LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 Học viên Huỳnh Hà Nghiêm Trang ii LỜI CẢM ƠN Sau gần hơn sáu tháng thực hiện luận văn “Công nghệ lập trình gia công trên máy CNC nhiều trục sử dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao APT” đến nay đã hoàn thành.
Ngoài những cố gắng, nổ lực của chính bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự khích lệ rất nhiều từ gia đình, bạn bè, quý thầy cô. Trong quá trình thực hiện đề tài đƣợc sự giúp đỡ tận tình của thầy TS Đặng Thiện Ngôn, thầy đã dành nhiều thời gian, tâm huyết và nhiệt tình hƣớng dẫn, định hƣớng, góp ý, động viên, khích lệ tôi trong suốt thời gian làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn cho tôi trong thời gian qua. Cảm ơn quý thầy cô khoa Cơ Khí Máy đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm đề tài đến khi hoàn thành.
Tuy nhiên vì nhiều lý do, đề tài không thể tránh khỏi những sai sót và hạn chế. Vì thế rất mong sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Đặng Thiện Ngôn đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài. iii TÓM TẮT Công nghệ lập trình gia công trên các máy điều khiển số hiện nay là đề tài đƣợc nhiều nhà lập trình quan tâm nghiên cứu.
Các nhà lập trình đã sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau để lập trình cho các máy điều khiển số nhƣ G-code, APT,…. Trong đó ngôn ngữ lập trình bậc cao APT đã và đang đƣợc sử dụng phổ biến và có vai trò quan trọng. Lập trình gia công cho các máy CNC nhiều trục bằng các phần mềm CAM hiện đại đòi hỏi chi phí đầu tƣ cao và việc sử dụng cũng khá phức tạp. Vì vậy việc nghiên cứu sử dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao APT để lập trình gia công trên máy CNC nhiều trục cho phép giảm chi phí đầu tƣ và có tính vạn năng.
Luận văn đã tập trung nghiên cứu ứng dụng ngôn ngữ lập trình APT, đề xuất phƣơng pháp luận lập trình để lâp trình gia công chi tiết trên máy CNC nhiều trục (3, 4 trục). Để kiểm tra tính đúng đắn của chƣơng trình gia công đƣợc lập bằng ngôn ngữ APT, phần mềm CIMCO Edit đã đƣợc sử dụng để dịch mã nguồn APT sang G-code và kiểm tra gia công thực tế trên máy CNC. Kết quả gia công hoàn hảo cho thấy việc ứng dụng ngôn ngữ APT để lập trình gia công trên máy CNC nhiều trục là khả thi. iv ABSTRACT Programming technology machining on numerically controlled machines are now the subject of much research interest programming.
The developers have used many different programming languages to program the numerical control machine G- code, APT, etc. In high-level programming language that APT has been widely used and plays an important role. Processing for programming multi-axis CNC machines with modern CAM software requires high investment costs and the use of quite complex. So the researchers used high-level programming language APT programming for machining on multi-axis CNC machine for reducing investment costs and universal.
This thesis has focused on applied research APT programming language, programming methodology proposed for programming CNC machine detail on many axis (3, 4). To check the correctness of the program shall be set out in the APT language, CIMCO Edit software was used to translate the source code APT to G- code and check the actual processing on CNC machines. Perfect processing results show that the application of the APT language for programming on CNC multiple axes is feasible. v MỤC LỤC TRANG Trang tựa Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học.
i Lời cam đoan. ii Lời cảm ơn. vi Danh sách các hình. x Danh sách các bảng.
xv LÝ LỊCH KHOA HỌC. i LỜI CAM ĐOAN. ii DANH MỤC CÁC HÌNH. x DANH MỤC CÁC BẢNG.
xv Chƣơng 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc.1 Nghiên cứu ngoài nƣớc .2 Nghiên cứu trong nƣớc.2 Tính cấp thiết của đề tài .3 Mục tiêu và đối tƣợng nghiên cứu .2 Đối tƣợng nghiên cứu .4 Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu .1 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu .5 Phƣơng pháp nghiên cứu. 7 Chƣơng II.1 Định nghĩa hình học cho ngôn ngữ lập trình APT .1 Định nghĩa điểm .2 Định nghĩa đƣờng thẳng .3 Định nghĩa đƣờng tròn .4 Định nghĩa mặt phẳng .5 Các dạng đƣờng CONIC .2 Thiết lập đƣờng chạy dao cho ngôn ngữ lập trình APT .1 Lập trình với đƣờng chạy dao point to point .2 Các bề mặt kiểm soát .3 Những thay đổi với bề mặt Check .4 Lệnh START - UP .5 Lập trình với đƣờng chạy dao CONTINOUS – PATH .6 Lệnh thiết đặt dung sai .3 Câu lệnh hậu xử lý (postprocessor) cho ngôn ngữ lập trình APT .1 Các thiết lập hậu xử lý .2 Các câu lệnh bổ trợ .4 Hệ thống xử lý chƣơng trình nguồn APT .1 Bộ xử lý APT .2 Tiến trình xử lý chƣơng trình nguồn APT. 68 Chƣơng III. CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH PHAY CNC BA TRỤC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO APT.1 Thiết kế chi tiết .2 Lập bảng quy trình công nghệ .1 Phân tích chi tiết .2 Đặc điểm xây dựng bề mặt .3 Tiến hành lập trình gia công APT trên máy ba trục .1 Các lệnh mô tả hình học thƣờng sử dụng .2 Các lệnh thiết lập đƣờng chạy dao thƣờng sử dụng .3 Các lệnh hậu xử lý thƣờng sử dụng .4 Kiểm tra chƣơng trình .5 Dịch sang G-code .7 Đo lƣờng và kiểm tra .8 Áp dụng công nghệ lập trình phay CNC ba trục sử dụng APT vào gia công chi tiết logo SPKT 1 .1 Thiết kế chi tiết logo SPKT 1 .2 Lập bảng quy trình công nghệ gia công chi tiết logo SPKT 1.3 Lập trình gia công lo go SPKT 1 sử dụng APT.4 Kiểm tra chƣơng trình APT .5 Dịch sang G-code .6 Gia công logo SPKT1 .1 Giai đoạn chuẩn bị .2 Tiến hành gia công logo SPKT1 .3 Sau khi gia công xong .7 Đo lƣờng và kiểm tra.
129 Chƣơng IV. CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH PHAY CNC BỐN TRỤC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO APT .1 Thiết kế chi tiết .2 Lập bảng quy trình công nghệ .3 Lập trình theo APT trên máy bốn trục .1 Phân tích chi tiết .2 Đặc điểm xây dựng bề mặt .1 Mô hình hóa đƣờng cong .2 Mô hình hóa mặt cong.3 Tiến hành lập trình gia công .1 Các lệnh mô tả hình học thƣờng sử dụng .2 Các lệnh thiết lập đƣờng chạy dao thƣờng sử dụng .3 Các lệnh hậu xử lý thƣờng sử dụng .4 Kiểm tra chƣơng trình APT .5 Dịch sang G-code .7 Đo lƣờng và kiểm tra .8 Áp dụng công nghệ lập trình phay CNC bốn trục sử dụng APT vào lập trình gia công chi tiết logo SPKT 2 .1 Thiết kế chi tiết logo SPKT2 .2 Lập bảng quy trình công nghệ gia công chi tiết logo SPKT 2.3 Lập trình gia công chi tiết logo SPKT 2 dựa vào APT.4 Kiểm tra chƣơng trình APT .5 Dịch sang G-code .6 Gia công chi tiết logo SPKT 2 .1 Giai đoạn chuẩn bị .2 Tiến hành gia công chi tiết logo SPKT 1.3 Sau khi gia công xong .7 Đo lƣờng và kiểm tra. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .1 Các kết quả đạt đƣợc của đề tài. 201 TÀI LIỆU THAM KHẢO.204 ix DANH MỤC CÁC HÌNH TRANG Hình 2.1: Điểm đƣợc xác đinh bởi tọa độ vuông góc [9] .2: Điểm đƣợc xác đinh bởi tọa độ cực [9] .3: Điểm đƣợc xác đinh từ điểm tham chiếu [9] .4: Điểm đƣợc xác đinh theo tâm của đƣờng tròn [9] .5: Điểm là giao của đƣờng tròn và đƣờng thẳng đi qua tâm [9] .6: Điểm xác định từ một giá trị góc, đƣờng tròn cho trƣớc và điểm tham chiếu trên đƣờng tròn đó [9] .7: Điểm đƣợc định nghĩa bởi giao của các đƣờng thẳng cho trƣớc [9] .8: Điểm đƣợc xác định bởi giao của đƣờng thẳng và đƣờng tròn [9] .9: Điểm đƣợc xác định bởi giao của hai đƣờng tròn [9] .10: Điểm đƣợc xác định bởi giao của ba mặt phẳng [9] .11: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa qua hai điểm [9] .12: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa dựa trên trục tọa độ với khoảng offset [9] .13: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa qua điểm và tạo với trục tọa độ một góc [9] .14: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa qua điểm và song song hoặc vuông góc với một đƣờng thẳng khác [9].15: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa bởi chiều nghiêng hoặc góc tạo với trục chính một đoạn chắn trên trục [9] .16: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa đƣờng song song và khoảng cách offset [9].17: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa đi qua một điểm và tiếp tuyến với một đƣờng tròn [9] .18: Hai đƣờng thẳng L1 và L2 là tiếp tuyến của đƣờng tròn C1 và hợp với trục X một góc 300 [9] .19: Đƣờng thẳng đƣợc định nghĩa là tiếp tuyến của đƣờng tròn và tạo với đƣờng thẳng cho trƣớc một góc xác định [9].20: Đƣờng thẳng định nghĩa là tiếp tuyến của hai đƣờng tròn [9] .21: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi tâm và bán kính [9] .22: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi điểm tâm và một điểm trên chu vi [9] .23: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi 2 điểm trên chu vi và giá trị bán kính cho trƣớc [9] .24: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi điểm tâm và đƣờng thẳng tiếp tuyến [9] .25: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi điểm tâmvà đƣờng tròn khác tiếp xúc [9] .26: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi 2 điểm tiếp tuyến giao nhau và gá trị bán kính đƣợc xác định [9] .27: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi một tiếp tuyến, một điểm trên chu vi và giá trị bán kính của nó [9] .28: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa khi nhân 3 đƣờng thẳng làm tiếp tuyến [9] .29: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa khi biết giá trị bán kính và tiếp xúc với một đƣờng thẳng hay một đƣờng tròn khác [9] .30: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa bởi 2 đƣờng tròn tiếp xúc và giá trị bán kính xác định của nó [9] .31: Đƣờng tròn đƣợc định nghĩa đi qua một điểm, tiếp xúc với một đƣờng tròn cho truớc và có giá trị bán kính xác định [9] .32: Mặt phẳng đƣợc định ra bởi ba điểm phân biệt không thẳng hàng [9] .