Miligiây) * Ví dụ : N10 M06 T05 N20 M03 S1000 N30 G90 G00 X10 Y10 Z10 N40 G81 G99 X10 Y10 Z-20 R2 Q3 P1000 F200 N50 X20 N60 G98 X30 N70 G80 54 K Khoa Cơ Khí 12 Lệnh G74 : Chu trình tarô ren trái * Cấu trúc câu lệnh : N _ M06 T_ N _ M04 S _ N_ G74 G98 (G99) X _ Y_ Z _ R _ F _ N _ M03 S _ * Ví dụ : N100 M06 T04 N110 M04 S200 N120 G90 G00 X20 Y20 Z10 N130 G99 G74 X20 Y20 Z-10 R5 F300 N140 M03 N150 G80 Chú ý : Tốc độ cho chu trình tarô 200 vòng / phút Vì bước tiến dao 200 x bước (1.5) = F300 13 Lệnh G84 : Chu trình tarô ren phải * Cấu trúc câu lệnh : N _ M03 S _ N _ G84 G98 (G99) X _ Y_ Z _ R _ F _ N _ M04 S _ * Ví dụ : N100 M06 T04 N110 M03 S200 N120 G90 G00 X10 Y10 Z10 N130 G99 G84 X10 Y10 Z-20 R5 F300 N140 M04 N150 G80 Chú ý : Tốc độ cho chu trình tarô 200 vòng / phút Vì bước tiến dao 200 x bước (1.5) = F300 55 K ... ñeán 10 10 đến 11 -8 -4 -5 -2 -9 -1 -5 -8 -3 -7 X -8 11 -1 2 14 -7 -8 -1 5 Z -9 -4 -9 -5 -1 2 -4 -4 44 K Khoa Cơ Khí +Y P1 P6 7 P5 P7 P4 3 P P8 -X 1 P2 P10 P12 P3 P11 P8 -Y 45 +X K Khoa Cơ Khí Bài... thuộc khả công nghệ máy CNC Nhưng nói chung lệnh phụ giống Ví dụ : - Dừng chương trình M0 - Dừng máy M01 42 K Khoa Cơ Khí - Kết thúc chương trình M02 - Chiều quay trục - Dừng trục - Thay dao - Mở... phẳng gia công G17 - Gia công mặt phẳng XY G18 - Gia công mặt phẳng XZ G19 - Gia công mặt phẳng YZ Trên máy phay CNC có mặt phẳng gia công, tùy theo công việc, tùy theo trục dao sử dụng mà người