5. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.4.Lập trình CONTOUR
2.4.4.1. Khái quát về các chuyển động của dao cắt
a. Những chức năng về đƣờng chuyển động
Mỗi biên dạng của một chi tiết thƣờng đƣợc tạo bởi nhiều đoạn biên dạng khác nhau nhƣ các đoạn thẳng, các cung tròn. Bằng những chức năng đƣờng chuyển động ta có thể lập trình cho dao cắt chuyển động theo những đoạn thẳng hay những cung tròn.
b. Lập trình contour tự do (FK)
Nếu kích thƣớc của một bản vẽ chi tiết không đƣợc ghi cho NC và những kích thƣớc đƣa ra không đủ khả năng để lập
chƣơng trình, bạn có thể lập trình contur của chi tiết bằng việc lập trình (FK) contur tự do. Bộ điều khiển TNC tính toán các dữ liệu còn thiếu.
Bằng việc lập trình contur tự do, bạn có thể lập trình quĩ đạo chuyển động của dao cắt theo đƣờng thẳng và cung tròn.
c. Lập trình bằng tham số Q
Để thay cho việc lập trình các giá trị số trong chƣơng trình, ta gọi nhập tham số Q và định cho từng tham số Q những chức năng riêng. Bạn có thể sử dụng tham số Q cho việc lập trình những hàm toán học, điều khiển chạy chƣơng trình hay mô tả đƣờng bao.
Thêm nữa, việc lập trình tham số cho phép ta đo bằng hệ thống dò 3-D trong khi chạy chƣơng trình.
Hình 2.32 Chức năng về đƣờng chuyển động
2.4.4.2. Cơ sở của chức năng đƣờng dịch chuyển
Lập trình chuyển động của dụng cụ để gia công chi tiết
Lập một chƣơng trình gia công bằng việc lập trình chức năng đƣờng cho những đoạn đƣờng bao riêng biệt theo
một trình tự. Thông thƣờng khi lập trình phải nhập toạ độ điểm đầu, điểm cuối của các đoạn đƣờng bao đó theo các toạ độ đã đƣợc đƣa ra trong bản vẽ chế tạo. Bộ điều khiển tính toán quĩ đạo thực tế của dụng cụ cắt từ những toạ độ này, từ những dữ liệu về dụng cụ cắt và việc hiệu chỉnh bán kính dao.
Bộ điều khiển di chuyển đồng thời
tất cả các trục đã đƣợc lập trình trong một câu lệnh.
Chuyển động song song với trục máy
Câu lệnh chƣơng trình chỉ gồm một toạ độ. Vì vậy bộ điều khiển di chuyển dụng cụ song song với trục đã lập trình.
Tuỳ thuộc vào từng máy riêng biệt, chƣơng trình đƣợc thực hiện bởi chuyển động hoặc của dụng cụ cắt hoặc bàn máy mang chi tiết đã gá lắp chuyển động. Tuy nhiên thƣờng lập trình nhƣ là dụng cụ chuyển động, còn chi tiết đứng yên.
Ví dụ: G01 X+10
G01 Chức năng chuyển động đƣờng thẳng X +10 Toạ độ điểm cuối của đoạn thẳng. Dao giữ nguyên toạ độ Y và Z và di chuyển đến vị trí X=100
Chuyển động trong mặt phẳng chính
Câu lệnh của chƣơng trình chứa hai toạ độ. Nhƣ vậy TNC di chuyển dụng cụ trong mặt phẳng đã lập trình.
Hình 2.33 Chuyển động song song với trục máy
Hình 2.34 Chuyển động trong mặt phẳng chính
Ví dụ: X+70 Y+50 . Dụng cụ giữ nguyên toạ độ Z và di chuyển trong mặt pẳng XY đến vị trí X=70, Y=50.
Chuyển động theo ba kích thước
Câu lệnh của chƣơng trình gồm ba toạ độ. Nhƣ vậy TNC di chuyển dụng cụ trong không gian đến vị trí đã đƣợc lập trình. Ví dụ: G01 X+80 Y+0 Z-10
Nhập quá ba toạ độ
Khi gia công với năm trục, ví dụ: Ba chuyển động thẳng và hai chuyển động quay thực hiện đồng thời. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chƣơng trình nhƣ vậy quá phức tạp khi lập trình trên máy, tuy nhiên chƣơng trình nhƣ vậy đƣợc lập bằng hệ thống CAD.
Đường tròn và cung tròn
Bộ điều khiển di chuyển đồng thời hai trục theo đƣờng vòng liên quan tới chi tiết. Ta có thể khai báo chuyển động vòng bằng việc nhập tâm vòng tròn CC.
Khi lập trình một vòng tròn, bộ điều khiển ấn định cho nó trong mặt phẳng cơ bản. Mặt phẳng này đƣợc khai báo tự động khi cài đặt trục dao trong khi gọi dao.
Chiều quay DR cho chuyển động tròn
Hình 2.35 Chuyển động theo ba kích thƣớc
Hình 2.37 Chuyển động tròn Hình 2.36 Nhập quá ba tọa độ
Khi chuyển động tròn không nối tiếp tiếp tuyến với đoạn đƣờng bao khác cần nhập chiều quay DR.
Quay theo chiều kim đồng hồ DR- Quay ngƣợc chiều kim đồng hồ DR+
Hiệu chỉnh bán kính
Việc hiệu chỉnh bán kính phải đặt trong tọa độ di chuyển tới điểm bắt đầu đƣờng bao.
Không thể hiệu chỉnh bán kính ngay trong câu lệnh chuyển động tròn. Nó phải đƣợc kích hoạt trƣớc câu lệnh chuyển động thẳng hay câu lệnh tiếp cận đƣờng bao (APPR block).
Định trƣớc vị trí
Trƣớc khi chạy chƣơng trình thƣờng định trƣớc vị trí dao cắt nhằm tránh khả năng gây hƣ hỏng cho dao cắt và chi tiết gia công.
Soạn thảo chƣơng trình bằng các phím chức năng đƣờng.
Mở hội thoại lập trình bằng phím chức năng đƣờng mầu xám . Bộ điều khiển (TNC) hỏi lần lƣợt tất cả các thông tin cần thiết và lồng các câu lệnh vào chƣơng trình.
2.4.4.3. Tiếp cận và rời khỏi Contour gia công
Những chức năng cho việc tiếp cận và rời khỏi đƣờng bao đƣợc kích hoạt bởi phím APPR/DEP. Sau đó có thể lựa chọn các chức năng đƣờng theo yêu cầu bằng các phím chức năng phù hợp.
Chức năng Phím chức năng: APPR/DEP
Đƣờng thẳng nối tiếp tiếp tuyến
Đƣờng thẳng vuông góc với đƣờng bao
Cung tròn nối tiếp tiếp tuyến
Cung tròn nối tiếp tiếp tuyến.
Hình 2.38 Chiều quay cho chuyển động tròn
Tiếp cận và rời khỏi từ một điểm phụ trợ nằm ngoài đƣờng bao trên một trên đƣờng thẳng nối tiếp tiếp tuyến.
2.4.4.4.Các đƣờng chuyển động trong hệ toạ độ vuông góc a. Lập trình chuyển động thẳng G01
TNC di chuyển dụng cụ cắt theo một đƣờng thẳng từ vị trí hiện hành tới điểm cuối đoạn thẳng. Điểm bắt đầu của đoạn thẳng là điểm cuối của câu lệnh đã đƣợc lập trình trƣớc đó.
Nhập toạ độ điểm cuối của đoạn thẳng. Nếu cần thiết nhập thêm sự hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt RL/RR/R0, bƣớc tiến và chức năng phụ M
b. Vát góc giữa hai đoạn thẳng
Lệnh vát góc cho phép cắt góc tại chỗ giao nhau của hai đoạn thẳng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu lệnh đứng trƣớc và sau câu lệnh CHF phải nằm trong cùng một mặt phẳng. Sự hiệu chỉnh bán kính dụng cụ cắt ở trƣớc và sau câu lệnh này phải nhƣ nhau. Cạnh vát phải đủ lớn để phù hợp với dụng cụ hiện hành.
Nhập chiều dài của cạnh vát. Nếu cần thiết nhập thêm bƣớc tiến F. Giá trị bƣớc tiến nhập vào chỉ có hiệu lực trong câu lệnh CHF.
Ví dụ các câu lệnh NC: 7 G01 X+0 Y+30 RL F300 M3 8 G01 X+40 IY+5 9 G01 CHF 12 F250 10 G01 IX+5 Y0 Hình 2.39 Chuyển động thẳng
Chú ý: Không thể bắt đầu Contour bằng câu lệnh CHF.
c. Tâm cung tròn CC
Để lập trình cung tròn, có thể khai báo toạ độ tâm CC và phím chức năng Circular path C. Công việc này có thể làm nhƣ sau:
Nhập toạ độ tâm cung tròn trong hệ trục toạ độ vuông góc.
Sử dụng toạ độ đã lập trình ở câu lệnh trƣớc đó. Hoặc tiếp nhận toạ độ hiện hành bằng phím tiếp nhận vị trí (capture key).
Toạ độ CC: Nhập toạ độ tâm cung tròn Nếu muốn sử dụng vị trí đã lập trình cuối cùng trƣớc đó, thì không nhập thêm toạ độ nào khác nữa.
d. Đƣờng tròn quay quanh tâm cung tròn
Phải nhập toạ độ tâm cung tròn CC trƣớc khi lập trình cung tròn một cung tròn bằng chức năng lập trình C.
Vị trí lập trình cuối cùng của dụng cụ cắt trƣớc
câu lệnh chƣơng trình NC đƣợc sử dụng là điểm đầu của cung tròn. Di chuyển dụng cụ cắt tới điểm bắt đầu của cung tròn
Nhập toạ độ của điểm tâm cung tròn
Nhập toạ độ điểm cuối của cung tròn và chiều quay của cung tròn DR: cùng chiều kim đồng hồ DR- và ngƣợc chiều kim đồng hồ DR+. Nếu cần thiết nhập thêm bƣớc tiến F và chức năng phụ M
e. Cung tròn CR với khai báo bán kính cung
Dụng cụ cắt chuyển động theo quĩ đạo tròn với bán kính R
Nhập toạ độ điểm cuối của cung và bán kính cung tròn R. Dấu đại số của Hình 2.41 Tọa độ tâm cung
Hình 2.42 Đƣờng tròn quay quanh tâm cung tròn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
bán kính R xác định độ lớn của cung.
Nhập chiều quay của cung DR. Dấu đại số của DR xác định đó là cung lồi hay cung lõm.Nếu cần thiết nhập thêm bƣớc tiến F và chức năng phụ M
Lập trình vòng tròn khép kín (full circle)
Lập trình hai câu lệnh CR kế tiếp để thực hiện vòng tròn khép kín.
Điểm kết thúc của nửa vòng tròn thứ nhất là điểm đầu của nửa vòng tròn thứ hai. Điểm kết thúc của nửa vòng tròn thứ hai là điểm bắt đầu của nửa vòng tròn thứ nhất.
Góc ở tâm CCA và bán kính cung R
Điểm bắt đầu và điểm kết thúc trên “Contour” có thể đƣợc nối tiếp với nhau bằng băng bốn cung tròn khác nhau nhƣng có cùng bán kính:
Cung chắn góc nhỏ hơn 1800: CCA<1800, nhập bán kính cung mang dấu dƣơng R>0. Cung chắn góc lớn hơn 1800: CCA>1800, nhập bán kính cung mang dấu âm <0. Chiều quay xác định hoặc cung lồi hoặc cung lõm
Cung lồi: Chiều quay DR- (với hiệu chỉnh bán kính là RL).
Cung lõm: Chiều quay DR+ (với hiệu chỉnh bán kính RL). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
f. Cung tròn nối tiếp tiếp tuyến
Dụng cụ cắt chuyển động theo một cung tròn, cung tròn đó bắt đầu tại điểm
tiếp tuyến với phần tử Contour đƣợc lập trình trƣớc đó.
Sự chuyển tiếp giữa hai phần tử Contour đƣợc gọi là “tiếp tuyến” nếu tại điểm cắt nhau của hai phần tử Contour đó không có sự gấp khúc hay tạo thành góc.
Phần tử Contour nào nối tiếp tiếp tuyến với cung tròn phải đƣợc lập trình ngay trƣớc câu lệnh CT. Việc này yêu cầu ít nhất hai câu lệnh định vị trí.
Nhập tọa độ điểm cuối của cung. Nếu cần thiết nhập thêm bƣớc tiến F và chức năng phụ M.
g. Bo cung RND
Chức năng lập trình RND đƣợc dùng để bo cung ở các góc.
Dao cắt chuyển động theo một cung tròn, cung đó đƣợc nối tiếp tiếp tuyến với cả hai phần tử Contour đứng ngay trƣớc và ngay sau nó.Cung tròn phải đủ lớn để phù hợp với dao cắt.
Bán kính của cung tròn: Nhập và câu lệnh bán kính của cung tròn.
Nếu cần thiết nhập thêm các đại lƣợng: Bƣớc tiến dao và chức năng phụ M
2.4.4.5. Các đƣờng chuyển động trong hệ toạ độ cực a. Khái quát về các chức năng đƣờng với toạ độ cực
Chức năng Các phím chức năng đường Chuyển động của dao Yêu cầu nhập Line LP Đƣờng thẳng Bán kính cực, góc cực
Circular CP Cung tròn quay
quanh tâm cực CC tới điểm cuối cùng
Góc cực và điểm cuối của cung, chiều quay
Cung tròn CTP Cung tròn nối tiếp
tiếptuyến với đoạn contour
Bán kính cực, góc cực, điểm cuối của cung trƣớc đó. Hình 2.45 Bo cung RND
Đƣờng xoắn ốc Sự kết hợp vòng tròn và chuyển động thẳng
Bán kính cực, góc cực điểm cuối cung tròn, toạ độ điểm cuối theo hƣớng trục daoo.
b. Gốc toạ độ cực: Pole CC
Ta có thể khai báo tâm cực ở bất cứ chỗ nào trong chƣơng trình trƣớc câu lệnh chứa toạ độ cực.
Tâm cực đƣợc khai báo trong toạ độ vuông góc nhƣ khi khai báo câu lệnh toạ độ tâm cung tròn CC.
Toạ độ tâm CC:
Nhập toạ độ tâm cực trong hệ toạ
độ vuông hay có thể dùng điểm đã lập trình cuối cùng mà không cần nhập toạ độ nào khác nữa
c. Đƣờng thẳng: LP
Dao cắt chuyển động theo một đƣờng thẳng từ vị trí hiện hành tới điểm cuối của đoạn thẳng. Điểm bắt đầu của đoạn thẳng này là điểm cuối của đoạn thẳng đã đƣợc lập trình trƣớc đó.
Bán kính toạ độ cực PR: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhập khoảng cách từ tâm cực CC tới điểm cuối của đoạn thẳng Góc toạ độ cực PA: Vị trí góc của điểm cuối đoạn thẳng giữa -3600 và 3600. Dấu của góc toạ độ của phụ thuộc vào trục chuẩn góc:
Góc cực từ tính trục chuẩn góc tới bán kính cực PR ngƣợc chiều kim đồng hồ là góc dƣơng: PA>0.
Góc cực từ tính trục chuẩn góc tới bán kính cực PR cùng chiều kim đồng hồ là góc âm: PA<0.
d. Chuyển động theo cung tròn CP quanh tâm cực CC
Bán kính cực PR cũng là bán kính của cung tròn. Nó đƣợc khai báo bởi khoảng cách từ điểm bắt đầu tới tâm cực. Vị trí điểm cuối của dụng cụ đƣợc lập trình trƣớc đó là điểm bắt đầu của cung.
Góc cực PA:
Vị trí góc của điểm cuối cung từ -54000 đến +54000. Chiều quay của cung DR
e. Cung tròn nối tiếp tiếp tuyến CTP
Dao cắt chuyển động theo một cung tròn, điểm bắt đầu nối tiếp tiếp tuyến với đoạn Contour trƣớc đó.
Bán kính toạ độ cực PR: Khoảng cách từ điểm cuối cung tới tâm cực CC.
Góc toạ độ cực PA: Góc vị trí của điểm cuối cung. Tâm cực không phải là tâm cung tròn trên Contour
f. Nội suy đƣờng xoắn ốc
Đƣờng xoắn ốc là sự phối hợp của chuyển động tròn trong mặt phẳng chính với chuyển động thẳng vuông góc với mặt phẳng này. Đƣờng xoắc ốc chỉ đƣợc lập trình trong toạ độ cực.
Đường xoắn ốc ứng dụng để:
Cắt ren trong và ren ngoài với các đƣờng kính lớn.
Cắt rãnh dầu bôi trơn.
Tính toán đường xoắn ốc:
Để lập trình đƣờng xoắn ốc, phải nhập góc tổng mà dụng cụ cắt sẽ di chuyển trên đƣờng xoắn theo kích thƣớc tƣơng đối và tổng chiều cao của đƣờng xoắn. Để tính toán cho đƣờng xoắn cắt theo hƣớng từ dƣới lên, phải nhập các dữ liệu sau:
Số vòng ren n: Vòng ren + đoạn vƣợt quá của điểm bắt đầu và điểm kết thúc của ren.
Tổng chiều cao ren h: Bƣớc ren P x số vòng ren n
Góc tổng tƣơng đối IPA: Vòng ren x3600+ góc bắt đầu vòng ren + góc vƣợt quá khỏi đƣờng ren
Toạ độ bắt đầu theo trục Z: Bƣớc ren x(vòng ren+đoạn vƣợt quá ở đầu ren)
2.4.5. Lập trình Contour tự do - Free Contour Contour
2.4.5.1 Cơ sở
Đối với các bản vẽ chi tiết không ghi kích thƣớc cho lập trình NC, thƣờng bao gồm các dữ liệu toạ độ không theo qui ƣớc và không thể nhập đƣợc bằng các phím chức năng lập trình thông thƣờng. Ví dụ chỉ có các dữ liệu sau đây ở trên mỗi phần tử Contour riêng biệt.
Biết các toạ độ trên đoạn Contour hay gần với đoạn Contour đó.
Các dữ liệu về toạ độ dựa vào đoạn Contour khác.
Các thông số về hƣớng và các thông số về hình dạng của đoạn Contour.
Các thông số về kích thƣớc nhập trực tiếp bằng việc sử dụng các chức năng lập trình Contour tự do FK.
Bộ điều khiển nhận đƣợc biên dạng từ các dữ liệu đã biết và sự hỗ trợ của hội thoại lập trình bằng đối thoại: lập trình đồ hoạ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.4.5.2. Mở hội thoại lập trình FK
Nếu nhấn phím mầu xám FK, bộ điều khiển TNC hiển thị các phím chức năng dùng để mở hội thoại lập trình tự do FK.
Nếu mở hội thoại lập trình FK bằng một trong các phím này, TNC cho biết thêm một số phím chức năng khác. Bằng các phím này, có thể sử dụng để nhập các dữ liệu toạ độ đã biết, các thông số về hƣớng và các dữ liệu phù hợp với biên dạng.
Đoạn biên dạng Phím chức năng
Đƣờng thẳng nối tiếp tiếp tuyến
Đƣờng thẳng không nối tiếp tiếp tuyến
Cung tròn với nối tiếp tiếp tuyến Cung tròn không nối tiếp tiếp tuyến
2.4.5.3 Lập trình tự do đoạn thẳng
Nhấn phím FK để hiển thị các phím chức năng lập trình biên dạng tự do.
Nhấn phím FL để mở hội thoại lập trình đoạn thẳng, bộ điều khiển TNC hiển thị các phím chức năng mở rộng.
Các dữ liệu đã biết Phím chức năng
X - Toạ độ điểm cuối của đoạn thẳng Y- Toạ độ điểm cuối của đoạn thẳng Bán kính toạ độ cực