Đang tải... (xem toàn văn)
Mô-đun chuyển đổi Gcode sẽ được phát triển theo hai hình thức: 1) dưới dạng các hàm phục vụ cho việc chuyển đổi Gcode trực tiếp trong dòng tích hợp CAD/CAPP/CNC; 2) dưới dạng các chu [r]
(1)XÂY DỰNG MÔ-ĐUN HỖ TRỢ CAPP XUẤT GCODE TỰ ĐỘNG TRỰC TIẾP TỪ ĐỐI TƯỢNG GIA CƠNG SỬ DỤNG LẬP TRÌNH THAM SỐ
DEVELOPMENT OF CAPP SUPPORTED MODULE FOR AUTOMATIC GCODE GENERATION FROM MACHINING FEATURE USING MACRO PROGRAMMING
Phùng Xuân Lan, Nguyễn Kiên Trung
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; lan.phungxuan@hust.edu.vn, trung.nguyenkien@hust.edu.vn
Tóm tắt - Lập quy trình cơng nghệ có trợ giúp máy tính (CAPP) ngày trọng phát triển nhằm đưa cơng nghệ, kinh nghiệm trí tuệ người vào lĩnh vực tự động hóa sản xuất Việc sử dụng liệu trích xuất từ CAPP bao gồm thơng tin hình học cơng nghệ đối tượng gia công để tự động tạo chương trình Gcode gia cơng máy CNC chưa nghiên cứu cụ thể Mơ-đun lập trình CNC theo kiểu tham số cho đối tượng gia công phổ biến mặt phẳng, hốc, đảo, rãnh, lỗ v.v trình bày báo xử lý hiệu tốn đó, từ hồn thiện dịng tích hợp CAD/CAPP/CNC mà không cần thông qua thao tác tay mô-đun CAM Với đối tượng gia công cần khai báo thông số bản, mô-đun hỗ trợ xuất Gcode tự động cho đối tượng Trong báo, chi tiết với đối tượng gia công sử dụng để mô tả phương pháp kiểm tra tính hiệu mơ-đun
Abstract - Computer aided process planning (CAPP) is increasingly being developed to bring technology, experience and intelligence into the manufacturing automation The implementation of the data on geometry, technical and manufacturing process extracted from CAPP from machining features to automatically generate the Gcode for CNC machine is ongoing research CNC macro programming module for common machining features such as faces, pocket, boss, slot, holes, etc presented in this article will be effective tool for the current problem and clear the obstacle in the integrated CAD/CAPP/CNC system without any manual proceesing at CAM module The Gcode will be automatically generated by the module from basic information of each machining feature In this paper, a machining part consists of the basic machining features is used to describe the method and to verify the module’s cability
Từ khóa - Lập trình tham số; đối tượng gia công; CAPP; xuất Gcode
Key words - Macro programming; machining feature; CAPP; Gcode generation
1.Đặt vấn đề
Máy công cụ CNC từ lâu khẳng định vai trò quan trọng sản xuất đại đặc biệt cơng nghiệp sản xuất tự động hóa ngày cơng nghiệp 4.0 tương lai Nhờ có cơng nghệ CAD/CAM người kỹ sư hỗ trợ nhiều việc hình thành đường chạy dao xuất chương trình Gcode sử dụng cho máy CNC Tuy nhiên chương trình Gcode xuất từ CAM thường sử dụng lệnh nội suy Gcode nên có đặc thù dài, khó theo dõi sửa đổi Các đường chạy dao phần mềm tự động tính tốn tạo ra, nhiều khơng giống tư lập trình tay Độ xác đường chạy dao phụ thuộc nhiều vào sở tính tốn bên phần mềm Thậm chí đường chạy dao tự động vi phạm vào không gian máy đồ gá gây va chạm nguy hiểm cho máy, dao đồ gá Chính vậy, nước có cơng nghiệp phát triển mạnh mẽ Nhật Bản, họ không sử dụng nhiều phần mềm CAD/CAM để hình thành Gcode mà tối đa sử dụng lập trình tham số trực tiếp hệ điều khiển Ưu điểm trội lập trình theo kiểu tham số chương trình ngắn, dễ dàng theo dõi, kiểm sốt thay đổi thơng số, đáp ứng tính tốn nhanh từ điều khiển máy CNC, đồng thời có hỗ trợ kỹ thuật lập trình câu lệnh điều kiện, vòng lặp, hàm toán học [1] Các đường chạy dao theo kiểu thống phát sinh thêm đường khác kiểm sốt thơng qua hàm tốn học người lập trình đề xuất chương trình nên chương trình có độ tin cậy cao Đặc biệt, đối tượng gia cơng thay đổi thơng số hình học chương trình sử dụng lại mà khơng cần phải lặp lại tồn thao tác phức tạp rờm rà CAM Trong dịng tích hợp CAD/CAPP, mơ hình chi tiết 3D nhận dạng hình thành quy trình cơng nghệ cách tự động
thơng qua thuật tốn nhận dạng, lựa chọn tối ưu Đầu CAPP danh sách đối tượng gia công với đầy đủ thơng tin hình học cơng nghệ bao gồm lựa chọn máy, dao chế độ cắt [2] Những thông tin đầu vào sở để hình thành chương trình gia cơng CNC cho đối tượng Mỗi đối tượng gia công chi tiết có tương ứng chương trình gia cơng theo kiểu tham số (chương trình con) Chương trình có nhiệm vụ gọi chương trình theo thứ tự gia công để gia công hồn thiện chi tiết Khi thay đổi thơng tin tạo hình đối tượng gia cơng, cần cung cấp thơng số khác cho tham số đường chạy dao thay đổi theo Dựa vào ưu điểm lập trình CNC theo kiểu tham số, nhóm nghiên cứu thiết lập lệnh/hàm cho phép nhận thông số đầu CAPP để trực tiếp tạo chương trình gia cơng cho đối tượng gia công cho chi tiết Từ đó, dịng tích hợp tự động CAD/CAPP/CNC dễ dàng thiết lập với hiệu cao mà không cần thiết phải thơng qua mơ-đun CAM
2.Lập trình CNC theo tham số
(2)ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 53 khiển Fanuc mà lực lập trình theo tham số khác
nhau Bài báo xây dựng chương trình CNC theo tham số phiên hệ điều khiển Fanuc21 Fanuc31 Một số điểm chung hai hệ điều khiển cho phép khai báo sử dụng hiệu tham số Một tham số đặt tên theo cấu trúc “#” sau số ví dụ #10 = 100 gán giá trị 100 cho tham số #10 Tùy phạm vi số mà biến toàn cục, biến cục hay biến hệ thống [3] Giới hạn biến hàm toán học tương ứng tùy thuộc vào hệ điều khiển Bảng mô tả khác hai hệ Fanuc21 Fanuc31 sử dụng lập trình tham số Hệ điều khiển Fanuc31 có nhiều hàm cho phép lập trình đơn giản ngắn gọn Hệ điều khiển Fanuc21 khơng có vịng lặp sử dụng chương trình số lần gọi chương trình để thay Fanuc21 khơng có lệnh G65 cho phép gán giá trị cho tham số chương trình Fanuc31
Bảng So sánh đặc điểm hai hệ Fanuc21 Fanuc31 trong lập trình tham số
STT Khả Fanuc21 Fanuc31 Phép toán +, -, *, / +, -, *, /
2 Các hàm toán học Khơng có
SIN, COS, TAN, ATAN, ASIN, ACOS ABS, SQRT, EXP, ROUND, FIX, FUP Phép logic
EQ (=), NE (), GT(>), LT(<), GE(), LE()
EQ, NE, GT, LT, GE, LE
AND, OR, XOR Câu điều kiện IF […] GOTO n
IF […] THEN […]
IF […] GOTO n IF […] THEN […] Vịng lặp Khơng có WHILE […] DO
END
Gọi chương trình theo tham số
Khơng có G65
Hiện nay, hệ điều khiển Fanuc21 sử dụng nhiều máy CNC hệ cũ (còn phổ biến Việt Nam) nên ví dụ mơ tả phương pháp báo này, nhóm tác giả trình bày cách thức hình thành Gcode theo định dạng Fanuc21 Cấu trúc chương trình áp dụng tương tự hệ điều khiển Fanuc31 Các biến sử dụng theo nguyên tắc đặt tên biến G65 để dễ dàng chuyển đổi sang Fanuc31 [4] Với Fanuc31, chương trình hình thành cịn đơn giản nhiều trang bị nhiều cơng cụ hàm tốn học hỗ trợ lập trình Nhờ cơng cụ lập trình mà lập trình CNC theo kiểu tham số ngày mở rộng; không dừng lại biên dạng đơn giản, lập trình theo tham số cịn áp dụng cho biên dạng phức tạp Hiệu lập trình theo tham số khẳng định rõ rệt qua nhiều so sánh [5] 3.Dòng tích hợp CAD/CAPP/CNC vị trí mơ-đun chuyển đổi Gcode
Mơ hình tích hợp CAD/CAPP/CNC mơ tả Hình 1, qua trải qua ba mô-đun với liệu đầu vào mô hình CAD 3D có đầy đủ u cầu kỹ thuật thông tin khác Mô-đun (CAD-CAPP) tạo liên
kết CAD CAPP với nhiệm vụ tách biệt đối tượng, trích xuất thơng tin hình học u cầu kỹ thuật đối tượng, đồng thời nhận dạng đối tượng gia cơng Hình mơ tả loại đối tượng gia công 2.5D nhận diện xử lý mơ-đun Mơ-đun (CAPP) xử lý liệu trích xuất mơ-đun Nó thực loạt nhiệm vụ thiết kế quy trình cơng nghệ nhận dạng phương pháp gia công, lựa chọn thiết bị, chế độ cắt thiết lập thứ tự nguyên công sở ràng buộc công nghệ Mơ-đun cuối (CAPP-CNC) dịng tích hợp mô-đun chuyển đổi Gcode với nhiệm vụ thiết lập cầu nối CAPP CNC Nó bao gồm hàm chuyển đổi Gcode trực tiếp từ đối tượng gia công
Bước Nhận dạng đối tượng
gia công luật nhận dạng Bước
Tách biệt trích xuất thơng tin cho đối
tượng gia công
Bước Nhận dạng phương
pháp gia công
ĐẦU RA
(CT gia công CNC)
ĐẦU VÀO
Mô hình CAD 3D với đầy đủ yêu cầu kỹ thuật
Vật liệu gia công Dạng sản xuất Phương pháp chế tạo
phôi xử lý nhiệt
Bước Duyệt bước/ nguyên công theo đối tượng gia công
Bước Gọi hàm chuyển đổi
Gcode theo đối tượng gia công
Bước Tạo file chương trình chương
trình CAD-CAPP
CAPP
CAPP- CNC Bước
Lựa chọn máy/dao cho đối tượng
gia công
Bước Thiết lập thứ tự
ngun cơng
Hình Sơ đồ mơ tả dịng tích hợp CAD/CAPP/CNC
Như vậy, với loại đối tượng gia công nhận dạng có hàm chuyển đổi Gcode tương ứng Thơng tin hình học trích xuất từ mơ-đun thơng tin cơng nghệ trích xuất từ mơ-đun sử dụng tham số đầu vào hàm chuyển đổi Các thông tin đầu vào hệ thống lại thành nhóm đặc trưng mơ tả Hình Đầu dịng tích hợp file CNC theo tham số với hai định dạng tương ứng với hai hệ điều khiển Fanuc21 Fanuc31
Đối tượng gia công 2.5D
Mặt
phẳng Bậc Hốc Hốc trịn
Hốc vng Hốc biên
dạng Đảo
Đảo trịn Đảo vng Đảo biên
dạng Bậc
vuông Bậc biên
dạng
Hệ lỗ Hệ lỗ
tròn Hệ lỗ thẳng Rãnh
Rãnh trịn Rãnh vng Rãnh biên dạng Bậc
vuông Bậc biên
dạng
(3)Thơng số đầu vào
Thơng số hình học
Thơng số vị trí
Thơng số cơng nghệ
Thông số hiệu chỉnh
Thông số khác
- Kích thước chiều dài, bề rộng, chiều sâu, bán kính góc lượng (dạng vng)
- Kích thước đường kính, chiều sâu (dạng trịn)
- Kích thước bao, đường biên dạng - Tọa độ tuyệt đối góc bên trái (dạng vuông)
- Tọa độ tuyệt đối tâm (dạng trịn) - Thơng số góc quay
- Số vịng quay trục - Lượng chạy dao
- Bề rộng cắt
- Lượng gia tăng theo trục Z - Lượng dư dành cho gia công tinh theo trục
- Giá trị hiệu chỉnh bán kính - Số hiệu dao
- Kiểu chạy thể tích/đường biên dạng - Định dạng tọa độ tính tốn Hình Nhóm thơng số đầu vào đặc trưng
chu trình Gcode
4.Phương pháp xây dựng Mô-đun chuyển đổi 4.1.Cấu trúc mô-đun chuyển đổi
Mô-đun chuyển đổi Gcode phát triển theo hai hình thức: 1) dạng hàm phục vụ cho việc chuyển đổi Gcode trực tiếp dịng tích hợp CAD/CAPP/CNC; 2) dạng chu trình Gcode cho phép người sử dụng dễ dàng xuất chương trình gia công cho đối tượng cụ thể để hỗ trợ việc lập trình tham số tay Dù hình thức nào, mơ-đun chuyển đổi Gcode bao gồm loạt hàm chuyển đổi bên Mỗi hàm chuyển đổi tương ứng thực việc xuất Gcode cho loại đối tượng gia công Hàm lấy tham số đặc trưng cho loại đối tượng truyền vào cho tham số để tính tốn tọa độ hình thành Gcode Tùy mức độ phức tạp đối tượng gia công mà số lượng liệu đầu vào khác phụ thuộc nhóm thơng số đặc trưng hình học cơng nghệ mơ tả Hình Với đối tượng có hình dáng đặc biệt vng hay trịn thơng số hình học đơn giản gồm kích thước định hình đối tượng Riêng với trường hợp đối tượng có biên dạng kết hợp đường thẳng cung trịn cần phải có chuỗi lệnh Gcode mơ tả biên dạng Cách thức khai báo cho đối tượng loại tương tự cách thức mà hệ điều khiển Fanuc ứng dụng cho chu trình tiện Hình mơ tả ví dụ cách thức khai báo biên dạng đối tượng gia công theo biên dạng Với thông số vị trí cần khai báo giá trị tuyệt đối điểm xác định vị trí đối tượng chi tiết gia công điểm quy định riêng biệt với đối tượng khác Ví dụ, với đối tượng hốc tròn, tọa độ điểm tâm hốc lấy thơng số vị trí, cịn tọa độ điểm góc trái lấy cho đối tượng hốc vng Đối với đối tượng biên dạng, vị trí đối tượng thể qua tọa độ điểm biên dạng khai báo biên dạng Bên cạnh giá trị tọa độ giá trị góc quay đối tượng so với trục X+ cần khai báo trường hợp toàn đối tượng quay theo góc Trong thơng số cơng nghệ
bản cần khai báo thơng số chế độ cắt (số vịng quay trục n lượng tiến dao F) khoảng cách hai đường chạy dao (stepover) Ngồi cịn có thông số liên quan đến kiểu chạy dao theo thể tích bóc tồn thể tích kim loại chạy dao theo đường biên cần gia cơng tinh theo đường biên dạng
Hình Ví dụ khai báo đối tượng gia công biên dạng
4.2.Hàm chuyển đổi Gcode cho gia công biên dạng Trong đối tượng gia công mô tả Hình dạng đối tượng gia cơng theo biên dạng phức tạp việc tính tốn tọa độ điểm chạy dao, đối tượng gia cơng hàng lỗ, hốc trịn, hốc vng tọa độ điểm chạy dao có sẵn nội suy dễ dàng từ áp dụng thuật toán chạy dao biên dạng Dưới ví dụ mơ tả hai định dạng chuyển đổi đảo biên dạng thành Gcode theo tham số chu trình Gcode hàm chuyển đổi Với hệ Fanuc21, trước gọi hàm chuyển đổi để xuất Gcode cần có đoạn chương trình khai báo giá trị tham số để truyền vào hàm chuyển đổi Trong đó, hệ Fanuc31 giá trị tất tham số truyền qua mã lệnh G65 nên giảm lược dòng lệnh khai báo tham số
• Chu trình Gcode gia cơng đảo theo biên dạng cho hệ điều kiển Fanuc21 Fanuc31
+ Gán giá trị tham số cho Fanuc21 #26 = [Z] (Giá trị Z)
#6 = [K] (Giá trị K)
+ Gán giá trị tham số cho Fanuc31 *
G65 P1040 Z…K…H…E…T…B…C…R… M…U…W…F…S…
+ Chu trình Gcode chuyển đổi cho hai hệ điều khiển G104 Z…K…H…D…E…T…
G105 P…Q…B…C…R…M…U…W…F…S Trong đó:
- Z: tọa độ tuyệt đối đáy biên dạng (+/-); - K: chiều cao đảo (+);
- H: lưu vị trí hiệu chỉnh bán kính dao; - D: đường kính dụng cụ cắt;
- E: định dạng gia công hốc (E=1)/đảo (E=0); - T: số hiệu dao;
- P: số thứ tự xác định biên dạng; - Q: số thứ tự cuối xác định biên dạng;
G00 X10.0 Y10.0 G01 X5.0 Y25.0 G02 X15.0 Y35.0 R10.0 G03 X40.0 Y35.0 R30.0 G02 X50.0 Y25.0 R10.0 G01 Y20.0
G01 X45.0 Y10 G01 X30.0 Y7.0 G01 X10.0 Y10.0
5
7 10
20
35
25
15
R10 R10
R30
(4)ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 55 - B: khoảng cách hai đường chạy dao (% so
với đường kính dao);
- C: lượng gia tăng theo chiều sâu (+); - R: khoảng cách an toàn;
- M: lượng dư lớn cần loại bỏ; - U: lượng dư dành cho cắt tinh theo X/Y, - W: lượng dư dành cho cắt tinh theo Z; - F: lượng chạy dao;
- S: số vịng quay trục
*: Với Fanuc31 lấy giá trị hiệu chỉnh bán kính H hệ thống nên ko cần khai báo đường kính dao D; biên dạng khai báo chương trình P1040
• Hàm chuyển đổi
CTbiendang (CauLenh s, list<string> BienDang) CauLenh (class) đối tượng với nhiều thuộc tính, thuộc tính thơng số hình học cơng nghệ cần truyền (s.z, s.k, s.h, s.d, s.e, s.t, s.p, s.q, s.b, s.c, s.r, s.m, s.u, s.w, s.f, s.s) BienDang danh sách chuỗi khai báo biên dạng Trong trường hợp ví dụ Hình tồn code bên phải hình Trong bước trích xuất đối tượng gia cơng, biên dạng lưu lại chuyển đổi lệnh Gcode
4.3.Thuật toán sinh đường chạy dao
Khác với cách thức hình thành Gcode CAM thiên việc tính tốn tồn tọa độ điểm đến, mô-đun chuyển đổi Gcode đảm nhiệm tính tốn điểm dao vào-ra biên dạng giá trị hiệu chỉnh, nhường lại việc tính tốn đường chạy dao xung quanh biên dạng cho hệ điều khiển máy CNC thực thông qua chức hiệu chỉnh bán kính dao phay G41/G42 Khi phải chạy nhiều đường chạy song song biên dạng giá trị hiệu chỉnh bán kính dao thay đổi tương ứng để tạo thành đường chạy dao cho vịng cắt thứ i khác Với thuật tốn thế, đường chạy dao cho vòng cắt rõ ràng, dễ nắm bắt đặc biệt kiểm soát theo kiểu đường cố định thay đổi từ bước gia công từ thô sang tinh Các kiểu đường chạy dao trình cắt thơ cắt tinh minh họa Hình
Trong q trình cắt thơ biên dạng, đường chạy dao đường hoàn toàn đồng dạng so với biên dạng gia cơng (i = 1÷ n, n tổng số vịng cắt thơ lớp cắt độ sâu Z) Tọa độ điểm chạy dao đường hệ điều khiển tự động tính tốn nội suy thơng qua việc thay đổi giá trị hiệu chỉnh bán kính dao Hi tương ứng với đường chạy thứ i dao dựa tổng lượng dư biên dạng cần cắt M, khoảng cách stepover B, lượng dư để lại cho phay tinh U, bán kính dao D giá trị logic A (A=1, 0) thể qua phương trình Thuật tốn đường chạy dao tạo chương trình gia công thô đơn giản dễ hiểu cho người dùng
𝐻𝑖𝑡ℎô= [𝑀 − 𝐷
2+ (𝑖 − 1)𝐵] 𝐴 + [ 𝐷
2+ 𝑈] (1 − 𝐴) (1) Quá trình cắt tinh (i = n+1) cắt hết phần lượng dư để lại sau bước cắt thơ để tạo thành biên dạng với kích thước
và độ nhám bề mặt yêu cầu Đường chạy dao bước có chút thay đổi giá trị hiệu chỉnh bán kính dao đường chạy dao có thêm đoạn tiếp vào dao dao theo bán kính cong R qui định người lập trình để theo tính tốn mặc định Do đó, điểm lập trình ăn dao vào (1→2→3) dao (3→5→1) tính dựa thơng số hình học đoạn biên dạng đầu (P1-P2), bán kính tiếp R lượng dư cắt lớn M mơ tả hình 5b Tọa độ điểm thể phương trình (2-6) dựa góc C đoạn biên dạng tiếp vào so với trục X+ Hình mơ tả thuật toán để tạo đường chạy dao cho đảo biên dạng bước phay thô phay tinh sử dụng mơ-đun
Hình Đường chạy dao cho phần a) cắt thô b) cắt tinh
𝑋3=𝑋𝑃1+ 𝑋𝑃2
2 𝑌3=
𝑌𝑃1+ 𝑌𝑃2
(2) 𝑋1= 𝑋3− 2𝑅 ∗ 𝑠𝑖𝑛𝐴 𝑌1= 𝑌3− 2𝑅 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝐴 (3)
𝑋4=𝑋1+ 𝑋3
2 𝑌4=
𝑌1+ 𝑌3
(4) 𝑋2= 𝑋4+ 𝑅 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝐴 𝑌2= 𝑌4− 𝑅 ∗ 𝑠𝑖𝑛𝐴 (5)
𝑋5= 2𝑋4− 𝑋2 𝑌5= 𝑌 − 𝑌2 (6)
Trong đó: A=180 - C, C góc tạo đoạn biên dạng tiếp vào vector đơn vị u 0,1 trục X+
𝑐𝑜𝑠𝐶 =0 ∗ (𝑌𝑃2− 𝑌𝑃1) + ∗ (𝑋𝑃2− 𝑋𝑃1) ∗ √(𝑋𝑃2− 𝑋𝑃1) 2+ (𝑌𝑃2− 𝑌𝑃1)2
(7) b)
(5)Xác định đối tượng gia cơng (Dạng đảo biên dạng)
Trích xuất thơng số
của đảo biên dạng - Tọa độ tuyệt đối Z- Chiều cao đảo K - Khai báo biên dạng (P, Q) - Lượng dư lớn theo XY (M)
- Vị trí hiệu chỉnh bán kính (H)
- Số hiệu dao (T) - Lượng dư dành cho gia công tinh theo trục X (U) - Lượng dư dành cho gia công tinh theo trục Z (W) - Khoảng cách hai đường chạy dai (B) - Lượng gia tăng theo Z (C)
- Số vịng quay trục S - Lượng chạy dao F
- Khoảng lùi dao an toàn R
Zhiện = Z + K + R; HChiện = M - D/2 nbiên dạng = 1+100 * (M-U-D)/(D*B)
mlớp =(K – W)/C
HChiện = HChiện - 100*B*D/2 Zhiện - C > Z + W
Zhiện = Zhiện - C n= 0, m=0
Gọi biên dạng gia công
(Sử dụng G41)
m = m +
Kết thúc Bắt đầu
Zhiện = Z + W
HChiện > D/2 + U HChiện = D/2 + U
n ≥ nbiên dạng
n = n+1
m ≥ mlớp
HChiệntại: Giá trị hiệu chỉnh
bán kính nbiên dạng: Số vòng quanh biên dạng
mlớp: Số lớp theo chiều sâu
-+
+
-Lớp cuối cùng
Vòng cuối cùng
-+
-+ Tính tốn điểm vào,
biên dạng
Hình Sơ đồ khối mơ khối mơ tả q trình tính tốn hình thành Gcode cho đảo biên dạng
5.Xây dựng thử nghiệm hiệu mô-đun chuyển đổi Gcode
Hình Giao diện mơ-đun chuyển đổi Gcode
Mô-đun chuyển đổi Gcode viết dựa ngơn ngữ C# Mơ-đun có tính như: hỗ trợ minh họa đường chạy dao cho đối tượng gia công Trong giao diện phần nhập chu trình Gcode đặc trưng cho đối tượng gia công, phần chuyển đổi hỗ trợ để chuyển đổi chu trình Gcode sang Gcode dạng chương trình cụ thể để chạy máy gia cơng
CNC Bên cạnh đó, giao diện mơ đường chạy dạng 2D tích hợp vào mơ-đun để giúp minh họa trực quan đường chạy dao tương ứng với câu lệnh Gcode giúp người lập trình giám sát đường chạy dao chương trình
Để minh họa cho khả thực thi độ tin cậy gia cơng chương trình CNC tự động sinh với mô-đun chuyển đổi, chi tiết với số đối tượng gia công đưa thử nghiệm Dưới toàn chương trình Gcode để gia cơng chi tiết ví dụ trích đoạn chương trình Gcode (chương trình chương trình con) cho hệ điều khiển Fanuc21C mơ-đun chuyển đổi xuất Trong ví dụ này, chương trình ngắn gọn với 17 câu lệnh bao gồm chu trình Gcode chu trình phay mặt phẳng G130/G131, chu trình phay đảo biên dạng G104/G105 chu trình gia cơng hệ lỗ sâu phân bố vịng trịn G183
• Chương trình viết theo chu trình Gcode để gia cơng chi tiết
N1 G54
N2 G21 G90 G40
N3 G130 X0 Y0 Z0 I55 J40 K1.5 D18 E0 T01
N4 G131 B50 C0.5 R2 W0 S1000 F150
N5 G104 Z-5 K5 H12 D12 E0 T02 N6 G105 P7 Q15 B75 C1 R2 M15 U0.5 W0 S1000 F150 N7 G00 X10.0 Y10.0 N8 G01 X5.0 Y25.0
N9 G02 X15.0 Y35.0 R10.0 N10 G03 X40.0 Y35.0 R30.0 N11 G02 X50.0 Y25.0 R10.0 N12 G01 Y20.0
N13 G01 X45.0 Y10 N14 G01 X30.0 Y7.0 N15 G01 X10.0 Y10.0 N16 G183 X27 Y17 Z0 A10 K5 M4 I40 R10 T03 C2 F100 S1000
N17 M30 • Chương trình Gcode (Fanuc21C)
N42 #26 = -5 (Z +/- ) N43 #6 = (K +) N44 #11 = 12 (H) N45 #7 = 12 (D) N46 #8 = (E) N47 #2 = 75 (B %) …
N64 G94 G97 F#9 S#19 N65 M06 T#20 M03 N66 G43 H#20
N67 #102 = #7 * #2 / 100 N68 #103 = (So vong XY) N69 #104 = (So lop Z) N70 #100 =
N71 #105 = #13 - [#7/2] N72 #101 =
N73 #106 = 0.94868 (SinA) N74 #107 = 0.31623 (CosA) N75 M98 P101040
…
• Chương trình Gcode (Fanuc21C) cho phay đảo biên dạng
O1040
N1 IF[#100 LT #103] GOTO5 N2 #101 = #101 +
N3 #100 =
N4 #105 = #13 - [#7/2] N5 #100 = #100 +
N6 IF[#100 LT #103] GOTO8 N7 #105 =#7/2+#21
N8 G90 G10 L11 P#11 R#105 N9 G41 H#11
N11 G90 G00 X7.5 Y17.5
N15 G01 Z#108 N16 G01 X5 Y25
N17 G02 X15.0 Y35.0 R10.0 N18 G03 X40.0 Y35.0 R30.0 N19 G02 X50.0 Y25.0 R10.0 N20 G01 Y20.0
(6)ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 57 Z#26+#6+#18
N12 #108=-#101*#3
N13 IF [[#26 + #23] LT #108] GOTO15
N14 #108 = #26+#23
Y1*#105*#107 +17.5 N26 #105 = #105 - #102 N27 IF[#105 GT 0] GOTO29 N28 #105=#102-#21 …
Hình thể giao diện mơ-đun chuyển đổi với chức tương ứng Cửa sổ lệnh bên cho phép nhập chu trình Gcode để gia cơng chi tiết Cửa sổ kết xuất Gcode sử dụng trực tiếp hệ điều khiển Fanuc21 Fanuc31
Hình Kết mô gia công WinNC Fanuc21
Kết mơ gia cơng với chương trình Gcode chuyển đổi theo Fanuc 21C thể Hình Đối với phay mặt phẳng cần phay lớp để ăn hết chiều sâu phay đảo biên dạng cần phay lớp để ăn hết chiều sâu lớp chạy vòng để ăn hết lượng dư theo bề rộng Số lớp vòng cắt mơ-đun tự động tính tốn dựa thơng số hình học cơng nghệ đối tượng gia cơng Hình 8, mơ tả hình ảnh gia cơng lớp lớp phay phẳng, vòng lớp vòng lớp phay đảo biên dạng kết gia cơng tồn chi tiết Từ kết mô cho thấy, chương trình xuất hồn tồn khả thi để gia công chi tiết
6.Kết luận
Bài báo kết đạt cho thấy, phương pháp lập trình tham số hiệu với việc xuất Gcode trực tiếp từ đối tượng gia công trích xuất từ CAPP Với lập trình theo kiểu tham số, chương trình gia cơng ngắn gọn rõ ràng, dễ theo dõi hiệu chỉnh không CAM Mơ-đun chuyển đổi sử dụng hỗ trợ lập trình tay với mã lệnh Gcode số dòng lệnh nhập vào ngắn gọn, rõ ràng kết hợp với mơ-đun CAD/CAPP để tạo thành dịng tích hợp CAD/CAPP/CNC hồn chỉnh Trong nghiên cứu tiếp theo, nhóm tập trung tới biên dạng đường cong phức tạp 2D, 3D độ xác gia cơng so sánh với chương trình xuất từ mô-đun CAM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Mohd Asif Hasan A Practical Approach to the use of Local Variables in CNC Machines Programming for Fanuc Custom Macros Journal of Material Science and Mechanical Engineering
(JMSME) Volume 3, Issue 3; 2016 p 254-257
[2] M Sadaiah1, D R Yadav2, P V Mohanram1 and P Radhakrishnan A Generative Computer-Aided Process Planning System for Prismatic Components Int J Adv Manuf Technol (2002) 20:709–719
[3] Mohd Asif Hasan A Conceptual Framework of Common Variables in CNC Machines Programming for Fanuc Custom Macros Journal of Material Science and Mechanical Engineering (JMSME)
Volume 3, Issue 3; April-June, 2016 p 250-253
[4] Peter Smid Fanuc CNC Custom Macros Industrial Press Inc 2005 [5] Vratraj Joshi, Keyur Desai, Harit Raval Machining of Archimedean spriral by parametric programming International Journal of Modern
Manufacturing Technologies Vol VIII, No 2016 p 25-30