Nghiên cứu lập trình nâng cao macro cho máy phay cnc bridgeport tc1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o SOUT CHAY SOAR VI XAY NGHIÊN CỨU LẬP TRÌNH NÂNG CAO MACRO CHO MÁY PHAY CNC BRIDGEPORT – TC1 CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SỸ K Ỹ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM VĂN HÙNG HÀ NỘI 2008 MỤC LỤC Trang Mục lục……………………………………………………………….….… Lời nói đầu………………………………………………………… … … Chương 1: Tổng quan máy phay CNC BRIDGEPORT – TC1…… …6 1.1 Giới thiệu chung………………………………………….……… 1.1.1 Phạm vi sử dụng……….………………………………… …… …6 1.1.2 Sơ đồ kết cấu động học máy phay CNC ………… ……… 1.1.3 Các phận hệ thống máy …………… ……… …… … 1.2 Các cấu đặc trưng máy phay điếu khiển số………………… …12 1.2.1 Hệ thống gá kẹp chi tiết gia công…… …………………… 12 1.2.2 Hệ thống đường hướng máy phay CNC…………… … … 13 1.2.3 Hệ thống thay dao tự động máy phay CNC…………… 13 1.2.4 Hệ thống kẹp tháo dụng cụ tự động cảu máy phay CNC…….… 14 1.3 Các hệ thống khí thuỷ khí……………………………… .…16 1.3.1 Hệ thống khí………………………………………………… …16 1.3.2 Hệ thống chất bơi trơn lạnh………………………… …… .18 1.3.3 Hệ thống khí nén………………………………………….… … …18 1.3.4 Hệ thống bôi trơn………………………………………….… .…19 1.3.5 Hệ thống CNC máy……………………………….…….… 19 1.3.6 Hệ thống truyền động động cơ……………………… ………20 1.3.7 Hệ thống điện………………………………………….….….… 20 Chương 2: Kỹ thuật lập trình máy CNC………………………… …21 2.1 Những yêu cầu người lập chương trình………………… 21 2.2 Kỹ thuật lập trình………………………………………………… ….21 2.2.1 Lập trình theo kích thước tuyệt đối……………………… ……… 21 2.2.2 Lập trình theo kích thước tương đối……………………… ….22 2.2.3 Các ngôn ngữ……………………………………… …… … …22 2.3 Cấu trúc chương trình…………………………… … .….24 2.3.1 Câu lệnh…………………………………………………… …25 2.3.2 Từ lệnh………………………………………… ……………… 26 2.4 Mô tả lệnh câu lệnh………………………………… …………….27 2.5 Ký tự địa dấu hiệu đặc biệt……………… …….…… ….29 2.5.1 Từ địa chỉ…………………………………… ……….…….… 29 2.5.2 Danh sách mã lệnh G code chương trình………….…… … 33 2.5.3 Bảng mã M……………………………………… ………… …37 Chương 3: Nghiên cứu lập trình Macro A Macro B…………… … 42 3.1 Custom Macro A……………………………………………… 42 3.1.1 Lệnh custom Macro……………………………………….… 43 3.1.2 Thân chương trình (custom Macro body)………………… .48 3.2 Custom Macro B……………………………………… … … .….61 3.2.1 Biển số…………………………………………… …… ….61 3.2.2 Các biển số hệ thống………………………………… ……………65 3.2.3 Hoạt động toán học logic……………………… ………… …73 3.2.4 Câu lệnh macro NC……………………………… … 77 3.2.5 Nhánh vòng lặp……………………………… ……… … …78 3.2.6 Gọi Macro……………………………………… ………… … 82 Chương 4: Ứng dụng triển khai chương trình Macro cho trung tâm gia cơng BRIDGEPORT – TC1 để mở rộng khả máy… 102 4.1 Phay viền ngoài…………………………………… ………… ….….103 4.1.1 Lý thiết………………….………………………… … … … ….103 4.1.2 Lập trình Macro (Phay viền ngồi) …………….……….…… … 104 4.2 Phay viền trong…………………………… ……… ……….… …107 4.2.1 Lý thiết…………………………………… ………… …… .107 4.2.2 Lập trình Macro (Phay viền trong)……… ….……… ……… .108 4.3 Phay hốc……………………………………….…… … ……… ….111 4.3.1 Lý thiết……………………………………….……… .…… ….111 4.3.2 Lập trình Macro (Phay hốc)…………………… ……… … .…112 4.4 Phay mặt phẳng……………………………………… ….…… 116 4.4.1 Lý thiết…………………………….…………………… .……116 4.4.2 Lập trình Macro (Phay mặt phẳng)……………… ……….… .117 4.5 Phay tròn viền ngoài…………………… …………… ….… … 120 4.5.1 Lý thiết……………………………….…………… … …120 4.5.2 Lập trình Macro (Phay trịn viền ngồi)…………… ……….… …121 4.6 Phay tròn viền trong………………………… ………………….….….123 4.6.1 Lý thiết…………………………………………….…….…….……123 4.6.2 Lập trình Macro (Phay trịn viền trong)…………… ……….…… 124 4.7 Phay rãnh…………………………………………….……… ……… 126 4.7.1 Lý thiết……………………………………………………… …….126 4.7.2 Lập trình Macro (Phay rãnh)………………………………….…….127 Kết luận chung………………………………………………… …….….…129 Lời cảm ơn…………………………………………………… …… … 131 Tài liệu tham khảo…………………………………………………… … 132 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong hoạt động công tác thực tế sản xuất để góp phần vào q trình xây dựng phát triển nước nhà Việc tiếp cận ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến, công nghệ cao giới khu vực vào ngành khí quan trọng cấp thiết Đây trọng trách mà đảng nhà nước giao phó cho cấp, ngành tiên phong đội ngũ cán bộ, kỹ sư công nhân kỹ thuật giới trí thức khoa học Vì xác định nghiên cứu đề tài “Lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC BRIDGEPORT – TC1” có tính cấp thiết lý luận thực tiễn Bởi phù hợp với sản xuất đại phù hợp với công việc Đồng thời giúp tơi tiếp cận với phương thức lập trình máy điều khiển số chương trình truyền tham số qua lập trình Macro phương thức lập trình cịn mẻ Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Giới thiệu chung kỹ thuật lập trình máy phay CNC, làm rõ sở lý luận lập trình nâng cao Macro, ứng dụng triển khai chương trình Macro cho trung tâm gia cơng BRIDGEPORT – TC1 để mở rộng khả gia công máy Đối tượng nghiên cứu gồm có lý luận thực tiễn lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC Phạm vi phù hợp nghiên cứu: - Luận văn giới hạn việc nghiên cứu lập trình nâng cao Macro cho trung tâm gia cơng BRIDGEPORT – TC1 - Phù hợp với sản xuất đại Đề tài “ Lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC BRIDGEPORT – TC1” nhằm góp phần giải vấn đề sâu: 1.Phân tích, tổng hợp tình hình phát triển khí khả ứng dụng chương trình Macro cho trung tâm gia cơng BRIDGEPORT - TC1, gia cơng khí giới vùng giai đoạn Qua đánh giá xác định hướng ứng dụng có hiệu công nghệ cao (máy CNC) vào đào tạo sản xuất cơng nghiệp 2.Pân tích, tổng hợp khả cơng nghệ cao qua xác định định hướng ứng dụng sở phân tích, so sánh đối chứng với công nghệ truyền thống, minh chứng khả ứng dụng triển khai chương trình Macro từ sở tảng hình hình học số đối tượng tồn tiến trình 3.Nghiên cứu khai thác có hiệu chương trình thiết kế công nghệ nhằm phục vụ thiết thực cho công tác dạy học cho đối tượng cao động nghiên cứu kỹ thuật 4.Xây dựng ví dụ quy trình cơng nghệ lập trìng cho chi tiết phức tạp độ xác cao 5.Tạo lập chương trình tiện ích tự động tạo lập chuyển đổi mã lệnh chương trình gia cơng cho máy phay CNC thông qua máy phay CNC BRIDGEPORT- TC1 cụ thể nhằm mục đích: Mở rộng khả cơng nghệ, giúp tăng suất, độ xác hiệu kinh tế giảm cường độ lao động Ứng dụng kỹ thuật lập trình nâng cao Macro để thiết kế lập trình cơng nghệ gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp, độ xác có yêu cầu cao máy phay CNC với khả công nghệ hạn chế Nội dung luận văn Bản luận văn chia thành chương sâu: Chương 1: Tổng quan máy phay CNC BRIDGEPORT – TC1 Chương 2: Kỹ thuật lập trình máy phayCNC Chương 3: Nghiên cứu lập trình Macro A Macro B Chương 4: Ứng dụng triển khai chương trình Macro cho trung tâm gia công BRIDGEPORT – TC1 để mở rộng khả máy Nội dung luận văn cố gắng nêu trang tổng quát giải pháp kỹ thuật lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC ứng dụng triển khai chương trình cho trung tâm gia công BRIDEGPORT – TC1 để mở rộng khả máy Hy vọng đề tài góp phần tìm kiếm giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm ngành khí nước Lào góp phần trình phát triển nước nhà Các nội dung luận văn thực hướng dẫn nhiệt tình PGS.TS PHẠM VĂN HÙNG , nhờ giúp đỡ nhiều chuyên gia gia công khí Tác giả luận văn tỏ lịng biết ơn đến giúp đỡ nhiệt tình thầy Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội bạn đồng nghiệp Tuy có nhiều nỗ lực phấn đấu để hoàn thành nội dung đề tài đề tài cịn thiếu sót mong thầy, cô dẫn giúp đỡ để nội dung nghiên cứu hoàn thiện XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN ! Hà Nội Ngày / 02/200 SOUT CHAY SOARVIXAY CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC BRIDGEPORT – TC1 1.1.Giới thiệu chung Trung tâm gia công đứng CNC BRIDGEPORT – TC1 trung tâm gia công vào loại đại nước VIỆT NAM nay, đáp ứng hầu hất yêu cầu sản xuất nước VIỆT NAM Máy Mỹ chế tạo, sử dụng phần mềm tích hợp hệ điều khiển GE FANUC_OM hãng, đặc tính kỹ thuật tiêu chuẩn an tòan quốc tế Nhìn chung, trung tâm gia cơng BRIDGEPORT – TC1 thỏa mãn theo tác tay vận hành tự động Trong phạm vi luận văn khoa học phải nghiên cứu trung tâm gia công đứng TC1 ba trục 3D 1.1.1 Phạm vi sử dụng Trên giới VIỆT NAM tồn nhiều loại trung tâm gia công với khả gia công khác Với khả gia cơng cịn hạn chế trung tâm gia cơng loại nhỏ BRIDGEPORT-TC1 gia cơng loại chi tiết sau đây: (1) Phay: bao gồm phay mặt phẳng, phay rãnh cong phay rãnh bậc (2) Khoan doa: bao gồm khoan mặt đầu, khoan doa lỗ, tarơ cắt ren ngồi, khoan doa theo toạ độ Các vật liệu gia công máy là: Kim loại, gỗ chất dẻo Trung tâm gia công BRIDGEPORT-TC1 trang bị kèm theo số lượng lớn thiết bị bôi trơn làm mát đặc biệt Trung tâm gia công BRIDGEPORT-TC1 trang bị ổ tích dao với 22 dụng cụ, tay máy để thổi dụng cụ hệ thống khí nén, thuỷ lực nhằm phục vụ cho việc thay đổi, kẹp chặt dụng cụ vệ sinh hệ thống dụng cụ, thiết bị đo điện tử tích cực hiệu chỉnh dụng cụ 1.1.2 Sơ đồ kết cấu động học máy phay CNC (Hình 01) sơ đồ kết cấu động học máy phay đứng CNC bao gồm phận sau: Cụm trục chính, hệ thống thay dao, bàn máy máy phay, điều khiển CNC bảng Điều khiển Z trục Điều khiển CNC Màn hình Xử lý công nghệ Điều khiển thích nghi xử lý hình học Điều khiển trục chạy dao phản hồi trục x, y, z dụng cụ tay kẹp dụng cụ bàn máy X ổ chøa dao Y Hình 01: Sơ đồ kết cấu động học máy phay CNC Cụm trục nơi gá lặp dụng cụ cắt tạo tốc độ cắt gọt Trục dẫn động động servo trục (1) điều khiển, điều điều khiển CNC (2), có khả cung cấp số vịng quay cho trục phạm vi cho phép máy Hệ thống truyền động cụm trục tích hợp hệ thống phanh khí nén, nhằm phục vụ việc thay đổi tốc độ quay thời gian ngắn Tốc độ quay trục ln cảm biến đo phản hồi điều khiển CNC Trên trục có lắp đặt hệ thống gá kẹp dụng cụ tự động khí nén thuỷ lực nhằm tự động hố hồn tồn q trình thay dao Chuyển động theo trục Z máy cụm trục thực hiện, dẫn động nhờ động servo trục Z (6) thông qua truyền động trục vít me đai ốc bi, điều khiển điều chỉnh điều khiển CNC kín có phàn hồi Hệ thống thay dao (3) máy phay CNC tự động hố hồn tồn, thơng thường ổ chứa dao kết hợp với tay kẹp dụng cụ kép Vị trí thay dao cụm trục xác định nhà sản xuất nhằm không tạo khả đập với chi tiết phận khác máy Ngoài hệ thống thay dao tự động nói số nhà sản xuất trung tâm gia cơng CNC cịn đưa hệ thống thay dao đơn giản ổ chứa dao tự hành, vừa có chức thay dao tự động Bàn máy máy phay CNC thông thường có hai khả chuyển động theo trục X trục Y, dẫn động nhờ động servo trục X (4), trục Y (5) thông qua truyền động trục vít me đai ố bi, điều khiển điều chỉnh điều khiển CNC kín có phản hồi Bộ điều khiển CNC máy phay có nhiệm vụ biên dịch chương trình NC nạp vào điều khiển, tiến hành xử lý thông tin phát lệnh điều khiển cấu chấp hành Các lệnh điều khiển phân nhánh thành hai hệ lệnh là: Hệ lệnh đường hệ lệnh đóng ngắt nhằm điều khiển q trình hình thành hình dáng hình học chi tiết 1.1.3 Các phận hệ thống máy Các phận trung tâm gia cơng đứng CNC hãng BRIDGEPORT Mỹ sản xuất trình bày (hình 02) Tính kỹ thuật trung tâm gia công TC1 + Không gian gia công máy: - Theo trục X 550mm - Theo trục Y 500mm - Theo trục Z 400mm + Bàn máy: - Kích thước bàn máy 838×356 (mm) - Chiều cao bàn máy 800mm + Tải trọng cho phép bàn máy 341kg + Chuyển động chạy dao nhanh: - Theo trục X Y 18m/ph - Theo trục Z 7,6m/ph + Số rãnh chữ T bàn máy + Hệ thống thay dao hoàn toàn tự động (ổ chứa dao tự hành): - Kẹp tháo dao có hỗ trợ hệ thống khí nén - Số dao lưu trữ lớn 22 - Trọng lượng lớn dao 5,9kg - Tổng trọng lượng tất dao 68kg - Thời gian thay dao tự động 7,5s + Động trục AC Servo (YASKAWA) - Công suất : Mã lực chế độ hoạt động liên tục; 9,5 mã lực chế độ tải ngắn hạn - Hộp tốc đọ có hai cấp - Số vịng quay trục vơ cấp từ 25 đến 7500v/ph N10 IF [#13 EQ #0] GOTO20 (Nếu số bước chưa xác định) IF [#13 EQ #0] GOTO20 (Số bước thực = 0) #23 = #9/#13 (Số bước thực theo chiều sâu) #17 = FIX [#23] (Làm tròn số bước nguyên) #23 = #10 - #17*#13 (Phần thập phân giá trị chiều sâu gia công) IF [#23 EQ #0] GOTO25 (Chiều sâu gia công giá trị nguyên) #17 = #17 + (Số bước phải tăng lên gia công hết) GOTO25 N20 #17 = (Khởi tạo số bước) #13 = #9 (Khởi tạo số bước ăn dao) #23 = N25 #18 = #8/#2 (Số bước chiều rộng) #19 = FIX [#918] (Làm tròn số bước nguyên) #20 = #8 - #17*#2 (Phần thấp phân giá trị chiều sâu gia công) IF [#20 EQ #0] GOTO30 (Nếu phần lẻ = 0_bước chiều rộng nguyên) #19 = #19 + (Bước chiều rộng lẻ tăng lên gia công hết) N30 #20 = #19/2 (Nửa bước chiều rộng) #21 = FIX [#20] (Làm tròn số bước nguyên) IF [[#21 - #20] GT 0.25] GOTO35 #19 = #19 + N35 #2 = #8/#19 (Tính lại số bước chiều rộng) #24 = #19 (Đặt bước) G90 G00 Z#132 (Di chuyển đến mặt phẳng an tồn) G00 X130 Y#131 (Vị trí bắt đầu) G91 G01 Z[-#13] F#12 (Phay sâu xuống) #25 = (Khởi tạo biến) #26 = #13 (Đắt bước ăn dao) N1 WHILE [#17 GT 0] DO1 (Bước sâu > 0, gia công) IF [#25 EQ #0] GOTO47 (Đặt điều kiện) IF [#17 GT #1] GOTO45 IF [#13 Q #0] GOTO45 #16 = #23 (Đặt bước chiều sâu) 118 N45 G90 G00 X#130 Y#131 G91 G01 Z[-#13-#26] F#12 N47 #25 = G91 G01 X# F#11 #19 = #24 N2 WHILE [#9 GT #0] DO2 G01 X#7 F#11 G01 Y#2 G02 X[-#7] G01 Y#2 #19 = #19 – G01 Y[-#8] G02 X[-#9] Y[-#9] R#9 END2 G01 X#7 N50 G00 Z#13 #17 = #17 – END1 G90 G00 Z#132 G90 G00 X#130 Y#131 G#22 M99 (Di chuyển đến vị trí cần gia cơng) (Phay sâu xuống) (Chừng số bước chiều rộng > 0) (Phay theo biên dạng mặt phẳng R) (Phay theo chiều rộng) (Hết hành trình kín) (Nội suy chiều KĐH cắt theo biên dạng) (Phay theo chiều rộng) (Số bước giảm 2) (Quay lại vị trí ban đầu) (Lùi dao lên) (Quay lại vị trí ban đầu) (Quay trở lại hệ toạ độ theo G90/G91) 119 4.5 Phay trịn viền ngồi 4.5.1 Lý thuyết Tham số phay trịn ngồi – P9175, biểu mẫu chương trình điều khiển sau: G65 P9175 I1 J1 K1 I2 J2 K2 I3 J3 K3 I4 Với ý số 1, 2, đoạn dẫn mang tính chất minh hoạ Phay thục di chuyển nhanh đến mặt phẳng R sau đén điểm Bán kính nhập vào, phay theo chiều sâu, thục gia công số bước theo chiều sâu có u cầu Bán kính ngồi để tạo nên hành trình gia cơng tinh cuối kết thúc chương trình quay điểm bắt đầu Biểu mẫu lập trình truyền tham số I1, J1: Toạ độ điểm tâm đường tròn trục X, Y K1: Toạ độ điểm tâm theo mặt phẳng quy chiếu trục Z I2: Bán kính đường trịn J2: Chiều sâu gia cơng K2: Bán kính cung trịn chuyển hướng I3: Lượng chạy dao thô J3: Dung sai gia công tinh K3: Lượng chạy dao tinh (theo XY) I4: Lượng chạy dao theo trục Z J4: Bước ăn dao theo trục Z (Hình vẽ 3D) (Sản phẩm) 120 4.5.2 Lập trình Macro (Phay trịn viền ngồi) G65 P9175 I0 J0 K0 I50 J1.0 K5 I1000 J0.5 K800 I300 J1.0 (#4, #5) I1, J1: Toạ độ điểm tâm đường tròn hệ trục XY (#6) K1: Toạ độ điểm tâm theo mặt phẳng quy chiếu Z (#7) I2: Bán kính đường trịn (#8) J2: Chiều sâu gia cơng (#9) K2: Bán kính cung trịn chuyển hướng (#10) I3: Lượng chạy dao thơ (#11) J3: Dung sai gia công tinh (#12) K3: Lượng chạy dao tinh (theo XY) (#13) I4: Lượng chạy dao theo trục Z (#14) J4: Bước ăn dao theo trục Z Chương trình Macro (Chương trình gọi) O9175 #2 = #4300 (Đặt G code nhóm 3: G90/G91) #130 = #5041 (Vị trí điểm tham chiếu dụng cụ) #131 = #5042 #132 = #5043 #133 = #[2000 + #4170] (Bán kính hoạt động) IF [#2 EQ 91] GOTO3 (Rẽ nhánh tới N1 G91/hệ toạ độ gia số) #130 = #131 = #132 = N2 #130 = #130 + #4 (Vị trí tâm theo toạ độ X_mặt phẳng XY) #131 = #131 + #5 (Vị trí tâm theo toạ độ Y_mặt phẳng XY) #132 = #132 + #6 (Vị trí tâm theo toạ độ Z) IF [#11 NE #0] GOTO4 (Nếu có lượng dư gia cơng tinh) #11 = N4#7 = #7 + #11 (Bán kính cộng lượng dư gia cơng tinh) IF [#12 NE #0]GOTO5 (Có F tinh) #12 = #10 (F tinh = F thô) N5 IF [#13 NE #0] GOTO10 (Nếu có Fz) #13 = 0.5*#10 (Gán Fz = 0.5 lượng chạy dao thô) N10 IF [#14 EQ #0] GOTO15 (Nếu khơng có bước chiều sâu) 121 IF [#14 EQ 0] GOTO15 #23 = #8/#14 #17 = FIX [#23] #23 = #8 - #17*#14 IF [#23 EQ 0] GOTO16 #17 = #17 + GOTO16 N15 #17 = #16 = #10 #23 = N16 G90 G00 Z#132 G00 X#130 Y[#131 - #7 - #9] G41 G91 G01 X#9 F#10 G03 X[-#9] Y#9 R#9 (Nếu bước chiều sâu = 0) (Số bước thực theo chiều sâu) (Làm tròn số bước nguyên) (Phần thập phân) (Nếu phần thập phân = 0) (Số bước theo chiều sâu) (Gán số bước thực = 1) (Bước chiều sâu- chiều sâu gia cơng) (Khơng có phần thập phân) (Di chuyển đến mặt phẳng XY) (Vị trí bắt đầu) (Bù dao trái bán kính vào dao) (Nội suy cung tròn ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu phay) (Chừng số bước thực > 0) (Nếu số bước > 1) (Nếu số bước = 0) (Đặt bước chiều sâu) (Phay thô) (Nội suy chiều KĐH cắt thô biên dạng) (Gia công xong lượt số bước giảm lượt) N1 WHILE [#17 GT #0] DO1 IF [#17 GT #1] GOTO18 IF [#23 EQ #0] GOTO18 #14 = #23 N18 G01 Z[-#14] F#13 G02 X0 Y0 I0 J[#7] F#10 #17 = #17 – END1 N19 IF [#11 EQ #0] GOTO20 (Nếu dung sai gia công tinh = 0) #7 = #7 -#11 (Bán kính lượn tinh) #9 = #9 + #133 (Điều chỉnh lượng dư bán kính dụng cụ) G03 X[-#9] Y[-#9] R#9 (Nội suy ngược chiều kim đồng hồ) G01 X[2*#9 + #11] (Chạy dao theo biên dạng) G03 X[-#9 - #11] Y[-#9-#11] R[#9 +#11] F#12 G40 G01 X[#9/2] (Huỷ bù dao tâm) G90 G00 X#130 Z#132 (Chạy dao lên) G#2 (Quay trở hệ toạ độ theo G90/G91) M99 122 4.6 Phay tròn viền 4.6.1 Lý thuyết Tham số phay trịn ngồi – P9176, biểu mẫ chương trình điều khiển sau: G65 P9176 I1 J1 K1 I2 J2 K2 I3 J3 K3 I4 Với ý số 1, 2, đoạn dẫn đưới mang tính chất minh hoạ Phay thực di chuyển nhanh đến mặt phẳng R sau đến điểm Bán kính nhập vào, phay theo chiều sâu, thực gia công số bước theo chiều sâu có yêu cầu Bán kính ngồi để tạo nên hành trình gia cơng tinh cuối kết thúc chương trình quay điểm bắt đầu Biểu mẫu lập trình truyền tham số I1, J1: Toạ độ điểm tâm đường tròn trục X, Y K1: Toạ độ điểm tâm theo mặt phẳng quy chiếu trục Z I2: Bán kính đường trịn J2: Chiều sâu gia cơng K2: Bán kính cung trịn chuyển hướng I3: Lượng chạy dao thơ J3: Dung sai gia công tinh K3: Lượng chạy dao tinh (theo XY) I4: Lượng chạy dao theo trục Z J4: Bước ăn dao theo trụcZ (Hình vẽ 3D) (Sản phẩm) 123 4.6.2 Lập trình Macro (Phay trịn viền trong) G65 P9176 I0 J0 K0 I50 J1.0 K5 I1000 J0.5 K800 I300 J1.0 (#4, #5) I1, J1: Toạ độ điểm tâm đường tròn hệ trục XY (#6) K1: Toạ độ điểm tâm theo mặt phẳng quy chiếu trục Z (#7) I2: Bán kính đường trịn (#8) J2: Chiều sâu gia cơng (#9) K2: Bán kính cung trịn chuyển hướng (#10) I3: Lượng chạy dao thô (#11) J3: Dung sai gia công tinh (#12) K3: Lượng chạy dao tinh theo XY (#13) I4: Lượng chạy dao theo trục Z (#14) J4: Bước ăn dao theo trục Z Chương trình Macro (Chương trình gọi) O9176 #2 = #4300 (Đặt G code nhóm 3: G90/G91) #130 = #5041 (Vị trí điểm tham chiếu dụng cụ) #131 = #5042 #132 = #5043 #133 = #[2000 + #4170] (Bán kính hoạt động) IF [#2 EQ 91] GOTO3 (Rẽ nhánh tới N1 G91/hệ toạ độ gia số) #130 = #131 = #132 = N3 #130 = #130 + #4 (Vị trí tâm theo toạ độ X_mặt phẳng XY) #131 = #131 + #5 (Vị trí tâm theo toạ độ Y_mặt phẳng XY) #132 = #132 + #6 (Vị trí tâm theo toạ độ Z) IF [#11 NE #0] GOTO4 (Nếu có lượng dư gia cơng tinh) #11 = N4 #7 = #7 - #11 (Bán kính cộng lượng dư gia cơng tinh) IF [#12 NE #0] GOTO5 (Có F tinh) #12 = #10 (F tinh = F thô) N5 IF [#13 NE #0] GOTO10 (Nếu có Fz) #13 = 0.5*#10 (Gán Fz = 0.5 lượng chạy dao thô) N10 IF [#14 EQ #0] GOTO15 (Nếu khơng có bước chiều sâu) IF [#14 EQ #0] GOTO15 (Nếu bước chiều sâu = 0) 124 #23 = #8/#14 #17 = FIX [#23] #23 = #8- #17*#14 IF [#23 EQ #0] GOTO16 #17 = #17 + GOTO16 N15 #17 = #16 = #10 #23 = N16 G90 G00 Z#132 G00 X#130 Y[#131- #7- #9] G41 G91 G01 X#9 F#10 G03 X[-#9] Y#9 R#9 (Số bước thực theo chiều sâu) (Làm tròn số bước nguyên) (Phần thập phân) (Nếu phần thập phân = 0) (Số bước theo chiều sâu) (Gán số bước thực = 1) (Bước chiều sâu - chiều sâu gia cơng) (Khơng có phần thập phân) (Di chuyển đến mặt phẳng XY) (Vị trí bắt đầu) (Bù dao trái bán kính vào dao) (Nội suy cung tròn ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu phay) (Chừng số bước thực > 0) (Nếu số bước > 1) (Nếu số bước = 0) (Đặt bước chiều sâu) (Phay thô) (Nội suy chiều KĐH cắt theo biên dạng) (Gia công xong lượt số bước giảm lượt) N1 WHILE [#17 GT #0] DO1 IF [#17 GT 1] GOTO18 IF [#23 EQ 0] GOTO18 #14 = #23 N18 G01 Z[-#14] F#13 G02 X0 Y0 I0 J[#7] F#10 #17 = #17-1 END1 N19 IF [#11 EQ 0] GOTO20 (Nếu dung sai gia công tinh = 0) #7 = #7 + #11 (Bán kính lượn tinh) #9 = #9 + #133 (Điều chỉnh lượng dư bán kính dụng cụ) G03 X[-#9] Y[-#9] R#9 (Nội suy ngược chiều kim đồng hồ) G01 X[2*#9 + #11] (Chạy dao theo biên dạng) G03 X[-#9- #11] Y[-#9- #11] R[#9 + #11] F#12 (Nội suy ngược chiều kim đồng hồ theo biên dạng) G02 X0 Y0 I0 J[#7] (Nội suy chiều KĐH theo biên dạng) #9 = #9 - #133 (Điều chỉnh dung sai = bán kính dụng cụ) N20 G03 X[-#9- #11] Y[- #9- #11] R[#9 + #11] F#12 G40 G01 X[#9/2] (Huỷ bù dao tâm) G90 G00 X#130 Z#132 (Chạy dao lên) G#2 (Quay trở hệ toạ độ theo G90/G91) M99 125 4.7 Phay rãnh 4.7.1 Lý thuyết Tham số phay rãnh – P9179, biểu mẫu chương trình điều khiển sau: G65 P9179 I1 J1 K1 I2 J2 K2 I3 J3 K3 I4 Với ý số 1, 2, xuất đoạn dẫn mang tính chất minh hạo Phay thực di chuyển nhanh đến mặt phẳng R sau đến điểm Phay theo chiều sâu cắt xuống đường tâm dọc theo chiều dài, thực bước.Và lại gia công dọc theo chiều dài Thực lần (bằng lần khoảng cách ban đầu) dọc theo chiều dài Bước cắt dọc theo đường tâm theo chiều rộng sau quay trở lại nhanh điểm ban đầu Gia công số bước chiều sâu theo yêu cầu Cuối quay trở lại điểm Biểu mẫu lập truyền tham số I1, J1: Toạ độ điểm đầu hệ trục X, Y K1: Toạ độ điểm đầu theo mặt phẳng quy chiếu trục Z I2: Chiều dài biên dạng trục X J2: Chiều rộng biên dạng trục Y K2: Chiều sâu rãnh theo trục Z I3: Lượng chạy dao theo trục XY J3: Lượng chạy dao theo chiều trục Z K3: Bước tiến dao theo trục Z I4: Góc quay hệ tạo độ (tại điểm trục X) (Hình vẽ 3D) (Hình vẽ 2D) 126 4.7.2 Lập trình Macro (Phay rãnh) G65 P9179 I0 J0 K0 I50 J4.0 K1 I1000 J800.5 K300 J45.0 (#4, #5) I1, J1: Toạ độ điểm đầu cuối trục XY (#6) K1: Toạ độ điểm đầu theo mặt phẳng quy chiếu trục Z (#7) I2: Chiều dài biên dạng theo trục X (#8) J2: Chiều rộng biên dạng theo trục Y (#9) K2: Chiều sâu rãnh theo trục Z (#10) I3: Lượng chạy dao theo hệ trục XY (#11) J3: Lượng chạy dao theo chiều trục Z (#12) K3: Bước tiến dao theo chiều trục Z (#13) I4: Góc quay hệ toạ độ điểm trục X Chương trình Macro (Chương trình gọi) O9179 #21 = #4300 (Đặt G code nhóm 3: G90/G91) #130 = #5041 (Vị trí điểm tham chiếu dụng cụ) #131 = #5042 #132 = #5043 #133 = #[2000 + #4170] (Bán kính hoạt động) IF [#21 EQ 91] GOTO3 (Rẽ nhánh tới N1 G91/hệ toạ độ gia số) #130 = #131 = #132 = N3 #130 = #130 + #4 (Vị trí tâm theo toạ độ X_mặt phẳng R) #131 = #131 + #5 (Vị trí tâm theo toạ độ Y_mặt phẳng R) #132 = #132 + #6 (Vị trí tâm theo toạ độ Z_mặt phẳng R) G90 G68 X#130 Y#131 R#132 #8 = #8/2 (Một nửa chiều rộng biên dạng) N5 IF [#11 Ne #0] GOTO10 (Nếu có dung sai gia cơng tinh) #11 =0.5*#10 (Gán Fz = 0.5 F thô) N10 IF [#12 EQ 0] GOTO20 (Nếu khơng có bước chiều sâu) IF [#12 EQ 0] GOTO20 (Nếu bước chiều sâu = 0) #16 = #9/#12 (Số bước thực theo chiều sâu) #17 = FIX [#16] (Làm tròn số bước theo chiều sâu) 127 #23 = #9 - #17*#12 IF [#23 EQ 0] GOTO25 #17 = #17 + GOTO25 N20 #17 = #12 = #9 #23 = N25 G90 G00 Z#132 G00 X[#130 + #133] Y[#131] N1 WHILE [#17 GT 0] DO1 IF [#17 GT 1] GOTO18 IF [#23 EQ 0] GOTO18 #12 = #23 N18 G91 G01 Z[-#12] F#11 G41 G01 X[#7- #133] F#10 G01 Y#8 G01 X[-#7] G01 Y[-2*#8] G01 X[#7] G01 Y[#8] IF [#17 LT 2] GOTO50 G00 Z[#12] G40 G00 X[-#7 + #133] G01 Z[- #12] F#11 #17 = #17 – END1 N50 G90 G40 G00 Z#132 G00 X[#130 + #133] Y#131 G69 G#2 M99 (Phần thập phân số bước thực theo chiều sâu) (Nếu phần lẻ = số bước chiều sâu nguyên) (Số bước theo chiều sâu tăng lên gia công hết) (Gán số bước thực = 1) (Đặt bước chiều sâu) (Khởi tạo) (Chuyển đổi với #1) (Di chuyển đến mặt phẳng R) (Vị trí bắt đầu) (Chừng số bước chiều sâu thực hiện>0) (Đặt điều kiện) (phay sâu xuống) (Phay theo biên dạng) (phay theo chiều rộng) (Phay theo chiều dài) (Nếu số bước < 2) (Huỷ bù dao) (Phay sâu xuống) (Gia công xong lền số bước giảm 1) (Chạy dao lên) (Quay lại điểm ban đầu) (Quay trở lại hệ toạ độ theo G90/G91) 128 KẾT LUẬN CHUNG # CÁC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN KHOA HỌC Với đề tài “Nghiên cứu lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC BRIDGE PORT – TC1” nội dung luận văn giải vấn đề sau: 1.Phân tích, tổng hợp tình hình phát triển khí khả ứng dụng chương trình Macro cho trung tâm gia công BRIDGEPORT - TC1, gia cơng khí giới vùng giai đoạn Qua đánh giá xác định hướng ứng dụng có hiệu cơng nghệ cao (máy CNC) vào đào tạo sản xuất cơng nghiệp 2.Pân tích, tổng hợp khả cơng nghệ cao qua xác định định hướng ứng dụng sở phân tích, so sánh đối chứng với công nghệ truyền thống, minh chứng khả ứng dụng triển khai chương trình Macro từ sở tảng hình hình học số đối tượng tồn tiến trình 3.Nghiên cứu khai thác có hiệu chương trình thiết kế cơng nghệ nhằm phục vụ thiết thực cho công tác dạy học cho đối tượng cao động nghiên cứu kỹ thuật 4.Xây dựng ví dụ quy trình cơng nghệ lập trìng cho chi tiết phức tạp độ xác cao 5.Tạo lập chương trình tiện ích tự động tạo lập chuyển đổi mã lệnh chương trình gia cơng cho máy phay CNC thơng qua máy phay CNC BRIDGEPORT- TC1 cụ thể nhằm mục đích: Mở rộng khả cơng nghệ, giúp tăng suất, độ xác hiệu kinh tế giảm cường độ lao động Ứng dụng kỹ thuật lập trình nâng cao Macro để thiết kế lập trình cơng nghệ gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp, độ xác có u cầu cao máy phay CNC với khả công nghệ hạn chế # NHỮNG ĐĨNG GĨP VÀ ĐỀ XUẤT 1.Góp phần hạn chế phần bất cập việc ứng dụng cơng nghệ tiên tiến lập trình nâng cao Macro sở đào tạo sản xuất dịch vụ công nghiệp Việc hướng với mục tiêu đề ngành khí 2.Góp phần tịch cực vào việc tiếp cận, phát triển ứng dụng công nghệ tiên tiến giới 129 3.Thành công việc mở rộng khả công nghệ máy phay CNC BRIDGEPORT- TC1 trường ĐHBK HÀ NỘI Đây mục tiêu đề thành không riêng phạm vi nhà trường Ứng dụng kỹ thuật lập trình nâng cao Macro vào việc dạy học kết hợp lý thiết thực hành công tác đào tạo nhà trường nói chung hoạt động cơng tác tơi bên LÀO nói riêng 5.Mặc dù cịn hạn chế song hy vọng luận văn khoa học dùng làm tìa liệu để tìm hiệu – nghiên cứu giảng dạy trường tạo cho đối tượng quan tâm đến kỹ thuật lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC 6.Thơng qua đóng góp trên, đề xuất phương án mở rộng trực tích hợp cơng nghệ tiên tiến lập trình nâng cao Macro cho ứng dụng hướng đối tượng sở triển khai sản xuất cơng nghiệp có tính đặc thù doanh nghiệp, trung tâm nghiên cứu, sở đào tạo dịch vụ sản xuất # KIẾN NGHỊ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Vấn đề “ Nghiên cứu lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC BRIDGEPORT - TC1” vấn đề lớn mẻ Do thời gian nghiên cứu khuôn khổ luận văn cao học hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Luận văn có đóng góp định việc ứng dụng kỹ thuật lập trình nâng coa Macro vào trình gia cơng máy CNC nói riêng tiến trình ứng dụng cơng nghệ thơng tin ngành cơng nghiệp khí đại nói chung Từ kết nghiên cứu trình bày, tác giả nhận thấy cịn có nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu phát triển, cụ thể như: Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện phương pháp mở rộng trục cơng nghệ tiên tiến lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC hệ thống sản xuất tích hợp cho đối tượng cụ thể Hồn thiện phần lớp trình, cơng cụ tiện ích hữu hiệu để việc ứng dụng kỹ thuật lập trình hiệu hơn, tối ưu cho doanh nghiệp, nhà máy sở đào tạo… Tổ chức xây dựng hệ thống lập trình sở sản xuất công nghệ cao CHDCND Lào tương lai gần 130 LỜI CẢM ƠN Trải qua năm rưỡi đầy sức phấn đấu nhiên cứu, học tập rèn luyện thân, tơi hồn thành luộn văn khoa học Những thành cơng có nhờ giúp đỡ tận tình thầy cô giáo Trường Đại Học Bách Khoa HÀ NỘI Đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình PGS.TS PHẠM VĂN HÙNG Mặc dù luận văn chưa đạt theo yêu cầu mong muốn nhà khoa học Nhưng thành cơng to lớn lịch sử thân tơi Mọi ý kiến đóng góp nhà khoa học kim nam, kinh nghiệm quý báu hoạt động công tác sau Xin chân thành cảm ơn ! 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO • Cơng nghệ CNC GS.TS Trần Văn Địch • Hệ thống điều khiển số cho máy cơng cụ PGS.TS Tạ Duy Liêm • Kỹ thuật điều khiển điều chỉch lập trình khai thác máy cơng cụ CNC PGS.TS Tạ Duy Liêm • Hệ thống điều khiển số công nghiệp TS Bùi Quý Lực • Máy điều khiển theo chương trình số Rơbơt cơng nghiệp Precison Machine Components • FANUC Series O-MC for machining center operator ̉s manual Preliminary TORG-CUT TC TC1, TC2, TC3, TC4 with GE FANUC O-MC CONTROL • Sổ tay công nghệ chế tạo máy _ Tập I, II, III GS.TS Nguyễn Đắc Lục, PGS.TS Lê Văn Tiến PGS.TS Trần Thế Lục • Thiết kế máy cắt kim loại Phạm Đắp, Nguyễn Đức Lộc Phạm Thế Trường, Nguyễn Tiến Lưỡng Cùng tài liệu khác liên quan 132 ... máy phay CNC BRIDGEPORT – TC1 Chương 2: Kỹ thuật lập trình máy phayCNC Chương 3: Nghiên cứu lập trình Macro A Macro B Chương 4: Ứng dụng triển khai chương trình Macro cho trung tâm gia công BRIDGEPORT. .. tiễn lập trình nâng cao Macro cho máy phay CNC Phạm vi phù hợp nghiên cứu: - Luận văn giới hạn việc nghiên cứu lập trình nâng cao Macro cho trung tâm gia công BRIDGEPORT – TC1 - Phù hợp với sản... thức lập trình máy điều khiển số chương trình truyền tham số qua lập trình Macro phương thức lập trình cịn mẻ Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Giới thiệu chung kỹ thuật lập trình máy phay CNC,