Trong quá trình sử dụng các máy gia công CNC, việc tổ chức lập trình đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác máy có hiệu quả. Tuỳ theo qui mô sản xuất , theo phương tiện sử dụng khi lập trình mà có có các hình thức lập trình sau:
Hình 1.10 Sơđồ lập trình gia công trên máy tiện CNC
LẬP TRÌNH GIA CÔNG
Theo qui mô sản xuất Theo phương tiện sử dụng
Lập trình trong chuẩn bị sản xuất Lập trình phân Lập trình có trợ giúp của máy tính Lập trình bằng tay
* Lập trình trong chuẩn bị sản xuất:
Với hình thức lập trình này, các chương trình gia công được lập ngay khi chuẩn bị sản xuất sau đó khi sử dụng thì đưa chương trình đó vào máy gia công cụ thể bằng đường truyền cáp hoặc từ các đĩa mềm. Vì vậy hình thức lập trình này còn gọi là lập trình từ xa hoặc lập trình ngoại tuyến. Công việc lập trình do một kỹ thuật viên chuyên trách thuộc phòng công nghệ đảm nhiệm. Chương trình sau khi lập xong được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi đưa đến các máy gia công. Hình thức lập trình này có một sốđặc điểm sau:
- Người lập trình phải am hiểu về công nghệ gia công và kiến thức, kỹ năng lập trình.
- Chương trình gia công chính xác và hợp lý về chếđộ công nghệ. - Chương trình được chuẩn bị trước nên không mất thời gian dừng máy . - Đòi hỏi qui mô sản xuất với nhiều máy gia công, số sản phẩm sản xuất tương
đối nhiều mới hiệu quả vì cơ cấu và bộ máy cồng kềnh.
Vì vậy, hình thức lập trình này chỉ thích ứng với các doanh nghiệp sử dụng nhiều máy gia công CNC.
* Lập trình phân xưởng:
Hình thức lập trình này còn gọi là lập trình thủ công (tại máy). Khi lập trình phân xưởng, người vận hành máy gia công sẽ lập trình trực tiếp trên máy bằng cách nạp trực tiếp dữ liệu NC thông qua việc nhấn trực tiếp các nút con số, chữ
cái, biểu tượng trên bàn phím của bảng điều khiển . Sau khi lập trình , kiểm tra, sửa lỗi thì tiến hành sử dụng chương trình đó vào gia công. Hình thức này có đặc
điểm:
- Người sử dụng máy phải có kiến thức, kỹ năng về lập trình.
- Dễ lỗi vì thường vội hoặc thiếu công cụ, chức năng kiểm tra chương trình. - Mất thời gian vì phải ngừng máy .
Hình thức lập trình này rất phù hợp với sản xuất đơn chiếc nên nó được sử
dụng rộng rãi ở Việt Nam hiện nay. Tuy nhiên để tránh sai sót khi lập trình thì cần phải trang bị cho máy các chức năng kiểm tra và sửa lỗi chương trình như
chức năng mô phỏng quĩ đạo chuyển động của dao bằng đồ hoạ trên màn hình
điều khiển.
* Lập trìnhcó trợ giúp của máy tính:
Còn gọi là lập trình bằng máy. Chi tiết gia công được vẽ trên phần mềm CAD/CAM chuyên dụng sau đó chuyển sang thành chương trình gia công một cách tựđộng. Với hình thức lập trình này có đặc điểm sau:
- Người lập trình cần có kiến thức, kỹ năng sử dụng phần mềm về CAD/CAM mà có thể không cần am hiểu về công nghệ.
- Lập trình được các bề mặt gia công phức tạp.
- Các chếđộ công nghệ như vận tốc cắt, bước tiến dao, chiều sâu cắt thường rất khó hợp lý.
Việc lập trình tự động có sự trợ giúp rất đắc lực của máy tính. Khi lập trình thường dùng ngôn ngữ lập trình và xử lý NC bậc cao ( NC processor languages) như APT, FAPT, LANC,...kết hợp với phần mềm CAD/CAM như MasterCAM, CIMATRON, MTS, CATIA –Pro/ENGINEER...
Việc lập trình tựđộng hiện nay đã phát triển ở mức độ cao. Hệ thống lập trình tự động với ngôn ngữ bậc cao cho phép tạo lập tựđộng một chương trình gia công NC bằng cách tính toán các giá trị toạ độ cần thiết và quỹ đạo dao (tool paths) một cách tựđộng. Nhìn chung , một hệ thống lập trình tựđộng để gia công trên máy NC tiến hành theo như sơđồ hình 1.11.[19]
Khi một chương trình gia công NC được tạo lập theo ngôn ngữ lập trình tựđộng xong có thểđược đưa vào máy gia công theo các đường truyền dữ liệu.
Một phần mềm thuộc hệ thống lập trình tự động thường có cấu hình thông dụng như sau:
- Chương trình tiện ích (Utility) có chức năng đọc và xuất các băng lỗ NC, các chương trình gia công, mô phỏng quỹ đạo dao , soạn thảo chương trình (editing program)...
- Chương trình xử lý kích thước 2 chiều,
2 1
2 chiều, 3 chiều là phần mềm để tạo lập chương trình kiểm nghiệm hình học của mô hình bề mặt, mô hình khối.
- Chương trình quản lý tệp ( File managing program) là chương trình để quản trị
các tệp như chương trình NC, chương trình máy...
Chi tiết gia công: Bản vẽ chi tiết trên máy tính Bộ xử lý chính Chuyển đổi và tính toán toạđộ các điểm Tạo lập chương trình gia công NC Bộ hậu xử lý: Chuyển đổi về quy cách băng lỗ NC Chươn g trình gia công Ngôn ngữ lập trình Dữ liệu vị trí dao ĐẦU VÀO Hệ lập trình tựđộng ĐẦU RA Hình 1.11: Hệ thống lập trình tựđộng
* Lập trình bằng tay:
Với hình thức lập trình này, chương trình gia công được lập bằng cách đánh từng câu lệnh từ bàn phím của máy tính hay bảng điều khiển theo ngôn ngữ lập trình sử dụng trên máy. Với hình thức lập trình này có đặc điểm sau:
- Đòi hỏi người lập trình có kiến thức, kỹ năng về lập trình và am hiểu về công nghệ
- Những chi tiết phức tạp sẽ gây khó khăn cho người lập trình vì phải tính toán tìm các điểm đích trên từng biên dạng chi tiết (các điểm giao nhau của các contour). Mặt khác chương trình thường dài do đó dễ mắc lỗi.
- Thời gian lập trình lâu.
Tuy nhiên hình thức lập trình này phù hợp với sản xuất nhỏ nên đang được sử
dụng nhiều ở nước ta.
1.3.7 Hiệu quả kinh tế khi sử dụng máy gia công CNC
Quyết định đầu tư mua sắm và sử dụng máy NC, CNC trong sản xuất dựa trên giá trị hiệu quả kinh tế do loại máy này mang lại so với máy thường như sau:
Q = [(C1 + EK1) – ( C2 + EK2)] . N [đ/năm] [19] Trong đó:
Q – Hiệu quả kinh tế (lãi, lợi nhuận, giá trị tiết kiệm được trong sản xuất) C1 – Giá thành công nghệ gia công chi tiết cơ khí trên máy thường (đ/chi tiết) C2 – Giá thành công nghệ gia công chi tiết cơ khí trên máy NC, CNC (đ/chi tiết) E - Đại lượng nghịch đảo của thời hạn hoàn thành vốn mua máy ( ví dụ nếu thời hạn hoàn vốn là 5 năm thì E = 1/5)
K1 – Chi phí đầu tư cho máy thường (đ/chi tiết) K2 – Chi phí đầu tư cho máy NC, CNC (đ/chi tiết) N – sản lượng của chi tiết cần gia công (chi tiết/năm)
Chi phí về công nghệ (C1, C2) để gia công chi tiết cơ khí thường được xác định theo các chi phí thành phần như sau:
- Lương cho thợ vận hành máy - Chi phí vềđiện năng
- Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa - Chi phí khấu hao nhà xưởng
- Chi phí dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra - Chi phí về lập trình và chuẩn bị công nghệ
Như vậy, phương án đầu tư sử dụng máy gia công NC, CNC trong sản xuất chỉ
thật sự có ý nghĩa khi giá trị Q lớn hơn 0.
Hiện nay, rất nhiều doanh nghiệp trong nước đã mua máy NC, CNC để sản xuất mà chưa có sự tính toán hiệu quả một cách khoa học nên hiệu quả còn hạn chế. Một vấn đề đặt ra là muốn nâng cao hiệu quả sử dụng máy thì có rất nhiều phương án, trong đó việc giảm chi phí về công nghệ là một trong những phương án quan trọng. Muốn vậy thì việc lựa chọn được chế độ cắt hợp lý để đi đến tối ưu hoá quá trình cắt gọt phải được quan tâm bởi vì nó sẽ giảm được rất nhiều chi phí như tiền lương ,
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1:
Từ phân tích của chương 1 có thể kết luận như sau:
1. Đã hệ thống được quá trình sử dụng công nghệ CAD/CAM – CNC trong công tác thiết kế và chế tạo sản phẩm;
2. Hệ thống được chương trình gia công CNC theo ngôn ngữ lập trình;
3. Đã giới thiệu một số chu trình gia công, ý nghĩa và những vấn đề cần lưu ý khi lập trình.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Quá trình cắt trên máy có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, chất lượng sản phẩm và tuổi bền dụng cụ. Vì vậy muốn xác định chế độ cắt tối ưu cần phải được nghiên cứu về quá trình cắt gọt.