Giáo trình ứng dụng CAD/CAM trong thiết kế động cơ - Ô tô

Nội dung text: Giáo trình ứng dụng CAD/CAM trong thiết kế động cơ - Ô tô

1. ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG BƠ MƠN MÁY ĐỘNG LỰC GIÁO TRÌNH ỨNG DỤNG CAD/CAM TRONG THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ - Ơ TƠ ĐÀ NẴNG 2009
2. MỤC LỤC Chương 1. VAI TRỊ CỦA MÁY TÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO SẢN PHẨM 3 1.1. QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO RA SẢN PHẨM 3 1.1.1. Quá trình thiết kế và chế tạo ra sản phẩm truyền thống 3 1.1.2. Quá trình thiết kế - chế tạo với cơng nghệ cao 4 1.2. CAD/CAM- THIẾT KẾ CHẾ TẠO VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH 5 1.2.1. CAD/CAM trong cơng nghiệp 5 1.2.2. Chu trình sản phẩm và vai trị của hệ thống CAD/CAM 5 Chương 2. CAD - VAI TRỊ, CẤU TRÚC VÀ CƠ SỞ THÀNH LẬP MƠ HÌNH TRONG CAD 7 2.1. VAI TRỊ CỦA CAD 7 2.2. PHẦN MỀM CỦA CAD 7 2.2.1. Các yêu cầu cơ bản đối với một phần mềm CAD 7 2.2.2.Các mơ-đun của phần mềm CAD 8 2.3. PHẦN CỨNG TRONG CAD 8 2.3.1 Các kiểu hệ thống CAD (Phân loại theo phần cứng) 8 2.3.2. Các thiết bị đầu vào (Input) 10 2.3.3. Các thiết bị đầu ra (Output) 11 2.4. XÂY DỰNG MƠ HÌNH HÌNH HỌC TRONG CAD 12 2.4.1. Khái niệm 12 2.4.2. Mơ hình khung dây (Wireframe Models) 13 2.4.3. Mơ hình bề mặt (Surface Models) 14 2.4.4. Mơ hình khối đặc (Solid Models) 15 Chương 3. CAM- MỐI QUAN HỆ CAD-CAM VÀ TỰ ĐỘNG HĨA SẢN XUẤT 17 3.1. CHU TRÌNH SẢN XUẤT CAD/CAM 17 3.1.1. Chu trình sản xuất CAD/CAM 17 3.1.2. Quá trình CAM 17 3.2. HỆ THỐNG APT 18 Chương 4. MÁY CNC VÀ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 20 4.1. CẤU TRÚC HỆ THỐNG CNC 20 4.2. ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA CNC SO VỚI NC 24 4.3. HỆ TRỤC TỌA ĐỘ – CHIỀU CHUYỂN ĐỘNG 25 4.4. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN 27 4.5. CÁC THỦ TỤC LẬP TRÌNH 29 4.6. CÁC HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 30 4.7. QUÁ TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 30 4.8. GHI KÍCH THƯỚC TRÊN BẢN VẼ 30 4.9. LẬP TRÌNH THEO KÍCH THƯỚC TUYỆT ĐỐI VÀ TƯƠNG ĐỐI 31 4.10. CẤU TRÚC CỦA CHƯƠNG TRÌNH NC 31 4.10.1. CẤU TRÚC CỦA MỘT CÂU LỆNH (NC block) 32 4.10.2. CẤU TRÚC CỦA MỘT TỪ (word): 32 4.11. LẬP TRÌNH CĨ DỊCH CHỈNH VÀ BÙ TRỪ 33 4.12. LẬP TRÌNH VỚI CẤU TRÚC LẶP, CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ MACRO 35
3. Chương 1. VAI TRỊ CỦA MÁY TÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO SẢN PHẨM 1.1. QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO RA SẢN PHẨM 1.1.1. Quá trình thiết kế và chế tạo ra sản phẩm truyền thống Hầu hết các cơng việc cơ bản do con người trực tiếp thực hiện như: - Thu thập các thơng tin về sản phẩm - Phác họa các ý tưởng - Phân tích lựa chọn ý tưởng hay - Thiết kế tổng thể, sau đĩ thiết kế chi tiết sản phẩm - Chế tạo thử + Chế thử mẩu bằng vật liệu đơn giản +Chế thử mẫu bằng vật liệu thực Trên cơ sở mẫu đã được chế thử, phải tiến hành việc phân tích và đánh giá mẫu, là cơ sở cho việc sửa chữa thiết kế. thiết kế đã được chế tạo lại được đưa vào quá trình chế tạo thử Quá trình như vậy nhằm chế tạo sản phẩm phù hợp nhất đối với nhu cầu người sử dụng sản phẩm này. - Chế tạo (sản xuất) - Kiểm tra chất lượng - Lắp ráp
4. - Đĩng gĩi Như vậy quá trình thiết kế và chế tạo truyền thống cĩ đặc điểm sau: - Hầu hết các giai đoạn đều do con người trực tiếp thực hiện; - Quá trình thiết kế - chế tạo thử kéo dài, khĩ đạt được phương án thiết kế tối ưu; - Quá trình chế tạo kéo dài về thời gian, phải sử dụng nhiều thiết bị, năng suất thấp; - Độ chính xác thiết kế chế tạo thấp, khĩ đạt được độ chính xác cao; - Đầu tư ban đầu khơng quá lớn, chi phí bảo dưỡng và duy trì khơng cao. 1.1.2. Quá trình thiết kế - chế tạo với cơng nghệ cao Quá trình thiết kế-chế tạo với cơng ghệ cao thực chất là dùng máy tính để trợ giúp con người hầu hết trong các bước (giai đoạn) quan trọng của quá trình thiết kế- chế tạo sản phẩm. Như vậy, ở đây xuất hiện vai trị quan trọng của sự trợ giúp máy tính (Computer Aid - CA) trong thiết kế - chế tạo. Quá trình thiết kế-chế tạo với cơng nghệ cao liên quan đến các lĩnh vực sau đây: - CAD (Computer Aided Design): Thiết kế cĩ sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu của lĩnh vực CAD là tự động hĩa từng bước, tiến tới tự động hĩa cao trong thiết kế sản phẩm. - CAE (Computer Adied Engineering): Kỹ thuật mơ hình hĩa và tạo mẫu nhanh trong thiết kế chế tạo sản phẩm. Mục tiêu của CAE là tự động hĩa chu trình thiết kế chế tạo thử sản phẩm. - CAPP (hoặc CAP) (Computer Adied Process Planing hoặc Computer Adied Planning): kế hoạch sản xuất cĩ sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu của CAPP là tự động hĩa từng phần cơng tác quản lý sản xuất trên mang máy tính cơng ty. - CAM (Computer Aided Manufacturing): Chế tạo (sản xuất) cĩ sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu CAM là mơ phỏng quá trình chế tạo, lập trình chế tạo sản phẩm trên các máy cơng cụ tự động CNC (Computer Numerical Control - điều khiển số dùng máy tính). Tổng quát hơn cĩ thể dùng khái niệm hệ thống CAD/CAM; CAD/CAE/CAM; CAD/CAPP/CAM. - CAQ (Computer Aided Quality Control): Kiểm tra chất lượng sản phẩm cĩ sự trợ giúp của máy tính. Mục tiêu của CAQ là tự động hĩa và nâng cao độ chính xác kiểm tra chất lượng sản phẩm. - CIM (Computer Integrated Manufacturing): Chế tạo(sản xuất) tích hợp nhờ máy tính. Mục tiêu của CIM là lien kết tồn bộ CAD, CAM, CAPP vào một quá trình hồn tồn được quản lý, giám sát và điều khiển bằng máy tính.
5. - CNC (Computer Numerical Control): Điều khiển số dùng máy tính, để điều khiển tự động các máy trong hệ thống sản xuất. 1.2. CAD/CAM- THIẾT KẾ CHẾ TẠO VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH 1.2.1. CAD/CAM trong cơng nghiệp Cơng nghệ CAD/CAM trong cơng nghiệp hiện nay được ứng dụng ngày càng hiệu quả trong các ngành thuộc cơng nghiệp nhẹ cũng như các ngành cơng nghiêp nặng. - Trong cơng nghiệp nhẹ: Cơng nghệ CAD/CAM rất hiệu quả trong ngành da giày, dệt, sản xuất hàng tiêu dùng thơng thường (thuốc đánh răng, mỹ phẩm ), sản xuất thực phẩm (bia, nước ngọt, thực phẩm đĩng hộp, ). - Trong cơng nghiệp nặng: Cơng nghệ CAD/CAM đặc biệt quan trọng trong chế tạo cơ khí nĩi chung, chế tạo máy động lực, chế tạo phương tiện giao thơng (xe máy, ơ tơ, máy bay, ), chế tạo khí cu điện, chế tạo máy điện (động cơ điện, máy biến áp ), chế tạo trang thiết bị điện tử. Nhu cầu phát triển CAD/CAM là rất cần thiết trong cơng nghiệp nặng nước ta hiện nay. 1.2.2. Chu trình sản phẩm và vai trị của hệ thống CAD/CAM Sự cần thiết của khách hàng và nhu cầu thị trường đối với sản phẩm dẫn đến nhu cầu thiết kế sản phẩm. Quá trình thiết kế luơn kèm theo quá trình tổng hợp và phân tích tối ưu hĩa thiết kế. Các quá trình tổng hợp và phân tích cĩ vai trị quan trọng như nhau. Hiện nay thường dùng máy tính để phân tích và tổng hợp khi thiết kế. Quá trình chế tạo là quá trình rất phức tap, gồm nhiều cơng việc cĩ tính kỹ thuật rõ nét như: Quy hoạch quá trình cơng nghệ, thiết kế chế tạo các trang bị cơng nghệ, cung ứng vật tư, lập trình NC-CNC-DNC, chế tạo (sản xuất), kiểm tra chất lượng, đĩng gĩi. Cung cấp sản phẩm cho thị trường là quá trình đặc trưng bởi tính thương mại rất rõ rệt.
6. Thị trường Nhu cầu thiết kế Lựa chọn các thông tin thiết kế và nghiên cứu khả thi Ý tưởng thiết kế Quá trình thiết kế Mô hình hóa và mô phỏng thiết kế Thiết kế chi tiết Quá trình CAD Phân tích và tối ưu hóa thiết kế Đánh giá thiết kế Xây dựng tài liệu thiết kế và truyền đạt thông tin thiết kế Thiết kế quá trình công nghệ Thiết kế chế tạo các trang bị công nghệ Quá trình chế tạo Cung ứng vật tư Lập trình NC, CNC, DNC Mô phỏng gia công - kiểm tra chương trình Quá trình CAM Chế tạo (sản xuất) Kiểm tra chất lượng Đóng gói Nhập kho - giao hàng Thị trường Hình 1.2 - Sơ đồ chu trình sản phẩm Quá trình sử dụng sản phẩm lại nảy sinh sự cần thiết khác của khách hàng và nhu cầu mới của thị trường đối với sản phẩm, dẫn đến nhu cầu mới trong thiết kế sản phẩm.
7. Và như vậy, đã hình thành một chu trình sản phẩm. Chu trình sản phẩm thể hiện cụ thể hơn trong sơ đồ hình 1.2. Sơ đồ chu trình sản phẩm cho thấy vai trị của hệ thống CAD/CAM là rất quan trọng, quyết định hiệu quả của của quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm. Trong hệ thống CAD/CAM, quá trình CAD đĩng vi trị cơ sở, tạo tiền đề kỹ thuật cho quá trình CAM tiếp sau. Chương 2. CAD - VAI TRỊ, CẤU TRÚC VÀ CƠ SỞ THÀNH LẬP MƠ HÌNH TRONG CAD 2.1. VAI TRỊ CỦA CAD Sử dụng CAD cĩ nhiều lợi ích, điển hình là các lợi ích sau đây: - Nâng cao rất nhiều năng suất vẽ và thiết kế - Rút ngắn nhiều thời gian kể từ khi nhận đơn đặt hàng đến khi giao sản phẩm. - Cho phép phân tích, thiết kế một cách cụ thể và hiệu quả hơn - Giảm rất nhiều sai sĩt trong thiết kế - Các tính tốn thiết kế đạt độ chính xác cao hơn - Dễ hiểu tiêu chuẩn hĩa trong cơng tác thiết kế - Bản vẽ rõ ràng đẹp, dễ đọc và dễ hiểu - Nhanh chống chuyển đổi các thủ tục thiết kế - Đem lại nhiều lợi ích trong chế tạo như: Thiết kế đồ gá, dụng cụ và khuơn mẫu, lập trình NC và CNC, lập trình cơng nghệ bằng máy tính, lập kế hoạch tay máy và người máy, lập cơng nghệ nhĩm và cong nghệ điển hình. 2.2. PHẦN MỀM CỦA CAD 2.2.1. Các yêu cầu cơ bản đối với một phần mềm CAD Một phần mềm CAD nào đĩ, muốn đáp ứng được nhu cầu thị trường cần đạt các yêu cầu cơ bản sau: - Cĩ thể chạy dưới hệ điều hành tiêu chuẩn mạnh và dễ sử dụng: để tạo điều kiện thuận lợi cho đào tạo nhân viên, tạo cơ sở thuận lợi cho phát triển phần mềm trong nước. - Cĩ kiều giao diện người dùng tốt: tạo điều kiện thuận lợi đối với người mới sử dụng hoặc đã cĩ kinh nghiệm đối với các giao diện quen thuộc khác. - Ngơn ngữ đơn giản, ngữ pháp tự nhiên
8. + Ngơn ngữ đơn giản, ngữ pháp tự nhiên dễ đào tạo và dễ học. + Người sử dụng dễ tập trung vào vấn đề đang cần giải quyết trên máy + Cho phép người sử dụng làm lại các lệnh cĩ sai sĩt (undo) - Cĩ tài liệu hướng dẫn một cách khoa học hợp lý, dễ hiểu - Cĩ tính linh hoạt: Để dễ dàng chuyển đổi các chức năng vẽ hoặc chế độ vẽ. - Cĩ tính bền vững: Các đối tượng vẽ khơng bị thay đổi hoặc mất đi một cách dễ dàng do các yếu tố khác. - Cĩ tính đơn giản: dễ hiểu, dễ sử dụng cho nhiều đối tượng: Kỹ sư (cơ khí, xây dựng, ), kiến trúc sư, nhân viên kỹ thuật, - Cĩ tính kinh tế: để đảm bảo hạ thấp chi phí của người dùng khi mua, cài đặt và sử dụng. 2.2.2.Các mơ-đun của phần mềm CAD Hiện nay cĩ nhiều phần mềm CAD khác nhau, mỗi phần mềm cĩ điểm mạnh và đặc thù riêng. Nhưng các phần mềm CAD đều cĩ cấu trúc chung và gồm các mơ-đun cơ bản sau: - Mơ-đun điều hành - Mơ-đun đồ họa - Mơ-đun ứng dụng. Phần mềm CAD dùng cho cơ khí và sản xuất cơng nghiệp cĩ các mơ-đun ứng dụng cung cấp các chức sau: + Tính tốn các đặc tính hàng loạt của sản phẩm. + Phân tích việc lắp ráp. + Phân tích các dung sai lắp ghép. + Mơ hình hĩa và phân tích phần tử hữu hạn. + Mơ phỏng và phân tích quá trình gia cơng. + Kỹ thuật hình ảnh động. - Mơ-đun lập trình: cung cấp ngơn ngữ lập trình tiêu chuẩn (dùng cho tính tốn và phân tích) và ngơn ngữ lạp trình phụ thuộc hệ thống (dùng cho các mục đích đồ họa). 2.3. PHẦN CỨNG TRONG CAD 2.3.1 Các kiểu hệ thống CAD (Phân loại theo phần cứng) Hệ thống trên cơ sở máy tính lớn (Mainframe - Based) Hệ thống CAD (hình 1.3) xuất hiện khi máy tính lớn là dạng duy nhất cĩ mặt trên thị trường (những nam 60 của thế kỷ XX). Cĩ những đặc điểm sau:
9. - Phù hợp với điều kiện cần tích hợp các vùng cơng tác với máy tính lớn đã cĩ trong cơng ty. - Người sử dụng thường bị giảm năng lực tập trung vào cơng việc của họ. - Ngườu vận hành hệ thống CAD dễ bị ảnh hưởng bởi sự biến động ngẫu nhieentrong dịng thơng tin của hệ thống. - Nếu số lượng vùng cơng tác quá nhiều thì ảnh hưởng biến động ngẫu nhiên sẽ càng lớn. Hệ thống trên cơ sở máy tính nhỏ (Minicomputer-Based) Xuất hiện từ những năm 70 của thế kỷ XX, khi máy tính nhỏ xuất hiện nhờ việc phát triển những mạch tích hợp cỡ lớn LSI và rất lớn VLSI (Very Large Scale Integrated). Cĩ những đặc điểm sau: - Chi phí giảm - Khả năng lập trình tự do (khơng bị nhiễu loạn chung).
10. - Kích thước nhỏ gọn. Cấu hình hệ thống trên cơ sở máy tính nhỏ tương tự cấu hình hệ thống trên cơ sở máy tính lớn, nhưng máy tính nhỏ gọn hơn. Hệ thống trên cơ sở máy vi tính (Microcomputer - Based) Máy vi tính xuất hiện quảng đại bởi Apple Computer đã cĩ tác động mạnh tới lĩnh vực CAD/CAM. Sự tiến bộ vượt trội của máy vi tính cá nhân (PC) của hãng IBM đã tạo điều kiện phát triển nhiều phần mềm CAD chạy trên PC. Hệ thống này cĩ các đặc điểm sau: - Đạt tốc độ cao, kích thước nhỏ gọn, độ chính xác cao. - Nhiều chương trình ứng dụng được giải quyết tốt trên hệ thống này. Hệ thống trên cơ sở trạm cơng tác (Workstation - Based) Hệ thống trên cơ sở trạm cơng tác được thiết lập với cơng nghệ cao cho các cá nhân người dùng. Cĩ các đặc điểm sau: - Khả năng sẵn sàng cao. - Khả năng di chuyển vị trí linh hoạt. - Khả năng độc lập hồn tồn với những người dùng khác. - Hiệu suất cao, thời gian phản hồi ngắn. - Năng lực đa dạng (đa năng). - Khả năng dễ dàn nối mạng với các hệ thống khác. Hệ thống trên cơ sở trạm cơng tác là cơ sở cho các hệ thống CAD/CAM trong tương lai. 2.3.2. Các thiết bị đầu vào (Input) Bàn phím đồ họa (Key board) Bàn phím đồ họa được thiết lập trên cơ sở bàn phím cơ bản (dùng cho soạn thảo), nhưng cĩ thêm các phím chức năng riêng và cĩ thêm chuột. Bút quang điện (Lightpen) Bút quang điện tạo khả năng linh hoạt lựa chọn, định vị các đối tượng vẽ trên màn hình nhờ tay người sử dụng trên màn hình tương tác. Bút quang điện được dùng phổ biến trong những năm 60 và 70 của thế kỷ XX, hiện nay ít được dùng. Bảng số hĩa (Digitizing Tables) kèm bút điện (Stylus) Sử dụng theo hình tượng: Dùng bút chì vẽ lên tờ giấy trắng. Trong trường hợp này, dùng bút điện để vẽ lên bảng số hĩa. Nhờ đĩ, dễ sử dụng như thĩi quen vẽ và viết trên giấy.
11. Nguyên lý thường dùng là dùng sensor điện từ: Dịch chuyển của các thành phần xác địnhvị trí của bút điện sẽ tạo nên trường điện lệch pha và đượccác sensor trên bề mặt bảng thu nhận. Bảng số hĩa cĩ hai vùng: Vùng vẽ và vùng Menu lệnh. Ngồi loại bảng dùng sensor điện từ, cịn cĩ loại bảng dùng kỹ thuật tương tự (analog) và bảng dùng kỹ thuật siêu âm (acoustic). Chuột (Mouse) Được sáng chế cuối những năm 60 thế kỷ XX, đến nay rất phổ biến do sự tiện lợi trong sử dụng với các biểu tượng và các menu kéo xuống (pull down) và kéo lên (pick up). Cĩ hai kiểu chuột: chuột cơ khí và chuột quang học. + Chuột cơ khí: Gồm cĩ một hộp, trong cĩ hai bánh xe và con lăn, một bi cầu ở đáy. Nhờ đĩ, cĩ thể xác định vị trí của con trỏ theo các tọa độ X, Y của nĩ. + Chuột quang học: sử dụng kiểu chuột này bằng cách di chuyển chuột lên bàn cảm quang. Cần gạt (Joystick), quả cầu đánh dấu (Track ball) Máy quét (Scanner) Máy quét sử dụng phản xạ ánh sáng khi chiếu một chùm sáng vào chữ hay hình ảnh để đọc chữ hay hình ảnh đĩ. Hình dáng và độ đậm nhạt của chùm tia phản xạ được một bộ cảm biến quang học biến thành tín hiệu điện, qua các bộ ghép nối biến đổi tương tự - số (ADC), tín hiệu được đưa vào computer. Cĩ hai dạng máy quét thường dùng: - máy quét dùng bộ đọc quang và từ quang. - Máy quét dùng bộ đọc hồng ngoại và laze. 2.3.3. Các thiết bị đầu ra (Output) Màn hình đồ họa (Graphic Display - Moniter) Màn hình đồ họa là thiết bị đầu ra thuận tiện và kinh tế nhất. Tổ hợp màn hình và bàn phím được gọi là thiết bị đầu cuối đồ họa (graphic terminal) tối thiểu của một phần cứng CAD. Máy vẽ (Plotter) Máy vẽ dùng để xuất các hình đã được vẽ (trên máy tính) ra giấy theo nguyên lý vẽ (plot). Thường dùng các máy vẽ cĩ 4 bút với 4 màu cơ bản: đỏ (Red), xanh lơ (Blue), lục (Green) và đen (Black). Máy vẽ thường cĩ các loại:
12. + Loại vẽ phẳng: Bàn máy thường nằm ngang, trên đĩ cho phép đặt giấy. Đầu vẽ mang các bút mực khác nhau. Đầu vẽ được điều khiển để cĩ thể chuyển động theo các phương ngang (X) và dọc (Y). + Loại tang cuộn: Máy tang cuộn (con lăn) để cuộn giấy trong quá trình vẽ, nhờ đĩ cĩ thể thay đổi dịng. Đầu vẽ chuyển động ngang theo dịng. Kết nối máy vẽ với computer dùng cổng nối tiếp khơng đồng bộ (COM1, COM2). Máy in Máy in là thiết bị xuất tin và lưu trữ tin trên giấy theo nguyên lý in (Print) + Máy in cĩ bộ chữ đục sẵn: Khi cĩ lệnh in, một chiếc búa gõ vào băng để chữ đè lên giấy và in chữ lên giấy. Kiểu máy in này dễ in chữ, nhưng khĩ in hình, hoạt động gây ồn. Ngồi ra, khi cần đổi phong chữ phải đổi cả bộ chữ đục sẵn nên khơng tiện lợi. + Máy in ma trận điểm (in kim) Nguyên lý in ma trận điểm tương tự như vẽ chữ (coi chữ như là đối tượng vẽ) và vẽ vẽ hình trên màn hình. Các nét vẽ của hình và chữ được tạo bởi nhiều chấm mực (bố trí theo ma trận). Kiểu máy này cĩ thể thay đổi font chữ dễ dàng, cĩ thể in hình vẽ bất ký. Tuy nhiên máy vận hành gây ồn, hình và chữ khơng nét. + Máy in laze (laser) Kiểu máy in laze cĩ một vài đặc điểm về nguyên lý: - Chùm tia sáng mỏng đi qua bộ điều tiết tới mặt tang trống cĩ phủ lớp nhạy quang, tạo nên hình ảnh bằng điện tích. - Mực dạng bột tích điện được hút và bám vào mặt trống. - Bột mực bám vào giấy tích điện với ảnh ngược của trống nhạy quang, tan ra và bám trên mặt giấy khi qua một tang trống sấy ở nhiệtđộ nâng cao. Kiểu máy in laze cĩ ưu điểm là dễ dàng thay đổi font chữ, máy chạy êm, hình và chữ khá rõ nét. Máy cĩ thể đạt tốc độ in nâng cao (cĩ thể đạt 1022 trang/phút) với độ phân giải 12002400 pixel/inch (như máy của hãng Hewlett Packard). 2.4. XÂY DỰNG MƠ HÌNH HÌNH HỌC TRONG CAD 2.4.1. Khái niệm Mơ hình hình học (Geometry Model) của một đối tượng vẽ và thiết kế là khái niệm được đặc trưng bởi:
13. - Hình dáng hình học các phần cấu thành nên đối tượng vẽ. - Hình thái cấu trúc hợp thành của đối tượng vẽ. - Mơ tả bằng tốn học các điểm, đường, bề mặt, khối của đối tượng vẽ. Như vậy, mục đích bao trùm của mơ hình hình học là thiết lập cơ sở dữ liệu hình học của đối tượng vẽ và thiết kế. Nhờ đĩ cĩ thể thực hiện được quá trình vẽ và thiết kế đối tượng trên máy tính. 2.4.2. Mơ hình khung dây (Wireframe Models) Đặc điểm trong cách xây dựng mơ hình - Mơ hình khung dây của đối tượng tạo bởi các yếu tố hình học cơ bản là: điểm, đường thẳng, cung trịn, đường trịn, đường cong. - Chỉ thể hiện bộ khung bên ngồi của đối tượng. - Vị trí của đối tượng và các yếu tố cơ bản nên nĩ được xác định nhờ một hệ tọa độ. - Cơ sở dữ liệu xác định mơ hình khung dây là: Danh sách tọa độ các đỉnh (các điểm nút) và danh sách từng mặt với các đỉnh của nĩ. Ưu nhược điểm + Ưu điểm: - Xây dựng mơ hình khá đơn giản. - Khơng yêu cầu nhiều thời gian tính tốn, bộ nhớ, soạn thảo, tuy cập, của máy tính. - Khơng mất nhiều thời gian cho đào tạo người dùng (vì đây là sự mở rộng một cách tự nhiên phương pháp vẽ truyền thống). + Nhược điểm: - Người dùng cần khá nhiều thời gian để chuẩn bị và vào dữ liệu. Chi phí thời gian này tăng nhanh khi đối tượng vẽ phức tạp. - Mơ hình chỉ chứa các cạnh tạo nên các mặt của đối tượng, mà khơng chứa thơng tin về bản thân về các bề mặt và bên trong lịng đối tượng. - Khi đối tượng phức tạp thì lượng dữ liệu trở nên rất lớn, số lượng các lệnh vẽ rất nhiều, hình vẽ trở nên rối và khĩ hiểu. ứng dụng: - Phạm vi ứng dụng hạn chế . - Thuận lợi khi dùng cho bản vẽ phác thảo.
14. - Dùng cho phân tích dung sai và mơ hình hĩa phần tử hữu hạn. - Là cơ sở cho thiết lập mơ hính mặt và mơ hình khối đặc. 2.4.3. Mơ hình bề mặt (Surface Models) Đặc điểm trong cách xây dựng mơ hình - Dùng lớp vỏ mỏng để miêu tả đối tượng theo ý tưởng sau: Mơ hình khung dấy + lớp vỏ mỏng = mơ hình mặt. - Mơ hình mặt tạo bởi các dạng bề mặt cơ bản: Mặt phẳng, mặt nĩn, mặt trụ, mặt cầu Các bề mặt này cĩ thể miêu tả dễ dàng bằng các phương trình tốn học. - Đối với các mặt cong phức tạp: Tách nĩ ra bằng vơ số các mảnh nhỏ và mơ phỏng các mảnh nhỏ theo các bề mặt cơ bản nĩi trên. Nhờ đĩ, các mảnh nhỏ dễ mơ tả bằng tốn học hơn và hợp chúng thành lưới các mảnh mặt. Cĩ hai dạng mơ hình mặt: Mặt được quét và lưới mảnh đa giác 3D. Chúng được xấy dựng bởi hai phương pháp khác nhau: + Mặt được quét: - Tạo độ dày cho các đối tượng 2D. Độ dày là khoảng cách mà đối tượng được nâng lên theo hướng vuơng gĩc với mặt phẳng của nĩ. - Mơ hình mặt được quét là quỹ tích các vị trí của đối tượng 2D, khi dịch chuyển nĩ đi một đoạn bằng độ dày, theo hướng thẳng gĩc với mặt phẳng của nĩ. Các đối tượng này gọi là đối tượng 2 ½D. + Lưới mảnh mặt đa giác 3D: - Lưới mảnh mặt đa giác được xác định bởi một loạt các đỉnh, tạo thành các điểm gĩc của các đa giác cĩ 3 hoặc 4 cạnh. - Lưới càng dày thì độ chính xác mặt biểu diễn càng cao. - Lưới càng thưa thì độ chính xác mặt biểu diễn càng thấp. Ưu nhược điểm của mơ hình bề măt + Ưu điểm: - Khơng rườm rà, cồng kềnh như mơ hình khung dấy; - Dễ thực hiện các đường ẩn (hide line), nhờ đĩ hình vẽ hiện thực hơn; - Thực hiện được kỹ xảo tơ bĩng; - Cĩ thể thực hiện được việc tính tốn các đặc tính về diện tích trên các bề mặt của đối tượng.
15. + Nhược điểm: - Chỉ cho mơ tả được lớp vỏ bề mặt của đối tượng, mà khơng mơ tả được phần vật chất bên trong. - Yêu cầu phải cĩ thời gian đào tạo nhất định đối với người dùng. - Mơ hình này phức tạp hơn mơ hình khung dây, do đĩ yêu cầu dung lượng bộ nhớ của máy tính cao hơn. - Trong một số trường hợp mơ hình bề mặt vẩn cịn rườm rà. Ứng dụng - Phạm vi ứng dụng rộng hơn mơ hình khung dây để vẽ và thiết kế. - Dùng hiệu quả trong mơ phỏng dụng cụ gia cơng khi chế tạo cơ khí hoặc sản xuất cơng nghiệp. - Tạo nên tính linh hoạt cho hệ thống CAD. 2.4.4. Mơ hình khối đặc (Solid Models) Cĩ bốn phương pháp (hoặc nhĩm phương pháp) thường dùng tạo ra mơ hình khối đặc: - Phương pháp hình học khối đặc hợp thành (Constrctive Solid Geometry -CSG). - Phương pháp quét (Sweeping). - Phương pháp phối hợp kỹ thuật CSG và kỹ thuật quét. - Nhĩm các phương pháp khác. Phương pháp hình học khối đặc hợp thành (CSG): - Các khối đặc cơ bản của CSG: khối hộp, khối nêm, khối nĩn, khối trụ,khối cầu, khối xuyến. - Mơ hình khối đặc hợp thành: Liên kết các khối cơ bản với nhau nhờ các phép tốn Boole đối với các khối đặc 3D. - Các phép tốn Boole: + Phép giao (Intersect); + Phép hợp (Union); + Phép hiệu (Subtract) - Cây CSG: Chỉ ra tuần tự các bước thực hiện phép tốn Boole, để từ các khối đặc ban đầu xây dựng nên khối đặc hợp thành. Phương pháp quét (Sweeping)
16. Ta cĩ một tiết diện 2D (profin 2D) dùng để quét (tiết diện này cịn được gọi là miền- region). - Quét thẳng: cho tiết diện 2D nâng lên vuơng gĩc với mặt phảng của nĩ (gĩc vát bằng 0). - Quét trịn: cho tiết diện 2D quay quanh một trục, ta sẽ được khối đặc trịn xoay. - Quét nghiêng: Cho tiết diện 2D nâng lên theo hường khơng vuơng gĩc với mặt phảng của nĩ. - Quét theo đường dẫn: Cho tiết diện 2D chuyển dịch theo một đường dẫn (thẳng hoặc cong). Kết quả của quét thẳng sẽ tạo ra các khối đặc đồng dạng cĩ độ cao khác nhau, kết quả của quét nghiêng sẽ tạo ra các khối đặc cĩ hình dạng khác nhau, kết quả của quét trịn sẽ tạo ra các khối trịn xoay tồn phần (quay với gĩc quay 360o) hoặc trịn xoay riêng phần (quay với gĩc < 360o). Khi dùng phương pháp quét, để cĩ đối tượng trước khi quét, thường sử dụng phép tốn Boole đối với tiết diện 2D (các miền). Nhờ đĩ, cĩ thể tạo ra các tiết diện 2D phức hợp. Ưu nhược điểm của mơ hình khối đặc + Ưu điểm: - Mơ hình khối đặc biểu diễn đầy đủ nhất về đối tượng. - Cơ sở dữ liệu của mơ hình khối đặc cho phép xác định một điểm trong khơng gian thuộc phần bên trong, phần bên ngồi hay nằm ngay trên bề mặt đối tượng. - Cho phép tính tốn nhiều đặc tính về diện tích bề mặt, thể tích, khối lượng, trọng tâm, của đối tượng. - Hồn thiện hơn mơ hình mặt và mơ hình khung dây. Do vậy, mơ hình khối đặc chứa đựng khơng những các thơng tin hình học mà cịn chứa đựng thơng tin về cấu trúc hợp thành (conbinatorial structure) của đối tượng vẽ. - Dễ dàng xây dựng mơ hình khối đặc mà khơng cần phải xác định nhiều điểm cục bộ như mơ hình khung dây. - Trong nhiều trường hợp, xây dựng mơ hình khối đặc dễ dàng hơn so với xây dựng mơ hình mặt và mơ hình khung dây. - Sử dụng thuận lợi cho tự động hĩa thiết kế và chế tạo trong cơng nghệ CAD/CAM/CNC. - Dễ dàng thực hiện kỹ thuật che khuất và tơ bĩng, nhờ đĩ hình vẽ rất thực.
17. + Nhược điểm: - Yêu cầu phải cĩ quá trình đào tạo nhất định đối với người dùng. - Máy cần đủ mạnh, cĩ dung lượng bộ nhớ đủ. Ứng dụng - Trong kỹ thuật đồ họa: Mơ hình khối đặc được sử dụng ngày càng phổ biến. -Trong thiết kế: Rất thuận lợi cho việc tính tốn các đặc tính về khối lượng (khối lượng, trọng tâm, mơ-men quán tính ), phân tích giao tuyến, mơ hình hĩa phần tử hữu hạn, phân tích động học và động lực học cơ cấu. - Trong chế tạo: Rất hiệu quả trong mơ phỏng đường chạy dao (hoặc dụng cụ) trong gia cơng cơ khí, quy hoạch quá trình gia cơng (quá trình sản xuất), kiểm tra kích thước gia cơng, biểu diễn các đặc tính hình học như dung sai và độ nhẵn bề mặt. -Trong lắp ráp: Dùng với robot và dùng trong hệ thống chế tạo linh hoạt (FMS - Flexible Manufacturing System), quy hoạch quá trình lắp ráp, phân tích động học và động lực học robot. Chương 3. CAM- MỐI QUAN HỆ CAD-CAM VÀ TỰ ĐỘNG HĨA SẢN XUẤT CAM (Computer Aided Manufacturing): Chế tạo với sự trợ giúp của máy tính. Quá trình CAM được thực hiện trên hệ thống máy cơng cụ điều khiển số NC, CNC. 3.1. CHU TRÌNH SẢN XUẤT CAD/CAM 3.1.1. Chu trình sản xuất CAD/CAM Chu trình sản xuất CAD/CAM được mơ tả trên hình 1.5. Hình 3.1- Sơ đồ chu trình sản xuất CAD/CAM 3.1.2. Quá trình CAM
18. Quá trình CAM được mơ tả cụ thể hơn trên sơ đồ hình 3.2. Hình 3.2- Sơ đồ quá trình CAM 3.2. HỆ THỐNG APT Để thực hiện được hệ thống CAM, phải sử dụng hệ thống máy CNC được điều khiển bởi các phần mềm khác nhau. Các phần mềm này đều dự trên nền tảng ngơn ngữ APT. Ngơn ngữ APT (Automatically Programmed Tool): Cơng cụ lập trình tự động. Ngơn ngữ APTdo học viện Cơng nghệ Masachusett (Mỹ) phát triển và dùng cho sản xuất từ năm 1959. Ngơn nữ APT thuận tiện nên được dùng rộng rãi để lập trình gia cơng NC, CNC. Ngơn ngữ APT là ngơn ngữ điều khiển số và là chương trình máy tính để tính tốn quỹ đạo dụng cụ gia cơng. Cốt lõi của APT là bộ xử lý chương trình, là chương trình máy tính được xây dựng nhằm xử lý chương trình nguồn APT để tạo ra tệp dữ liệu gia cơng NC, gọi là CLDATA-file, gồm: - Dữ liệu vị trí dụng cụ gia cơng trên quỹ đạo của nĩ. - Thơng tin về điều khiển máy gia cơng. + Quá trình xử lý dữ liệu gia cơng trên máy điều khiển số (hình 3.3):
19. Hình 3.3- Quá trình xử lý số liệu trên máy điều khiển số
20. Chương 4. MÁY CNC VÀ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 4.1. CẤU TRÚC HỆ THỐNG CNC Các đặc điểm kết cấu phân biệt giữa máy cơng cụ điều khiển CNC và máy cơng cụ thơng thường: Hình 4.1- Máy phay thơng thường
21. Hình 4.2- Máy phay CNC Hình 4.3- Máy tiện thơng thường
22. Hình 4.4- Máy tiện CNC Hình 4.5- Mơ hình điều khiển sản xuất tổ hợp CIM 1 Máy tiện CNC; 2. Máy phay CNC; 3. Robot và rãnh trượt. 4. Nhà kho phơi liêu; 5. Tủ điều khiển;6. Hệ thống đo lương; 7. Phím dạy học robot. 8. Máy tính chủ
23. Hình 4.6- Cấu trúc của một hệ thống CNC Máy gia cơng CNC bao gồm 6 thành phần chính: 1. Chương trình gia cơng (part program) : bao gồm các chỉ thị đã được mã hĩa. 2. Hệ điều khiển máy (Machine control Unit - MCU) được chia thành 2 thành phần là : - Đơn vị xử ly dữ liệu (DPU- Data Processing Unit): thưc hiện chức năng đọc mã lệnh từ thiết bị nhập dữ liệu, xử lý mã lệnh (giải mã), truyền dữ liệu cho CLU - Mạch điều khiển (CLU – Control Loop Unit): thực hiện các chức năng nội suy chuyển động trên cơ sở tín hiệu nhận được từ DPU, xuất các tín hiệu điều khiển, nhận tín hiệu phản hồi, điều khiển các thiết bị phụ trợ. 3. Thiết bị đọc chương trình (program input): máy đọc hay đường truyền RS232C 4. Hệ thống truyền động (drive system): dùng các động cơ một chiều hoặc xoay chiều điều chỉnh vơ cấp tốc độ và các bộ truyển chính xác như vít me / đai ốc bi. 5. Máy cơng cụ 6. Hệ thống phản hồi (feetback system)
24. 4.2. ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA CNC SO VỚI NC Hiển thị chương trình và mơ phong bằng đồ hoa quá trình gia cơng. Nhập dữ liệu bằng nhiều cách. Cĩ khả năng lưu trữ chương trình. Cĩ khả năng thay đổi và cập nhật chương trình. Kiểm tra, chẩn đốn lỗi chương trình bằng đồ họa máy tính. Cĩ thể giao tiếp với các thiết bị vi xử lý khác. Quản lý dữ liệu Cĩ khả năng tính tốn Bù trừ bán kính và chiều dai dao Nội suy hình học. Chức năng hỗ trợ lập trình : thu, phĩng, xoay Cĩ khả năng hậu xử lý (postprocessing): tiếp nhận trực tiếp dữ liệu quỹ đạo chạy dao dưới dạng mã nhị phân (Binary cutter location- BCL). Thực hiện trong chế độ thời gian thực. ƯU ĐIỂM CỦA CNC - Năng suất tăng do mức độ tự động hĩa cao. - Tính linh hoạt cao. - Cĩ tính tập trung nguyên cơng. - Độ chính xác cao (đến 0.001 mm) - Chất lương gia cơng ổn định, độ chính xác lặp lại cao - Gia cơng được các biên dạng phức tạp (mặt 3D) - Hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao. NHƯỢC ĐIỂM CỦA CNC: - Giá thành máy cao; - Giá thành bao dưỡng cao, phức tạp; - Vận hành phức tap, cần cơng nhân cĩ tay nghề; - Hiệu quả thấp với những chi tiết đơn giản. CÁC YÊU CẦU ĐẶT RA: - Cần cĩ sự phối hợp chặt chẽ giữa các khâu của quá trình hình thành sản phẩm
25. (thiết kế, chuẩn bị sản xuất, gia cơng ); - Cần đào tạo nâng cao cho thợ chuyên mơn. Một khĩa đào tao về kỹ thuật CNC là phải cĩ. 4.3. HỆ TRỤC TỌA ĐỘ – CHIỀU CHUYỂN ĐỘNG Dung hệ truc tọa độ decarte vuơng gĩc, phương chiều và gĩc quay trên các trục được xác định theo qui tắc bàn tay phải. Qui định về các trục quay A, B, C
26. Các trục tọa độ song song với X,Y,Z lần lượt được ký hiệu là U, V, W Khi lập trình ta qui ước rằng dụng cụ chuyển động tương đối so với hệ thống tọa độ, cịn chi tiết đứng yên
27. Ký hiệu Mơ tả M Machine zero point Điểm 0 của máy, là điểm gốc của các hệ thống tọa độ máy. Do nhà sản xuất qui định. Trên máy phay thường là điểm xác định giới hạn dịch chuyển của bàn máy. W Work part zero point Điểm 0 của chi tiết, là điểm gĩc của hệ trục tọa độ gắn lên chi tiết. Do người lập trình chọn và xác định P Program zero point Chuẩn thảo chương. Dùng làm gốc tọa độ trong quá trình soạn thao chương trình. Do người lập trình chọn và xác định R References point Các điểm chuẩn cua máy, cĩ khoảng cách xác định so với điểm 0 của máy và được đánh dấu trên các bàn trượt. Do nhà sản xuất qui định 4.4. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN
28. + Điều khiển theo điểm (PTP) Gia cơng theo các tọa độ xác định đơn giản. Dụng cụ thực hiện chạy dao nhanh khơng cắt gọt đến các điểm lập trình. Khi đạt đến điểm đích dao bắt đầu cắt gọt. Tùy thuộc vào hệ điều khiển mà các trục cĩ thể chuyển động kế tiếp nhau, chuyển động đồng thời khơng cĩ mối quan hệ hàm số hay di chuyển theo hành trình ngắn nhất. Dùng cho các lỗ bằng phương pháp khoan, khoét, doa, ta rơ ren. + Điều khiển theo đường: Tao ra cac đường chạy song song với các trục của máy với dao cắt gọt tạo nên bề mặt gia cơng + Điều khiển theo đường viền Tạo ra các đường bất kỳ trong khơng gian. Tùy thuộc vào số trục được điều khiển đồng thời mà cĩ thể phân thành : điều khiển 2D, 2½D , 3D, 4D - Điều khiển 2D: Thực hiện một đường viền trong mp XY. Trục thứ 3 được điều khiển độc lập với 2 trục trên. - Điều khiển 2½D: Thực hiện nội suy một đường viền trong mặt phẳng, cĩ thể là mp XY, hay YZ, hay ZX tùy thuộc vào việc khai báo mặt phẳng nội suy trong chương trình
29. (G17/G18/G19). Trục thứ 3 được điều khiển độc lập với 2 trục trên. - Điều khiển 3D: Điều khiển 3D đã tích hợp trong đĩ điều khiển điểm, đường, 2D 4.5. CÁC THỦ TỤC LẬP TRÌNH - Lập trình tay: Người lập trình hồn thành chương trình mà khơng cĩ sự trợ giúp của máy tính. - Lập trình cĩ sự giúp đỡ của máy tính: Người lập trình sử dụng ngơn ngữ lập trình hoặc phần mềm máy tính như là một cơng cụ trợ giúp để chuyển đổi tự động dữ liệu hình học và dữ liệu cơng nghệ thành chương trình NC. - Lập trình theo cơng nghệ CAD/CAM: Bằng các phần mềm tích hợp CAD/CAM cho phép sử dụng chung cơ sở dữ liệu cho các chức năng thiết kế và lập kế hoạch sản xuất. Chức
30. năng CAD cho phép xác lập hình học chi tiết gia cơng. Chức năng CAM tạo quĩ đạo chạy dao và các chức năng cơng nghệ khác 4.6. CÁC HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC + Lập trình thủ cơng: -Nhập chương trình từ panel điều khiển của máy cnc; -Nhập chương trình bằng băng đục lỗ. + Lập trình tự động: - Nhập chương trình bằng băng đục lỗ; - Điều khiển số trực tiếp (DNC – direct Numerical Control); - Điều khiển số phân phối (DNC – Distributed Numerical Control). 4.7. QUÁ TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC 1- Nghiên cứu cơng nghệ gia cơng chi tiết 2- Thiết kế quĩ đạo cắt 3- Lập chương trình điều khiển 4- Kiểm tra chương trình điều khiển 5- Điều chỉnh máy CNC 6- Gia cơng chi tiết 4.8. GHI KÍCH THƯỚC TRÊN BẢN VẼ Việc qui chuẩn cách ghi kích thước trên bàn vẽ dùng trong gia cơng NC sẽ giúp cho người lập trình dễ dàng biến đồi các thơng tin trên bản vẽ thành các thơng tin dịch chuyển. Ghi kích thước tuyệt đối : Mọi kích thước đều xuất phát từ điểm W
31. Ghi kích thước tương đối: Một kích thước được ghi xuất phát từ vị trí của kích thước trước nĩ Ghi kích thước nhờ các bảng: Người ta thay thế các kích thước trên bản vẽ bằng các số thứ tự vị trí sau đĩ dùng bảng để mơ tả. 4.9. LẬP TRÌNH THEO KÍCH THƯỚC TUYỆT ĐỐI VÀ TƯƠNG ĐỐI. + Lập trình theo kích thước tuyệt đối: Điểm đích cĩ các giá trị tọa độ luơn gắn với điểm W, sử dụng lệnh G90. + Lập trình theo kích thước tương đối: Điểm đích cĩ các giá trị tọa độ luơn gắn với vị trí của dao trước đĩ. Dùng chủ yếu đối với các chu trình hay các chương trình con, sử dụng lệnh G91 4.10. CẤU TRÚC CỦA CHƯƠNG TRÌNH NC
32. 4.10.1. CẤU TRÚC CỦA MỘT CÂU LỆNH (NC block) 4.10.2. CẤU TRÚC CỦA MỘT TỪ (word): Gồm một ký tự gọi là địa chỉ (address) và một con số (number). Ví dụ : trong một câu lệnh Cĩ thể cĩ 3 nhĩm từ : 1 G funtion G 2 Tọa độ X, Y, Z 3 Thơng tin vận hành máy và U, V, W Một số địa chỉ theo tiêu chuẩn ISO: address Mơ tả Ví dụ 1 N thứ tự câu lệnh N50 2 G Mã dịch chuyển G02 3 X,Y,Z Tọa độ điểm đích X10 Y20 Z-10.1 4 A,B,C Định vị trí gĩc quay (X,Y,Z) A10 5 D Định vị trí gĩc quay quanh trục đặc
33. 6 E biệt hoặc hiệu chỉnh dao. 7 H,L Định vị trí gĩc quay quanh trục đặc 8 U,V,W biệt. U10 V-10.1 9 I,J,K Dữ trữ I5 j10 10 R Tọa độ phụ (X,Y,Z) R20 11 F Thơng số dùng để nội suy F120 cung trịn 12 S Lượng chạy dao S2500 13 T Tốc độ trục chính T0102 14 M Dao M99 4.11. LẬP TRÌNH CĨ DỊCH CHỈNH VÀ BÙ TRỪ Trong lập trình gia cơng phay, tọa độ máy sử dụng là tọa độ tâm dao (tool center coordinate)- quỹ đạo cắt là tâm dao. Do đĩ khơng thể sử dụng trực tiếp tọa độ trên biên dạng của chi tiết vì tâm dao cách đường biên cắt một khoảng bằng bán kính dao. Ví dụ 1: Với dao cĩ đường kính 10mm, hãy xác định tọa độ của các điểm 1,2 ,3,4 chuyển tiếp trên quỹ đạo cắt để thực hiện hiện gia cơng biên dạng chi tiết như hình vẽ?
34. Điểm X Y 1 -5 75 2 -5 -5 3 105 -5 4 105 75 Ví dụ 2: Với dao cĩ đường kính 10mm. Hãy xác định tọa độ của các điểm 1, 2, 3, 4, 5 chuyển tiếp trên quỹ đạo cắt để thực hiện gia cơng biên dạng chi tiết như hình vẽ? Điểm X Y 1 -5 75 2 -5 -5 3 105 -5 4 105 52,0711 5 82,0711 75 Phép dịch chỉnh vị trí tâm dao được gọi là bù trừ bán kính (radius compensation). Trong qui trình gia cơng chi tiết cĩ thể sử dụng nhiều dao với những chiều dài khác nhau. Do đĩ khi lập trình ta khơng quan tâm đến chiều dài dao (lập trình với dao giả định) nhưng khi gia cơng cần phải dịch chỉnh chiều dài dao. Việc sử dụng bù trừ dao sẽ hạn chế các phép tính tốn tọa độ tâm dao, do đĩ làm đơn giản cơng việc lập trình. Ngồi ra cĩ thể sử dụng bù trừ trong các trường hợp: + Dao gia cơng khác với dao lập trình + Phải thay dao do gẫy dao và khơng cĩ dao tương tự như đã lập trình + Sự thay đổi kích thước do dao bị mịn, mài hay sửa lại + Khi gia cơng thơ và gia cơng tinh được thực hiện với cùng một chương trình. LẬP TRÌNH CĨ BÙ TRỪ BÁN KÍNH DAO.
35. Được thực hiện bởi các lệnh G41/G42, các lệnh này tạo ra các vector bù trừ vuơng gĩc với đường biên chi tiết và cĩ độ lớn bằng bán kính dao. Để khai báo chấm dứt hiệu chỉnh dùng G40. Lưu ý: - Vecto bù trừ bán kính tại câu lệnh ngay sát sau câu lệnh hiệu chỉnh G41/G42 hoặc G40 cĩ: + Vecto đầu=0 + Vecto cuối = R và vuơng gĩc với đường lập trình Nên cĩ đoạn khởi động và kết thúc hiệu chỉnh, tốt nhất chọn ngồi phơi. - Việc bù trừ chỉ cĩ tác dụng trong mặt phẳng nội suy. 4.12. LẬP TRÌNH VỚI CẤU TRÚC LẶP, CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ MACRO Để tăng hiệu suất lập trình, giảm chiều dài chương trình thì với những trường hợp gia cơng phức tạp về mặt hình dáng hay cĩ tính chất lặp lại về qui trình ta nên sử dụng lập trình cĩ vịng lặp (loops) hay chương trình con (subprogram) hay macro. Các khả năng lập trình này
36. phụ thuộc vào hệ điều khiển. Vịng lặp - Là một chuỗi lệnh được lặp lại nhiều lần với số lần lặp xác định - Cho phép lập trình với các vịng lặp khép kín lồng nhau (4 cấp) Chương - Là một phần của chương trình chính và cĩ thể gọi theo yêu cầu trình con macro - Là loại chương trình con cĩ biến số. - Chương trình macro được lưu giữ như chương trình độc lập với số hiệu riêng trên bộ nhớ và cĩ thể gọi từ một chương trình chính bất kỳ.