3. Nội dung chính của đồ án:
9.6 Sự lập trình của các máy gia công tia lửa điện CNC
Chƣơng trình CNC của các máy gia công tia lửa điện bao gồm: - Chƣơng trình NC hình học:
Lập trình gia công tia lửa điện cũng sử dụng ngôn ngữ ISO-CNC trên cơ sở các mã “G”. Tuy nhiên, một số nguyên công có thể có các mã chức năng khác.
Chƣơng trình này bao gồm các số liệu hình học để gia công chi tiết. Về nguyên tắc, nó mô tả quỹ đạo mà điện cực phải đi theo.
- Chƣơng trình NC công nghệ:
Chƣơng trình NC công nghệ dùng để thiết lập các ghi chép của máy phát (thời gian xung, dòng điện, servo điều chỉnh khe hở, dòng chảy chất điện môi…).
Dạng đƣợc sử dụng là không tiêu chuẩn và hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu máy. Ở một số trƣờng hợp thì không yêu cầu các chƣơng trình công nghệ vì tất cả các chức năng liên quan đến công nghệ đã đƣợc phối hợp trong hệ điều khiển của máy. Tuy vậy, việc sử dụng chƣơng trình công nghệ có thể hữu ích để phối hợp với công nghệ riêng của ngƣời sử dụng.
Việc chuẩn bị các chƣơng trình có thể thực hiện ngay tại máy hoặc tách rời khỏi máy.
- Sự lập trình tại máy (hay phân xƣởng), có thể đƣợc thực hiện nhờ:
+ Điển hình hóa các chƣơng trình khác nhau trên hệ điều khiển. Nó có thể là mã hóa ISO hoặc ngôn ngữ phụ thuộc máy.
+ Hội thoại menu.
+ Sử dụng hệ thống lập trình đồ họa. Hệ điều khiển có các đặc tính CAD/CAM đơn giản.
- Sự lập trình tách rời khỏi máy:
Công việc lập trình này hầu hết đƣợc thực hiện trên một máy tính. Sau đó các chƣơng trình đƣợc cài vào đĩa mềm, các giao diện truyền thông dữ liệu nhƣ RS 232, RS 422, ethernet, hoặc DNC.
Những khả năng khác nhau của lập trình tách rời khỏi máy là:
+ Điển hình hóa các chƣơng trình NC với các bộ xử lý ngôn ngữ (wordprocessor).
+ Sử dụng máy phụ thuộc máy tính dựa trên các hệ thống lập trình. Nhiều nhà thiết kế máy cung cấp các hệ thống này tƣơng tự nhƣ hệ thống lập trình tại máy (nghĩa là cơ học). Chƣơng trình đƣợc viết trong một ngôn ngữ giống nhƣ ngôn ngữ APT hoặc đƣợc tự động sinh ra trên cơ sở một hình học xác định. Ở đây đòi hỏi phải có các postprocessors (các bộ vi xử lý) để nhận đƣợc chƣơng trình chi tiết phụ thuộc máy cuối cùng.
140
Hệ thống CAD đƣợc sử dụng ở nhà thiết kế chi tiết có thể đƣợc dùng để tạo ra quỹ đạo dụng cụ (CAM). Đầu ra của hệ thống CAM là file CL (cutter location) và đƣợc truyền bởi bộ xử lý tới chƣơng trình phụ thuộc máy.
- Sự phối hợp của máy xung định hình trong môi trƣờng CIM:
Cách đây không lâu, các máy gia công tia lửa điện còn là những “hòn đảo tự động hóa”. Hiện nay, chúng có thể đƣợc phối hợp trong một môi trƣờng hiện hữu qua:
+ Việc thay đổi điện cực.
+ Chu kỳ đo (cho phép trong sự bù quá trình). + Thay đổi palet.
+ Mô tả đặc trƣng và giữ lại ghi tự động.
+ Chƣơng trình đối thoại dễ dàng với ngƣời sử dụng
+ Sự phối hợp về công nghệ (đặt tự động các thông số công nghệ)
+ Giao điện truyền thông dữ liệu (RS 232, RS 422, RS 485, Ethernet, v.v…) Sau đây là ví dụ về sự lập trình cơ bản khi sử dụng máy cắt dây AP500 để gia công:
Mã G
G00 Định vị nhanh.
G01 Nội suy đƣờng thẳng.
G02 Nội suy cung tròn (cùng chiều kim đồng hồ).
Hình 9.12: Hình ảnh máy cắt dây AP500.
G03 Nội suy cung tròn (ngƣợc chiều kim đồng hồ). G04 Dừng tạm thời (vd G04x5.0 ngừng trong 5 giây). G05 X
141 G06 Y G08 Đổi trục X-Y G09 Hủy bỏ lệnh G05, G06, G08 G11 G12
G13 AWT REF=1 sự khôi phục đứt dây G14 AWT REF=0 hủy bỏ khôi phục đứt dây G15 AWT REF = 2 sự khôi phục đứt dây G20 Hệ inch
G21 Hệ mét
G22 Soft Limit On G23 Soft Limit Off G26 Pattern Rotation On G27 Pattern Rotation Off
G28 Quay lại điểm tham chiếu G29 G29 Điểm tham chiếu của máy
G30 Quay lại sự định vị G92 cuối cùng G40 Hủy bỏ bù trừ bán kính dao
G41 Bù trừ bán kính dao bên trái G42 Bù trừ bán kính dao bên phải G50 Hủy bỏ cắt dạng côn
G51 Côn bên trái G52 Côn bên phải
G54 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 0 G55 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 1 G56 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 2 G57 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 3 G58 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 4 G59 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 5 G74 Mở chế độ 4 trục
G75 Tắt chế độ 4 trục G80 Mở cảm biến tiếp xúc
142 G81 Di chuyển đến điểm giới hạn G82 Move To Half Of Axis Display
G83 Đọc vị trí hiện tại và lƣu một hệ trục tọa độ H G90 Lập trình tuyệt đối
G91 Lập trình tƣơng đối
G92 Ghi lại những giá trị trục tọa độ hiện thời
G97 Ghi lại những giá trị trong tất cả các hệ trục tọa độ G104 Dwell At All Sharp Corners
G105 Hủy bỏ G104
G140 Hủy bỏ offset 4 trục G141 Offset 4 trục bên trái G142 Offset 4 trục bên phải
G154 TO G159 Làm việc tại tọa độ màn hình 10 tới 15 G254 TO G259 Làm việc tại tọa độ màn hình 20 tới 25 G354 TO G359 Làm việc tại tọa độ màn hình 30 tới 35 G454 TO G459 Làm việc tại tọa độ màn hình 40 tới 45 G554 TO G559 Làm việc tại tọa độ màn hình 50 tới 55 G654 TO G659 Làm việc tại tọa độ màn hình 60 tới 65 G754 TO G759 Làm việc tại tọa độ màn hình 70 tới 75 G854 TO G859 Làm việc tại tọa độ màn hình 80 tới 85 G954 TO G959 Làm việc tại tọa độ màn hình 90 tới 95
T80 Khởi động dây cắt
T81 Dừng chuyển động dây cắt T82 Đóng thùng chất điện môi T83 Mở thùng chất điện môi T84 Bắt đầu phun chất điện môi T85 Ngừng phun chất điện môi T86 Mở bơm chất điện môi T87 Tắt bơm chất điện môi
T89 Chuyển sang chế độ cắt không nƣớc
T90 Cut Wire By Auto Wire Threader Sequence One T91 Thread Wire By Auto Wire Threader Sequence Two
143
T94 Chuyển sang chế độ cắt dƣới nƣớc T96 Worktank Fill Pump On
T97 Worktank Fill Pump Off Mã M
M00 Dừng chƣơng trình
M01 Dừng chƣơng trình ngẫu nhiên M02 Kết thúc chƣơng trình
M03 AWT Jump
M05 Dừng sensor
M06 Disable EDM Power During Movement
M33 Rotate Wire Tip Disposal Arm Forward. Use to remove the wire tip container.
M43 Rotate Wire Tip Disposal Arm Back.
M98 Jump to a Sub-Routine from the main program. M99 Return from a Sub-Routine to the main program - Miêu tả về các lệnh
M00 Dừng chƣơng trình: Đƣợc đặt ở vị trí cuối của chƣơng trình NC. Không xuất hiện ở các vị trí khác
M01 Dừng chƣơng trình ngẫu nhiên
M03 AWT Jump: Nếu T91 thao tác lỗi (lỗi dây) tại vị trí hiện tại, chƣơng trình sẽ đƣợc bỏ qua tới vị trí M03 kế tiếp
Ví dụ:
G92 X0 Y0 G29
M98P0000
M03 (M03 đầu tiên này không thực sự cần) T90
G00X1.500 Y2.500
T91 Nếu luồn dây bị lỗi, chƣơng trình sẽ đƣợc bỏ qua tới vị trí M03 kế tiếp M98P0001 M03 T90 G00X2.500 Y2.500 G00 Định vị nhanh (không cắt) G01 Nội suy đƣờng thẳng
144
Lệnh G01 đƣợc dùng để cắt một đƣờng thẳng. Chẳng hạn, nếu bạn chỉ cần di chuyển thẳng chỉ dọc theo trục X. Một lện X cần thiết trong lệnh G01. Nếu cần một sự chuyển động góc trong X và Y, bạn có thể bao gồm cả hai X và Y trong lệnh G01.
G01 cũng bật chức năng bắt đầu cắt. Bắt đầu cắt và hàng loạt lệnh khác đƣợc bắt đầu khi G01 đƣợc ra lệnh.
-Bể cắt đƣợc làm đầy -Bơm nƣớc đƣợc mở -Dây cắt đƣợc bật -Điện tới dây bật
G02 và G03 – Nội suy cung tròn
G02 là nội suy cung tròn theo chiều kim đồng hồ và G03 nội suy cung tròn ngƣợc chiều kim đồng hồ.
G02 và G03 đƣợc sử dụng để điều khiển dây để di chuyển dọc theo một vòng tròn đƣờng dẫn trong các chế độ cắt. G02 và G03 cũng gây ra cùng một máy có chức năng nhƣ G01 nhƣ điền đầy nƣớc vào bể cắt, mở bơm nƣớc, dây chạy và các chế độ cắt
Xác định X và Y giá trị trong nội suy cung tròn
Trong các dòng lệnh phải có giá trị cho các trục X và Y. Những giá trị là những X và Y kết thúc điểm tọa độ của các arc.
I và J là tọa độ tâm của cung tròn
I là khoảng cách từ điểm bắt đầu đến tâm của cung tròn tính theo trục X J là khoảng cách từ điểm bắt đầu đến tâm của cung tròn tính theo trục Y
Ví dụ về G02 và G03 nội suy sử dụng I và J
145 G92 X0. Y0. 1 G01Y1.25 2 G02 X.5 I.25 J0. 3 G01 Y.75 4 G03 X1.I.25 J0. 5 G01 Y1.25 6 G02 X1.5 I.25 J0. 7 G01 Y0. 8 X0. M02
Nội suy cung tròn sử dụng R
Một cách khác để nội suy cung tròn là lập trình bằng cách sử dụng bán kính R. Để lập trình R bằng cách sử dụng từ ngữ, lập trình bằng cách sử dụng thêm các R và các giá trị của nó ở cuối của dòng lệnh. Ví dụ “G01 X1.234 Y.5678 R.100”. Ví dụ này sẽ tạo ra một bán kính, 100 sẽ đƣợc thực hiện (suy nghĩ này sẽ nhƣ một góc bo tròn). Điều này theo phong cách của chƣơng trình sẽ làm việc nếu lập trình tuyệt đối trong G90 hay G91.
Hình 9.14:Nội suy cung tròn R.
G92X0 Y0 G42H000 1 G01Y.500 3 G01X.500 R.100 5 G01Y-.500 R.100 7 G01X-.500 R.100 9 G01Y.500 R.100
146
1 G01 X0
2 G40G01 Y0
3 M02
- Những tham số đặc biệt của máy cắt dây
Nhiều nhân tố (hệ số) là những tham số kiểm soát quá trình EDM xuất hiện. Những con số đi theo sau giải thích ý nghĩa của chúng. Chế độ cắt đƣợc phát triển bởi nhà sản xuất thông thƣờng phát sinh sự cắt không nhƣ mong muốn mà ngƣời vận hành phải điều chỉnh chúng. Tuy nhiên, sau một thời gian ngƣời vận hành đã quen thuộc hơn với những tham số vì thế ngƣời vận hành có thể dễ dàng tinh chỉnh những kết quả mong muốn và thậm chí tạo ra chế độ cắt tối ƣu của mình.
Mỗi nhân tố trực tiếp thay đổi tốc độ cắt, kết quả khi hoàn thành, và sự chính xác. Bên dƣới là một đồ thị cho thấy rằng quá trình cắt gồm 3 bƣớc. Điện áp đƣợc nạp vào dây cho đến khi ion hóa toàn bộ dây. Sau đó sụt điện áp và tăng điện áp đột ngột và cƣờng độ dòng điện chạy giữa dây và chi tiết gia công trong chiều dài trong thời gian đó tắt mở đúng lúc. Quá trình lặp lại hàng nghìn lần trên giây.
Những tham số điều kiện cắt sau đây có thể đƣợc điều chỉnh để đƣợc chƣơng trình NC nhƣ mong muốn.
“( ON OFF IP HRP MAO SV V SF C WT WS WP WC);”
“C001 = 007 011 2215 000 252 018 8 0020 00 160 120 000 000;” - ON
Giá trị tham số từ 000-031
“On” thay cho mở đúng giờ. Những tập hợp tham số này là khoảng thời gian mà điện nạp vào dây.
Chọn đúng lúc một hệ số có thể thêm sức mạnh tới đây. Trong khi bạn mở đúng giờ máy sẽ cắt nhanh chóng hơn. Tuy vậy nhƣng độ bóng bề mặt trở nên xốp hơn và sự chính xác có thể bị giảm bớt bởi vì tốc độ cắt đang gia tăng.
Nếu thời gian mở quá lớn dây có thể bị hƣ hỏng và gãy. - OFF
Giá trị tham số từ 000-063.
“Off” thay cho tắt đúng giờ. Những tập hợp tham số này là khoảng thời gian mà điện nạp vào dây đƣợc tắt giữa mỗi lần phát tia lửa điện.
Off là thời gian rất quan trọng vì trong thời gian off mà những hạt đƣợc thoát ra khỏi lỗ hổng. Không có thời gian off quá trình EDM đã không thể xảy ra và sự vững vàng và ít sự bẻ gãy dây hơn đang gia tăng.
147
Off thời gian là một hệ số mà làm giảm sức mạnh từ dây. Ngày càng giảm thời gian cắt và sự cắt chậm hơn, tăng sự cứng vững và ít sự gãy dây hơn.
Thông thƣờng thời gian ON và thời gian OFF đƣợc xem xét cùng nhau cho những hiệu ứng.
Thời gian OFF không thể thấp hơn thời gian ON - IP
Giá trị tham số từ 000-2231
“IP” thay thế cho hiệu điện thế cực đại. IP điều khiển cƣờng độ dòng điện hiện thời mà đƣợc ứng dụng vào dây cắt, và cũng điều khiển mạch “AC” hay mạc “DC”.
“IP” là một trong số những nhân tố thêm sức mạnh vào dây cắt. Nhƣ với “ON”, bậc cao “IP” tại vị trí cần ý định gia công cơ khí, nhƣng sự chính xác và độ bóng bề mặt sẽ giảm.
- HRP
Tham số HRP điển hình đƣợc sử dụng cắt với chất điện môi là dầu. Khi nƣớc đƣợc sử dụng, mạch không cần.
+ H Giá trị tham số từ 0-9.
Giá trị H của HRP là một mạch điện áp cao đƣợc dùng tăng điện áp khe hở. Bạn có thể sử dụng giá trị này trên chi tiết có chiều dày hơn 7 inch.
+ R Giá trị tham số từ 0-9.
Giá trị R của HRP là giá trị điện trở sử dụng cho macjg điện áp cao. + P Giá trị tham số từ 0-9..
Giá trị P của HRP là giá trị thay đổi mạch điện áp điện trở đồng bộ cao. - MAO
“MAO” cài đặt mạch điều khiển thích nghi. Cài đặt giá trị điều khiển mức nhạy cảm và điều chỉnh thời gian “ON” và những lần “OFF”. Khi máy điều khiển sơ đồ mạch thích nghi xác định giá trị nào đó sai trong khi đang cắt thì bản thân nó sẽ tụ điều chỉnh tham số thời gian “ON” và “OFF” để cố định chế độ cắt hiện tại.
+ M Giá trị tham số từ 0-9 + A Giá trị tham số từ 0-9 + O Giá trị tham số từ 0-9
Để tăng tốc độ cắt trên bề mặt cắt sần sùi, rút gọn “A” và tăng “O”. Ví dụ MAO=252 điều chỉnh tăng thành 234.
Nếu dây cắt có vấn đề thì tăng “A” và rút gọn “0”. Ví dụ MAO=252 điều chỉnh tăng thành 234. - SV
148
“SV” thay thế cho giá trị điện áp phụ. Điện áp phụ đƣợc đặt bù trừ sự chênh lệch điện áp giữa dây và chi tiết. Sự thiết đặt này làm sự chênh lệch điện áp giữa dây và chi tiết nhỏ hơn.
Những tập hợp giá trị này là một điện áp thực tế máy sẽ cố gắng đạt đƣợc. Nếu giá trị cài đặt là 25, thì máy sẽ duy trì một điện áp bù trừ là 25V. Tham số “SV” điều chỉnh điện áp bù trừ tăng từng giá trị là 1 V. Những sự tăng dần vôn. Phƣơng pháp này cài đặt chênh lệch điện áp nhỏ hơn, cái mà đƣợc yêu cầu cho độ bóng bề mặt tốt hơn.
- WT
Phạm vi của tham số: (000-250).
“WT” cài đặt giá trị căng dây. Giá trị vào là 1/10 giá trị thực tế trực tiếp và đơn vị là grams.
Ví dụ: 160=1600 grams0. - WS
Phạm vi của tham số: (000-250)
“WS” cài đặt tốc độ dây. Giá trị đầu vào là giá trị của tốc độ dây trực tiếp đơn vị là mm/phút. Ví dụ: 120=120mm/phút.
- WP
Phạm vi của tham số: (000-001)
Tham số này lƣợt “BẬT” hoặc “TẮT” giá trị an toàn interlocks trên máy. “0” = Interlocks đang hoạt động.
“I” = Interlocks không hoạt động. - WC
Phạm vi của tham số: (**0-**8)
“WC” cài “ACW” (tùy chọn) và lƣợt về mức phạt kết thúc mạch. Tham số này sẽ đƣợc đặt để “000” cho 1. Hai vết cắt, sau đó nó sẽ đƣợc đặt tại “008” để tìm các kết thúc tốt đẹp qua 2 và 3.
WC 2 5 8
2 5 Các chữ số đặt “ACW” cấp. “ACW” là một tùy chọn có nghĩa là hiếm khi sử dụng. Đọc giả xem “ACW” sổ tay để biết chi tiết.
8 Điều này đặt ra những chữ số HF relays ngày kết thúc mạch hoặc TẮT. Kết thúc năm HF mạch thƣờng đƣợc sử dụng trên 2. Và 3. Skim qua.
“0” = HF relays TẮT. “8” = HF relays ngày.
Ví dụ 2: Bên dƣới chƣơng trình là một ví dụ để gia công chi tiết 0.5 inch vuông, với góc bo 0.1 inch. Cách vào dao tại một góc vuông tới đƣờng viền, và bắt đầu ở X0 Y0.