6. Phương phỏp nghiờn cứu
3.1.Giới thiệu chung về hệ điều khiển Siemens và phần mềm Shopturn
Hệ điều khiển Siemens và phần mềm Shopturn của Cộng hũa liờn bang Đức là một trong những phần mềm được sử dụng rộng rói ở nhiều nước trờn thế giới. Ở Việt Nam hiện nay cú nhiều cơ sở sản xuất, viện nghiờn cứu, trường Cao đẳng và Đại học đào tạo kỹ thuật cơ khớ sử dụng phần mềm này như: Viện mỏy và dụng cụ IMI , Cụng ty TNHH Cơ khớ chớnh xỏc, Trường Đại học SPKT Hưng Yờn, Trường Đại học SPKH Nam Định, Trường Cao đẳng nghề Vĩnh Phỳc…Bởi vậy nú rất thớch ứng với quỏ trỡnh phỏt triển cụng nghiệp nước ta trong giai đoạn hiện nay.
Hệ điều khiển và lập trỡnh gia cụng CNC của SIEMENS là hệ điều khiển theo quĩ đạo được sử dụng để lập trỡnh cỏc qui trỡnh cụng nghệ gia cụng tiện, phay, khoan, khoột, doa....trực tiếp trờn mỏy bằng ngụn ngữ hội thoại một cỏch dễ hiểu. SHOPTURN cú thể điều khiển tới 5 trục. Một đĩa cứng đó được tổ hợp hỗ trợ khả năng lưu trữ rất nhiều chương trỡnh, đồng thời khi cần tớnh toỏn nhanh, cú thể cho hiển thị ở một mỏy tớnh cỏ nhõn trờn màn hỡnh ở bất kỳ thời điểm nào.
Bộ điều khiển này cho phộp viết chương trỡnh NC theo 2 ngụn ngữ khỏc nhau: cú thể viết chương trỡnh NC theo mó lệnh G và viết chương trỡnh NC theo mó lệnh chớnh thống của Siemens. Chương trỡnh NC theo ngụn ngữ của Siemens cú cấu trỳc đơn giản dễ hiểu, cho nhiều khả năng lập trỡnh. Vớ dụ, với chức năng nội suy đường cong, hệ điều khiển cho ớt nhất 3 khả năng lập trỡnh.
Một số chức năng lập trỡnh chương trỡnh NC cú thể sử dụng với hệ điều khiển SIEMENS
- Lập trỡnh với cỏch thức thụng thường. - Lập trỡnh Contour tự do Free Contour). - Lập trỡnh bằng tham số G
- Cỏc chu trỡnh gia cụng cho phộp ta sử dụng một cỏch thuận tiện để lập trỡnh những bước cụng nghệ cú tớnh chất l p lại nhiều lần trong gia cụng.
- Kết nối với cỏc hệ thống CAM để gia cụng cỏc bề m t phức tạp một cỏch thuận tiện và chớnh xỏc.
Bàn phớm và cỏch bố trớ màn hỡnh được tổ chức rừ ràng, vỡ thế cỏc chức năng được sử dụng dễ dàng và nhanh chúng. Sự giao tiếp của SIEMENS và cỏc mẫu chu n ISO trong đú lập trỡnh giao tiếp của SIEMENS là một phương thức lập trỡnh đ c biệt dễ dàng. Cỏc đồ hoạ tương tỏc giao tiếp miờu tả riờng lẻ từng bước thực hiện trờn mỏy đối với từng contour, biờn dạng bề m t gia cụng, màn hỡnh mỏy tớnh cho phộp mụ tả từng đường contour vừa được lập trỡnh ở nửa cửa sổ bờn phải. Điều này cho phộp lập trỡnh trỏnh được ngay sai sút là lập thừa đường hay lập sai toạ độ. Việc thiết lập đồ hoạ lập trỡnh tương tỏc rất đơn giản bằng cỏch nhấn phớm menuselect để thiết lập cỏc chế độ cụng nghệ cho việc phỏc tảo đồ họa
Hỡnh 3.1 àn hỡnh mụ phỏng gia cụng của phần mềm Shopturn
Nếu một đường vẽ chi tiết khụng được định kớch thước với NC thỡ sự lập trỡnh finished part SIEMENS lập trỡnh tự do trong SIEMENS thực hiện những
tớnh toỏn cần thiết một cỏch tự động. Quỏ trỡnh thực hiện việc cắt, cú thể được mụ phỏng bằng đồ hoạ trong thời gian mỏy thực hiện ho c trước khi cho mỏy thực hiện. Điều này cũng cú thể thực hiện đối với chương trỡnh theo mẫu ISO ho c điều khiển trực tiếp DNC direct numerical control .
Việc mụ phỏng quĩ đạo chuyển động của dụng cụ cắt trong quỏ trỡnh gia cụng của hệ điều khiển này rất rừ nột và cho phộp xem nhiều dạng hỡnh biểu diễn khỏc nhau của chi tiết gia cụng.
Hỡnh 3.2 àn hỡnh mụ phỏng gia cụng của phần mềm Shopturn
Cú thể nhập và kiểm tra một chương trỡnh trong khi CNC đang thực hiện việc khỏc. Khả năng của CNC cú thể thực hiện tất cả cỏc chương trỡnh thành phần mà chỳng được viết theo cỏc điều khiển SIEMENS.
Một chương trỡnh khi lập trỡnh trờn Shopturn được kiểm tra bỏo lỗi ngay khi lập trỡnh và trong quỏ trỡnh mụ phỏng
3.2 Cài đặt phần mềm Shopturn từ đió DVD vào mỏy tớnh
Cho DVD cài đ t phần mềm vào ổ đĩa nhấn chọn file Setup.exe
Hỡnh 3.3 àn hỡnh mở DVD Shopturn trờn mỏy tớnh
Kớch chọn Next/ Yes/ Next Kớch chọn Next/ Yes/ Next Nhập key cho quỏ trỡnh cài đ t
Nhập CD key vào và bấm chọn Next.
Trong quỏ trỡnh cài đ t Shopturn cho phộp cú thể cài đ t phần chạy của chương trỡnh vào ổ C,D,E...
Hỡnh 3.5 Màn hỡnh ở chế độ kết thỳc quỏ trỡnh cài đ t
3.3 Giao diện trong phần mềm Shopturn
Để khởi động phần mềm từ màn hỡnh desktop kớch chọn
Hỡnh 3.6 àn hỡnh ở chế độ kớch chon khởi động phần mềm
Đợi trong giõy lỏt màn hỡnh giao diện Shopturn hiện lờn
Giao diờn điều khiển trong ShopTurn rất thõn thiện và linh hoạt rễ sử dụng, Cỏc menu chớnh được đ t nằm ngang, Menu phụ ở trờn chạy trong Menu chớnh, mụic menu chớnh thớ lại cú những menu phụ riờng
Cỏc chức măng Menu trờn cửa sổ giao diện của phàn mềm giống hệt như trờn mỏy thật giỳp cho quỏ trỡnh lập trỡnh và giao tiếp với mỏy rất thõn thiện
Màn hỡnh hiển thị tọa độ
Menu phụ
Menu chớnh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
EXIT Về màn hỡnh mỏy Menu điều khiển quỏ trỡnh mụ phỏng
Menu điều khiển thay đụi menu chớnh
Cỏc Menu trờn giao diờn rất linh hoạt và thõn thiện, trong Menu chớnh cú cỏc Menu phụ
Trờn vựng đồ họa cú hiển thị cỏc tọa đọ của dao, phụi, quỏ trỡnh mụ phỏng rất thõn thiện và trực quan
3.4 Những lợi thế khi lập trỡnh trờn ShopTurn
Khi sử dụng ShopTurn để lập trỡnh bạn cú thể nhanh chúng lập được chương trỡnh NC với sự hỗ trợ rất trực quan của phần mềm
- Rỳt ngắn được thời gian học: Khi tiếp cận với ShopTurn với giao diện thụng minh và linh hoạt người học được hỗ trợ rất trực quan về cỏc thụng số cụng nghệ để lập trỡnh
Hỡnh 3.7. àn hỡnh nhập cỏc thụng số cụng nghệ
Một Chương trỡnh gia cụng bao giờ cũng được hiển thị dạng bảng biểu với cỏc thụng số cụng nghệ được mụ tả rất trực quan bằng hỡnh vẽ, cỏc thụng số cụng nghệ cần thiết và quan trọng đó được lập trỡnh sẵn và cú mối quan hệ mật thiết với nhau, làm cho người học khụng phải tư duy phức tạp
Để thực hiện lập trỡnh người lập trỡnh cỏ thể lựa chọn ngụn ngữ lập trỡnh G cost ho c ngụn ngữ lập trỡnh chớnh thống của Siemen
N105 G18 G54 G90 N110 G0 X32 Z0 N120 G1 X-0.8 F0.1 N130 G0 Z2 N140 G0 G42 X22 Z2 N150 X30 Z-2
- Thay cho việc phải nhập cỏc lệnh G,x,y,z t,f,s thỡ bạn chỉ việc nhập cỏc thụng số cụ thể vào trong bảng chế độ cụng nghệ của phần mềm , giỳp giảm thời gian lập trỡnh
- Thời gian lập trỡnh được rỳt ngắn bởi cỏc nguyờn cụng , bước cụng nghệ cú mối quan hệ mật thiết với nhau trong quỏ trỡnh lập trỡnh
Cỏc tham số cụng nghệ và cỏc tham số hỡn học cú mối quan hệ ch t chẽ với nhau
Hỡnh 3.9. àn hỡnh nhập cỏc thụng số rónh
- Rỳt ngắn được thời gian gia cụng và chế tạo: Khi lập trỡnh trờn ShopTurn cỏc chế độ cụng nghệ được khai bỏo rừ ràng và tối ưu trong từng bước cụng nghệ, tối ưu đường chạy dao và phương ỏn lập trỡnh.
Cỏc khoảng cỏch an toàn luụn được đưa ra trong khi lập trỡnh
Chương trỡnh gia cụng, bước cụng nghệ trong quỏ trỡnh lập trỡnh cú thể được copy, paste, cut... để giảm thời gian lập trỡnh
Hỡnh 3.11. àn hỡnh copy,Paste,... cỏc bước cụng nghệ
Với ShopTurn, cỏc phớm mềm điều khiển cỏc menu rất rễ thực hiện và linh hoạt. Chọn cỏc chức năng của ShopTurn bằng cỏc phớm bao quanh màn hỡnh. Hầu hết cỏc phớm này được gỏn với một chức năng của Thực đơn. Vỡ nội dung của Thực đơn thay đổi, nờn cỏc phớm này được gọi là “phớm mềm” softkeys .
Chức năng mụ phỏng và chuyển sang quỏ trỡnh gia cụng rất linh hoạt Bảng quản lý dao và cỏc thụng số cụng nghệ dao rất trực quan
Hỡnh 3.12. Bảng thụng số dao agazin
3.5. Trỡnh tự lập một chƣơng trỡnh NC tiện theo ngụn ngữ SIEMENS
3.5.1. Tạo m t thư mục mới
Để tạo được thư mục mới, từ cửa sổ giao diện bấm menuselect, chọn program, chon New và đ t tờn cho thư mục
Bảng 3.1 Trỡnh tự lập một chương trỡnh NC tiện theo ngụn ngữ Siemen
1 Tạo một thư mục mới
2 Tạo một fine NC trong thư mục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3 Khai bỏo cỏc tham số về phụi và tham số cụng nghệ 4 Phỏc thảo biờn dạng
5 Thiết lập cỏc nguyờn cụng gia cụng chi tiết tiện thụ, tiờn tinh, khoan, khoột, phay…
3.5.2 Tạo m t fine NC trong thư mục
Khi vào trong thư mục kớch chon New cửa sổ hiện ra yờu cầu đ t tờn cho chương trỡnh NC
Hỡnh 3.13. Tạo một thư mục mới
Hỡnh 3.14. Tạo một chương trỡnh NC mới
- Khi lập trỡnh, người lập trỡnh cú thể lựa chọn hai ngụn ngữ G cost ho c lập trỡnh theo ngụn ngữ chớnh thống Siemens Shopturn
3.5.3. Khai bỏo cỏc tham số về phụi và tham số cụng nghệ
Sau khi lập tờn cho chương trỡnh NC, phần mềm sẽ yờu cầu nhập cỏc tham số về gốc khụng, phụi, chiều dài phụi, chiều dài kẹp, khoảng cỏch an toàn, điểm thay dao...
Hỡnh 3.15. Khai bỏo cỏc tham số cụng nghệ
3.5.4 Phỏc thảo biờn dạng
Để vào mụi trường phỏc thảo, bấm menu contua turn, chon New và đ t tờn cho contua, sau đú sử dụng cỏc lệnh line, cycrline để phỏc thảo biờn dạng cho chi tiết.
Hỡnh 3.16. Phỏc thảo biờn dạng cho chi tiết
Với Shopturn việc phỏc thảo cỏc biờn dạng rất đơn giản vỡ phần mềm cú tớnh năng tự động tớnh toỏn quỹ đạo và đưa ra cỏc lựa chọn cho người lập trỡnh
3.5.5. Thiết l p cỏc bước cụng nghệ gia cụng : thụ. tinh, cắt rónh, khoan, phay
Để thiết lập cho một bước nguyờn cụng , xuất phỏt từ menu chớnh lựa chọn cỏc nguyờn cụng tiện, khoan, phay,... từ đú trờn menu phụ sẽ cú cỏc bước cụng nghệ đi cựng.
vớ dụ trong menu turning cú tiện trụ, tiện m t đầu, cắt rónh....
Hỡnh 3.17. Thiết lập cỏc bước cụng nghệ
Vớ dụ để thiết lập cho nguyờn cụng tiện thụ :
Bấm chọn Contua turn rồi chon Stock removal sau đú khai bỏo cỏc tham số về dao, chế độ cắt, khoản cỏch an toàn khi và dao...
Khi tiện ren :
Hỡnh 3.19. Thiết lập bước tiện ren
3.5.6. Mụ phỏng, kiểm tra sửa lỗi chương trỡnh
Chức năng simulation cho phộp mụ phỏng trực quan quỏ trỡnh gia cụng, cú thể mụ phỏng từng cõu lệnh hay cả chương trỡnh
Để thực hiện chức năng mụ phỏng kiểm tra bấm chon Simulation, trong chế độ Simulation cú chế độ mụ phỏng theo từng cõu lệnh, mụ phỏng toàn bộ chương trỡnh
3.6. Phƣơng thức lập trỡnh và cỏc chu trỡnh gia cụng
3.6.1. L p trỡnh với mặt trụ ngoài và mặt đầu chi tiết 3.6.1.1. Khai bỏo phụi và biờn dạng chi tiết
1. Khai bỏo cỏc tham số về phụi trong cửa sổ work offset
Hỡnh 3.21. Khai bỏo cỏc tham số trong Workoffset
- wo chọn gốc lập trỡnh cho chương trỡnh NC. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Blank chọn kiểu phụi cho quỏ trỡnh gia cụng cú thể chọn phụi đ c, rỗng, vuụng ho c định hỡnh .
- X0 nhập kớch thước bao ngoài cho phụi.
- Z0 nhập tọa độ theo phương Z cho điểm m t đầu của phụi. - Zi nhập tọa độ điểm cuối của phụi.
- Zm nhập khoảng cỏch từ gốc tọa độ đến m t đầu mõm c p.
- Retract là khoảng cỏch an toàn lựi ra sau khi gia cụng, nhập hai thụng số Xt, Zt. - Safety distance là khoảng cỏch an toàn khi dao tiến vào phụi.
- Speed limits là tốc độ dịch chuyển giới hạn. - Khai bỏo khoảng lựi dao an toàn
Hỡnh 3.22. Khai bỏo cỏc tham số về khoảng cỏch an toàn
2. Khai bỏo cỏc tham số về biờn dạng cho chi tiết
Bấm chon New contua , đ t tờn cho contua và tiến hành vẽ biờn dạng cho chi tiết
Trong cửa sổ phỏc thảo gồm
- Starting point là tọa độ điểm bắt đầu biờn dạng
- Cỏc lệnh vẽ đường thẳng theo phương X , phương Z , phương XZ
- Fs là bỏn kớnh ho c bề rộng bo cạnh, để thay đổi bạn chọn -Nhập tọa độ điểm đầu cho chi tiết
- Nhập tọa độ của cỏc điểm tiếp theo
Hỡnh 3.23. khai bỏo cỏc tọa độ cho biờn dạng chi tiết
- Hoàn thành contua cho biờn dạng ngoài
Hỡnh 3.24. khai bỏo cỏc tọa độ cho biờn dạng chi tiết
3.6.1.2. Thiết l p cỏc bước cụng nghệ để gia cụng cho chi tiết
1. Thiết lập cho bước khỏa m t đầu
Để thiết lập cho nguyờn cụng tiện thụ chọn mục turning chọn stock removad, cửa sổ thiết lập chế độ cụng nghệ cho nguyờn cụng tiện m t đầu
- F nhập tốc độ dịch chuyển bàn dao - V nhập tốc độ cắt cú thể lựa chọn theo số vũng quay ho c tốc độ cắt.
- Position thiết lập kiểu xộn m t đầu
Hỡnh 3.25. Thiết lập bước khỏa m t đầu
- Xo, Zo Là tọa độ điểm bắt đầu gia cụng - X1, Z1 Là tọa độ điểm kết thỳc gia cụng
- Ux, Uz la lượng dư để lại cho tiện tinh
- T là cửa sổ chọn dao, bấm chọn tools, chọn con dao tiện thụ, bấm chọn toprogram
Hỡnh 3.26. Chọn dao cho bước tiện m t đầu
2. Thiết lập bước tiện thụ
Để thiết lập cho bước tiện thụ chọn mục contuaturn chọn stock removad, cửa sổ thiết lập chế độ cụng nghệ cho nguyờn cụng tiện thụ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhập thụng số cụng nghệ cho bước tiện thụ
Hỡnh 3.27. Thiết lập cho nguyờn cụng tiện thụ trụ ngoài
- T là cửa sổ chọn dao, bấm chọn tools, chọn con dao tiện thụ, bấm chọn toprogram
- F nhập tốc độ dịch chuyển bàn dao - V nhập tốc độ cắt cú thể lựa chọn theo số vũng quay ho c tốc độ cắt. - Machinning lựa chọn chế độ cắt thụ - Long cắt theo chiều dài
- Outs lựa chọn gia cụng trụ ngoài - D chiều sõu mỗi lỏt cắt mm
- Ux lượng dư để lại cho nguyờn cụng tiện tinh theo phương X - Uz lượng dư để lại cho nguyờn cụng tiện tinh theo phương Z - Di Số bước nhảy
- Xd, Zd là khoảng cỏch an toàn khi vào dao
3. Thiết lập cho nguyờn cụng tiện tinh
Để thiết lập cho nguyờn cụng tiện tinh chọn mục contuaturn chọn stock removad, cửa sổ thiết lập chế độ cụng nghệ cho nguyờn cụng tiện tinh
- T là cửa sổ chọn dao, bấm chọn tools, chọn con dao tiện thụ, bấm chọn toprogram
- F nhập tốc độ dịch chuyển bàn dao - V nhập tốc độ cắt cú thể lựa chọn theo số vũng quay ho c tốc độ cắt.
- Machinning lựa chọn chế độ cắt tinh - Long cắt theo chiều dài
- Outs lựa chọn gia cụng trụ ngoài Hỡnh 3.28. Thiết lập cho nguyờn cụng tiện tinh trụ ngoài
3.6.2.L p trỡnh gia cụng rónh và ren 3.6.2.1. Thiết l p cho bước tiện rónh
Để thiết lập cho nguyờn cụng tiện rónh chọn mục contuaturn chọn grooving, cửa sổ thiết lập chế độ cụng nghệ cho nguyờn cụng tiện rónh
Nhập cỏc thụng số của rónh cần gia cụng vào bảng cụng nghệ
- T là cửa sổ chọn dao, bấm chọn tools, chọn con dao tiện rónh, bấm chọn tooprogram
- F nhập tốc độ dịch chuyển bàn dao