Cơ khí chế tạo máy - Chương 2: Cấu trúc chương trình CNC

*Chương 2CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH CNC*1. Cấu trúc của chương trình CNCTiêu đềĐầu băngVùng chương trìnhBắt đầu chương trìnhVùng ghi chúCuối chương trìnhCấu trúc chương trình NC theo tiêu chuẩn ISO- 6983* Cấu trúc của một blockSố thứ tư blockïLệnh chuẩn bịTừ lệïnh chỉ kích thướcLệnh phụLệnh chỉ tốc độLệnhchỉ dụng cụKết thúc block*Cấu trúc một từ lệnhĐịa chỉSốThí dụThư tự dòng chương trìnhĐịa chỉGiá trị sốF3.75TừTừ LệnhLệnhLệnhLệnhN005 G54 G90 S300 M03N010 G00 X2.5 Y1.25N015 G43 H01 Z.1O0001TừTừTừ*O Số của chương trìnhN Số thứ tự dòng chương trìnhG Lệnh chuẩn bịX Toạ độ theo trục XCó thể dùng chỉ thời gia dừngY Toạ độ theo trục Y Z Toạ độ theo trục Z Cùng dùng trong chu trình lập sẵn*A/B/C Trục quayR Bán kínhCũng dùng trong các chu trình lập sẵnI/J/K Vị trí tâm cung trònQ Dùng trong các chu trình lập sẵnP Dùng trong các chu trình lập sẵnGọi chương trình conDùng chỉ thời gian dừng *F Lượng chạy daoS Tốc độ trục chínhT Dụng cụ cắt trên mâm daoM Các lệnh phụD Offset bán kính daoH Offset chiều dài daoEOB Kết thúc dòng lệnh/ Mã huỷ dòng lệnh*Các địa chỉ chính và phạm vi giá trị lệnhĐịa chỉĐịa chỉChức năngSố chương trìnhSố thứ tựChức năng chuẩn bịTừ lệnh kích thướcLượng chạy dao/phútLượng chạy dao/vòngTốc đôï cắtDao cắtChức năng phụDừng cuối hành trìnhChương trình cần gọiSố lần lặp lại Số offset của dao *Mã đầu băng và cuối băng của chương trình được ký hiệâu bằng %. Hai ký hiệu này không xuất hiệân trên màn hình của máy CNC, nhưng khi xuất chương trình từ máy CNC ra ngoài thì chúng sẽ xuất hiện.Mã đầu băng và cuối băng *Số của chương trình gia công CNC Chương trình trong hệ FANUC được đặt tên bằng chữ O + số thứ tự chương trình. Người ta phân loại các số thứ tự như sau: O0001 – O7999: Vùng do người dùng tùy chọn O8000 - O8999: Vùng do người dùng có bảo vệ O9000 – O9999-: Vùng dành cho nhà sản xuất Bạn có thể dùng bất cứ số nào miễn là nằm trong vùng cho phép. Nếu cần viết ghi chú cho dễ nhớ thì để trong ngoặc đơn. O1001 (Progam A); * Số thứ tự block Số thứ tự block N được dùng cho dễ truy xuất dòng lệnh.Phạm vi số thứ tự: N1- N9999Nếu không dùng số thứ tự block thì cũng không sao.Số thứ tự block N không được đứng trước số chương trình ONếu không có số chương trình, hệï thống lấy số thứ tự block đầu tiên để đặt tên chương trình.Có thể bỏ qua việc đánh số một số dòng lệnh. Khi lập trình bằng tay, để đề phòng viết thiếu, phải chèn thêm dòng lệnh, số của dòng lệnh nên viết cách quảng, thí dụ 5, 10, 15,...Không được dùng số 0 để chỉ số thứ tự N và số chương trình O.*Điều kiện bỏ qua một block Để bỏ qua một hay nhiều block dùng dấu “/” đặt ở đầu block. Hệ thống sẽ bỏ qua block này nếu trên panel điều khiển của máy CNC bật ON công tắc OPSKIP. Nếu để OFF, block vẫn có hiệâu kực. Thí dụ cách viết bỏ qua block có điều kiện:Viết đúng: /N3 G00 X10.0;Viết sai: //N3 G00 X10.0;Chú ý là khi bỏ qua một block thì cũng bỏ luôn các lệnh modal nằm trong block, do vậy phải lập trình để lệnh này nằm trong các block tiếp theo*Huỷ một từ lệnh có điều kiệnMột số hệ điều khiển có thể cho phép huỷ từ lệnh có điều kiện bên trong một dòng lệnh.Thí dụN10 M06 T03 /M08Dòng lệnh có thể dùng khi gia công thép hay gang. Nếu gia công gang, không dùng dung dịch trơn nguội > Bật ON công tắc OPSKIP*Block Skip theo nhómTrong một số hệ Điều khiển có có thể dùng Optional Block Skip theo nhóm, nếu trên máy có các công tắc Opskip với số thứ tự từ 1-9.Thí dụN1N2/1 N3/1 N4N16/2 N17/2 N18N29/3 N30/3 N31*Kết thúc chương trìnhChương trình CNC được kết thúc bởi các mã lệnh sau đây:M02: Kết thúc chương trình chínhM30: Kết thúc và trở về đầu chương trình chínhM99: Kết thúc chương trình conTuy nhiên nếu viết /M02, /M30, /M99 và trên panel điều khiển bật ON công tắc OPSKIP bỏ qua block có điều kiện thì chương trình sẽ không kết thúc.*Chương trình conKhi cần gia công lặp lại nhiều lần một mẫu thì nên dùng biểu diễn mẫu dưới dạng một chương trình con để đơn giản vịêc lập trình.Một chương trình chính có thể gọi một chương trình con nhìều lần.Một chương trình con có thể gọi một chương trình cháu nhiều lần.*Cấu trúc một chương trình con Một chương trình conSố của chương trình con (hoặc (:) trong trường hợp hệ ISO)Kết thúc chương trình conM99 không nhất thiết phải đứng riêng trên một dòng lệnh.Thí dụ X100.0 Z100.0 M99 ;*Cách gọi một chương trình con Số lần lặp chương trình conSố của chương trình conKhi không chỉ ra số lần lặp chương trình con, hệ thống hiểu là 1Thí dụ M98 P51200; có nghĩa là gọi chương trình 1200 năm lần.Trong một chương trình chính có thể gọi chương trình con nhiều lần, và chương trình con có thể gọi chương trình cháu nhiều lần. Số thế hệ tối đa có thể lồng nhau là 4. Số lần gọi tối đa một chương trình con là 999.*Cách gọi một chương trình con Chương trình chínhChương trình conChương trình cháuThế hệ thứ nhấtThế hệ thứ hai*Lệnh M98 có thể đứng chung với lệnh chuyển động. Khi đó lệânh chuyển động sẽ thực hiện trước rồi mới gọi chương trình con.Thí dụ: G01 X100.0 M98 P1200;Thứ tự thực hiện một chương trình conCách gọi một chương trình con Chương trình chínhChương trình con*Nếu muốn sau khi thực hiện chương trình con, bạn không trở về nơi đã gọi mà di chuyển tới một dòng chương trình khác, bạn phải chỉ ra dòng chương trình cần đến sau M99P_; Thí dụ, M99P0060;Sau khi thực hiện chương trình con (P1010), bạn tới dòng N0060Nhảy dòng sau khi thực hiện chương trình con *Chương trình chínhChương trình conNhảy dòng sau khi thực hiện chương trình con *Danh sách các mã lệnh phay CNC hệ fanuc*****2. Các lệnh trước khi di chuyển dụng cụChọn hệ đoĐơn vị đo tốc độ cắt và lượng ăn daoLập trình tuyệt đối và tương đốiMặt phẳng lập trìnhHệ toạ độ lập trìnhDụng cụ cắt và số offset daoBù trừ chiều dài daoTốc độ cắt, chiều quay trục chính, lượng ăn dao*Chương trình điều khiển.Là những tập hợp những câu lệnh điều khiển máy phải làm gì. Thí dụ chương trình gia công:%G21G90 G94 G97 G54G00G28 G91 Z0G43 H02 Z50T2 M06 S3000 M03G0 Z1.X2. Y2.Z.1G1 Z-1. F10.X6.Y6.G1 X3.G3X2.Y5.R1.G1Y2.G0 Z1.X0. Y0.%Đường chạy daoDụng cụCác lệnh đầu chương trình CNC*Khai báo hệ đo, đo kích thướcVới hệ FANUC việc khai báo đơn vị đo được thực hiện thông qua các lệânh sau:G20 = đơn vị đo là in.G21 = đơn vị đo là mm.Khi kết thúc buổi làm việc, lệnh G20 hay G21 sẽ tiếâp tục tồn tại sang buổi làm việc sau.Trong một số hệ điều khiển khác, thí dụ như hệ FAGOR dùng G70 và G71 thay vì G20 và G21.*G94 – Đơn vị lượng chạy dao F là mm/ph hoặc inch/phG95 - Đơn vị lượng chạy dao F là mm/vg hoặc inch/vgG96 – Tốc độ cắt S có đơn vị là m/ph hay inch/ph, không đổi trên toàn mặt gia công. Khi đường kính gia công thay đổi, số vòng quay của trục chính thay đổi theo.G97 - Tốc độ cắt có đơn vị là vg/ph, không đổi số vòng quay trục chính trong suốt quá trình gia công. Khai báo đơn vị lượng chạy dao F và tốc độ cắt S*Khai báo đơn vị lượng chạy dao F và tốc độ cắt S.Thí dụ:G97 S1500; Số vòng quay trụ chính là 1500 v/ph.G96 S150; Tốc độ cắt là 150 m/ph.Để giới hạn số vòng quay trục chính, dùng lệnh G92. Thí dụ G92 S3500 giới hạn số vòng quay trục chính là 3500 vg/ph.Trong máy phay CNC bán sang Việt nam, cài đặt mặc định là G94 và G97. Khi mở máy là hai lêïnh này có hiệu lực.*Chọn mặt phẳng lập trìnhĐể chọn mặt phẳng lâp trình, dùng các lệnh sau đây:G17 – mặt phẳng XYG18 - mặt phẳng ZX G19 - mặt phẳng YZ Với máy phay CNC, mặt phẳng mặc định là XY, nghĩa là khi bật máy lên máy, lệnh G17 có hiệu lực.*Đơn vị nhập nhỏ nhấtĐơn vị nhập nhỏ nhất là số gia nhỏ nhất mà hệ thống có thể chấâp nhận. Trong hầu hết các hệ điều khiển CNC, số gia nhỏ nhất là 0.001 mm 0.0001 inch0.001o. Một số liệu nhập vào nhỏ hơn các giá trị trên đều được làm tròn.*Thí dụ:*Lập trình tuyệt đối và tương đốiTrước khi cho dung cụ di chuyển, bạn phải chọn cách ghi vị trí các điểm mà dụng cụ phải đi tới. Đối vơi máy phay hệ FANUC có hai cách ghi:G90 X_ Y_Z_ – ghi tọa độ tuyệt đối.G91 X_ Y_Z_ -- ghi tọa độ tương đối.Nên chọn cách ghi tuyệt đối nếu có thể được*Thí dụ lập trình tuyệt đốiDụng cụ đi từ điểm A (30,60,30) tới điểm B(10, 30, 20), Theo cách lập trình tuyệt đối, ta có tọa độ của điểm B sẽ là G90 X10.0 Y30.0 Z20.0 ;(30,60,30)*Theo cách lập trình tương đối, ta có tọa độ của điểm B sẽ là G91 X40.0 Y-30.0 Z-10.0 ;Thí dụ lập trình tương đối*Cho dao trở về điểm chuẩn R của máy Trước khi chạy chương trình CNC hay trước khi đổi dao, phải cho dao trở về điểm chuẩn R Có hai cách cho dao trở về điểm chuẩn R.Bằng tay: nhấn nút HOME trên panel điều khiển.Tự đôïng: dùng lệnh G28. *Cho dao trở về điểm chuẩn R của máy Khi dùng lệnh G28 có thể cho dao đi qua một điểâm trung gian để tránh dao va chạm vào chi tiêt gia công. Thí dụ G28 G91 X50.0 Y0 Z0 ;Trở về điểm chuẩn G28Trở về từ điểm chuẩn G29Điểm chuẩn B - Điểm trung gian A - Điểm bắt đầu trở về điểm chuẩnC - Điểm đích trở về từ điểm chuẩn RBACG28G29G29 X_ Y_ Z_ ;*Nếu có nhiều điểm chuẩn, thì việc trở về điểm chuẩn thứ 2, thứ 3, thứ 4 được thực hiện bởi lệnh G30. Cấu trúc của lệnh như sau:G30 P_ X_ Y_ Z_ trong đó P = 2, 3, 4 là số thứ tự và X, Y, Z là tọa độ tuyệt đối của điểm trung gian.Để kiểm tra điểm chuẩn dùng lệnh G27. Cấu trúc của lệnh như sau:G27 X_Y_ Z_; trong đó X_Y_ Z_ là tọa độ của điểm chuẩn. Khi dùng lệnh này, nếu dụng cụ về đúng điểm chuẩn, đèn hiệu sẽ bật sáng; nếâu không đúng, cảnh báo No. 092 sẽ xuất hiện. *Chọn dụng cụ cắt Trước khi gia công phải thay dao nếu dao trên trục chính không phù hợp. Nguyên tắc của lệnh thay dao được viết như sau:N4 Txx M6Thí dụ:N0020 T01 M6Mỗi dao có chiều dài dao, ký hiệu là Hxx. Giá trị chiều dài dao được xác định tuỳ theo có dùng dao chuẩn hay khôngZ Điểm điều khiểnKhông dùng dao chuẩn*Trục chính phải di chuyển dao lên một lượng bằng chiều dài H01, H02, H03 nên hiệu chỉnh (bù) dao luôn luôn dương H02H01Hiệu chỉnh dao dương (G43 H02)H03Hiệu chỉnh dao dương (G43 H01)Hiệu chỉnh dao dương (G43 H02)Z H00Điểm điều khiểnDùng dao chuẩn*- Khi dùng dao chuẩn: hiệu chỉnh dao bằng 0 (H00)- Khi dùng dao dài hơn, trục chính phải di chuyển lên trên một lượng bằng H01 nên bù dao dương (lên) - Khi dùng dao ngắn hơn, trục chính phải di chuyển xuống dưới một lượng H02, nên bù dao âm (xuống)Dao chuẩnDao Dài hơnDao ngắn hơnH01H02H00Hiệu chỉnh dao dương (G43 H01)Hiệu chỉnh dao âm (G44 H02)*Dụng cụ cắt được gá trên mâm dao (hay đài dao). Đài dao có nhiều ổ dao và được đánh số thứ tự. Phần lớn trường hợp, khi dao gá vào ổ dao nào thì nó sẽ có sẽ mang số của ổ đó. Thí dụ dụng cụ ký hiệu là T01, số offset dao theo chiều dài sẽ là H01, theo bán kính sẽ là D01.Chọn dụng cụ cắt *Chọn dụng cụ cắt H01 sẽ phải được dùng với lệnh G43, G44 để bù lại chiều dài dao.D01 sẽ phải được dùng với lệnh G41, G42 để tâm dụng cụ nằm cách đường lập trình một khỏang bằng giá trị của nóH00, D00 có nghĩa là giá trị offset bằng 0, hay hủy offset dao.*Offset dao theo bán kínhDao phayĐường lập trìnhĐường di chuyển của tâm daoPhôi???Hệ thống CNC phải biết phôi của bạn nằm ở đâuKhoảng cách từ điểm 0 trên phôi đến điểm về 0 của máy phải được xác địnhMuốn vậy phải đo khoảng cách đó theo cả phương X, Y, ZControlOperator areaProgram zeroY+X+X program valueY axis valueZero return positionControlProgram zeroY+X+Zero return positionX00.0000Y00.0000Z00.0000FANUC10MDụng cụ rà cạnhControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-24.9287Y-14.3887Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-24.4544Y-14.3887 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-00.0000Y-14.3887 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-00.1000Y-14.3887 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-00.0000Y-14.3887 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-15.3433Y-22.4674 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-15.3433Y-22.2344 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-15.3433Y00.0000 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-15.3433Y00.1000 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX-15.3433Y00.0000 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX24.0974Y22.1233 Z-18.3283FANUC10MControlProgram zeroY+X+Zero return positionX12.3232Y11.2357 Z-18.3283FANUC10MGán giá trị X&Y cho điểm 0 Còn trục Z thì sao?Điểm 0 của chương trình xác định theo phương Z tuỳ theo việc bù trừ dao được sử dụng như thế nàoĐầu trục chínhĐiểm 0 của phôiVị trí về 0 theo trục ZZ Vị trí về 0 theo trục ZĐầu trục chínhĐiểm 0 của phôiX12.3232Y11.2357Z13.0294FANUC10MX11.4843Y7.4637Z13.0294FANUC10MX11.4843Y7.4637Z1.2544FANUC10MX11.4843Y7.4637Z00.0000FANUC10MX11.4843Y7.4637Z11.7750FANUC10MNhững máy cũ yêu cầu gán điểm 0 trong chương trình(với G92).Những máy mới cho phép gán điểm 0 qua các mã lệnh G54-G59Chúng ta sẽ dùng số đo ở trên cho cả hai trường hợp*Cài đặt gốc tọa độ phôiCó 3 cách cài đặt gốc tọa độ phôi: G92, dùng điểm chuẩn R, G54-G59 và G52Cách 1: Dùng G92. Gốc tọa độ phôi được thiếât lập khi chỉ ra tọa độ hiện tại của mũi dụng cụ cắt. Cách thiết lập này là khá đơn giản và có thể dễ dàng thay đổi khi muốn.*Thí dụZDụng cụ đang ở tại vị trí X25.2 Y23. Bằng cách viết G92 X25.2 Z23.0 ;bạn thiết lập gốc tọa độ phôi tại điểm zero*ControlOperator areaProgram zeroY+X+Zero return position*ControlOperator areaProgram zeroY+X+Zero return position++*Z **+*Dùng lệnh G92 để gán gốc toạ độ lập trình*Thí dụ:Các giá trị đo được:Theo X: 12.3412Theo Z: 9.5423Lệnh:N005 G92 X12.3412 Y11.2364 Z9.5423Theo Y: 11.2364*O0001N010 G90 S1000 M03N015 G00 X1. Y1.N020 G43 H01 Z.1N025 G01 Z-.75 F4.5N030 G00 Z.1N035 G91 G28 X0 Y0 Z0N005 G92 X12.3412 Y11.2364 Z9.5423N040 M30*Khó khăn chính trong việc gán gốc toạ độ trong chương trình:Tất cả các trục phải về vị trí R trong chương trình trước khi chạy chương trình!*Z MeasurementĐúng*Z MeasurementSai*O0001N010 G54 G90 S1000 M03N015 G00 X1. Y1.N020 G43 H01 Z.1N025 G01 Z-.75 F4.5N030 G00 Z.1N035 G91 G28 X0 Y0 Z0N005 G92 X12.3412 Y11.2364 Z9.5423N040 M30N003 G91 G28 X0 Y0 Z0*Sau khi cho dao trở về điểm chuẩn R, bạn dùng mũi dao để rà điểm zero trên phôi. Tọa độ của điểm zero này sẽ được gán cho các mã lệnh G54, G55, G56, G57, G58, G59. Mỗi dao có thể dùng một mã lệânh riêng, thí dụ dao T01 dùng G54, T02 dùng G55, Bản chất của việc này là gán gốc toạ độ lập trình bằng cách chỉ ra vị trí tương đối của nĩ trên phơi so với điểm chuẩn RCách 2. Dùng các mã lệnh G54-G59.*ControlOperator areaProgram zeroY+X+Zero return position*ControlOperator areaProgram zeroY+X+Zero return position--*Z Measurement**-(minus)*Thí dụ đo được:X: 12.3412 Y: 11.2364 Z: 9.5423*Thí dụ đo được:X: 12.3412 Y: 11.2364 Z: 9.5423*Các mã lệnh dùng Gán gôc toạ độ lập trìnhG54 - Gốc toạ độ số 1G55 - Gốc toạ độ số 2G56 - Gốc toạ độ số 3G57 - Gốc toạ độ số 4G58 - Gốc toạ độ số 5G59 - Gốc toạ độ số 6*O0001N010 G90 S1000 M03N015 G00 X1. Y1.N020 G43 H01 Z.1N025 G01 Z-.75 F4.5N030 G00 Z.1N035 G91 G28 X0 Y0 Z0N005 G54N040 M30*Cách 2. Dùng các mã lệnh G52.Dùng G52 để chỉ ra vị trí tọa độ cục bộ so với gốc tọa độ hiện hành Thí dụ, bạn đang dùng G54 làm gốc tọa độ hiện hành và muốn dời gốc tọa độ đến vị trí mới, bạn viết G52 X_ Y_, trong đó X_Y_ là tọa độ tuỵệt đối của gốc tọa độ mới. Để hủy bỏ hệ tọa độ cục bộ, bạn đơn giản viết G52 X0 Y0.*Cách 3. Dùng mã lệnh G52.Điểm chuẩnGốc tọa độ máyHệ tọa độ máyHệ tọa độ phôi)(Hệ tọa độ cục bộ G52)(Hệ tọa độ cục bộ)(Hệ tọa độ phôi thứ 6)*Thay đổi gốc tọa độViệc thay đổi gốc tọa độ hiện tại tới một vị trí mới có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Thí dụ gốc tọa độ phôi hiệân tại là G54. Vị trí hiện tại của dụng cụ là X200 Y160. Bạn muốn dời gốc tọa độ tới vị trí X100 Y60.*Thí dụThí dụ gốc tọa độ phôi hiệân tại là G54. Vị trí hiện tại của dụng cụ là X200 Y160. Bạn muốn dời gốc tọa độ tơi vị trí X100 Y60 Hệ tọa độ phôiVị trí của dụng cụX’ Hệ tọa độ phôi mớiYY’X*Bạn có thể thực hiện theo ba cách sau:G92 X100.0 Y100.0;G52 X100.0 Y60.0;G10 L2 P1 Xo + 100.0 Yo + 60.0 trong đó,Xo Yo là gốc tọa độ cũ được thiết lập bởi G54 so với hệ tọa độ máy,L2 là mã lệnh ký hiệu việc thiết lập gốc tọa độP1 là tham số chỉ số thư tụ của gốc tọa độ.P1 ứng vơi G54, P4 ứng vơi G57, P2 ứng vơi G55, P5 ứng vơi G58, P3 ứng vơi G56, P6 ứng vơi G59* Điều khiển trục chính và bơmTốc độ cắt S phải được chọn trước khi cho dụng cụ quay: thí dụ G97 S1000 Chiều quay trục chính phải được chỉ ra trước khi cho dụng cụ gia công: M03 hay M04Tốc độ di chuyển của dao (hay lượng ăn dao F) phải khai báo trước khi cắt, thí dụ G94 F500Nếu có bơm dụng dịch trơn nguội: M08*Thí dụ một đoạn đầu chương trình%O1001N10 G21 G17 G90 G54 G94 G97N20 G28 G91 X0 Y0 Z0N30 T01 M06N40 G43 H01 Z50.0N50 S1000 M03 M08N60 G41 D01N200 M30%*Tóm lượcChương trình NC có cấu trúc như thế nào?Cấu trúc một dòng lệnh, một từ lệnh?Có những từ nào được dùng trong chương trình NC? Trước khi dụng cụ di chuyển, cần những lệnh gì? Những lệnh cài trước có cần lập trình không?