Nghiên cứu về công cụ lập trình tự động APT và ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI   LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG CỤ LẬP TRÌNH TỰ ĐỘNG APT VÀ ỨNG DỤNG NGÀNH : CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ : NGUYỄN VIỆT HÙNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS TĂNG HUY HÀ NỘI - 2009 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ tin học góp phần không nhỏ việc phát triển ngành khoa học kỹ thuật khác Những ứng dụng tin học khoa học, công nghệ áp dụng rộng rãi hầu hết ngành nơi giới Trong lĩnh vực khí – tự động hố, dây chuyền sản xuất tự động sản xuất theo chương trình nạp sẵn hay nhập qua máy tính … Trong cơng đổi mới, đại hố cơng nghệ chế tạo, máy cơng cụ cũ dần thay máy điều khiển số CNC, robot công nghiệp…, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ điều khiển số công nghệ gia cơng máy CNC có ý nghĩa Do em chọn đề tài “Nghiên cứu công cụ lập trình tự động ATP ứng dụng” làm luận văn Qua luận văn này, em hiểu ngơn ngữ lập trình ATP, ngơn ngữ lập trình sở cho nhiều ngơn ngữ khác ứng dụng rộng rãi cho máy công cụ điều khiển số hệ thống CAD/CAM/CNC thực tế Trong trình làm luận văn, với hướng dẫn tận tình PGS TS Tăng Huy, em cố gắng nghiên cứu tài liệu hoàn thành luận văn, nhiên khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong nhận lời bảo, góp ý phê bình từ q Thầy, Cơ giáo Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Tăng Huy hướng dẫn tận tình cho em trình làm luận văn - Trang - LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn hồn tồn tơi làm hướng dẫn PGS TS Tăng Huy thầy cô mơn cơng nghệ chế tạo máy, khoa Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, khơng có chép gian lận kết nghiên cứu người khác - Trang - MỤC LỤC Lời nói đầu Lời cam đoan Danh mục hình vẽ Danh mục bảng Phần mở đầu Tên đề tài Cơ sở để lựa chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu 10 Phương pháp nghiên cứu 10 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 10 Chương I: TỔNG QUAN VỂ LẬP TRÌNH BẰNG MÁY I.1 Giới thiệu chung lập trình máy I.2 Lập trình máy nơi lập trình độc lập I.3 Các chương trình tính tốn phục vụ cho việc lập trình nhà máy I.4 Một số ngơn ngữ lập trình máy I.5 Giới thiệu ngôn ngữ APT 11 11 11 12 13 14 Chương II: CÁC ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC CƠ BẢN TRONG APT II.1 Định nghĩa hình học APT II.2 Định nghĩa điểm II.3 Định nghĩa đường thẳng II.4 Định nghĩa đường tròn II.5 Định nghĩa mặt phẳng II.6 Ví dụ ứng dụng câu lệnh định nghĩa hình học 19 19 20 25 32 41 48 Chương III: THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHẠY DAO TRONG APT III.1 Lập trình với đường chạy dao Point to point III.2 Các bề mặt kiểm soát III.3 Những thay đổi với bề mặt Check III.4 Lệnh START – UP III.5 Lập trình với đường chạy dao Continuos – Path III.6 Lệnh thiết đặt dung sai III.7 Ví dụ lập trình đường chạy dao 51 51 53 55 55 59 64 66 - Trang - Chương IV: CÂU LỆNH HẬU XỬ LÝ 69 IV.1 Các lệnh thuộc hậu xử lý 69 IV.2 Các câu lệnh bổ trợ 76 Chương V: TẠO LẬP VÀ THI HÀNH MỘT CHƯƠNG TRÌNH APT 78 V.1 Cấu trúc chương trình APT 78 V.2 Một số ví dụ chương trình APT 79 V.3 Bộ xử lý APT 98 V.4 Tiến trình xử lý chương trình nguồn APT 101 Kết luận 105 Tài liệu tham khảo 106 - Trang - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm theo hệ tọa độ vng góc 21 Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm theo hệ tọa độ độc cực 21 Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm theo bán kính, góc điểm tham chiếu 22 Hình 2.4: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm theo tâm đường tròn 22 Hình 2.5: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm theo giao điểm đường tròn đường thẳng qua tâm 22 Hình 2.6: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm quan hệ với điểm khác đường tròn 23 Hình 2.7: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm giao điểm hai đường thẳng 23 Hình 2.8: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm giao điểm đường thẳng đường tròn 24 Hình 2.9: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm giao điểm hai đường tròn 24 Hình 2.10: Hình vẽ ví dụ định nghĩa điểm giao điểm ba mặt phẳng 25 Hình 2.11: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng qua hai điểm 25 Hình 2.12: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng dựa trục X trục Y khoảng offset 26 Hình 2.13: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng qua điểm tạo với trục X trục Y góc 26 Hình 2.14: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng qua điểm song song vng góc với đường thẳng cho trước 27 Hình 2.15: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng chiều nghiêng góc tạo với trục đoạn chắn trục 27 Hình 2.16: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng qua điểm hợp góc với đường thẳng cho trước 28 Hình 2.17: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng song song với đường thẳng cho trước 29 Hình 2.18: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng qua điểm tiếp tuyến với đường tròn 29 Hình 2.19: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng tiếp xúc với đường tròn tạo với trục X góc xác định 30 Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: - Trang - Hình 2.20: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng tiếp tuyến đường tròn hợp với đường thẳng cho trước góc xác định 30 Hình 2.21: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường thẳng tiếp tuyến hai đường tròn 31 Hình 2.22: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường trịn vị trí tâm bán kính 32 Hình 2.23: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn điểm tâm điểm chu vi 32 Hình 2.24: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn ba điểm chu vi 33 Hình 2.25: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn hai điểm chu vi giá trị bán kính xác định 33 Hình 2.26: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn điểm tâm đường thẳng tiếp tuyến 34 Hình 2.27: Hình vẽ định nghĩa đường tròn điểm tâm đường tròn khác tiếp xúc 34 Hình 2.28: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn hai tiếp tuyến giao giá trị bán kính xác định 35 Hình 2.29: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn tiếp tuyến, điểm chu vi giá trị bán kính 36 Hình 2.30: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn nhận ba đường thẳng làm tiếp tuyến 37 Hình 2.31: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường trịn biết giá trị bán kính tiếp xúc với đường thẳng đường trịn khác 38 Hình 2.32: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường tròn hai đường tròn tiếp xúc giá trị bán kính xác định 39 Hình 2.33: Hình vẽ ví dụ định nghĩa đường trịn qua điểm, tiếp xúc với đường tròn cho trước có giá trị bán kính xác định 40 Hình 2.34: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng định ba điểm phân biệt không thẳng hàng 41 Hình 2.35: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng song song với mặt XY 42 Hình 2.36: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng song song với mặt YZ 42 Hình 2.37: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng song song với mặt ZX 43 Hình 2.38: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng không song song với ba mặt phẳng tọa độ (cách 1) 43 Hình 2.39: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng không song song với ba mặt phẳng tọa độ (cách 2) 44 - Trang - Hình 2.40: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng qua điểm song song với mặt phẳng khác 44 Hình 2.41: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng khoảng cách vng góc với mặt phẳng khác xác định 45 Hình 2.42: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng điểm véc tơ pháp tuyến 45 Hình 2.43: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng qua hai điểm cho trước vng góc với mặt phẳng khác 46 Hình 2.44: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng qua điểm cho trước vng góc với hai mặt phẳng giao 46 Hình 2.45: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng song song với mặt phẳng tọa độ cách mặt phẳng tọa độ khoảng xác định 47 Hình 2.46: Hình vẽ ví dụ định nghĩa mặt phẳng qua điểm tiếp xúc với hình trụ 48 Hình 2.47: Hình vẽ ví dụ ứng dụng câu lệnh định nghĩa hình học 48 Hình 3.1: Hình vẽ ví dụ lệnh GOTO 52 Hình 3.2: Hình vẽ ví dụ lệnh GODLTA 53 Hình 3.3: Hình vẽ ví dụ quan hệ dao cắt bề mặt kiểm sốt 53 Hình 3.4: Hình vẽ ví dụ quan hệ dao cắt bề mặt kiểm sốt 54 Hình 3.5: Hình vẽ ví dụ quan hệ dao cắt bề mặt kiểm sốt 54 Hình 3.6: Hình vẽ ví dụ thay đổi với bề mặt Check 55 Hình 3.7: Hình vẽ ví dụ lệnh START - UP với ba bề mặt kiểm sốt 57 Hình 3.8: Hình vẽ ví dụ lệnh START - UP với hai bề mặt kiểm sốt 57 Hình 3.9: Hình vẽ ví dụ lệnh START - UP với bề mặt kiểm sốt 58 Hình 3.10: Hình vẽ ví dụ lệnh START - UP với bề mặt kiểm sốt 59 Hình 3.11: Hình vẽ giải thích từ bổ nghĩa hướng chuyển động chạy dao 60 Hình 3.12a: Phân vùng thuộc từ bổ nghĩa GOFWD GOBACK 61 Hình 3.12b: Phân vùng thuộc từ bổ nghĩa GOLFT GORGT 61 Hình 3.12c: Phân vùng gối lên từ bổ nghĩa 61 Hình 3.13: Hình vẽ giải thích từ bổ nghĩa cho vị trí dao 62 Hình 3.14a: Hướng chạy dao chiều kim đồng hồ 62 Hình 3.14b: Hướng chạy dao ngược chiều kim đồng hồ 62 Hình 3.15: Hình vẽ ví dụ việc sử dụng từ bổ nghĩa 63 Hình 3.16: Hình vẽ ví dụ lệnh OUTTOL 64 Hình 3.17: Hình vẽ ví dụ lệnh INTOL 64 Hình 3.18: Hình vẽ ví dụ lệnh OUTTOL INTOL 66 Hình 3.19: Hình vẽ ví dụ lập trình đường chạy dao 66 - Trang - Hình 4.1: Hình 4.3: Hình 4.5: Hình vẽ số dụng cụ cắt 70 Hình vẽ thơng số dụng cụ cắt 70 Hình vẽ số loại dao APT xác dịnh 72 Hình 5.1: Hình 5.2: Hình 5.3: Hình 5.4: Hình 5.5: Hình 5.6: Hình vẽ ví dụ 80 Hình vẽ ví dụ 84 Hình vẽ ví dụ 87 Hình vẽ ví dụ 90 Hình vẽ ví dụ 94 Cấu trúc xử lý APT 94 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 5.1: Dạng tiêu chuẩn số loại thực thể hình học 101 Bảng 5.2: Các thuật ngữ dùng lập trình ngơn ngữ APT 103 - Trang - PHẦN MỞ ĐẦU TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu cơng cụ lập trình tự động ATP ứng dụng” CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN ĐỀ TÀI: Trong công đổi mới, đại hố cơng nghệ chế tạo, máy cơng cụ cũ dần thay máy điều khiển số CNC, robot công nghiệp…, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ điều khiển số công nghệ gia công máy CNC có ý nghĩa Do tơi chọn đề tài “Nghiên cứu công cụ lập trình tự động ATP ứng dụng” làm luận văn Qua luận văn này, tơi hiểu ngơn ngữ lập trình ATP, ngơn ngữ lập trình sở cho nhiều ngôn ngữ khác ứng dụng rộng rãi cho máy công cụ điều khiển số hệ thống CAD/CAM/CNC thực tế MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Hiện Xí nghiệp Sửa chữa Cơ điện – XNLD Vietsovpetro, nơi công tác có 01 máy phay CNC 02 máy tiện CNC Các máy sử dụng để gia công chi tiết đơn giản người có trình độ cao để lập trình gia công chi tiết khuôn mẫu phức tạp Để việc sử dụng máy có hiệu quả, gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp, đạt độ xác cao, giảm thời gian gia công, tăng suất chất lượng, cần phải nghiên cứu ngôn ngữ lập trình APT để đáp ứng yêu cầu ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Các máy phay CNC trung tâm gia công, nhà máy, công ty chế tạo khuôn mẫu, … NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu tổng quan lập trình máy - Nghiên cứu định nghĩa hình học APT (điểm, đường thẳng, đường tròn, mặt phẳng) - Nghiên cứu cách thiết lập đường chạy dao gia công - Nghiên cứu câu lệnh hậu xử lý - Cho số ví dụ lập trình APT - Trang - P15 = POINT/58.5,26.5; P16 = POINT/58.5,43.5; L1 = LINE/XAXIS,5; L2 = LINE/P1,P2; L3 = LINE/YAXIS,95; L4 = LINE/P4,P5; L5 = LINE/YAXIS,5; L6 = LINE/XAXIS,15; L7 = LINE/YAXIS,65; L8 = LINE/XAXIS,55; L9 = LINE/YAXIS,35; C1 = CIRCLE/5,5,12; C2 = CIRCLE/-7.45,35,18; C3 = CIRCLE/5,65,12; C4 = CIRCLE/CENTER,P6,RADIUS,4; C5 = CIRCLE/CENTER,P7,RADIUS,4; C6 = CIRCLE/CENTER,P11,RADIUS,4; C7 = CIRCLE/CENTER,P12,RADIUS,4; C8 = CIRCLE/50,35,32; C9 = CIRCLE/50,35,24; C10 = CIRCLE/39,19,4; C11 = CIRCLE/61,19,4; C12 = CIRCLE/61,51,4; C13 = CIRCLE/39,51,4; C14 = CIRCLE/CENTER,P8,RADIUS,4; C15 = CIRCLE/CENTER,P9,RADIUS,4; PL1 = PLANE/0,0,1,-10; PL2 = PLANE/0,0,1,-7; $$CHE DO GIA CONG$$ SPINDL/1500,CLW; COOLNT/ON; FEDRAT/100; $$THIET LAP DUONG CHAY DAO$$ GO/TO,P1; GODOWN/PL1; TLRGT,GOFWD/L1,TO,L2; GOFWD/L2,TO,L3; - Trang 92 - GOFWD/L3,TANTO,C3; GOLFT /C3,TANTO,L5; GOFWD/L5,TANTO,C2; GOLFT /C2,TANTO,L5; GOFWD/L5,TANTO,C1; GOLFT /C1,TANTO,L1; GOUP/50; $$PHAY HOC CHU NHAT$$ SPINDL/OFF; LOADTL/2(CUTTER/8); SPINDL/1200,CLW; FEDRAT/100,IPM; RAPID/P10; GODOWN/PL2; GO/TO,L6; TLLFT,GOFWD/L6,TANTO,C11; GOLFT/C11,TANTO,L7; GOFWD/L7,TANTO,C12; GOLFT /C12,TANTO,L8; GOFWD/L8,TANTO,C13; GOLFT /C13,TANTO,L9; GOFWD/L9,TANTO,C10; GOLFT /C10,TANTO,L6; GOUP/50; RAPID/P6; GODOWN/PL2; TLON,CIRCLE/CENTER,P10,P6,P7; GOUP/5; RAPID/P11; GODOWN/PL2; TLON,CIRCLE/CENTER,P10,P11,P12; GOUP/5; RAPID/P8; GODOWN/-15; GOFWDP8,TO,P9; RAPID,GOUP/50; LOADTL/3, (DRILL,8); - Trang 93 - SPINDL/1200,CLW; FEDRAT/100,IPM; RAPID,TO/P13; GODOWN/-32; RAPID,GOUP/5; GO,TO/P14; GODOWN/-32; RAPID,GOUP/5; GO,TO/P15; GODOWN/-32; RAPID,GOUP/5; GO,TO/P16; GODOWN/-32; RAPID,GOUP/100; SPINDL/OFF; END; FINI; Ví dụ 5.5: Lập trình gia cơng chi tiết cho hình 5.5: Hình 5.5 - Trang 94 - Mơ tả hình học chi tiết gia công: L3 L12 L6 C8 C13 C7 L10 C12 L4 L5 L8 L11 C10 C9 C5 C11 C6 L7 L9 Y L1 X Chương trình APT viết sau: PARTNO/VI DU 5; MACHIN/MILL; CLPRNT; LIMITS/MM; OUTTOL/0.005; CUTTER/10; $$MO TA HINH HOC CHI TIET GIA CONG$$ SP = 100,100,100; L1 = LINE/XAXIS,10; L2 = LINE/YAXIS,90; L3 = LINE/XAXIS,90; L4 = LINE/YAXIS,10; L5 = LINE/YAXIS,68; L6 = LINE/XAXIS,68; L7 = LINE/XAXIS,32; L8 = LINE/YAXIS,32; L9 = LINE/YAXIS,64; L10 = LINE/XAXIS,64; L11 = LINE/XAXIS,36; L12 = LINE/YAXIS,36; - Trang 95 - L2 C1 = CIRCLE/15,15,5; C2 = CIRCLE/85,15,5; C3 = CIRCLE/85,85,5; C4 = CIRCLE/15,85,5; C5 = CIRCLE/50,50,28; C6 = CIRCLE/XLARGE,L9,YSMALL,L11,RADIUS,5; C7 = CIRCLE/XLARGE,L9,YLARGE,L10,RADIUS,5; C8 = CIRCLE/XSMALL,L12,YLARGE,L10,RADIUS,5; C9 = CIRCLE/XSMALL,L12,YSMALL,L11,RADIUS,5; C10 = CIRCLE/XLARGE,L8,YLARGE,L7,RADIUS,10; C11 = CIRCLE/XSMALL,L5,YLARGE,L7,RADIUS,15; C12 = CIRCLE/XSMALL,L5,YSMALL,L6,RADIUS,10; C13 = CIRCLE/XLARGE,L9,YSMALL,L11,RADIUS,15; PL1 = PLANE/0,0,1,-10; PL2 = PLANE/0,0,1,-20; $$CHE DO GIA CONG$$ SPINDL/1200,CLW; COOLNT/ON; FEDRAT/100; $$THIET LAP DUONG CHAY DAO$$ RAPID,FROM,SP; GO/TO,L1,TO,PL1,TO,C2; GOFWD/C2,TANTO,L2; GOLFT/L2,TANTO,C3; GOFWD/C3,TANTO,L3; GOLFT/L3,TANTO,C4; GOFWD/C4,TANTO,L4; GOLFT/L4,TANTO,C1; GOFWD/C1,TANTO,L1; GOLFT/L1,TANTO,C2; GO/TO,C11,TO,PL1,TO,L5; GOFWD/L5,TANTO,C12; GOLFT/C12,TANTO,L6; GOFWD/L6,TANTO,C13; GOLFT/C13,TANTO,L8; GOFWD/L8,TANTO,C10; GOLFT/C10,TANTO,L7; - Trang 96 - GOFWD/L7,TANTO,C11; GOLFT/C11,TANTO,L5; $$CAT BAC THU 2$$ GO/TO,C1,TO,PL2,TO,L1; GOFWD/C1,TANTO,L1; GOLFT/L1,TANTO,C2; GOFWD/C2,TANTO,L2; GOLFT/L2,TANTO,C3; GOFWD/C3,TANTO,L3; GOLFT/L3,TANTO,C4; GOFWD/C4,TANTO,L4; GOLFT/L4,TANTO,C1; GO/TO,L12,TO,PL2,TO,C5; GOFWD/C5,TANTO,L9; GOLFT/L9,TANTO,C6; GOFWD/C6,TANTO,L11; GOLFT/L11,TANTO,C5; GOFWD/C5,TANTO,L10; GOLFT/L10,TANTO,C7; GOFWD/C7,TANTO,L9; GOLFT/L9,TANTO,C5; GOFWD/C5,TANTO,L12; GOLFT/L12,TANTO,C8; GOFWD/C8,TANTO,L10; GOLFT/L10,TANTO,C5; GOFWD/C5,TANTO,L11; GOLFT/L11,TANTO,C9; GOFWD/C9,TANTO,L12; GOLFT/L12,TANTO,C5; RAPID,GOTO/SP; END; FINI; - Trang 97 - V.3 Bộ xử lý APT: Trái tim hệ thống xử lý APT xử lý APT Nó chương trình máy tính thiết kế để xử lý chương trình nguồn APT tạo file đầu CLDATA, mà thơng tin bao gồm vị trí gia cơng thơng tin lệnh u cầu để điều khiển máy cơng cụ CL- DATA sau chuyển sang dạng mã NC thích hợp cho máy NC cụ thể hậu xử lý Cấu trúc xử lý APT bao gồm phần: Gian đoạn giám sát Gian đoạn dịch xử lý cú pháp chương trình Gian đoạn tính tốn Gian đoạn hiệu chỉnh đường chạy dao Gian đoạn hậu xử lý V.3.1 Gian đoạn giám sát – Supervision Phase: Gian đoạn giám sát coi phần điều khiển trực luồng trình thực gian đoạn riêng biệt hệ thống Khi chương trình nguồn APT nhập, xử lý qua gian 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 hồn thành, luồng xử lý quay trở giám sát, sau gán công việc xử lý cho giai đoạn xử lý nhiệm vụ hoàn thành Nếu lỗi nghiêm trọng phát tiến trình nào, tiến trình bị dừng lại thông báo lỗi tạo Nếu lỗi không q nghiêm trọng để chương trình bị dừng thơng báo lỗi tiến trình tiếp tục V.3.2 Gian đoạn dịch xử lý cú pháp chương trình: Có chức thể gian đoạn xử lý APT: Chuyển đổi thực thể hình học định nghĩa chương trình nguồn APT sang dạng chuẩn thích hợp cho trình xử lý Tạo file liệu trung gian PROFIL, sử dụng dạng chuẩn thực thể hình học lệnh khác APT Thực kiểm tra tìm lỗi cú pháp,từ vựng, dạng lệnh, dấu câu … yêu cầu khác Bất lỗi phát pha tạo thông báo lỗi loại lỗi thủ tục sửa lỗi Trong pha này, chuỗi số đầu vào (ISN) đặt trước câu lệnh chương trình APT chuỗi tiến trình V.3.3 Gian đoạn thực tính tốn: Gian đoạn thực tính tốn dùng file PROFIL tạo phần dịch xử lý cú pháp chương trình đầu vào, thực tính tốn cần thiết liên - Trang 98 - quan đến thực thể hình học vị trí tâm dao cắt câu lệnh chạy dao Tại file khác gọi CLFILE tạo ra, chứa đựng thông tin tâm dao cắt yêu cầu hậu xử lý V.3.4 Gian đoạn hiệu chỉnh đường chạy dao: Có hai nhiệm vụ thực gian đoạn này: - Một dịch chuyển vị trí tâm dao cắt gắn với đặc điểm TRACUT, VTLAXS cập nhật CLFILE - Một nhiệm vụ khác việc tạo in từ CLFILE, gọi CLDATA, bao gồm liệu gắn với vị trí dao cắt u cầu tới máy gia cơng lệnh hậu xử lý cho chương trình nguồn APT Ở : TRACUT (transform cutter location) hiểu 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 di chuyển dọc theo bề mặt điều khiển V.3.5 Gian đoạn hậu xử lý: Gian 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 thông tin vận hành máy sang dạng mã NC Bộ hậu xử lý không thuộc hệ thống APT, việc thực giai đoạn 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 - Trang 99 - Giai đoạn giám sát Giai đoạn dịch Bắt đầu Chương trình APT Kiểm tra lỗi Chuyển mã sang dạng chuẩn Lỗi Có A Không File PROFIL Giai đoạn thực Tính toán vectơ cắt Tạo file CLFILE Lỗi Có A Không File CLFILE Giai đoạn hiệu chỉnh Biến đổi toạ độ vị trí dao gặp lệnh COPY TRACUT Hậu xử lý? Có Giai đoạn hậu xử lý Thực chương trình hậu xử lý để tạo file mã NC Không Có File mã NC Chương trình Không A END Hình 5.6: Cấu trúc xử lý APT - Trang 100 - V.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 cơng 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 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: điểm mơ tả giá trị tọa độ X, Y, Z bất chấp xác định Bảng 5.1: Dạng tiêu chuẩn số loại thực thể hình học Thực thể Tham Số thứ tự Định nghĩa hình học số X Giá trị tọa độ điểm hệ tọa độ cho Điểm Y trước Z A A, B, C, D hệ số phương trình mặt B phẳng đường thẳng Ax+By+Cz+D=0 Đường C = với A,B,C toạ độ véctơ pháp tuyến thẳng D C=0 đường thẳng, xem mặt phẳng vuông góc với mặt XY X Y Trong APT, đường trịn xem Z hình trụ vng góc với mặt XY A, B, C, A = toạ độ véc tơ đường tâm, với Đường tròn B = đường trịn A = B = C = R giá C = trị bán kính R A B A, B, C, D hệ số phương trình mặt Mặt phẳng C phẳng Ax+By+Cz = D D A A, B, C véc tơ thành phần Véc tơ B tương ứng trục tọa độ X, Y, Z C - Trang 101 - Hình trụ Mặt bậc hai Ma trận 7 10 10 11 12 X Y Z A B C R A B C D F G H P Q R C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 X, Y, Z tọa độ điểm xác định đường tâm A, B, C véc tơ đơn vị tương ứng trục tọa độ X, Y, Z để tạo lên đường tâm R giá trị bán kính A, B, C, D, F, G, H, P, Q R hệ số phương trình bậc hai: Ax2 + By2 + Cz2 + D + 2Fyz + 2Gxz + 2Hxy + 2Px + 2Qy + 2Rz = C1, C2, …,C12 hệ chuyển đổi  C1 C2 C3  C5 C6 C7  C9 C10 C11 0 0  số ma trận C4  C8   C12  Nắm vững dạng chuẩn công cụ quan trọng cho việc chữa lỗi chương trình kiểm tra Câu lệnh PRINT thường sử dụng để in liệu dạng chuẩn Lệnh PRINT có dạng sau: OPTION.ON.XREF PRINT/ON; Đưa dạng chuẩn thực thể in thời điểm tạo PRINT/OFF; Tắt chế độ ON PRINT/3,ALL; Đưa dạng chuẩn thực thể đại lượng biến thiên in thời điểm câu lệnh xử lý - Trang 102 - Bảng 5.2: Các thuật ngữ dùng lập trình ngôn ngữ APT Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Thuật ngữ POINT LINE XAXIS YAXIS ZAXIS CIRCLE ELLIPS PATERN PLANE XYPLAN YZPLAN ZXPLAN ZSURF SPHERE CILINDR CONE VECTOR MATRIX CENTER RADIUS ATANGL FWD BACK UP DOWN LEFT RIGHT INTOF TANTO MIRROR SCALE CLW CCLW LARGE SMALL XLARGE XSMALL YLARGE Ý nghĩa Điểm Đường thẳng Trục X Trục Y Trục Z Đường trịn Elíp Hệ điểm Mặt phẳng Mặt phẳng XY Mặt phẳng YZ Mặt phẳng ZX Mặt phẳng //XY Hình cầu Hình trụ Hình Véctơ Hệ tọa độ Tâm Bán kính Góc Tiến Lùi Lên Xuống Bên trái Bên phải Cắt Tiếp tuyến Hình ảnh gương Tỉ lệ Cùng chiều kim đồng hồ Ngược chiều kim đồng hồ Lớn Nhỏ X lớn X nhỏ Y lớn - Trang 103 - 39 40 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 YSMALL ZLARGE ZSMALL LFT RGT GO GOTO GOLFT GORGT GOFWD GOBACK GOUP GODOWN GODLTA XYROT YZROT ZXROT CUTTER PARLEL PERPTO TO ON PAST FROM PS DS CS IN OUT TLLFT TLRGT TLONPS TLOFPS Y nhỏ Z lớn Z nhỏ 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 Vng góc Đến Ở Đằng sau Vị trí ban đầu Mặt gia cơng 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 - Trang 104 - KẾT LUẬN Để lập trình ngơn ngữ APT, phải định nghĩa hình học bề mặt chi tiết cần gia cơng Trong chương trình trình bày lệnh định nghĩa hình học sử dụng để mô tả phần profin chi tiết bao gồm nhiều thực thể hình học điểm, đường thẳng, đường tròn, đường cong, mặt phẳng bề mặt định hình 2D, 3D Trong chương trình đưa dạng thực thể hình học là: điểm (Point), đường thẳng (Line), đường tròn (Circle) mặt phẳng (Plane) Mỗi thực thể đưa số phương pháp định nghĩa cụ thể, tổng qt có ví dụ minh họa Căn vào yêu cầu vẽ chi tiết cần gia công mà ta vận dụng lệnh định nghĩa vào cho phù hợp có hiệu cao Thông tin cách thiết lập đường chạy dao Nếu lập trình với đường chạy dao Point to Point hướng dịch chuyển dao từ điểm tới điểm Dao cắt dịch chuyển từ điểm tới điểm đích theo đường thẳng Nếu lập trình với đường chạy dao Continous - Path dao cắt dịch chuyển dọc theo cơng-tua thiết lập từ phần tử hình học ln trì dao phạm vi dung sai xác định Các chức vận hành máy như: tốc độ cắt, tốc độ chạy dao, khai báo kích cỡ dụng cụ, điều khiển dung dịch làm mát, khai báo hệ đơn vị sử dụng, thay dao, khai báo hệ thống tọa độ máy, chức phụ trợ khác hầu hết chúng khơng thuộc xử lý APT chúng có mặt chương trình APT Các chức xử lý hậu xử lý Tuy nhiên khơng có hậu xử lý chung cho việc xử lý chương trình APT với kết hợp điều khiển số nhiều máy công cụ - Trang 105 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Máy điều khiển theo chương trình số robot công nghiệp, Tập 1&2, Đại Học Bách khoa Hà Nội, 1992 - PGS TS Tạ Duy Liêm Máy công cụ CNC, NXB KHKT, 2001 Kỹ thuật điều khiển điều chỉnh lập trình khai thác máy cơng cụ CNC, NXB KHKT, 2005 - PGS TS Tạ Duy Liêm Điều khiển sồ lập trình tên máy CNC - PGS TS Tăng Huy Nhập môn gia công CNC, IMI, 1996 - Vũ Hoài Ân Nền sản xuất CNC hệ thống CAM, IMI, 1996 - Vũ Hồi Ân Cơng nghệ máy CNC, NXB KHKT, 2000 - GS TS Trần Văn Địch Computer Numerical Control, Eastern Michigan University, 1994 - S.C Jonathan Lin Kỹ thuật điều khiển theo chương trình số CNC, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM 10 Tiện CNC, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM 11 Mill & CAM Designer - Nguyễn Ngọc Đào 12 Phay CNC, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 13 Điều khiển số, Trường Đại học Giao thông vận tải Tp.HCM 14 Công nghệ kim loại ứng dụng CAD/CAM/CNC, NXB KHKT, 2001 - Trang 106 - ... ngơn ngữ lập trình tự động APT, từ lập trình cho máy gia cơng CNC Trong lĩnh vực khí – tự động hố, dây chuyền sản xuất tự động sản xuất theo chương trình dùng ngơn ngữ lập trình tự động APT nạp... tài ? ?Nghiên cứu cơng cụ lập trình tự động ATP ứng dụng? ?? làm luận văn Qua luận văn này, em hiểu ngơn ngữ lập trình ATP, ngơn ngữ lập trình sở cho nhiều ngôn ngữ khác ứng dụng rộng rãi cho máy công. .. I.2 Lập trình máy nơi lập trình độc lập: Ngày nay, với ứng dụng máy tính, cơng việc lập trình máy phổ biến rộng rãi vị trí lập trình độc lập Lập trình máy có ưu điểm sau: - Ngơn ngữ lập trình