SỰ LIÊN hệ GIỮA CAD CAPP CAM CNC

Bài tập lớn môn học CAD/CAM/CNC CHƯƠNG X SỰ LIÊN HỆ GIỮA CAD / CAPP / CAM / CNC Mơ hình tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC Một nghiên cứu điển hình việc tích hợp CAD / CAPP / CAM Mơ hình sản phẩm đồng thời hệ thống CAD / CAM Bản tóm tắt trường hợp nghiên cứu điển hình CAD/CAM cho phép môi trường đồng quy 11 Sự phản hồi 12 Giới hạn tích hợp CAD, CAM CNC 13 Post-Processor (bộ hậu xử lí) 14 Thách thức 15 APT 16 BCL 17 BNCL 18 Ngôn ngữ trung gian cho lập trình CNC 22 Kết luận 22 Tài liệu tham khảo 23 Chú thích 25 Copyright © 2009, IGI Global, distributing in print or electronic forms without written permission of IGI Global is prohibited CHƯƠNG X: SỰ LIÊN HỆ GIỮA CAD / CAPP / CAM / CNC Tóm tắt Công nghệ liên quan đến việc thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD), lập kế hoạch sản phẩm máy tính (CAPP), sản xuất máy tính (CAM) điều khiển số (CNC) trưởng thành đến mức giải pháp phần mềm thương mại hóa hệ thống cơng nghiệp dễ dàng mua lại Các giải pháp hệ thống không thật cần thiết phải kết nối lại cách liền mạch Thuật ngữ "đảo tự động hóa" sử dụng để mơ tả nhóm hệ thống khơng kết nối liền mạch mà khơng có điểm tích hợp rõ ràng khác với người sử dụng cuối Khi doanh nghiệp kỹ thuật vận hành theo kiểu tồn cầu hóa đảo cần kết nối để phù hợp phục vụ môi trường cộng tác phân phối tốt Rõ ràng doanh nghiệp đấu tranh với chiến lược tích hợp số cấp độ khác với công nghệ bản, bao gồm CAD, CAPP, CAM CNC Trong số trường hợp, nơi tích hợp không tồn số giải pháp hỗ trợ máy tính, cơng nghệ sản phẩm hứa hẹn bị dừng đột ngột gặp phải rào cản Các chương trước trung giải pháp hỗ trợ máy tính cá nhân, ví dụ: CAD, CAPP, CAM, CNC vàtập cơng nghệ tính Cơng nghệ tính tích hợp nghiên cứu Các chương sau sẽvào đặc biệt tập trung vào vấn đề tích hợp, cơng nghệ giải pháp Chương bắt đầu với mơ tả chung mơ hình tích hợp CAD, CAM CNC truyền thống Điều thúc đẩy nghiên cứu điển hình cơng nghiệp cho thấy cách chương trình CAD /các CAM độc quyền có sửngành dụng để thành lập khối liên hợp Để minh họa tích hợp CAM / thể CNC, ba chương khác đề cập Chúng APT, BCL (Vị trí cắt nhị phân, (EIA /CAPP, ANSI, 1992)), BNCL (Ngôn ngữ điều khiển số bản, (Fortin, Chatelain Rivest, 2004)) vàvàsử ngôn ngữ Haskell cho lập trình CNC (Arroyo, Ochoa, Silva) & Vidal, 2004) ~2~ Mơ hình tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC Trong nỗ lực đạt tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC, có hai loại mơ hình truyền thống sử dụng, mơ hình tập trung (Model A) mơ hình hợp tác (Model B) (Xu & Mao, 2004) Trong mơ hình tập trung, hoạt động sản xuất diễn nhà sản xuất đơn lẻ vài nhà sản xuất có sở hạ tầng thông tin tương tự Trong mô hình này, định dạng liệu độc quyền thường sử dụng Trong mơ hình hợp tác, tầng thêm vào cách sử dụng ví dụ định dạng trao đổi liệu trung lập Như vậy, hoạt động hợp tác môi trường sản xuất trở nên dễ dàng Hình 10.1 minh họa luồng liệu hai mơ hình (Xu, 2006) Trong Model A, hai hệ thống CAD CAM sử dụng định dạng liệu độc quyền Qua nhiều năm, nhà cung cấp hệ thống CAD / CAM thành công việc phát triển định dạng liệu độc quyền khác để hỗ trợ hệ thống họ suốt trình thiết kế sản xuất Những lợi ích mơ hình hiển nhiên Các hệ thống CAD CAM thống định dạng liệu để liệu khơng tương thích chúng loại bỏ Hơn nữa, khơng có rào cản chuyển liệu, nhà cung cấp hệ thống có nhiều quyền tự để mơ hình hóa thơng tin Ngồi hình học túy, hệ thống CAD / CAM tích hợp phục vụ cho hoạt động khác từ thiết NC Một số hệ thống bao gồm Pro / E® (với Pro / NC®), Catia® UGS Một nghiên cứu điển hình việc tích hợp CAD / CAPP / CAM Phần trình bày nghiên cứu điển hình làm bật mơi trường CAD / CAPP / CAM tích hợp cho cơng ty sản xuất (Xu & Duhovic, 2004) Nó đại diện cho ví dụ cổ điển cách cơng ty sử dụng hệ thống CAD / CAM ngày hôm để hỗ trợ mơ hình tích hợp tập trung Hình 10.1 ~3~ Mơ hình sản phẩm đồng thời hệ thống CAD / CAM Sản phẩm nghiên cứu điển hình phiên nhỏ tủ lạnh gia dụng, thường gắn bên tủ Để cho phép bố trí điều chỉnh xác, hai lót cân chân cố định sàn tủ, để bàn chân cân phía trước tủ lạnh (Hình 10.2) Trường hợp nghiên cứu thiết kế phần cho tất hoạt động sản xuất phần sản phẩm đầu Chân đế cân thiết kế sử dụng hệ thống CAD / CAM 3D, tức Pro / Engineer® Là sản phẩm nhựa nhiệt dẻo, chân đế sản xuất hàng loạt cách sử dụng q trình ép phun Do đó, cơng cụ trở thành phần quan trọng toàn trình sản xuất Thiết kế dụng cụ thực hệ thống CAD / CAM, sử dụng mô-đun bổ sung gọi Pro / MOLDESIGN® Các mơ hình dụng cụ hồn chỉnh bao gồm sở khuôn, chèn lõi, chèn khoang (trong khuôn sở hàng đầu), chân đế san lấp mặt chân số chi tiết nhỏ (hình 10.3) Hầu hết phận gia công gia cơng máy phay CNC Quy trình lập kế hoạch tạo mã NC thực Pro / NC®, mơ-đun tích hợp khác Pro / Engineer® Một khe tròn hẹp, tương ứng với lồi tròn nhỏ bệ cân chân (Hình 10.4) yêu cầu EDM để sản xuất Công cụ sử dụng máy EDM điện cực Hình 10.4, thường làm từ vật liệu có độ dẫn điện cao than chì đồng Một lần nữa, thiết kế điện cực thực hệ thống CAD / CAM Mơ hình hình học phần điện cực thực với tham chiếu đến khuôn mặt tương ứng lõi chèn Tài liệu tham khảo coi quan trọng chứng minh sau để cung cấp môi trường kỹ thuật đồng thời Sản xuất điện cực thực máy phay CNC tốc độ cao, việc lập quy trình lập trình NC thực mơ-đun Pro / NC® ~4~ Hình 10.1 Workstation Workstation Workstation CAD I CAD II IGES files Proprietary CAD files CAPP/CAM systems Intergrated CAD/CAPP/ CAM CAD III CAPP/CAM systems Extended CAPP/CAM systemPost-processors Post-processors ISO 6983 G-Code ISO 6983 G-Code CNC controllers Model A CNC controllers Model B Bản tóm tắt trường hợp nghiên cứu điển hình Hình 10.5 cho thấy tổng quan tồn trình sản xuất liên quan đến việc sản xuất chân đế cân Ba đường kẻ đánh dấu (1) Sản xuất; (2) Thông tin thiết kế (3) Thông tin sản xuất Tuyến sản xuất minh họa chuỗi hoạt động sản xuất khác tầng cửa hàng để sản xuất cuối chân đế Đường thông tin thiết kế mô tả hoạt động thiết kế cho chân đê cân bằng, dụng cụ điện cực, theo Pro / Engineer® Pro / MOLDESIGN® sử dụng Luồng thơng tin từ thiết sản xuất theo tuyến Thông tin sản xuất, chủ yếu quản lý mô-đun Pro / NC® Cần lưu ý thơng tin thiết kế sản xuất quản lý hiệu hệ thống CAD / CAM sở liệu Do đó, kết hợp mẫu thiết kế sản xuất khác đảm bảo, cho phép môi trường tích hợp ~5~ Hình 10.2 ~6~ Integration of CAD/CAPP/CAM/CNC Hình 10.3 mould bases small inserts foot levelling pad insert core Hình 10.4 electrode electrode feed deep narrow slot insert core ~7~ 235 Hình 10.5 CAD / CAM cho phép mơi trường đồng quy Vì thiết kế thơng tin sản xuất nằm sở liệu chung, thay đổi quản lý dễ dàng nhanh chóng Hơn nữa, thay đổi hai chiều Một thay đổi thực cho phần thiết kế nhà thiết kế, ví dụ: đường kính ghế đệm cân chân, nhân xun suốt tồn dây chuyền mơ hình đến lệnh NC tạo để sản xuất khn mẫu, mơ hình thiết kế phần điện cực, lệnh NC tạo cho gia công điện cực nhà máy CNC tốc độ cao vv Điều thực nhờ tính kết hợp hệ thống Sự tương quan mối quan hệ mơ hình xây dựng theo cách khác Có thể chọn cách lấy phận có làm mốc tham chiếu Khi phần điện cực điều chỉnh, mối liên kết cần thiết thiết lập tính dụng cụ điện cực điện cực Một cách làm điều tạo chăn bề mặt dựa khuôn, mặt thuộc khn sau sử dụng để xác định tính nhơ điện cực Một liên kết quan trọng khác chân đế khuôn Trong Pro / MOLDESIGN®, hình dạng khn tạo trực tiếp từ phần "tham chiếu" có hiệu chân đế Do đó, thay đổi chân đế truyền qua mơ hình chương trình NC, tức hình học khn, phần điện cực chương trình NC để gia công khuôn phần điện cực Do tính kết hợp hệ thống, có cơng việc sửa đổi để thực ngồi việc “tái tạo” tất mơ hình dựa mơ hình sản phẩm thiết kế lại Tóm lại, kết hợp giúp ta cho hoạt động khác liên quan đến sản xuất phận riêng biệt xảy đồng thời thay Thiết kế dụng cụ điện cực, lập trình cho dụng cụ điện cực bắt đầu giai đoạn đầu thiết kế phận Do đó, thời gian chu kỳ phát triển sản phẩm rút ngắn Hơn nữa, thiết kế lại sản phẩm giai đoạn sau thực khó khăn khơng có lỗi Đối với phận đúc khn, Plastic Advisor Pro / Engineer® cho phép người dùng kiểm tra khả sản xuất chân đế mà khơng cần chun mơn quy trình sản xuất nhựa Điều thực hình động hình khn điền Pro / MOLDESIGN® cung cấp số công cụ phổ biến để tạo, sửa đổi phân tích thành phần khn phân đoạn, nhanh chóng cập nhật chúng cho thay đổi mơ hình thiết kế Co ngót áp dụng tương ứng với vật liệu thiết kế phần, hình học đúc điều kiện Khi lắp ráp khn xong, gắn với thành phần tiêu chuẩn khuôn sở, chân phun, ống lót sprink, ốc vít, phụ kiện thành phần khác tạo lỗ giải phóng mặt tương ứng Hệ thống gợi ý người dùng cách xác định tốt mặt chia tách khả thi sau chia phơi cách sử dụng mặt cắt Các mô-đun kiểm tra can thiệp thành phần q trình mở khn Để sản xuất khn mẫu, chèn lõi điện cực, Pro / NC® sử dụng để lập kế hoạch quy trình tạo liệu máy NC Sự phản hồi Nghiên cứu điển hình cung cấp ví dụ hệ thống CAD / CAM đại tích hợp hiệu hoạt động thiết kế sản xuất Đây trường hợp điển hình Mơ hình A Hình 10.1 Tuy nhiên, hệ thống khơng phải khơng có vấn đề Trao đổi liệu vòng đời sản phẩm xảy nhà sản xuất số nhà sản xuất triển khai hệ thống CAD / CAM Khi có nhiều nhà sản xuất tham gia vào vòng đời sản phẩm, thật khó, khơng muốn nói không thể, để thống nhà sản xuất với định dạng liệu độc quyền cụ thể Do đó, cấu trúc mơ tả Model A coi không phù hợp cho sản xuất khơng tương thích liệu Mơ hình B nhằm giải vấn đề cách sử dụng định dạng liệu trung tính trao đổi IGES (1980) Các định dạng liệu trung lập cung cấp tầng trung gian để kết nối hệ thống CAD CAM Với trợ giúp định dạng liệu trung lập, Mơ hình B tạo môi trường sản xuất hợp tác trao đổi liệu thiết kế, áp dụng cho dự án lớn cấp độ quốc tế Giới hạn tích hợp CAM CNC Sự tích hợp hai Mơ hình A B (Hình 10.1) kết thúc thời điểm mã NC tạo Mã NC thường sản xuất xử lý sau tích hợp sẵn Phần thảo luận vấn đề phần giải pháp Post-processor (bộ hậu xử lí) Post-processor chương trình phần mềm "tùy chỉnh" tệp liệu đường dẫn dao hướng dẫn có liên quan cho máy cơng cụ cụ thể Một chương trình NC xử lý, sử dụng để sản xuất phận máy định Chương trình tương tự khơng thể sử dụng máy công cụ khác trừ máy giống hệt - cấu hình, điều khiển, vị trí home, mặt phẳng, cơng cụ lắp vv Điều xảy hầu hết phân xưởng có nhiều loại thiết bị từ nhiều hãng sản xuất nhà cung cấp thiết bị CNC Nhiều khả công ty mua máy móc / đơn vị kiểm sốt khoảng thời gian Tuy nhiên, máy thường thực tác vụ tương tự giống Các máy trang bị nhiều loại điều khiển khác nhau, máy cần có xử lý riêng Số lượng lớn xử lý sau cần có nhiều độ lớn liên kết cao Viết chương trình cho xử lý sau nhiệm vụ không tầm thường Máy công cụ hướng dẫn sử dụng phải ăn khớp Cần ý việc đưa danh sách tiêu chuẩn lập trình cụ thể người dùng, chẳng hạn giao thức bắt đầu kết thúc, chuỗi thay đổi công cụ, vv Thông thường, người viết chương trình phải liên hệ với người xây dựng công cụ máy / nhà sản xuất điều khiển để biết chi tiết cụ thể cho hệ thống phân phối cho người dùng cuối Trên thực tế, hầu hết người dùng CAD / CAM đánh giá thấp tầm quan trọng việc mua lại xử lý sau họ đặt hàng hệ thống Có thể vài tuần hay vài tháng để nhận, kiểm tra đưa vào vận hành xủ lí sau Một số nhà sản xuất máy công cụ máy phản ứng nhanh người khác yêu cầu Điều với nhà sản xuất điều khiển Sự phân phối xử lý sau cho mơ hình máy cơng cụ giới thiệu thường bị trì hỗn nhà cung cấp CAD / CAM may mắn nhà chế tạo máy công cụ nhà sản xuất điều khiển Hơn nữa, gần khơng thể cho cơng ty CAD / CAM có tất máy công cụ điều khiển kết hợp bố trí họ, người dùng cuối người phải "kiểm tra" thực tất chức mong đợi từ loại ngôn ngữ lập trình Có nghĩa cần số lần kiểm tra người dùng trước xử lý sau chấp nhận để vận hành người dùng phải chấp nhận quãng thời gian để máy chạy kiểm tra Rất xử lý sau cài đặt trang web người dùng vài tháng trước kiểm tra hết tính Thách thức Hầu hết phòng lập trình phải có số xử lý sau để chuẩn bị chương trình NC cho máy công cụ sản xuất phơi gia cơng Các phòng ban chun mơn cửa hàng lớn có năm mươi, sáu mươi xử lý sau khác để hỗ trợ trăm máy công cụ NC Một phân xưởng nhỏ có xử lý sau cho máy Những thách thức thực mã NC tạo xử lý sau liên quan đến khía cạnh mã, ngữ nghĩa cú pháp Vấn đề liên quan đến ngữ nghĩa xử lí nội dung mã, hay thiếu nội dung Mã NC (tức mã G) có thơng tin hình học mơ hình thiết kế Bởi điều này, mơi trường tích hợp thực cho CAD / CAPP / CAM / CNC Mỗi thay đổi thực cho mơ hình thiết kế u cầu tái sản xuất (hoặc tái chế biến) mã NC Vấn đề liên quan đến cú pháp xử lí tiêu chuẩn hóa cú pháp Kết việc thiếu tiêu chuẩn hóa, gia tăng xử lý hậu xử lý tạo vấn đề lập trình NC Xu hướng sản xuất tích hợp máy tính, thúc đẩy áp lực cạnh tranh tồn cầu, làm tăng thêm khó khăn tạo thiếu tiêu chuẩn hóa Đã có số nỗ lực để giảm bớt vấn đề Nỗ lực với ngôn ngữ APT (ANSI INCITS 37, 1999) chuẩn hóa hai cơng cụ lập trình NC (để giải vấn đề liên quan đến cú pháp) cung cấp mức độ kết hợp phần hình học phơi gia cơng đường cơng cụ (để giải vấn đề ngữ nghĩa liên quan) Để giải vấn đề liên quan đến cú pháp, vị trí máy cắt nhị phân (EIA / ANSI, 1992) Ngôn ngữ điều khiển số sở (Fortin, Chatelain & Rivest, 2004) phát triển Một số ngôn ngữ khác sử dụng để tạo chương trình CNC, ví dụ: AutoLISP (Carr & Holt, 1998, Rawls & Hagen, 1998) Haskell (Jones, 2003) APT Một nỗ lực để chuẩn hóa cơng cụ ngơn ngữ lập trình NC thơng qua APT (xem Chương IX để biết thêm chi tiết APT) APT dự định ngôn ngữ chung, không hướng tới loại máy công cụ nhà sản xuất Do đó, thiết kế để tạo chương trình NC chung, độc lập với máy cơng cụ gọi tệp Cutter Location Tệp CL sau đọc xử lý xử lý sau cung cấp người có kiến thức tốt máy công cụ cụ thể yêu cầu giới hạn Bộ xử lý APT mã miền công cộng ngôn ngữ xác định theo tiêu chuẩn ANSI Hầu hết vi xử lý APT viết FORTRAN máy tính hệ điều hành hợp lý độc lập Tuy nhiên, vấn đề lớn hậu kỳ Các nhà thiết kế APT không muốn phải hỗ trợ loại máy công cụ, họ mong đợi loại công cụ loại xử lý sau hỗ trợ loại tệp APT CL Mặc dù định dạng tệp CL tương tự nhà cung cấp APT gửi cho nhà cung cấp, chúng điều chỉnh theo đặc điểm hệ thống máy tính cá nhân Do đó, họ tạo tập hợp chương trình lập trình (có thể gọi Giao diện lập trình ứng dụng, API) để cách ly xử lý sau từ định dạng tệp CL thực tế Các xử lý sau APT thường không đọc trực tiếp tệp CL, sử dụng API để truy cập liệu CL Phương pháp cho phép chức xử lý sau với nhiều hệ thống APT, hệ điều hành máy tính cho phép nhiều xử lý sau viết cho máy tính lớn chạy PC với thay đổi nhỏ Sự kết hợp tệp ASCII APT CL thức số tích hợp hình dạng tạo đường dẫn cơng cụ Điều thực cách có định nghĩa hình học định nghĩa đường dẫn dao bao gồm tệp APT trình bày phần trước Thay đổi vài giá trị số loại định nghĩa hình học (ví dụ: CIRCLE / statement) dẫn đến thay đổi đường dẫn dao để phản ánh thay đổi hình học Đường dẫn công cụ cho phép macro đơn giản mạnh mẽ viết BCL BCL tiêu chuẩn định dạng liệu điều khiển số khởi xướng Rockwell Bắc Mỹ vào năm 1970, sau trở thành EIA Standard RS-494 vào năm 1983 Nó có số tên liên quan đến nó, “Binary Center Line”, “Binary Cutter Location " " Ngôn ngữ " Ở mức sửa đổi “B”, tiêu chuẩn Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) thông qua đổi tên thành EIA / ANSI-494 Bản sửa đổi hỗ trợ truyền liệu nhị phân ASCII Bản sửa đổi “C” giảm xuống dạng nhị phân hỗ trợ trao đổi liệu ASCII phù hợp với công nghệ trao đổi liệu ngày hôm Mục đích BCL cung cấp khả tương thích phần chương trình nhiều máy NC để đáp ứng nhu cầu ngành cho ngôn ngữ chương trình NC "trung lập" Cơng việc thúc đẩy phức tạp hệ thống thiếu tiêu chuẩn hóa Bắc Mỹ Rockwell, Los Angeles Division, nơi có loại NC 23 xử lý sau sử dụng để tạo chương trình phần cho 31 máy NC Khái niệm BCL di chuyển chức sau xử lý khỏi phòng máy tính vào đơn vị NC cung cấp quy tắc chuẩn để xử lý truyền liệu phần chương trình Điều cho phép liệu chung APT CL từ phần III xử lý APT chuyển thành định dạng trao đổi nhị phân 32 bit để chuyển sang máy NC có tính đầu vào BCL Với chức hậu xử lý nhúng thiết bị NC, phần chương trình dùng chung tương thích với máy lớp định phay quay Nguyên tắc liệu sử dụng làm đầu vào cho máy công cụ định hướng đến hệ tọa độ phần, cho hệ tọa độ máy công cụ Việc sử dụng định dạng BCL yêu cầu thiết bị điều khiển phải trang bị để thực tất chức phụ thuộc vào hình học máy, mà trước thực xử lý sau Chương trình xử lý “Ncmachinetoolisapart” định hướng BCL cho phép chuyển đổi nội dung tệp CL thành tệp định dạng BCL Định dạng BCL đại diện cho liệu đầu vào gia công NC dạng loạt ghi nhóm từ số nguyên nhị phân 32 bit Nó thực không phụ thuộc vào chức máy định hướng liệu nguồn gốc hệ tọa độ máy giá trị độ dài cơng cụ tính tốn Các tính tốn cho liệu phối hợp máy bù chiều dài dao thực "khi di chuyển" thiết bị điều khiển BCL thực chương trình Do đó, miễn phơi gia cơng gia cơng với tổ hợp máy / điều khiển cụ thể, tệp liệu NC trao đổi máy BCL khác Một máy năm trục nhàn rỗi với khả BCL sử dụng để bù đắp công việc ưu tiên làm tải máy BCL ba trục Tính linh hoạt khơng thể khơng có trao đổi chương trình NC BCL Định dạng BCL ban đầu phát triển để sử dụng với xử lý APT NC Nó thiết kế để sử dụng mã số nguyên định nghĩa cho từ lớn nhỏ từ tệp liệu CL Tất lệnh sau xử lý biểu diễn dạng mã số nguyên Một chương trình NC theo nghĩa đen liên kết thiết kế sản xuất, thực số tích hợp cấp thấp cho thiết kế sản xuất Chương trình NC cách nhà thiết kế kỹ sư truyền đạt ý định họ đến phân xưởng Chương trình NC đại diện cho mơ tả q trình sản xuất, theo tập hợp trừu tượng liệu chiều đặc điểm tính có dạng vật liệu phơi gia cơng Do đó, cách tốt để xem chương trình NC từ hai quan điểm lúc - từ nơi bắt nguồn từ nơi thực thi Đối với người dùng hệ thống CAD / CAM, chương trình NC đầu Đến phân xưởng, đẩu vào nhập vào máy công cụ Hầu hết thảo luận BCL tập trung vào tầm quan trọng phân xưởng BCL cách tiếp cận khả thi để tạo đầu vào cho máy công cụ trung hòa Đồng thời, cách tiếp cận khả thi để tạo đầu CAD / CAM trung lập Bởi hoạt động hai cách lúc, BCL mang CAD / CAM phân xưởng gần cách cung cấp lợi ích hấp dẫn lẫn cho hai Việc tích hợp mức cho phép nhà thiết kế, kỹ sư, lập trình viên NC, giám sát viên sản xuất nhà khai thác máy, làm việc đội ngũ nhất, mạch lạc, linh hoạt, tạo lợi nhuận BNCL Ngôn ngữ điều khiển số sở (BNCL) dựa phương pháp tiếp cận giống chương trình đơn giản (Fortin, Chatelain & Rivest, 2004) Toàn kiến trúc thiết kế xung quanh hai khái niệm - Máy ảo BNCL (BVM) phần cứng ảo BNCL (BVH) Kiến trúc BNCL đề xuất để cải thiện luồng thông tin CAM CNC thông qua cách tiếp cận cấp thấp để kiểm soát máy Theo Fortin, Chatelain & Rivest (2004), có hai loại ngơn ngữ máy tính, ngơn ngữ cấp cao cấp thấp (Hình 10.6) Các ngơn ngữ cấp cao cung cấp nhiều trừu tượng, xa tương tác trực tiếp với máy tính Các ngơn ngữ cấp cao thiết kế cho hoạt động gia cơng giải vấn đề tính di động, cung cấp trừu tượng hóa tồn q trình gia cơng Các ngơn ngữ gia cơng BCL STEP- NC1 (ISO 14649-1, 2004) Mặt khác, ngôn ngữ cấp thấp cố gắng mô chức tập lệnh vi xử lý Chúng tạo thành sở gọi kiến trúc cấp thấp Cách tiếp cận có lợi trừu tượng hóa đặc trưng máy, khơng phải tồn q trình gia cơng Bất kỳ cấu trúc cao cấp xây dựng nó, trình gia cơng sử dụng sửa đổi dễ dàng Chuẩn STEP-NC ví dụ điển hình cấu trúc mức cao xây dựng dựa loại kiến trúc BNCL phát triển ngôn ngữ cấp thấp Ngôn ngữ bắt chước cú pháp nhị phân tập lệnh vi xử lý Cú pháp nhị phân chuẩn hóa tất máy, cho phép sử dụng mơi trường lập trình mà người dùng xem xét thích hợp cho cơng việc BVM vi xử lý ảo trình biên dịch cơng cụ lập trình ngơn ngữ nhắm đến làm mục tiêu BVH phần cấu trúc So sáng tương tự với máy tính (Hình 10.7), BVM CPU cho chương trình biên dịch, BVH chipset xung quanh vi xử lý, cho phép giao tiếp với phần cứng kết nối cư trú máy tính (Fortin, Chatelain & Rivest, 2004) BVH thành phần ảo hóa máy cụ thể Nó thiết kế giống phần cứng Các khái niệm sử dụng ánh xạ trực tiếp từ tính phần cứng tìm thấy hệ thống máy tính Ví dụ, BVM giao tiếp thông qua cổng phần cứng với BVH, tóm tắt chức khác máy Khái niệm cổng phần cứng sử dụng số hệ thống, đồ cổng không gian địa sử dụng để gửi giá trị từ thiết bị đến thiết bị Khái niệm cổng I / O sử dụng rộng rãi kiến trúc PC (Intel Corporation, 1999) Mỗi cổng địa có ý nghĩa cụ thể Ví dụ, card đồ họa, cổng sử dụng để thay đổi chế độ video sử dụng Các card đồ họa khác trang bị cổng điều khiển theo cách CPU phải gửi giá trị định đến cổng để thay đổi chế độ BVH hoạt động theo cách: cổng có giá trị cụ thể BVM, tương đương với CPU hệ thống phần cứng, gửi giá trị tới cổng Trong ví dụ card đồ họa, cổng đồ cổng BVH thể loại chất làm mát sử dụng máy Các khái niệm phần cứng sử dụng cấu trúc BNCL để so sánh gần với máy thực (Fortin, Chatelain & Rivest, 2004) Người dùng viết mã ngơn ngữ cấp thấp Trình biên dịch chuyển ngôn ngữ bậc cao thành lệnh BNCL Gần với CPU thực cho phép thực vật lý nhanh chóng BVM vào vi xử lý thực Do đó, cấu trúc BNCL, chương trình biên dịch để thực thi BVM Do đó, cơng cụ cần thiết để truy cập vào máy ứng dụng phần mềm CAM để tạo mã nguồn BNCL cộng hưởng BNCL để tạo mã thực thi thực thi BVM Hình 10.6 C STEP -NC C ++ APT FO RTRAN To h igher level Executable environm ent Low -level Com pilersm achine instructi ons Hình 10.7 Ngơn ngữ trung gian cho lập trình CNC Là ngơn ngữ cấp thấp, mã G khơng có nhiều lợi ích ngơn ngữ cấp cao đại Để cung cấp tính di động cho chương trình CNC nâng cao trình độ trừu tượng ngơn ngữ, có số đề xuất ngôn ngữ trung gian, APL (Otto, 2000) OMAC (Michaloski, Birla, Yen, Igou & Weinert, 2000) , từ mã G tạo tự động với trình biên dịch xử lý sau Thật không may, việc thiếu ngôn ngữ chung ngôn ngữ ngăn cản phát triển cơng cụ thức cho việc phân tích thao tác chương trình AutoLISP (Carr & Holt, 1998, Rawls & Hagen, 1998) cho phép chúng tơi định hồn tồn chương trình CNC khơng cho phép phân tích thuộc tính chương trình chấm dứt sử dụng chẩn đoán xác định hành vi máy CNC Ngôn ngữ chức Haskell (Jones, 2003) sử dụng để thiết kế chương trình CNC Sử dụng ngơn ngữ cấp cao Haskell cung cấp khuôn khổ để sản xuất, thức phân tích xác minh chương trình NC Nó cho phép điều khiển trình tự, đệ quy, cấu trúc liệu phong phú đa hình (Arroyo, Ochoa, Silva & Vidal, 2004) Haskell cung cấp số tính nâng cao phối hợp bậc cao, vv Kết luận Cả hai mơ hình tập trung hợp tác sử dụng để đạt tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC Mơ hình tập trung phù hợp với cơng ty có sở hạ tầng thơng tin tương tự Mơ hình hợp tác hỗ trợ tốt hoạt động cộng tác môi trường sản xuất Nghiên cứu điển hình rõ mơ hình tập trung Trong nghiên cứu điển hình này, phần mềm CAD / CAM giúp hợp lý hóa quy trình kỹ thuật công ty sản xuất từ thiết kế khái niệm đến công cụ chế tạo cách cho phép người khác nhà máy tận dụng mối liên kết liệu hai chiều tồn q trình phát triển sản phẩm Nghiên cứu điển hình cho thấy vai trò kỹ thuật, đồng thời đóng vai trò quan trọng cơng ty sản xuất đại giúp sản phẩm tập trung đa chiều Trong nỗ lực kết nối CAM với CNC thông qua ngôn ngữ giao diện trung lập cho công cụ máy NC, APT BCL thực Trong trường hợp APT, tập tin APT CL có nghĩa máy trung hòa Tệp APT CL cung cấp số mức độ kết hợp tích hợp hình dạng tạo đường dẫn dao Trong trường hợp BCL, ý tưởng di chuyển xử lý sau khỏi hệ thống CAD / CAM đưa chúng vào điều khiển CNC Do đó, phần chương trình chung tương thích với máy lớp định Một chương trình NC định dạng BCL trung lập máy công cụ hệ thống lập trình tạo chương trình Chi phí trở ngại cho việc tăng cường APT BCL, nhiều với BCL Máy công cụ điều khiển nhà sản xuất xử lý BCL tính tùy chọn để hỗ trợ có quan điểm việc thực chúng phát sinh thêm nhiều chi phí Các cơng ty lớn có khoản đầu tư lớn vào phân xưởng Kiến thức tích luỹ qua nhiều năm việc quản lý xử lý sau thường coi tài sản quan trọng công ty thể lợi cạnh tranh BNCL nỗ lực việc đạt CAM / CNC tích hợp Triết lý BNCL trừu tượng hóa máy cơng cụ khác theo cách thơng thường Ngơn ngữ cung cấp số tính hấp dẫn, cấu trúc mở, ví dụ: tính linh hoạt khả mở rộng Cấu trúc BNCL cho phép khả di động phát triển phần mềm hỗ trợ nhiều ngơn ngữ lập trình Điều dẫn đến việc tạo cấu trúc phần mềm linh hoạt hiệu để điều khiển máy công cụ Sử dụng ngơn ngữ lập trình máy tính cấp cao nhánh nghiên cứu khác nỗ lực làm cho chương trình CNC trở nên di động dễ quản lý Các ngôn ngữ bao gồm AutoLISP, APL, OMAC Haskell Vẫn chặng đường dài ngơn ngữ cấp cao tìm đường vào cơng cụ lập trình luồng Để chương chuyển sang bước tiếp theo, tác giả mong muốn khơng có nỗ lực để tích hợp tồn chuỗi CAD / CAPP / CAM / CNC Khơng có phương pháp luận có tiêu chuẩn quốc tế phía sau chúng Một vài chương có ý định giải vấn đề hội nhập với giúp đỡ tiêu chuẩn quốc tế TÀI LIỆU THAM KHẢO ANSI/INCITS 37 (1999) Programming Language APT (revision, re-designation and consolidation of ANSI X3.371995, ANSI X3.37-1995/AM 2-1998, ANSI X3.37-1995/AM 1-1998) (formerly ANSI NCITS 37-1999) Washington, DC Headquarters: ANSI Arroyo, G., Ochoa, C., Silva, J., & Vidal, G (2004) Towards CNC programming using Haskell, In C Lemtre, C A Reyes, & J A Gonzalez (Eds.), Lecture Notes in Artificial Intelligence (Sub-seriesof Lecture Notesin Computer Science), 3315, pp 386-396 Springer- Verlag, Berlin Heidelberg Carr, H.,& Holt, R.(1998) The AutoLISPplatformforcomputeraideddesign In Proceedings of 40th Anniversary of Lisp Conference: Lisp in the Mainstream, Berkeley, California EIA/ANSI (1992) 32 Bits Binary CL (BCL) and bit (ACL) Exchange input format for numerically controlled machines Electronics Industries Association (EIA) and American National Standards Institute (ANSI) RS-494 Standard Washington, DC Headquarters: ANSI Fortin, É., Chatelain, J-F., & Rivest, L (2004) An innovative software architecture to improve information flow from CAM to CNC Computers & Industrial Engineering, 46(4), 655-667 IGES (1980) ASME Y14.26M Initial Graphics Exchange Specification (IGES) Gaithers- burg, USA: National Bureau of Standards Intel Corporation (1999) Intel’s architecture software developer manual: Basic architec- ture, (Vol 1) USA: Intel Corporation ISO 14649-1 (2003) Data model for Computerized Numerical Controllers: Part Over- view and fundamental principles Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) Jones, S P (2003) Haskell 98 Language and Libraries: The Revised Report Cambridge University Press Michaloski, J., Birla, S., Yen, C J., Igou, R & Weinert, G (2000) An Open System Frame- work for Component-Based CNC Machines ACM Computing Surveys, 32(23) Otto, T P (2000) An APL Compiler In Proceedings of International Conference on APL, Berlin, 186–193 ACM Press -New York, NY, USA Rawls, R., & Hagen, M (1998) AutoLISP Programming: Principles and Techniques Goodheart-Willcox Co Xu, X (2006) STEP-NC to complete product development chain, In Database Modeling for Industrial Data Management: Emerging Technologies and Applications, edited by Z Ma, pp 148-184 IGI Global ISBN 1-5914-0684-6 Xu, X., & Mao, J (2004) Development of the client tier for a STEP compliant CAPP system, In Proceedings of the 6th International Conference on Frontiers of Design and Manufacturing (ICFDM’2004), 21-23 June, Xi’an, China Xu, X., & Duhovic, M (2004) Computer-Aided Concurrent Environment for Manufactur- ing Education, International Journal of Engineering Education, 20(4), 543-551 Chú thích STEP-NC bàn đến chi tiết chương sau W X axis of motion 180 wear offsets 196 Web-based PDM 330 wire-frame modelling Y X Y axis of motion 180 Z Z axis of motion 179 Copyright © 2009, IGI Global Copying or distributing in print or electronic forms without written permission of IGI Global is prohibited  ... X: SỰ LIÊN HỆ GIỮA CAD / CAPP / CAM / CNC Tóm tắt Cơng nghệ liên quan đến việc thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) , lập kế hoạch sản phẩm máy tính (CAPP) , sản xuất máy tính (CAM) điều khiển số (CNC) ... systems Intergrated CAD/ CAPP/ CAM CAD III CAPP/ CAM systems Extended CAPP/ CAM systemPost-processors Post-processors ISO 6983 G-Code ISO 6983 G-Code CNC controllers Model A CNC controllers Model... ngơn ngữ Haskell cho lập trình CNC (Arroyo, Ochoa, Silva) & Vidal, 2004) ~2~ Mơ hình tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC Trong nỗ lực đạt tích hợp CAD / CAPP / CAM / CNC, có hai loại mơ hình truyền