Tài liệu hướng dẫn CAD/CAM CNC cơ bản

TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy. Bộ môn Công Nghệ Tự Động. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN TN CAD/CAM CNC Cơ bản Tp. HCM tháng 10 năm 2009 - Trang 2- LẬP TRÌNH PHAY CNC VỚI WinNC GE FANUC 21MB 1. Giới thiệu. WinNC GE Fanuc 21 là một modul trong nhóm phần mềm của hãng EMCO với các chức năng: - Điều khiển máy CNC mô hình và máy loại nhỏ được sử dụng chính trong lĩnh vực giáo dục. - Mô phỏng đường quỹ đạo cắt và mô phỏng quá trình cắt gọt 3D qua modul 3Dview. - Hoạt động trên hệ điều hành Windows. - Mô phỏng theo tập lệnh gốc của hệ điều khiển Fanuc 21. 2. Quản lí chương trình. - Tạo chương trình mới: (1) Chọn chế độ soạn thảo chương trình: F1 hoặc chuột phải (Mode Select) > F4 (Edit). (2) F12 (hoặc chuột trái hoặc chuột phải 2 lần) > F4 (PROG). (3) Đặt tên chương trình: bắt đầu bằng kí tự O và kế tiếp là các chữ số, tối đa là 4 chữ số. Ví dụ: O1, O500, O5500. (4) Nhấn Enter. Màn hình trở về chế độ soạn thảo. - Mở chương trình đã có trong máy: (1) Chọn chế độ soạn thảo chương trình. Trong màn hình soạn thảo: F3 (PRGRM) soạn thảo chương trình, F4 (DIR) xem các chương trình đang có trong máy. (2) Nhập tên chương trình cần mở. (3) Nhấn phím mũi tên phải hoặc quay xuống để mở chương trình. - Các chương trình được tạo ra nằm trong thư mục: *:\WinNC32\FANUC21.M\PRG (*: Partition cài đặt phần mềm). Chương trình có thể chỉnh sửa được bằng các phần mềm soạn thảo văn bản. Chú ý: - File do chương trình tạo ra không có phần mở rộng. - Chữ O và số 0 dễ gây nhần lẫn nên để phân biệt nhau, số 0 có thêm nét gạch chéo hoặc dấu “.” ở giữa. 3. Nhập chương trình. - Trang 3- - Nhập các kí tự và nhấn Enter , các kí tự sẽ được chèn vào bên phải của dấu nháy. - Nhập các kí tự và nhấn phín Insert, các kí tự sẽ thay thế kí tự tại dấu nháy. - Di chuyển dấu nháy bằng phím mũi tên. - Nhấn Enter để xuống dòng và ghi câu lệnh mới. - Block numbers (hay Sequence numbers) sẽ được tự động tạo ra mỗi khi xuống dòng cuối cùng, được dùng để đánh dấu câu lệnh. Mỗi khi chạy chương trình, chương trình sẽ từng câu lệnh từ trên xuống dưới, kí tự đánh dấu chỉ dùng để tìm dòng lệnh bị lỗi và kiểm tra chương trình dễ dàng hơn. - Chèn câu ghi chú bên trong cặp dấu (). - Khi tạo ra chương trình, chương trình mặc định dòng đầu tiên là tên của chương trình đó, nếu ghi câu ghi chú kế tiếp và cùng dòng thì khi chọn F4 (DIR) - liệt kê các chương trình, sẽ thấy câu ghi chú của tên chương trình (để dễ dàng phân biệt các chương trình với nhau). 4. Cài đặt các thông số mô phỏng. a. Cài đặt chuẩn phôi: F12 > F5 (Offset) > F5 (W.SHFT). - Có 6 chuẩn để đặt chuẩn phôi (G54 đến G59) và một chuẩn hiệu chỉnh 00 EXT (luôn cộng vào các giá trị ở các trục tương ứng của các chuẩn khác khi chạy chương trình). - Mỗi điểm chuẩn là độ lệch tương ứng của điểm gốc phôi so với chuẩn máy. Khi lập trình chọn chuẩn nào thì phải nhập giá trị độ lệch vào vị trí tương ứng. Khi mô phỏng, chỉ cần nhập vào một giá trị thích hợp (nằm trong vùng làm việc của máy). b. Cài đặt chế độ mô phỏng 3D: - Mở chế độ 3D View: F12 > F11 (hoặc nhấp chuột trái vào dấu “>” trên góc phải màn hình) > F3: GRAPH > F11 (hoặc “>”) > F3: 3D View (từ lần thứ 2 chỉ cần nhấn F12 > F11 > F3). Màn hình trở về trang cài đặt mô phỏng. - Các thông số trong màn hình cài đặt mô phỏng 3D View General: Biến Giá trị Ý nghĩa RESOLUTION Độ phân giải khi mô phỏng 0 Độ phân giải thấp. 1 Độ phân giải trung bình. 2 Độ phân giải cao. WAIT STATES 1 ~ 99 Thời gian dừng giữa mỗi câu lệnh (làm chậm quá trình mô phỏng). Nhập số càng lớn, thời gian dừng càng - Trang 4- nhiều. Tool Presentation Cài đặt sự xuất hiện của dụng cụ cắt khi mô phỏng. 0 Không hiện dao 1 Hiển thị dao. Collision Detection Phát hiện va chạm giữa dụng cụ cắt và đồ gá hoặc của phần không cắt gọt trên dụng cụ cắt và phôi. 0 Không báo lỗi 1 Dừng chương trình và báo lỗi. Clamping Device Cài đặt sự xuất hiện của đồ gá khi mô phỏng 0 Không hiển thị đồ gá. 1 Đồ gá kẹp chặt bằng tay. 3 Đồ gá tự động (có thể lập trình sự đóng mở) View Mode Kiểu hiển thị mô phỏng 0 Kiểu mô phỏng bình thường. 1 Kiểu mô phỏng khung giây, hiện nét khuất. 2 Kiểu mô phỏng khung giây, ẩn nét khuất 3 Mô phỏng phôi dạng trong suốt. c. Cài đặt dụng cụ cắt gọt: - Trong trang 3D View chọn Tools. - Trong cửa sổ Tool Selection, phần phía bên trên có con nháy màu vàng hiển thị chữ Tool Holder tượng trưng cho ổ chứa dao trên máy, các số mà con nháy màu vàng đang hiển thị là vị trí cần chọn dao, trong chương trình khi gọi dao tại vị trí nào thì khi mô phỏng phải chọn dao tại vị trí đó. - Phần phía dưới cửa sổ là Tool Library, là thư viện dao của phần mềm. Các thông số của dao bao gồm:  Holder Diameter (HD): đường kính phần cán lắp dao.  Shank Diameter (SD): đường kính cán dao.  Tool Diameter (D): đường kính dao (phần cắt gọt).  Angle (TA): góc đầu giữa các lưỡi cắt (đối với mũi khoan, dao vát cạnh…)  Edge Length (FL): chiều dài phần lưỡi cắt.  Tool Length (TL): Chiều dài dao sau khi lắp vào cán (tính từ mũi dao đến phần cán lắp).  Total Length (OL): tổng chiều dài của dao sau khi lắp (tính từ mũi đến chuẩn lắp dao).  Tool Radius (TR): Bán kính đầu mũi lưỡi cắt.  Milling Width (TT): bề dày phần lưỡi cắt (đối với dao phay mặt). - Các loại dao trong thư viện: - Trang 5-  Twist Drill: mũi khoan xoắn.  Start Drill: mũi khoan mồi.  Tap: mũi ta rô.  Endmill: dao phay ngón.  Chamfer: dao vát cạnh.  Face mill: dao phay mặt phẳng.  Spherical Cutter: dao phay đầu cầu (bán kính đầu mũi khoan bằng bán kính dao)  Disk milling cutter: dao phay đĩa. - Để chọn dao, di chuyển con nháy đến vị trí cần lấy dao: nhấn phím F3, F4 hoặc mũi tên , để di chuyển con nháy, đến vị trí nào thì số 0 tại vị trí đó sẽ nhấp nháy. Dùng phím F5, F6 hoặc mũi tên , để xem các dao trong thư viện, khi muốn đưa dao trong thư viện vào ổ dao nhấn phím F7 hoặc nhập số Tool number tương ứng và nhấn Enter. - Khi lập trình sử dụng hiệu chỉnh bán kính dao: phải nhập giá trị bán kính dao vào ô nhớ tương ứng trong trang Offset (F12 > F3: Offset). Ví dụ: dao có đường kính Þ10, gọi G42 D12 thì phải nhập 5 vào ô nhớ No. 12. d. Cài đặt thông số phôi. - Trở lại trang 3D View (F12 > F11 > F3) chọn F4 WORKP. - Các giá trị lệch chuẩn M – W được nhập dựa vào tọa độ phôi trong chương trình và trong W.SHFT. Ví dụ 1:  Phôi kích thước 50x50x15 mm. Chuẩn lập trình đặt tại tâm, mặt trên phôi.  Trong chương trình gọi G54, chuẩn phôi nhập trong G54 là 00 (EXT) X=0 G54 X=100 Y= 0 Y= 50 Z=0 Z=30  Nhập lệch chuẩn tương ứng trong trang WORKP.: X=100, Y=50, Z=30. Các kích thước từ chuẩn W ra đến các cạnh là X+25, X-25, Y+25, Y-25. Ví dụ 2:  Phôi có kích thước 100x70x20.5 mm. Chuẩn lập trình đặt tại tâm, nằm dưới mặt phôi 0.5 mm.  Trong chương trình gọi G55, chuẩn nhập trong G55 là: 00 (EXT) X=50 G55 X=120 Y= 35 Y= 60 - Trang 6- Z=-0.5 Z=50  Nhập lệch chuẩn trong trang WORKP.: X=120, Y=60, Z=50. Các kích thước từ chuẩn W ra đến các cạnh là X+=100, X-=0, Y+=70, Y-=10, bề dày phôi 20.5. Ví dụ 3:  Phôi kích thước 100x80x21 mm. Chuẩn lập trình đặt tại tâm, nằm dưới mặt phôi 1 mm.  Trong chương trình gọi G57, chuẩn nhập trong G57 là: 00 (EXT) X=0 G57 X=130 Y= 0 Y= 70 Z=0 Z=35  Nhập lệch chuẩn trong trang WORKP.: X= …………, Y=…………, Z=………… Các kích thước từ chuẩn W ra đến các cạnh là X+=…………, X-=…………, Y+=…………, Y-=…………, bề dày phôi …………. e. Mô phỏng quá trình cắt gọt: - Trở lại cửa sổ 3D View General, chọn F6 (Simulation) để mô phỏng quá trình cắt gọt. - Để mô phỏng từng câu lệnh: nhấn phím * bên nhóm phím số, trên máy tính xách tay nhấn phím Fn+P. - Khi xảy ra lỗi, nhấn F12 > F7 (ALARM) để kiểm tra lỗi, trở lại chương trình, nếu lỗi thuộc về cú pháp (Syntax Error) hoặc lỗi cấu trúc hay sai trị số (Wrong Value) thì con nháy sẽ nhảy về dòng tương ứng. - Nhấn phím ESC trên bàn phím để xóa lỗi. 5. Tổng hợp các chức năng hiển thị trên màn hình. Các phím chức năng (F12): POS Hiển thị giá trị tọa độ của các trục và bàn máy. ALARM, MSG, HISTORY Tình trạng vận hành của máy. ABS, REL, ALL Các gốc tọa độ của hệ điều khiển. PROG Chế độ lập trình. PRGRM Xem, soạn thảo chương trình. DIR Thư mục lưu các chương trình trong máy. OFFSET Thiết lập các chuẩn để gia công. OFFSET Lưu trữ các giá trị chiều dài và bán kính của dao phay. SETTING Cài đặt chuẩn giao tiếp với băng đột lỗ. W.SHFT Lưu trữ các chuẩn chi tiết trên bàn máy (G54-G59). SYSTEM Cài đặt các thông số hệ thống - Trang 7- PARAMETER Cài đặt đơn vị, chuẩn giao tiếp. SYSTEM Hiển thị phiên bản của các phần mềm trong hệ thống. ALARM Thông tin cảnh báo, báo lỗi của hệ thống. GRAPH Mô phỏng chương trình. PARAM Cài đặt mô phỏng 2D. EXEC Mô phỏng quỹ đạo cắt. SCALE Điều chỉnh tỉ lệ hiển thị trên màn hình. 3DVIEW Mô phỏng cắt gọt 3D. Các chức năng chính trong 3DVIEW TOOL Cài đặt các thông số dao trong mô phỏng POS. ± Vị trí dao khi mô phỏng (tương ứng với chương trình). TOOL. ± Vị trí dao trong thư viện. TAKE Đưa dao từ thư viện vào vị trí đang được chọn. WORKP Cài đặt các thông số phôi. VIEW Chọn hướng quan sát khi mô phỏng. FIXT Hướng gá phôi trên bàn máy. GRAPH Chuyển về mô phỏng quỹ đạo dao. SIMUL. Mô phỏng 3D. Chế độ vận hành máy (F1). MEM Gia công chương trình từ bộ nhớ của máy. EDIT Chỉnh sửa, lập trình. MDI Vận hành nhanh các câu lệnh không cần chương trình. JOG Điều khiển các trục ở chế độ không cắt gọt. REF Trở về chuẩn máy. INC 1 INC 1000 Di chuyển các trục chính xác (INC 1 = 1/1000 mm). 6. Cài đặt ngôn ngữ và máy CNC mô phỏng. Phần mềm cho phép thay đổi các ngôn ngữ hiển thị trong màn hình của hệ điều khiển. Để thay đổi ngôn ngữ hiển thị, trong Start Menu > EMCO> WinNC - EMConfig WinNC > Control Choice: GE Fanuc Series 21M. o Configuration: Cài đặt chung.  Control Language: Thay đổi ngôn ngữ màn hình hệ điều khiển.  System of measurement: Đơn vị đo.  Work Piece Program Directory: Thư mục lưu trữ chương trình.  Import/Export Directory: Thư mục xuất, nhập cơ sở dữ liệu.  Machine: kiểu máy CNC mô phỏng. Để thực hiện được chu trình Taro, chọn các Model máy MILL105 trở lên. o 3D View: Cài đặt khi mô phỏng 3D.  3D View Tool Generator: ngôn ngữ màn hình quản lý dao cụ. - Trang 8-  Choose fixture: kiểu đồ gá hiển thị khi mô phỏng. 7. Quản lý thư viện dụng cụ cắt gọt. Mặc định khi cài, thư viện dao của phần mềm chỉ chứa một số lượng dao nhất định. Để tạo mới một dao trong thư viện, vào Start Menu > EMCO> 3D Tool Generator:  Geometry: các thông số hình học của dao cắt.  General: các thông số công nghệ của dao cắt.  Machines: hiển thị dao khi mô phỏng trên các máy. Chú ý: - Dao tạo ra phải theo tiêu chuẩn (thông dụng trên thị trường). - Nên đổi màu của dao để khi mô phỏng dễ phân biệt các lớp cắt với nhau, đặc biệt là dao vát cạnh (Chamfer). - Chọn 3D on để xem trước dao được tạo ra. Chọn Store để lưu dao được tạo ra hay chỉnh sửa. - Phải tắt phần mềm WinNC khi tạo dao, và chọn máy. 8. Các bước lập trình cơ bản: - Phân tích bản vẽ. Lựa chọn dụng cụ cắt. - Lập phiếu công nghệ, lập bảng hệ thống tọa độ. - Lập trình:  Thiết lập các thông số công nghệ.  Lựa chọn dao cụ, bù trừ chiều dài, bán kính (nếu cần).  Chọn chế độ cắt.  Nhập chương trình. - Mô phỏng:  Thiết lập chuẩn chi tiết, chuẩn gia công.  Thiết lập kích thước và vị trí phôi mô phỏng. - Trang 9-  Thiết lập dụng cụ cắt.  Cài đặt chế độ mô phỏng.  Mô phỏng chương trình.