Máy cắt dây CNC làm việc theo ch−ơng trình đã đ−ợc lập sẵn. Ch−ơng trình gồm các lệnh về quĩ đạo cắt và các lệnh về thay đổi điều kiện cắt. Để chuẩn bị gia công thì phải viết ra ch−ơng trình, d−ới đây sẽ mô tả các mã số của lệnh và trình tự yêu cầu khi lập trình. Có hai loại ch−ơng trình là ch−ơng trình chính (main program) và ch−ơng trình con (sub program). Một máy tính có thể điều
X Y U V Z Hình 1-5 Hệ toạ độ X-Y; U-V của máy cắt dây.
khiển cho bốn máy gia công điện cực dây với bốn loại chi tiết khác nhau.
Máy cắt dây th−ờng có 4 khả năng chạy ch−ơng trình, đ−ợc điều khiển bởi ấn các phím sau: DISK; MEM, TAPE, ON LINE.
- DISK: ch−ơng trình đ−ợc ghi vào đĩa mềm.
- MEM: lập trình trực tiếp thông qua bàn phím máy tính.
- TAPE: ch−ơng trình đ−ợc đ−a vào băng rồi băng đ−ợc nạp vào phần đọc của máy.
- ON LINE : truyền dẫn ch−ơng trình từ mạng đến máy tính hoặc hệ điều khiển của máy cắt dây CNC.
Khi đang chạy ch−ơng trình chính mà có lệnh “EXECUTE SUB PROGRAM” ( chạy ch−ơng trình con) thì khi đó máy sẽ thực hiện các lệnh thuộc ch−ơng trình con. Ng−ợc lại khi có lệnh “RETURNE TO MAIN PROGRAM” (về ch−ơng trình chính) thì máy sẽ về thực hiện lệnh của ch−ơng trình chính. Khi soạn ch−ơng trình, để cho ch−ơng trình ngắn gọn và đơn giản nên dùng ch−ơng trình lặp các phần giống nhau rồi đ−a vào bộ nhớ của ch−ơng trình con.
Hệ điều khiển của máy cũng dùng ngôn ngữ ISO- CNC trên cơ sở mã “G”
Ch−ơng trình chính và ch−ơng trình con.
1.8.2 Các trục điều khiển và hệ toạ độ:
Thông th−ờng máy cắt dây dùng cấu hình trục X, Y, Z, U, V.
- Trục X do bàn tr−ợt phía trên mang đầu máy, nó dịch chuyển theo ph−ơng nằm ngang từ trái sang phải (theo + X).
- Trục Y do bàn tr−ợt phía d−ới mang phôi, nó dịch chuyển theo ph−ơng nằm ngang từ tr−ớc ra sau ( theo +Y).
- Trục Z do bộ dẫn dây phía trên dịch chuyển Ch−ơng trình chính (main program) Câu lệnh 1 Câu lệnh 2… Thực hiện ch−ơng trình con (execute sub program "M98” ) Câu lệnh n Câu lệnh (n+1) Ch−ơng trình con (sub program) Câu lệnh 1 Câu lệnh 2 … Trở về ch−ơnh trình chính “99” (returne to main program “99” )
theo ph−ơng thẳng đứng tù d−ới lên trên (theo +Z).
- Bộ dẫn dây phía trên có các bàn tr−ợt lắp trong đầu máy chúng bị mang theo trong các chuyển động của bàn tr−ợt. Bên trong bàn tr−ợt X lại bố trí bàn tr−ợt nhỏ để có thể di chuyển độc lập theo các ph−ơng U song song với X và V song song với Y. Dùng trục U-V này để cắt côn nh− vậy X-Y dùng điều khiển các toạ độ của bộ dẫn h−ớng d−ới của dây. Còn U-V dùng điều khiển toạ độ bộ dẫn h−ớng trên. Khi cắt trụ với dây thẳng đứng thì các toạ độ U= 0; V= 0.
Hệ toạ độ: trong khi lập trình cần áp dụng qui tắc chuyển động t−ơng đối, coi phôi đứng yên và dây chuyển động. Các lệnh cho dây chuyển động gồm chữ cái G đi kèm con số theo qui tắc viết lệnh cho máy CNC. Ví dụ lệnh: G00; G01; G02…vv
Khi khai báo toạ độ có thể khai ở dạng toạ độ tuyệt đối bằng lệnh G90, cũng có khi khai báo bằng lệnh G91 dạng toạ độ t−ơng đối (gia số).
Tốc độ chạy dao: chạy dao nhanh dùng lệnh G00 các bàn tr−ợt chạy tốc độ tối đa. Lệnh G107 chạy dao dò tìm mép phôi, tr−ờng hợp này có thể dùng mã F. Trên trục Y-X tốc độ tối đa đạt 1500mm/ phút còn trên trục U-V đạt 300mm/ phút, riêng trục Z tốc độ tối đa đạt 600mm/ phút.
L−ợng chạy dao: Khi chạy nội suy thẳng ta dùng lệnh G01, chạy dao nội suy theo cung tròn thuận chiều kim đồng hồ dùng lệnh G02, chạy dao nội suy theo cung tròn ng−ợc chiều kim đồng hồ dùng lệnh G03.
Điều kiện cắt S: màn hình của hệ điều khiển có sẵn hay có thể viết nhiều điều kiện cắt khác nhau, mỗi điều kiện cắt đ−ợc trình bày trên một dòng nằm ngang với các thông số nh− điện áp, dòng điện, độ dài xung…mỗi điều kiện cắt đặc tr−ng bởi địa chỉ S đi kèm con số có ba chữ số ví dụ: S 003. Tuỳ từng đời máy mà chế độ cắt đ−ợc hiển thị chi tiết đến mức nào.
1.8.3 Các chức năng G:
Địa chỉ G đ−ợc viết cùng một giá trị bằng số cho biết ý nghĩa của lệnh trong khối. Có hai dạng mã:
Mã G một cú – chỉ có ý nghĩa bên trong một khối;
Mã G hình thức – là mã G duy trì hiệu lực cho đến khi một mã G khác trong cùng nhóm đ−ợc viết lệnh.
Ví dụ: G00; G01 là mã hình thức.
Cuối mỗi khối bao giờ cũng có dấu “;” còn các toạ độ viết bình th−ờng thì có đơn vị là ∝m , còn có dấu “.” thì đơn vị là mm.
Bảng 1-9
Stt Mã G Nhóm Chức năng 1 +00 Định vị - chạy nhanh
2 -01 Nội suy thẳng
3 02 Nội suy cung tròn thuận chiều kim đồng hồ
4 03
01
Nội suy cung tròn ng−ợc chiều kim đồng hồ 5 04 Quay dừng tại chỗ
6 10
00
Thay đổi giá trị dịch chuyển đ−ờng kính dây 7 20 Số liệu vào bằng inch
8 21
06
Số liệu vào bằng mét
9 22 L−u giữ kiểm tra chức năng ON
10 23
04
L−u giữ kiểm tra chức năng OFF 11 27 Kiểm tra điểm gốc
12 28 Trở lại điểm gốc
13 29 Tự động trở lại điểm gốc
14 30
00
Trở lại điểm gốc thứ hai, ba, bốn 15 31 00 Chức năng
16 40 Xoá bù dây
17 41 Bù đ−ờng kính dây bên trái
18 42
07
Bù đ−ờng kính dây bên phải 19 48 Ghép vào góc l−ợn tự động ON
20 +49
10
Ghép vào góc l−ợn tự động OFF 21 50 Xoá nghiêng dây
22 51 Nghiêng dây bên trái
23 52
08
Nghiêng dây bên phải 24 53 Đặt hệ toạ độ máy 25 53.1 00 Đặt hệ toạ độ cục bộ 26 +54.0 - 59.3 14 Chọn hệ toạ độ phôi 27 +60 Chọn góc l−ợn R không đổi 28 61 09
Góc l−ợn R côn thay đổi 29 65 00 Gọi macro 30 90 Lệnh tuyệt đối 31 +91 03 Lệnh gia số 32 92 00 Đặt hệ toạ độ/ độ dày 33 94 Chạy dao hằng số 34 +95 05
Chạy dao servo 35 100 08 Cắt côn 4 trục ON
36 102 Nội suy chức năng M cắt còn d− 37 103 Nội suy chức năng M cắt rời
38 107 Nhận biết va chạm, ngắt hành trình nhanh 39 110 Định vị mép tự động 40 111 Định tâm lỗ tự động 41 112 00 Định tâm rãnh tự động
42 192 00 L−u giữ điểm xuất phát cắt / đặt độ dày
1.8.4 Các chức năng bổ xung M:
Với máy CNC của hãng HITACHI – 2Q có đến 32 chức năng bổ xung M. Các chức năng này đ−ợc viết lệnh với một chữ cái địa chỉ M cùng với hai con số đi kèm, chúng mang một ý nghĩa nhất định. Nếu mã lệnh M đ−ợc cho cùng một blôck dịch chuyển thì nó có tác dụng sau khi hoàn thành dịch chuyển bù đ−ờng kính dây, hoặc đang có ph−ơng thức cắt côn thì nó cho phép viết lệnh M với một blôck đơn nh−ng không thể cho liên tiếp các lệnh M nhiều hơn hai blôck.
Bảng1-10 Bảng danh mục các mã M Stt Mã M Chức năng 1 M 00 Dừng ch−ơng trình 2 M 01 Dừng ch−ơng trình tuỳ chọn 3 M 02 Kết thúc ch−ơng trình
4 M30 Kết thúc ch−ơng trình, trở về đầu ch−ơng trình 5 M31 Cho hiển thị thời gian cắt
6 M40 Ngắt sự phóng tia lửa điện 7 M41 Ngắt điện gia công cắt dây 8 M42 Ngắt chạy dao dây
9 M43 Ngắt n−ớc 10 M44 Ngắt tuỳ chọn 1 11 M45 Ngắt tuỳ chọn 2 12 M46 Ngắt tuỳ chọn 3 13 M47 Ngắt tuỳ chọn 4 14 M48 Ngắt tuỳ chọn 5 15 M49 Ngắt tuỳ chọn 6 16 M50 Cắt đứt dây điện cực 17 M60 Thay dây điện cực
19 M80 Đóng phóng điện ON 20 M81 Đóng điện EDM – ON 21 M82 Đóng chạy dao dây 22 M83 Cho mở n−ớc 23 M84 Đóng tức thời tuỳ chọn 1 24 M85 Đóng tức thời tuỳ chọn 2 25 M86 Đóng tức thời tuỳ chọn 3 26 M87 Đóng tức thời tuỳ chọn 4 27 M88 Đóng tức thời tuỳ chọn 5 28 M89 Đóng tức thời tuỳ chọn 6
29 M96 Kết thúc chạy copy đối xứng g−ơng 30 M97 Khởi động chạy copy đối xứng g−ơng 31 M98 Gọi ch−ơng trình con
32 M99 Kết thúc ch−ơng trình con
1.8.5 Nhóm các lệnh dịch chuyển mã G:
Dịch chuyển nhanh: G 00 . Ví dụ : G00 X- Y- U- V-; hoặc G00 Z-; ta biết rằng lập trình vị trí đích phụ thuộc vào dùng toạ độ tuyệt đối G90 hay gia số G91.Viết các lệnh cho trục U-V cho phép cắt côn, viết lệnh cho trục Z dùng điều khiển dây chỉ một trục.
Nội suy đ−ờng thẳng: G01
Thực hiện di chuyển để cắt theo đ−ờng thẳng đến vị trí lệnh. Tốc độ dịch chuyển dao phụ thuộc vào lệnh G94 (hằng số) hay G95 (chạy dao servo). Vị trí đích phụ thuộc cách ghi toạ độ tuyệt đối hay gia số. Chỉ khi cắt côn mới có các tham số trục U-V.
Nội suy vòng tròn: G02; G03. Dây dịch chuyển theo cung tròn thể hiện nh− sau: G 02 X- Y- I- J- F- ; hay G 03 X- Y- I- J- F- ;
Dùng lệnh G02 khi nhìn từ chiều d−ơng trục Z thấy bàn máy quay thuận chiều kim đồng hồ.
Dùng lệnh G03 khi nhìn từ chiều d−ơng trục Z thấy bàn máy quay ng−ợc chiều kim đồng hồ. Trong đó X và Y là toạ độ cuối của cung tròn, I, J là toạ độ tâm cung tròn. Nếu dùng G91 thì toạ độ tâm đ−ợc so với điểm xuất phát cung tròn. Vòng tròn đầy đủ 3600 thì điểm xuất phát trùng điểm cuối nên chỉ cần viết G02 I- J-; là đủ.
Lệnh tạm dừng tại chỗ G04
Dùng lệnh này làm chậm hay trì hoãn thời gian gia công blôck tiếp theo bằng một thời gian cho trong ch−ơng trình. Lệnh có thể đ−ợc viết nh− sau: G04
X-; hoặc G04 P- con số đi kèm chỉ thời gian làm chậm tính bằng giây. Nếu con số có dấu thập phân thì thời gian tính bằng mi li giây.
Đang dùng lệnh G 00 mà dùng lệnh G 04 thì máy không phóng điện. Đang dùng lệnh khác G 00 mà dùng lệnh G 04 thì dừng phóng tia lửa điện, sau đó tự động ngắt gia công. Chỉ tiếp tục khi khởi động lại bằng ấn phím CYCLE START.
1.8.6 Các lệnh dịch chuyển đ−ờng kính G41/ G42:
Dịch chuyển đ−ờng kính là chức năng tự động thiết lập một quĩ đạo cách đều quĩ đạo lập trình một khoảng tuỳ chọn. Khoảng cách đó đ−ợc gọi là khoảng dịch chuyển. Ph−ơng pháp lập lệnh nh− sau:
Viết G 41 D-; dịch chuyển đ−ờng kính dây bên trái. Còn G 42 D-; dịch chuyển đ−ờng kính dây bên phải. Và G 40; xoá dịch chuyển đ−ờng kính dây.
Chú ý rằng D ở đây không phải là kích th−ớc mà là một mã số có giá trị lần l−ợt từ 01, 02, 03…. đến 199.
Trong bảng của màn hình đã qui định tr−ớc các giá trị dịch chuyển là bao nhiêu t−ơng ứng với mã số của D.
Chẳng hạn D 02 = 0,38 mm.
W R PR
Quĩ đạo tâm dây có thể là thẳng hay cong, khi đối t−ợng gia công dây có thể tạo ra một góc θ (gọi là góc trên phôi).
Nếu θ > 1800
thì nó đ−ợc gọi là góc trong. Nếu θ < 1800 thì nó đ−ợc gọi là góc ngoài.
Các tr−ờng hợp xuất hiện một gián đoạn báo động do có sự giao thoa khi:
- H−ớng chuyển động của lập trình và chuyển động bù ng−ợc nhau.
- Khi ở một cung l−ợn giá trị dịch chuyển lớn hơn bán kính đặt.
1.8.7 Các phép copy chuyển vị
Đây là chức năng để tạo ra một quĩ đạo dây cho tr−ớc của một ch−ơng trình con bằng cách cho các lệnh chuyển vị toạ độ.
G42 G41 G40 Quĩ đạo lập trình Dây cắt Phôi L−ợng d− gia công Quĩ đạo tâm dây Hình 1-6. Các lệnh dịch chuyển G40/ G41/ G42
Bảng 1-11
Bảng lệnh chuyển vị toạ độ
Stt Lệnh chuyển vị Tham số chuyển vị Địa chỉ
1 Rotation Góc quay Q
2 Scale Tỉ lệ K
3 Mirror Chiếu đối xứng g−ơng B
4 Rotation repeat Góc quay, giá trị lặp Q,L
Trong copy quay, hình cơ bản, tức là quĩ đạo đ−ợc lập trình trong ch−ơng trình con, đ−ợc quay đi một góc viết lệnh có địa chỉ Q với tâm quay là vị trí ngay tr−ớc khi viết lệnh copy quay.
Hình vẽ d−ới đây minh hoạ cho lệnh copy quay:
Hình 1-7. Copy quay góc –1350 so với hình cơ bản.
Khi khai tỷ lệ phóng to hay thu nhỏ ta dùng lệnh K kèm theo con số. Ví dụ: K2. M98, OSUB; (phóng to hai lần so với hình cơ bản).
Khi dùng lệnh mirror copy thì quĩ đạo đ−ợc lập trình trong ch−ơng trình con sẽ đ−ợc dịch chuyển đối xứng qua trục X (và U) , trục Y (và V) hoặc cả X Y ( U và V). Khi viết lệnh ta dùng chữ B đi kèm với con số 1 hoặc 2 hoặc 3.
1.8.8 Các lệnh định vị tự động: G110; G111; G112 và G113
-Lệnh tự động định vị mép phôi G110: Dây đ−ợc định vị ở mặt phẳng mép phôi sẽ dò tìm mặt phẳng này nhiều lần và xác định chính xác mặt phẳng mép phôi. Để đặt chiều di chuyển dây ta viết địa chỉ X, Y có kèm theo dấu “+” hay “_” nh− sau:
G110 X+; Di chuyển dây theo chiều X +; G110 X- ; Di chuyển dây theo chiều X –;
Nếu viết lệnh mà dùng cả dấu cộng và trừ thì máy sẽ bỏ qua vì không thực hiện đ−ợc, còn không viết gì thì ngầm hiểu đó là dấu cộng.
-Lệnh tự động định vị tâm lỗ G111: Lệnh này thực hiện định vị dây vào
X Y
đúng tâm lỗ phôi, còn việc dò tìm giống nh− dò tìm mép tự động. Cách viết lệnh nh− sau: G 111 X- Y- F- ; mép phôi cần đ−ợc lau sạch phoi và n−ớc. Sau khi xuất phát dây chuyển động với l−ợng X hoặc Y bởi l−ợng chạy dao F từ một bề mặt thành lỗ đến bề mặt thành lỗ khác và bỏ qua sự dò ngắn mạch.
-Lệnh tự động dò tìm tâm rãnh G112: Lệnh này thực hiện định vị tâm rãnh để đặt chiều chuyển động ta thực hiện giống nh− lệnh G110. Cách viết nh− sau: G112 X; hoặc G112 Y; (định vị tâm rãnh theo X hoặc Y).
-Lệnh dịch chuyển song song với mặt phẳng phôi G113: dùng lệnh này khi yêu cầu cắt bằng cách làm một mặt cuối của phôi song song với một trục toạ độ.
1.8.9 Chọn các hệ toạ độ: G53; G53.1; G54.0 đến G59.3
Khi chọn hệ trục toạ độ máy ta dùng lệnh G53 cùng với l−ợng X và Y, ví dụ viết G 53 X- Y-; khi dùng lệnh này thì hệ toạ độ máy có thể dùng điểm chuẩn trên máy. Hệ thống toạ độ mà dữ liệu máy đ−ợc xác định là điểm “không” của hệ toạ độ đó thì đ−ợc định nghĩa là hệ toạ độ máy. Sau khi đóng điện thì sự quay lại điểm gốc đ−ợc thực hiện và sau đó hệ toạ độ máy đ−ợc xác lập.
Khi chọn hệ toạ độ cục bộ ta dùng lệnh G53.1 hệ toạ độ cục bộ có thể đặt trong hệ toạ độ phôi, nó đ−ợc lập trình với các lệnh G54.0 đến G59.0
1.8.10 Lệnh viết chiều cao G12, G192
Hệ toạ độ đ−ợc dùng trong cắt là hệ toạ độ tuyệt đối. Nó đ−ợc xác định ở vị trí hiện tại của dây thì vị trí này đ−ợc đặt với lệnh G92.
Để viết lệnh giá trị toạ độ, thực hiện một lập trình tuyệt đối bất chấp G90/G91 là các lệnh hình thức. Thậm chí nếu các giá trị bằng không cũng không thể bỏ qua đ−ợc. Vị trí nơi mà lệnh G92 đ−ợc cho, đ−ợc l−u giữ ở điểm xuất phát. Để viết lệnh chiều cao có thể đặt chiều dày phôi và chiều cao giữa mặt d−ới phôi với mặt phẳng lập trình lần l−ợt là I và J cùng lệnh G92. Ví dụ: