5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
1.7.4.2. Lập trình với sự trợ giúp của máy tính
Lập trình có sự trợ giúp của máy tính người lập trình mô tả chi tiết cho máy tính bằng ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu được chương trình gốc này có thể đưa vào máy tính bằng một trong hai cách sau:
Tách rời chương trình gốc được đưa vào máy tính thông qua một phân mạng dữ liệu. Ví dụ thể đục lỗ. Dữ liệu được đưa vào máy tính thông qua một cổng (tominal) và sử dụng ngôn ngữ lập trình thích hợp. Nhiệm vụ của ngôn ngữ lập trình là giúp đỡ cho việc mô tả chi tiết nghĩa là chuyển động giữa dao và phôi để đạt được hình dạng theo yêu cầu trên máy NC được trang bị cho công việc.
30
- Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, chọn gốc tọa độ chi tiết (W), có thể ghi lại kích thước của các điểm kích thước đặc biệt trên đường bao sao cho dễ minh họa tọa độ của chúng.
- Lập trình công nghệ lập ra các bước cắt thô và cắt tinh. Chọn dụng cụ cắt và xếp chúng theo dụng cụ gia công.
- Xác định chế độ cắt theo dao, đối với từng bề mặt gia công chọn bước cắt thô, tinh, xác định số vòng quay (n), tốc độ tiến dao (S), chiều sâu cắt (t).
- Phân tích đường bao của chi tiết thành các đoạn thẳng hoặc cong, chọn điểm đầu và điểm cuối.
- Lần lượt vẽ từng câu lệnh cho đến khi kết thúc chương trình. Kiểm tra kỹ phát hiện sai sót và sửa chữa.
a. Một số ngôn ngữ lập trình bằng máy.
Có khoảng hơn 100 ngôn ngữ lập trình điều khiển số đã được triển khai ngay từ những năm của thập kỷ 50. Các ngôn ngữ thể hiện tính ưu việt được sử dụng rộng rãi, chúng có những ưu điểm:
- Cho phép xác định bài toán một cách đơn giản không cần tính toán nhiều. - Ngôn ngữ sử dụng vàký tự biểu trưng dễ học, dễ nhớ do các từ thường được lấy ra từ gốc tiếng Anh mà ngôn ngữ lập trình CNC được phổ biến trên phạm vi quốc tế.
- Với dữ liệu đầu vào ít có thể sản sinh được nhiều dữ liệu đầu ra. - Các tính toán cần thiết do máy thực hiện.
b. Một số ngôn ngữ phổ biến.
- APT: Automaticaly Progam Medtool – Tự động hóa lập trình công nghệ. Ngôn ngữ này được học viện Massachuseet của Mỹ triển khai trên những hệ thống lập trình điều khiển số từ những năm 50 và đưa vào sản xuất năm 1959.
- EXAPT: Extended Subject of APT. Tập con mở rộng của APT. Ngôn ngữ này có một ưu điểm quan trọng là tính toán tối ưu chế độ cắt một cách tự động. EXAPT được triển khai ở Đức năm 1964 dựa trên đó có 3 phiên bản sau:
31
+ EXAPT I: Được thiết kế cho điều khiển vị trí điểm (khoan và phay mặt phẳng).
+ EXAPT II: Được thiết kế cho quá trình điều khiển trên máy tiện. + EXAPT III: Được thiết cho các quỹ đạo hạn chế.
- MINI APT là tập con thu gọn của APT. Là ngôn ngữ lập trình do nhà chế tạo phần mềm Horn thiết lập cho nhiệm vụ điều khiển đường và phi tuyến với vốn từ vựng thu gọn là 200 từ.
- TELEAPT: Ngôn ngữ này do IBM phát triển có khả năng đối thoại và dùng cho các dạng điều khiển điểm, đường và phi tuyến 2
2 1
D. Ngôn ngữ này thuộc họ APT cho phép thông qua mạng Telephone để chuyển vào một máy tính xử lý.
- COMPACT 2: Là ngôn ngữ lập trình vạn năng cho các nhiệm vụ điều khiển đường và phi tuyến do viện nghiên cứu MDSI của Mỹ phát triển. Đây là ngôn ngữ được dùng cho hệ thống Telephone và chế độ hoạt động nhiều đối tác trên nhiều Teminal (đầu ra) và được phổ biến rộng rãi trên thế giới.
- ELAN: Ngôn ngữ lập trình của Pháp dành cho các nhiệm vụ gia công từ 2 ÷ 4 trục điều khiển số, nó gắn liền với các máy tính để bàn của hãng HEWLETT – PACKARD.
- ATOPROGRAMER: Ngôn ngữ lập trình cho các vấn đề gia công: Tiện, khoan, phay do hãng BOEHRINGEN phát triển và chạy trên các máy tính nhỏ và trung bình.
- MITURN: Ngôn ngữ lập trình do Hà Lan phát triển công nghệ tiện cho phép tìm ra bằng tính toán các dữ liệu công nghệ gia công và chế độ cắt gọt.
Ngoài các ngôn ngữ trên còn có các ngôn ngữ khác phát triển mạnh mẽ ở Tây Âu như: AUTOTECH, SYMAP…Trong số các ngôn ngữ đã nêu thì APT là ngôn ngữ đại diện cho phong cách lập trình gia công và được sủ dụng rộng rãi và ngày càng hoàn thiện.
32
APT – Automatically Programmed Tools, nghĩa là công cụ lập trình tự động và là ngôn ngữ lập trình NC bậc cao đầu tiên được sử dụng rộng rãi cho thế hệ máy công cụ điều khiển số. Ngôn ngữ này được nghiên cứu thành công tại phòng thí nghiệm hệ thống điện của viện công nghệ Massachuset trong sự hợp tác với ngành công nghiệp hàng không Hoa Kỳ. Vào những năm 1955, APT được phát triển rộng rãi tại Mỹ và đã thích ứng với các công việc gia công, kể cả lập trình 3D phức tạp. Ưu việt lớn của APT đó là: Nó đã trở thành chuẩn mực cho thế giới rộng lớn các máy NC. Hơn nữa, APT còn được phát triển hết sức đa dạng bên ngoài nước Mỹ. Ví dụ như: NEAPT tại ANH, EXAPT tại Đức, IFAPT tại Pháp…
Là ngôn ngữ lập trình củaCAM, APT có khoảng 3000 từ vựng để lập trình cho việc gia công đơn giản cũng như các yếu tố đường cong 3 chiều như hình: Hình cầu, hình trụ, parabol, mặt võng… Với APT người lập trình có thể xác định hình dáng dụng cụ, dung sai mô tả hình dáng hình học của chương trình gia công, chuyển động dụng cụ cũng như các lệnh hỗ trợ. Hệ thống APT cho phép ta có khả năng xử lý dữ liệu gia công với các chức năng nổi bật như: Copy, Mirro, di chuyển, xoay,… Và có thể làm mềm hóa chương trình gia công bởi Macro…
Là ngôn ngữ lập trình bằng máy, APT cũng có 2 chương trình tính toán đặc biệt đó là: Bộ xử lý và bộ hậu xử lý. Bộ xử lý APT là chương trình máy tính phục vụ cho việc xử lý chương trình nguồn. Từ đó đưa ra một file dữ liệu (CL) bao gồm dữ liệu vị trí dao và các thông tin điều khiển máy. Bộ hậu xử lý cũng là một chương trình máy tính, xây dựng nhằm mục đích xử lý file CLDATA và tạo ra chương trình NC thích ứng với máy kèm theo nó.
APT là hệ thống lập trình không gian 3 chiều, cùng một lúc có thể điều khiển tới 5 trục. Để lập trình APT điều đầu tiên người lập trình phải tìm hình dáng hình học của chương trình gia công tiếp theo là định hướng chuyển động của dụng cụ cắt. Trong khi lập trình, điểm nhìn (VIEW POINT) của người lập trình luôn cố định.Và như vậy chi tiết gia công là cố định và dụng cụ cắt được coi là di chuyển. Do sự tiện dụng cho nhiều nhiệm vụ gia công nên đã có rất nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau được suy diễn từ nó như một tệp con của nó, ..
33
Cấu trúc một chương trình APT gồm 5 phần như sau: 1. Phần mở đầu: Có nhiệm vụ khai báo nguồn.
2. Mô tả hình học: Có nhiệm vụ mô tả hình dáng hình học chi tiết gia công. 3. Chế độ cắt: Có nhiệm vụ khai báo công cụ, tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao
và chế độ làm mát trơn nguội.
4. Thiết lập đường chạy dao: Có nhiệm vụ chỉ dẫn chuyển động dụng cụ cắt để gia công chi tiết.
5. Phần kết thúc: Khai báo kết thúc để hoàn thành chương trình.