Định dạng chung:
G51 Xx Yy Zz Ii Jj Kk
Trong đĩ:
Xx, Yy, Zz - tọa độ điểm gốc lấy t lệ.
Ii, Jj, Kk - hệ số t lệ và đối xứng theo phương X, Y, Z (t lệ 1/1000). Ví dụ: G51 X0 Y0 Z0 I2000 J1000 K1000.
Chú ý:
1. Nếu lấy hệ số tỷ lệ khác nhau trên các trục thì biên dạng gia cơng bị biến
dạng.
2. Khi tiết diện cĩ cung trịn thì khơng được phép lấy tỷ lệ khác nhau.
3. Nếu tỷ lệ âm ta cĩ biên dạng đối xứng qua trục tương ứng.
4. G50 hủy bỏ chế độ tỷ lệ, đối xứng. 4.2.13. Quay hệ tọa độ G68 Định dạng chung của mã G68: G68 ......Rr ... G69 Trong đĩ: G68 - Mã lệnh quay hệ tọa độ.
, - Tọa độ tâm quay. Rr - Gĩc quay (hình 4-10). G69 - Hủy lệnh quay hệ tọa độ.
Chú ý: Nếu khơng cĩ tham số , thì tâm quay sẽ là vị trí hiện thời của dao. Nếu khơng cĩ tham số Rr thì gĩc quay sẽ lấy giá trị ở tham số 5410 của máy.
129 Hình 4-10. Quay hệ tọa độ G68. 22 .5° 22 .5° 10;10 W 21 6 22.5° Hình 4-11. Thí dụ lập trình cĩ sử dụng quay hệ tọa độ G68.
Trên hình 4-11 là ví dụ về lập trình gia cơng cĩ ứng dụng quay hệ tọa độ G68. Chúng ta cần gia cơng 3 rãnh bố trí các nhau gĩc 22,5o. Chương trình phay một rãnh được tổ chức thành một chương trình con (xem thêm mục 10.2 để hiểu rõ về chương trình con).
Chương trình gia cơng như sau:
N5 G54 Hệ tọa độ làm việc
N10 G43 T10 H10 M06 Bù chiều dài dao, thay dao T10 N15 S200 M3 F300 Tốc độ trục chính và lượng chạy dao N20 M98 P030100 Gọi chương trình con 0100 3 lần N25 G0 Z50 Chạy dao nhanh theo Z
O0100 Chương trình con 0100
130
gốc quay là 22,5o
N15 G90 X30 Y10 Z5 Lập trình tuyệt đối, chạy dao nhanh đến tọa độ X30Y10Z5
N20 G1 Z-2 Gia cơng theo đến chiều sâu 2 mm. N25 X45 Gia cơng theo trục X đến tọa độ X45 N30 G0 Z5 Rút dao nhanh theo Z
N35 M99 Kết thúc chương trình con Dưới đây là ví dụ ứng dụng các mã lệnh lập trình cơ bản.
Để gia cơng chi tiết như trên hình 4-11 (phay biên dạng và khoan 4 lỗ) cần sử dụng:
- Dao phay T1 đường kính 10 mm. Chiều sâu phay là 10 mm. - Dao khoan T2 đường kính 20 mm.
131 50 135 10 R15 K M L J I H G F E D C B A (-15,-15) (-45,57,40) R22,5 135 45 45 45 Ø20 Ø60 Hình 4-12. Ví dụ lập trình
Một đoạn của chương trình (khơng sử dụng bù bán kính dao) như sau:
Câu lệnh Ý nghĩa
N5 G90 G71 G94 G17 Xác lập mơi trường gia cơng: Hệ toạ độ đo tuyệt đối, mm, mm/phút, mặt phẳng XY,
N10 T01 M06 Thay dao T01 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
N15 G92 X-45 Y57.5 Z40 Xác lập hệ toạ độ làm việc, gốc toạ độ tại điểm A trên bề mặt chi tiết.
N20 G00 X-15 Y-15 Z1 S1500 M3 Chạy nhanh đến điểm cĩ toạ độ X-15, Y-15, Z1. Trục chính quay 1500 vịng/phút cùng chiều kim đồng hồ.
N25 G01 Z-10 F200 Ăn dao đủ chiều sâu 10 mm, lượng chạy dao 200 mm/phút.
132
Câu lệnh Ý nghĩa
N30 X-5 Y0 F250 Chạy dao đến điểm A, lượng chạy dao 250 mm/phút.
N35 Y50 Chạy dao đến điểm đến C
N40 X45 Chạy dao đến điểm đến D
N45 G03 Y85 I0 J17.5 Chạy dao đến điểm đến F
N50 G1 X-5 Chạy dao đến điểm đến G
133
Chƣơng 5 LẬP TRÌNH CƠ BẢN CHO MÁY TIỆN CNC
Trong chương này và các chương tiếp theo về lập trình gia cơng trên máy tiện, chúng ta chỉ giới thiệu về các máy hai trục toạ độ. Tuy nhiên kỹ thuật lập trình máy tiện hai trục toạ độ cũng cĩ thể mở rộng cho máy cĩ nhiều hơn hai trục.
Các trục toạ độ và hướng của chúng trên máy tiện hai trục đã được giới thiệu trong chương 3: trục Z trùng với trục chính và hướng +Z ra ngồi thể hiện chiều chuyển động của bàn dao. Trục X vuơng gĩc với trục Z và hướng +X về phía bàn dao (dao cắt). Như vậy trục +X hướng về phía người vận hành khi bàn dao nằm giữa người vận hành và chi tiết (hệ toạ độ tay phải - right-hand coordinate system), cịn khi bàn dao nằm phía bên kia chi tiết thì trục +X hướng ra xa người vận hành (left-hand coordinate system). Theo qui định này thì:
+Z (hoặc +W) - bàn dao dịch chuyển ra xa trục chính. -Z (hoặc -W) - bàn dao dịch chuyển vào gần trục chính. +X (hoặc +U) - bàn dao dịch chuyển ra xa trục chính. -X (hoặc -U) - bàn dao dịch chuyển vào gần trục chính.
Quá trình tiện bao gồm các dạng: tiện mặt đầu, tiện mặt trụ, tiện rãnh, khoan lỗ, tiện trong, cắt ren...
5.1. Các nhĩm mã lệnh chủ yếu của máy tiện
5.1.1. Các mã lệnh chuẩn bị (mã G)
Các mã lệnh chuẩn bị G-codes cho máy tiện cĩ ba nhĩm: A, B và C. Nhĩm A sử dụng tại Nhật, nhĩm B sử dụng tại Mỹ và nhĩm C cho các nước khác. Bảng 5-1 thống kê một số mả G hay dùng.
- Chạy nhanh (G00).
- Nội suy (G01, G02, G03).
- Bù bán kính dao cắt (G40, G41, G42).
- Các chu trình chuẩn: gia cơng ren (G32, G34, G76, G92); tiện thơ chạy dao ngang (G72); chu trình tiện thơ chạy dao dọc (G71); chu trình tiện thơ theo biên dạng G73; chu trình tiện tinh G70; chu trình phay rãnh then (G75); chu trình khoan hốc (G74); chu trình tiện rãnh (G77); chu trình khác (G90, G94).
- Điều khiển tốc độ bề mặt cố định (G96, G97). - Đơn vị lượng chạy dao (G98, G99 hoặc G94, G95). - Xác lập hệ toạ độ (G50 hoặc G92).
Bảng 5-1
134
01 G00 Chạy dao nhanh
01 G01 Chạy dao thẳng cắt gọt (nội suy tuyến tính)
01 G02 Chạy dao theo cung trịn cùng chiều kim đồng hồ (nội suy cung trịn)
01 G03 Chạy dao theo cung trịn ngược chiều kim đồng hồ (nội suy cung trịn) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
06 G20 Đơn vị đo inch 06 G21 Đơn vị đo mm
G24 Lập trình theo bán kính 00 G28 Trở về điểm tham khảo 00 G29 Trở về từ điểm tham khảo
G32 Chu trình cắt ren
07 G40 Hu bù bán kính đỉnh dao 07 G41 Bù bán kính bên trái 07 G42 Bù bán kính bên phải
08 G43 Bù chiều dài dao dương (hướng +) 08 G44 Bù chiều dài dao âm (hướng -) 08 G49 Hu bù chiều dài dao
G84 Chu trình tiện 03 G90 Lập trình tuyệt đối 03 G91 Lập trình tương đối
(*) - Một số hệ điều khiển sử dụng G70 và G71. (**) - Chỉ sử dụng cho trung tâm tiện.
1) Các mã G94, G90, G80, G70, G67, G64, G60, G40, G17 là mã G cĩ hiệu lực tại
lúc khởi động hoặc lúc cài đặt (mặc định) với điều kiện là một mã khác trong nhĩm trực tiếp của nĩ khơng được chỉ dẫn qua thơng số.
2) Các mã G của nhĩm 00, 05, 06, là các mã khơng phương thức. chúng chỉ cĩ hiệu
lực trong câu lệnh mà chúng được chỉ rõ.
3) Các mã G của nhĩm 01 và 04 là các mã theo phương thức và luơn cĩ hiệu lực cho
tới khi chúng được thay thế bởi một mã khác trong nhĩm trực tiếp của nĩ.
4) Các mã G của nhĩm 02, 03, và 07 là các mã phương thức (modal).
5.1.2. Các mã lệnh M
Nhĩm mã lệnh cĩ chức năng phụ trợ được thể hiện trong bảng 5-2
Bảng 5-2
Mã lệnh Chức năng
M00 Dừng chương trình M02 Kết thúc chương trình
135
M03 Trục chính quay cùng chiều kim đồng hồ (CW) M04 Trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ (CCW) M05 Trục chính dừng quay
M06 Thay dao
M08 Mở dung dịch trơn nguội M09 Ngắt dung dịch trơn nguội M10 Mâm cặp kẹp chi tiết
M7 Mâm cặp nhả kẹp M12 Tailstock spindle out M13 Tailstock spindle in M17 Toolpost rotation normal M18 Toolpost rotation reverse
M30 Kết thúc và trở về đầu chương trình M98 Gọi chương trình con
M99 Kết thúc chương trình con
5.2. Các mã lệnh cơ bản
5.2.1. Chức năng dao T
Các máy tiện CNC cĩ một đến hai đài dao, lắp các loại dao khác nhau. Đa số máy tiện CNC cĩ 8 đến 12 vị trí lắp dao (01 đến 12) và đến 32 số hiệu bù dao (01 đến 32). Một số vị trí lắp dao cho phép lắp các loại đầu dao quay được (như đầu phay hoặc đầu khoan để gia cơng các hốc hoặc lỗ khơng đồng tâm với trục chính.
Mã địa chỉ của dao là T tiếp theo là số cĩ 4 chữ số chia thành hai nhĩm: Nhĩm hai chữ số đầu là số hiệu dao trên đài dao. Nhĩm hai số tiếp theo là số hiệu bù dao. Nếu nhĩm sau là 00 thì xố bù dao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ví dụ:
T0101 - Chọn dao số 01 và bù dao 01. T0313 - Chọn dao số 03 và bù dao 13. T0500 - Chọn dao số 05 và xố bù dao.
5.2.2. Chức năng vận tốc chạy dao F
Tốc độ chạy dao nhanh là G00. Cĩ thể thay đổi tốc độ này theo 25%, 50% và 100% bằng núm xoay (chuyển mạch) trên bảng điều khiển.
136
Tốc độ chạy dao cắt gọt: G01, G02, G03 là mã dịch chuyển cắt gọt. Tốc độ chạy dao lúc này được thể hiện bằng mã địa chỉ F với con số tiếp theo thể hiện giá trị tốc độ chạy dao. Trên các hệ điều khiển FANUC, tốc độ chạy dao cĩ thể là theo phút G98 hoặc theo vịng quay chi tiết G99. Các mã G98 và G99 là mã phương thức (modal code), nghĩa là tác động đến máy cho đến khi được thay đổi bằng mã lệnh khác.
Với hệ điều khiển FANUC mã G20 dùng đơn vị đo là inch, mã G21 - đơn vị đo là mm.
FANUC:
G20 G98 F10.0 - Tốc độ chạy dao là 10 IPM (10 inch/phút).
G20 G99 F0.003 - Tốc độ chạy dao là 0.003 IPR (0,003 inch/vịng). G21 G98 F250.0 - Tốc độ chạy dao là 250 MMPM (250 mm/phút). G21 G99 F0.01 - Tốc độ chạy dao là 0.01 MMPR (0,01 mm/vịng). Đối với hệ điều khiển tại Mỹ ta cĩ:
G70 G94 F10.0 - Tốc độ chạy dao là 10 IPM (10 inch/phút).
G70 G95 F0.003 - Tốc độ chạy dao là 0.003 IPR (0.003 inch/vịng). G71 G94 F250.0 - Tốc độ chạy dao là 250 MMPM (250 mm/phút). G71 G95 F0.01 - Tốc độ chạy dao là 0.01 MMPR (0.01 mm/vịng).
5.2.3. Chức năng tốc độ trục chính S
Mã địa chỉ của tốc độ trục chính là S. Tốc độ trục chính cĩ thể là số vịng quay trong một phút (RPM vịng/phút) hoặc vận tốc cắt MPM (mét/phút) và FPM (feet/phút) với 1 feed = 304.8 mm.
- Sử dụng mã G50 để đặt số vịng quay (spindle speed) lớn nhất của trục chính theo RPM.
- Sử dụng G96 đặt vận tốc cắt (surface speed) cố định FPM (Feet/phút-G20) hoặc MPM (mét/phút-G21). - Sử dụng G97 đặt số vịng quay cố định theo vịng phút RPM (vịng/phút) và hu cài đặt vận tốc cắt. - Để đặt vận tốc cắt cố định và tốc độ lớn nhất của trục chính thì ta kết hợp G96 và G50. Ví dụ: G20 G96 S600 Vận tốc cắt 600 FPM. G20 G96 S200 Vận tốc cắt 200 FPM. G21 G96 S200 Vận tốc cắt 200 MPM. G21 G96 S75 Vận tốc cắt 75 MPM. N25 G50 S1500 Đặt số vịng quay lớn nhất của trục chính là 1500
137
vịng/phút.
N30 G21 G96 S100 Đặt tốc độ cắt cố định là 100 MPM. Khi đĩ trục chính thay đổi số vịng quay (do thay đổi đường kính chi tiết) để duy trì vận tốc cắt 100 MPM nhưng khơng vượt quá 1500 vịng/phút.
N... G97 S1000 Đặt số vịng quay cố định của trục chính là 1000 vịng/phút. Lấy đoạn chương trình sau làm ví dụ:
N05 T0101 Chọn dao 01 và bù dao 01. N10 G97 S700 M03 Đặt số vịng quay cố định của trục chính là 700 vịng/phút. .... N 35 T0100 Xố bù dao. N40 T0303 Chọn dao 03 và bù dao 03. N45 G50 S1200 Đặt số vịng quay của trục chính lớn nhất là 1200 vịng/phút. N50 G96 S200 M3 Đặt tốc độ cắt cố định là 200 FPM. Số vịng quay của trục chính thay đổi nhưng khơng vượt quá 1200 vịng/phút.
5.2.4. Xác lập hệ toạ độ làm việc
Điểm tham khảo trên máy CNC là điểm cố định. Đĩ cĩ thể là giới hạn dịch chuyển của bàn máy. Điểm này cĩ quan hệ với điểm ZERO của máy. Điểm ZERO máy của máy tiện CNC là điểm trên mặt đầu của trục chính, nơi lắp mâm cặp. Điểm tham khảo cĩ thể sử dụng trực tiếp như gốc toạ độ làm việc mà từ đĩ cĩ thể xác định toạ độ các điểm khác trên phơi. Bình thường sau khi khởi động máy, bàn dao dịch chuyển về điểm tham khảo. Cĩ thể trở về điểm tham khảo bằng mã lệnh G28 trong chương trình gia cơng. Khi lập trình thường dùng mã lệnh này trước khi thay dao và cả khi kết thúc chương trình.
Sử dụng điểm tham khảo để trực tiếp định nghĩa một hệ toạ độ làm việc cĩ thể dễ dàng tính tốn các toạ độ chi tiết. Đa số hệ điều khiển CNC cĩ Mã lệnh chuyên dụng để định nghĩa hệ toạ độ làm việc. FANUC sử dụng mã G50 để định nghĩa hệ toạ độ làm việc.
Định dạng của Mã lệnh này như sau:
G50 Xx Zz hoặc G50 Uu Ww (lập trình tương đối)
Mã lệnh này xác định hệ toạ độ làm việc cĩ gốc toạ độ tại Xx và Zz so với điểm tham khảo. Theo hình 5-1 ta xác lập hệ toạ độ làm việc như sau:
138
Điểm tham khảo X Z Ø 20.0 34.5 W Hình 5-1. Xác lập hệ toạ độ bằng G50 5.2.5. Lập trình theo đường kính và bán kính
Cĩ hai khả năng lập trình cho trục toạ độ X: theo đường kính và bán kính. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vì trên bản vẽ gia cơng tiện các kích thước song song với trục X được cho theo đường kính. Khi lập trình theo đường kính, toạ độ X được cho theo giá trị đường kính của bản vẽ, cịn toạ độ Z cho độc lập với trục X.
R1.0 E F W C D Ø 5.0 Ø3.0 2.5 2.5 A X Z 2.5 10.0 Ø 2.0 B Hình 5-2. Lập trình đường kính và bán kính Ví dụ:
Đường kính của chi tiết cho là 50.0 thì toạ độ X cho như sau: X50.
Với lập trình theo bán kính thì toạ độ theo trục X cho theo bán kính của chi tiết. Theo ví dụ trên toạ độ theo trục X cho như sau: X25.
139
Việc chọn lập trình theo đường kính hay bán kính được xác lập trong quá trình SETUP (cài đặt máy). Thơng thường lập trình theo đường kính được cho mặc định. Một số máy sử dụng G24 cho lập trình bán kính.
Ví dụ về lập trình đường kính (hình 5-2).
Toạ độ của các điểm A, B, C, D, E, F cho trong bảng 5-3.
Bảng 5-3 Điểm Lập trình đường kính Lập trình bán kính X Z X Z A 2.0 10.0 1.0 10.0 B 2.0 7.5 1.0 7.5 C 3.0 5.0 1.5 5.0 D 3.0 2.5 1.5 2.5 E 5.0 1.5 2.5 1.5 F 5.0 0 2.5 0
5.2.6. Lập trình tuyệt đối và lập trình tương đối
Một số hệ điều khiển CNC của Mỹ dùng G90 (lập trình tuyệt đối) và G91 (lập trình tương đối). Hệ điều khiển FANUC thay đổi ký hiệu trục toạ độ để thể hiện điều này: Mã địa chỉ X và Z được dùng khi lập trình tuyệt đối, mã địa chỉ X thay bằng U và mã địa chỉ Z thay bằng W khi lập trình tương đối.
Ví dụ:
G50 X20.0 Z25.5 Xác lập hệ tọa độ làm việc (xem hình 5-3) G00 X3.0 Z7.0 Chạy nhanh đến B (toạ độ tuyệt đối X3,0;Z7,0). G01 U3.0 W3.5 Chạy cắt gọt đến C, (toạ độ tương đối U3,0; W3,5).
140 A B X Z 7.5 11.0 Ø 6. 0 Ø 3. 0 25.5 Ø 20 .0 C W
Hình 5-3. Lập trình tuyệt đối và tương đối
5.2.7. Các mã lệnh chuyển động của dao
Trên máy tiện CNC hai trục các mã lệnh dịch chuyển dao gồm: G00, G01, G02 và G03.
a) Dịch chuyển nhanh: mã G00 hoặc G0.
Dịch chuyển nhanh trên máy tiện tuân thủ qui tắc tiếp cận nghiêng 45o khi vào gần chi tiết (hình 5-4a) và khi ra xa chi tiết (hình 5-4b) .
Định dạng chung của mã lệnh này là: Theo kích thước tuyệt đối:
141 Z X B A Z X VÞ trÝ lËp tr×nh