GIÁO TRÌNH CAD CAM PHẦN 3 điều KHIỂN số sự KHỞI đầu của CAM CHƯƠNG 8

Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

CHƯƠNG 8
LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
(NC PART PROGRAMMING)
8.1. Khái niệm:

Lập trình NC: Là thủ tục trong đó các bước công nghệ thực hiện trên máy NC

được thiết kế và được viết thành văn (dưới dạng mã G, M, T, S, F, X, Y, Z,…). Việc lập
trình gồm cả việc đục băng lỗ (hoặc một kiểu thiết bò nhập chương trình khác) để đưa
chương trình vào máy NC để thực hiện việc gia công.
Để lập trình NC có 2 phương pháp :
- Bằng tay
- Nhờ máy tính
Trong chương này chúng ta sẽ nói về cả hai phương pháp với việc nhấn mạnh phương
pháp thứ 2.
Trước khi nói về lập trình ta hãy tìm hiểu xem băng lỗ là gì.

8.2. Băng đục lỗ trong NC

Chương trình gia công muốn được biến thành trình tự hoạt động của máy công cụ
phải thông qua một phương tiện trung gian chứa chương trình và thiết bò điều khiển có
thể hiểu được nó. Phương tiện trung gian thông dụng nhất là băng lỗ. Băng lỗ được tiêu
chuẩn hoá để các máy đục lỗ và các máy đọc băng lỗ có thể dùng được. Băng có bề
rộng là 1 inch. Băng lỗ điển hình được vẽ trên hình 8.1

Hình 8.1. Băng lỗ dùng trong NC được tiêu chuẩn hoá
bởi Electronic Industries Association.
CAD/CAM

104


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Có hai phương pháp chuẩn bò băng lỗ:
- Bằng thiết bò đục băng lỗ giống như máy đánh chữ (hình 8.2), dùng khi lập
trình bằng tay. Người sử dụng máy đục trực tiếp băng lỗ theo tờ lập trình viết
bằng tay của người lập trình.
- Nhờ máy tính. Máy tính sẽ tạo ra băng lỗ trực tiếp bằng cách sử dụng thiết bò
đục băng lỗ.
Sau khi băng lỗ được hình thành, nó sẽ được được đưa vào máy đọc băng trong các máy
NC truyền thống. Mỗi lần khi gia công một chi tiết, máy sẽ đọc lần lượt từng dòng lệnh.
Khi máy thực hiện một dòng lệnh thì dòng tiếp theo được đọc và được lưu vào bộ nhớ
đệm. Việc này làm cho hệ thống hoạt động hiệu qủa hơn. Khi dòng lệnh cuối cùng
được đọc, băng được quay ngược trở lại về đầu chương trình để sẵn sàng cho việc gia
công chi tiết tiếp theo.

Hình 8.2. Thiết bò dùng để chuẩn bò băng lỗ

8.3. Mã hóa và tạo dạng băng lỗ

Mã hóa băng NC

Như chúng ta thấy trên hình 8.1 dọc theo băng có 8 hàng lỗ. Có một hàng thứ 9
nữa nằm giữa hàng thứ 3 và thứ 4 nhưng lỗ nhỏ hơn. Nó dùng để kéo băng.
Trên hình 8.1 bạn thấy hầu như chỗ nào cũng có lỗ. Tuy nhiên việc mã hóa băng
được thực hiện bằng cách cho băng có lỗ hay không có lỗ tại mỗi vò trí. Do có hai điều
kiện có và không cho nên hệ thống mã hóa này gọi là hệ nhò phân.Với hệ này bất cứ

con số nào của hệ đếm thập phân cũng được mã hóa. Hệ thống mã hóa băng NC
không chỉ mã hóa chữ số mà còn mã hóa các chữ alphabet và những ký hiệu khác.
Tám cột lỗ trên băng đủ để mã hóa bất kỳ ký hiệu nào.

Cách hình thành các lệnh.

CAD/CAM

105


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Một số nhò phân gọi là 1 bit. Nó có 2 gía trò là 1 và 0 tuỳ theo sự hiện diện của lỗ
hay không trên băng ở vò trí hàng và cột xác đònh. Hàng nằm ngang băng còn cột nằm
dọc băng. Qua sự sắp xếp số lỗ trên một hàng, một ký tự được hình thành. Mỗi ký tự là
sự phối hợp của các bits. Ký tự có thể là số, chữ hay ký hiệu khác. Một từ là tập hợp
các ký tự và được dùng để tạo nên một phần của câu lệnh. Các từ NC điển hình là vò trí
X, Y, tốc độ cắt, v.v… Tập hợp các từ tạo nên một block. Tập hợp các block tạo nên
một chương trình hoàn chỉnh. Thí dụ trong nguyên công khoan, một block có thể chứa
thông tin về tọa độ X, Y của lỗ, tốc độ quay của mũi khoan và lượng ăn dao dọc trục
mũi khoan.
Để ngăn cách các block, ký hiệu End-Of-Block (EOB) được dùng (theo tiêu chuẩn
EIA). Đây là lỗ ở hàng thứ 8. Máy đọc nạp dữ liệu từ băng vào bộ nhớ đệm theo từng
block. Nghóa là mỗi lần nó đọc một dòng lệnh hoàn chỉnh.

Các từ lệnh NC (Words):

Dưới đây là danh sách các từ được dùng để tạo nên block. Không phải máy NC
nào cũng dùng hết các từ. Cách viết từ ở các máy NC khác nhau có thể khác nhau. Nhìn

chung thứ tự từ trong một block là như sau:
N - Thứ tự block
G- Chuyển động (preparatory functions)
X, Y, Z, - Tọa độ
F – Lượng ăn dao
S – Tốc độ cắt
T – Dụng cụ
M – Hàm phụ
; (EOB) – kết thúc dòng lệnh

8.4. Lập trình NC bằng tay

Để lập trình bằng tay, người lập trình dùng một phiếu gọi là Bản thảo chương
trình NC. Các dòng lệnh phải được viết thật chính xác vì băng lỗ được hình thành trực
tiếp từ bản thảo này. Tuỳ theo dạng máy công cụ và dạng băng lỗ, bản thảo chương có
thể khác nhau. Thí dụ bản thảo chương cho máy khoan điểm với hai tọa độ sẽ khác so
với loại máy phay đường cong 3 tọa độ. Bản thảo là danh sách liệt kê các vò trí tương
đối giữa dụng cụ cắt và phôi. Nó cũng có thể bao gồm các lệnh chuẩn bò (G code), lệnh
phụ (M code), tốc độ (S), lượng ăn dao (F), tất cả những gì cần cho việc điều khiển máy
NC.
Công việc lập trình bằng tay có thể chia ra làm hai loại: Theo điểm và theo
đường cong. Lập trình bằng tay rất thích hợp cho việc điều khiển điểm-điểm, trừ khi
công việc qúa phức tạp và rất nhiều lỗ. Nhưng nếu dùng cho các công việc như gia công
các đường cong phức tạp thì lại rất không nên vì mất nhiều thì giờ. Vì thế khi lập trình
bằng tay ta chỉ nói đến việc lập trình cho công việc điểm- điểm. Khi gia công theo
đường cong thì dùng máy tính sẽ thích hợp hơn.
Để hiểu được lập trình bằng tay là thế nào, tay hãy xem thí dụ sau đây.

CAD/CAM

106


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Thí dụ 8.1

Cho rằng ta cần phải lập trình để gia công 3 lỗ trên máy khoan NC. Hình vẽ chi
tiết gia công được cho trên hình 8.3.

Hình 8.3 Bản vẽ chi tiết cho thí dụ 8.1
Quy trình khoan là:
Lúc đầu khoan 3 lỗ đường kính 31/64 in. với số vòng quay 592 rpm và lượng ăn
dao 3.55 in./min.
Sau khi khoan thay mũi khoan bằng mũi doa đường kính 0.5 in. với số vòng
quay là 382 rpm và lượng ăn dao là 3.82 in./min.
Hệ thống có điểm 0 di động và vò trí là tuyệt đối.
Bước đầu tiên khi chuẩn bò chương trình là xác đònh các trục tọa độ so với chi
tiết gia công. Cho rằng các cạnh bên của phôi đã được gia công trước khi khoan. Chúng
ta chọn góc trái dưới của phôi làm gốc tọc độ. Các tọa độ được cho trên hình 8.4. Bản
thảo chương trình hoàn chỉnh được cho trên hình 8.5

CAD/CAM

107


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Hình 8.4. Hệ tọa độ được xác đònh cho chi tiết trong thí dụ 8.1

Hình 8.5 Phiếu thảo chương trình cho thí dụ 8.1
Dòng đầu tiên là tọa độ X, Y của điểm zero. Người vận hành cho băng vào và
đọc block đầu tiên vào trong hệ thống. Một block là một dòng lệnh trong bản thảo.
Dụng cụ sau đó được đònh vò tại điểm xuất phát trên bàn máy. Người vận hành sau đó
nhấn nút zero để thiết lập gốc tọa độ trên máy.
Dòng tiếp theo là RWS – ReWind Stop. Tín hiệu này được mã hóa thành 3 lỗ
trên cột 1, 2, 4 ở trên băng. Tín hiệu này dừng băng sau khi được quay lại. Dòng cuối
cùng có chứa mã M30 dùng để quay băng trở về đầu chương trình sau khi hết chương
trình. Mã M06 dùng để dừng chương trình cho người vận hành thay dao. Mã M13 dùng
để quay trục chính đồng thời bật dung dònh trơn nguội. Chú ý ở dòng cuối cùng dụng cụ
đã được dưa ra ngoài vùng gia công để thay phôi.

8.5. Lập trình nhờ máy tính.

Dùng khi gia công những bề mặt phức tạp mà việc lập trình bằng tay sẽ rất lâu
và không xác đònh.

Công việc của người lập trình:

1/ Xác đònh hình học của chi tiết.
2/ Xác đònh trình tự gia công, đường đi của dao và chế độ gia công

CAD/CAM

108


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC

Lê Trung Thực
Chi tiết dù phức tạp đến cỡ nào cũng được hình thành từ những phần tử hình học
cơ sở. Chúng ta hãy lấy một chi tiết mẫu như trên hình 8.6 làm thí dụ.
1.75

4.5
1.125R
1.0
1
1.625

2.5
6.00

Hình 8.6. Chi tiết mẫu, giống như những chi tiết khác, có thể được xác đònh bằng
các phần tử hình học cơ sở như điểm, đường thẳng và đường tròn.

Mặc dù vẻ ngoài của chi tiết có vẻ hơi méo mó, đường bao của nó hình thành từ
những đường thẳng giao nhau và một phần đường tròn. Các lỗ bên trong chi tiết được
xác đònh bở tâm điểm và bán kính của nó. Hầu như phần tử nào được người thiết kế
nghó ra cũng có thể được mô tả bởi các điểm, đường thẳng và đường tròn. Mặt phẳng,
mặt trụ và các mặt khác được xác đònh bằng toán học. Nhiệm vụ của người lập trình là
đánh số các phần tử mà từ đó chi tiết được hình thành. Mỗi một phần tử hình học phải
được nhận diện và kích thước và vò trí của phần tử phải được xác đònh rõ ràng.
Sau khi xác đònh hình học của chi tiết, người lập trình xây dựng đường di chuyển
dao để gia công chi tiết. Đường di chuyển dao là trình tự di chuyển con dao gia công
từng bước một. Chuyển động này được thực hiện dọc theo phần tử hình học mà ta đã
xác đònh từ trước. Người lập trình có thể sử dụng nhiều lệnh chuyển động để điều khiển
dao dọc theo bề mặt của chi tiết, tới một điểm để khoan lỗ, v.v… Ngoài hình học của
chi tiết và các câu lệnh chuyển động, người lập trình còn phải đảm bảo những câu lệnh

khác để điều khiển máy hoạt động tốt. Chúng ta sẽ xem xét các loại lệnh khác nhau
này trong phần 8.6.

Công việc của máy tính :

1/ Biên dòch dữ liệu vào
2/ Tính toán số học
3/ Tính toán hiệu chỉnh dao ( Cutter offset compensation).
4/ Xuất chương trình gia công
Trình tự các bước và quan hệ giữa người lập trình và máy tính được vẽ trên hình
8.7.

CAD/CAM

109


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Người lập trình nhập chương trình được viết bằng APT hoặc một một ngôn ngữ
khác. Thiết bò biên dòch dữ liệu nhập sẽ chuyển đổi các lệnh được mã hóa chứa trong
chương trình thành dạng dùng được cho máy tính và chuẩn bò cho qúa trình gia công tiếp
theo.
Công việc của người lập trình

Trạm
thiết kế

APT
program

Công việc của máy tính

Biên dòch dữ
liệu vào

Tính toán
số học

Tính toán
offset dao

Chương trình
hậu xử lý

Hình 8.7. Các bước lập trình nhờ máy tính
Thiết bò tính toán số học của hệ thống gồm bộ các chương trình giải các bài toán
để tạo ra các mặt của chi tiết.
Các chương trình con này được gọi ra bởi các câu lệnh khác nhau của chương
trình. Thiết bò tính toán số học là phân tử căn bản trong bộ chương trình gia công. Thiết
bò này giải phóng người lập trình khỏi những tính toán hình học và lượng giác để tập
trung nghiên cứu về công nghệ gia công.
Nhiệm vụ thứ nhì của người lập trình là xây dựng đường di chuyển dụng cụ.
Tuy nhiên đường di chuyển của tâm dụng cụ sẽ khác so với biên dạng của bề mặt gia
công. Khi gia công dụng cụ dùng bề mặt chu vi của nó. Mục tiêu của việc tính toán
offset dụng cụ so với bề mặt gia công là làm cho tâm của dụng cụ nằm cách một đoạn
bằng nửa bán kính dao. Nhờ có công cụ tính toán offset mà người lập trình không phải
tính toán gì cả sau khi đã chỉ ra biên dạng của bề mặt gia công. Bài toán offset dụng
cụ được mô tả trên hình 8.8.

Hình 8.8. Vấn đề

offset dụng cụ (hiệu
chỉnh bán kính dao)
khi lập trình gia
công theo đường
viền (contour) của
chi tiết.

Như đã nhận xét từ trước, máy NC rất khác nhau, có những đặc điểm và khả
năng khác nhau. Dạng băng lỗ được dùng cũng khác nhau. Hầu như tất cả các ngôn ngữ
lập trình, kể cả APT, thì lại được thiết kế làm ngôn ngữ chung cho tất cả các máy NC.
CAD/CAM

110


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Vì vậy nhiệm vụ của máy tính trong việc lập trình gia công nhờ máy tính là phải làm
cho chương trình chung có tính đặc thù để thích nghi cho từng loại máy riêng biệt, phần
chương trình này gọi là chương trình hậu xử lý (postprocessor).
Postprocessor là một chương trình máy tính riêng rẽ được viết để tạo ra băng
lỗ cho từng máy NC riêng biệt. Đầu ra của postprocessor là 1 băng NC được viết ở
dạng chính xác cho máy mà nó sử dụng.

Các ngôn ngữ lập trình NC:
Một ngôn ngữ lập trình NC bao gồm một bộ phần mềm (chương trình máy tính)
cộng với quy tắc đặc biệt, các quy ước và các từ vựng dùng cho phần mềm đó. Mục
đích là làm cho nó thích ứng với người lập trình để truyền thông tin về hình dạng của

chi tiết và thông tin về chuyển động của dụng cụ cho máy để chuẩn bò chương trình gia
công cần thiết. Từ vựng thường là giống với tiếng Anh để cho dễ dùng.
Có lẽ có tới hơn 100 ngôn ngữ lập trình NC từ khi MIT lần đầu tiến hành nghiên
cứu lập trình NC vào giữa những năm 1950. Phần lớn các ngôn ngữ được phát triển
cho nhu cầu riêng và không tồn tại được lâu.
Ngày nay có vài chục ngôn ngữ NC là còn được dùng. Gọt giũa và nâng cấp
những ngôn ngữ đã có vẫn không ngừng được thực hiện. Dưới đây là danh sách mô tả
một số ngôn ngữ NC được dùng hiện nay:
1) APT: ( Automatically Programmed Tools) do MIT phát triển, bắt đầu tháng
6/1956 và lần đầu tiên được dùng cho sản xuất vào khoảng năm 1959. Nó được
dùng rộng rãi ở Mỹ, có thể dùng để lập trình NC theo vò trí và đường cong tới 5X.
Các phiên bản của APT cho các ứng dụng riêng rẽ là:
• APTTURN ( cho máy tiện),
• APTMILL ( cho máy phay),
• APTPOINT(cho các nguyên công gia công theo điểm).
2) ADAPT (Adaptation of APT). Do IBM thiết kế để dùng cho máy tính nhỏ. Do
APT đầy đủ đòi hỏi phải có máy tính lớn nên nhiều khách hàng không dùng nổi.
ADAPT không mạnh bằng APT nhưng có thể dùng để lập trình cho máy NC kiểu
điểm và đường cong.
3) EXAPT – Extended subset of APT, do người Đức xây dựng từ đầu những năm
1964 và dựa trên ngôn ngữ APT. Có 3 phiên bản là:
EXAPT 1 – Dùng cho máy phay theo điểm và khoan
EXAPT 2 – Dùng cho máy tiện
EXAPT 3 - Cho các nguyên công gia công theo đường cong
Một trong những đặc điểm của EXAPT là tự động tối ưu hóa tốc độ cắt và lượng
ăn dao.
4) UNIAPT - Do United Computing Corp. of Carson, California, phát triển để dùng
cho minicomputer, cho phép nhiều xưởng sản xuất nhỏ có khả năng lập trình nhờ
máy tính. Đây là một phiên bản APT hạn chế.
5) SPLIT ( Sundstrand Processing Language Internally Translated). Là hệ thống

dùng riêng cho các máy công cụ của hãng Sundstrand. Có thể lập chương trình
cho máy NC 5 trục loại điểm và đường cong. Đặc điểm nổi bật của SPLIT là
CAD/CAM

111


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Postprocessor có sẵn trong chương trình. Mỗi máy NC dùng hệ thống SPLIT riêng,
do vậy không cần phải có postprocessor chuyên biệt.
6) COMPACT II: Do Manufacturing Data Systems, Inc. ( MDSI) thiết kế, một hãng
đặt cơ sở tại Ann Arbor, Michigan, Mỹ, phát triển . Ngôn ngữ này có nhiều đặc
điểm giống với SPLIT . MDSI bán COMPACT II cho khách hàng theo kiểu chia
sẻ thời gian (Time-sharing). Người lập trình NC dùng đầu nối từ xa nạp chương
trình của họ vào 1 trong những máy tính của MDSI, còn MDSI thì cho ra băng NC.
COMPACT II là một trong những ngôn ngữ lập trình được dùng rất rộng rãi.
Hãng MDSI có tới 3000 công ty là khách hàng sử dụng hệ thống của họ.
7) PROMPT : Phát triển bởi hãng Weber N/C system, đóng ở Milwaukee,
Wilsconsin, được thiết kế để dùng cho nhiều loại máy NC thông dụng như máy
tiện, trung tâm gia công, cắt gió đá và máy đột.
8) CINTURN II: Được phát triển bởi hãng Cincinnati Milacron để đơn giản
việc lập trình cho máy tiện.
Sử dụng rộng rãi nhất là ngôn ngữ APT, kể cả các phiên bản xuất xứ từ APT
(ADAPT, EXAPT, UNIAPT, v.v.). Chúng ta sẽ giới thiệu về ngôn ngữ APT trong mục
8.6.

Ngôân ngữ APT.
8.6. Ngo

Trong mục này chúng ta giới thiệu về ngôn ngữ APT cho việc lập trình nhờ máy tính.
Mục đích là cho thấy các câu lệnh giống tiếng Anh trong ngôn ngữ NC và chúng được
dùng như thế nào để điều khiển dụng cụ cắt theo trình tự các nguyên công. APT không
chỉ là ngôn ngữ NC . Nó cũng là một ngôn ngữ máy tính thực hiện việc tính toán và tạo
ra các vò trí cắt dựa trên các câu lệnh APT. Chúng ta sẽ không xem xét mặt bên trong
của chương trình máy tính. Thay vì thế, chúng ta tập trung vào ngôn ngữ mà người lập
trình phải dùng.
APT là hệ thống 3 trục tọa độ và có thể dùng để điều khiển đến 5 trục. Chúng ta sẽ
giới hạn trong việc bàn về những hệ thống quen thuộc hơn: Loại 3 trục X, Y, Z và loại
trừ việc xem xét các tọa độ xoay. APT có thể dùng để điều khiển nhiều nguyên công
công nghệ khác nhau. Chúng tôi sẽ giới thiệu về các ứng dụng trên máy khoan và máy
phay. Có tới hơn 400 từ trong từ điển APT. Chỉ một phần nhỏ là được giới thiệu ở đây.
Có 4 loại câu lệnh trong ngôn ngữ APT:
1. Các câu lệnh về hình học
2. Các câu lệnh về chuyển động
3. Các câu lệnh về postprocessor
4. Các câu lệnh phụ

Các câu lệnh hình học:

Để lập trình trong APT, hình học của chi tiết phải được xác đònh. Dụng cụ sẽ di
chuyển dựa vào biên dạng của vật gia công. Việc xác đònh phần tử hình học phải đi
trước các câu lệnh chuyển động.
Qui tắc chung khi viết câu lệnh mô tả hình học:
• Ký hiệu = dạng hình học/ dữ liệu mô tả
CAD/CAM

112

Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Thí dụ P1 = POINT/5.0, 4.0, 0.0
Ký hiệu phải nhỏ hơn 6 chữ và khác với lệnh APT (≠APT Word)
Trong ký hiệu trên:
• P1 = ký hiệu
• POINT = dạng hình học - APT Words
• 5.0,4.0,0.0 - dữ liệu hình học
• Dấu / ngăn cách phần chữ lệnh APT với dữ liệu (Data)
• Dấu , ngăn cách chữ và số trong phần dữ liệu
Có nhiều cách để thể hiện phần tử hình học khác nhau. Các phần tử hình học
thường dùng là Points, Lines, Circles và Planes.
Để xác đònh một đường, đơn giản nhất là dùng hai điểm. Thí dụ
L3 = LINE / P3, P4
P3 = POINT / X3 , Y3, Z3
P4 = POINT / X4 , Y4 , Z4
L4 = LINE/ P5 ,PARALEL , L3 : đường thẳng L4 // với L3 và đi qua điểm P5

Mặt phẳng (PLANE)

Xác đònh bằng ba điểm: PL1 = PLANE / P1 , P4 , P5
Xác đònh bằng cách song song với mặt phẳng PL1 và đi qua điểm P2
PL2 = PLANE / P2 , PARLEL , PL1
Đường tròn: Xác đònh bằng tâm và bán kính (trong mặt phẳng mặc đònh X - Y)
C1 = CIRCLE / CENTER, P1, RADIUS, 5.0
Có một số quy tắc chung cần phải tuân thủ khi viết câu lệnh mô tả hình học bằng
ngôn ngữ APT.

iệu tọa độ phải được ghi theo trật tự X , Y, Z
1. Dữ lliệ

Thí dụ: P1 = POINT / 5.0, 4.0,0.0

2. Bất kỳ ký hiệu nào được dùng để mô tả dữ liệu phải được xác đònh
từ trước.
Thí dụ: P2 = POINT / INTOF, L1, L2
L1 và L2 phải được xác đònh trước.

3. Một ký hiệu chỉ được dùng để chỉ một phần tử hình học.

Thí dụ viết thế này là sai:
P1 = POINT / 1.0, 1.0, 1.0
P1 = POINT/ 2.0, 3.0, 4.0

4. Chỉ mỗi một ký hiệu xác đònh một phân tử cho trước.
Thí dụ viết thế này là sai:
P1 = POINT / 1.0, 1.0, 1.0
P2 = POINT/ 1.0, 1.0, 1.0

5. Đường thẳng được xác đònh trong APT được coi như là có chiều dài
vô tận. Mặt phẳng cũng vậy. Đường tròn được coi là kín hoàn toàn.

CAD/CAM

113


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

1.75

P4
L2
L3
4.5
1.125R
1.0
1
P2

P1
L1

1.625

C1

P3

2.5
6.00

P0

Hình 8.9. Chi tiết ở hình 8.6 được vẽ lại

Thí dụ 8.2
Để minh họa các lệnh mô tả hình học này chúng ta sẽ xác đònh hình học của chi tiết
trên hình 8.6. Bản vẽ được copy lại ở hình 8.9 với một khác biệt là có thêm trục tọa độ
và đặt tên gọi cho các phần tử hình học. Chúng ta cũng thêm điểm xuất phát là P0 để
dùng trong các câu lệnh chuyển động tiếp theo.

P0 = POINT/0,-1.0,0
P1 = POINT/6.0,1.125,0
P2 = POINT/0,0,0
P3 = POINT/6.0,0,0
P4 = POINT/1.75, 4.5, 0
L1 = LINE / P2, P3
C1 = CIRCLE/ CENTER, P1, RADIUS, 1.125
L2 = LINE/ P4, LEFT, TANTO, C1
PL1 = PLANE/ P2, P3, P4.

Các câu lệnh chuyển động

Câu lệnh chuyển động trong APT cũng có dạng thức như câu lệnh hình học. Dạng
chung của câu lệnh chuyển động là

Lệnh chuyển động/Dữ liệu mô tả
Thí dụ GOTO / P1
GOTO: motion comnand:

CAD/CAM

114


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
P1: Descriptive Data - phải được xác đònh từ trước ở đầu các câu lệnh chuyển động,
phải chỉ rõ điểm bắt đầu của dụng cụ. Điểm này giống như là điểm Target (tiêu điểm),
vò trí mà người vận hành đặt ở điểm bắt đầu của việc gia công. Người lập trình chỉ ra
vò trí bắt đầu bằng câu như sau:

FROM/ TARG
FROM là một từ lệnh APT chỉ ra rằng đây là điểm bắt đầu mà từ đó các điểm khác
phải tham chiếu. Bất kỳ ký hiệu APT nào cũng có thể được dùng để xác đònh điểm đầu.
Câu lệnh trên có thể viết như sau:
FROM/ - 2.0, -2.0, 0.0.
Trong đó dữ liệu mô tả là tọa độ X, Y, Z của điểm bắt đầu. Chữ FROM chỉ liên
quan đến sự bắt đầu của một chuyển động.
Cần phải phân biệt chuyển động điểm đến điểm và chuyển động theo đường cong.
Chuyển động điểm đến điểm: (PTP): Chỉ có 2 lệnh chuyển động là GOTO và
GODLTA.
Thí dụ: GOTO/P2
GOTO/2.0, 7.0, 0.0
GODLTA/ 2.0, 7.0,0.0
GODLTA thuận tiện trong việc lập chương trình khoan và các nguyên công tương tự.
Dụng cụ có thể cho di chuyển đến điểm gia công bằng lệnh GOTO còn khi khoan thì
dùng GODLTA. Thí dụ
GOTO/P2
GODLTA/0,0, - 1.5
GODLTA/ 0,0, + 1.5

Các chuyển động theo đường cong

Các chuyển động theo đường cong hơi phức tạp vì vò trí của dụng cụ phải được điều
khiển liên tục trong toàn bộ chuyển động. Để thực hiện sự điều khiển này dụng cụ được
cho chuyển động theo 2 mặt giao nhau như chỉ ra trên hình 8.10. Những mặt này có
tên gọi rất đặc biệt trong APT:
Mặt kiểm tra

Dụng cụ cắt

Mặt dẫn
(Drive surface)

CAD/CAM

Chuyển động
tương đối của
dụng cụ

Mặt gia công

115


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Hình 8. 10. Ba loại mặt trong APT dẫn dụng cụ di chuyển.

1/ Mặt dẫn ( Drive surface) - dùng để dẫn mặt bên của dụng cụ di chuyển.
2/ Part surface - mặt gia công của phôi - dùng để dẫn đầu dụng cụ chuyển động.
3/ Check surface - mặt kiểm - dùng để dừng chuyển động của dụng cụ theo

hướng di chuyển.
Có nhiều cách để dùng mặt kiểm. Có 3 từ hiệu chỉnh được dùng đối với mặt kiểm là
TO, ON và PAST như được chỉ ra trên hình 8-11. Từ thứ 4 là TANTO dùng khi mặt dẫn
tiếp tuyến với mặt kiểm là cung tròn (hình 8.12)

TO

PAST

ON

Mặt dẫn

Mặt dẫn

Mặt dẫn

Dụng cụ cắt

Dụng cụ cắt

Dụng cụ cắt
Mặt kiểm

Mặt kiểm

Mặt kiểm

Hình 8.11. Sử dụng các từ lệnh APT trong câu lệnh chuyển động: TO, ON và PAST.
TO nghóa là vừa tiếp xúc với mặt kiểm, ON là tâm của dụng cụ nằm trên mặt kiểm,
PAST là dụng cụ đi quá mặt kiểm.

Mặt dẫn

TANTO

Dụng cụ cắt

Mặt dẫn

Hình 8.12. Sử dụng lệnh TANTO của APT. TANTO di chuyển dụng cụ tới điểm tiếp
tuyến giữa hai mặt, trong đó ít nhất có một mặt là cung tròn
CAD/CAM

116


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Có 6 từ lệnh về chuyển động để chỉ ra cách thức dụng cụ chuyển động như thế nào
theo mặt dẫn và mặt gia công (hình 8.13).
GOLFT, GOFWD, GOUP
GORGT, GOBACK, GODOWN
Cách diễn giải ý nghóa của các từ lệnh chuyển động được vẽ trên hình 8.13.

GOUP
GOLEFT

GORGT
GOFWD

GODOWN
GOBACK

Hình 8.13 Sử dụng các lệnh chuyển động của APT
Khi điều khiển dụng cụ cắt, người lập trình phải nghó trong óc là dụng cụ đi từ đâu.
Khi dụng cụ đến mặt kiểm tra, nó sẽ đi tiếp như thế nào? sang phải, sang trái, lên hay
xuống,...?

Khi lập trình người lập trình phải nhớ là phôi đứng yên, còn dụng cụ cắt thì chuyển
động so với phôi để bắt đầu một trình tự chuyển động. Câu lệnh FROM được dùng
giống như khi chuyển động điểm - đến - điểm (PTP). Tiếp theo các lệnh FROM là các
mặt được khai báo: mặt dẫn (Bên), mặt phôi (đáy), mặt kiểm tra (chặn đầu), thứ tự
câu lệnh như sau:
FROM/ TARG
GO/TO, PL1, PL2, TO, PL3
TARG - điểm xuất phát
GO - điều khiển dụng cụ chuyển động theo đường giao nhau của mặt dẫn PL1 mặt
phôi PL2 và mặt kiểm PL3. Mặt bên hông của dụng cụ cắt tiếp tuyến với PL1 và PL3,
Mặt đầu dụng cụ tiếp xúc với PL2. Vò trí cắt được xác đònh bằng cách dùng từ TO. 3
mặt được chỉ ra trong câu lệnh phải được viết theo thứ tự như sau:
- Drive surface (mặt dẫn)
- Part (mặt gia công)
- Check (mặt kiểm tra)
CAD/CAM

117


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Lưu ý là lệnh GO/TO ở đây khác với GOTO. Lệnh GOTO chỉ dùng trong máy NC
điểm-đến-điểm còn lệnh GO/TO là dùng trong máy NC đường cong. Sau khi xuất phát,
dụng cụ chuyển động theo 1 trong 6 câu lệnh, Không cần thiết phải khai lại mặt (đáy)
phôi sau khi đã khai báo. Thí dụ, hãy xem hình 8.14

PL3

PL1

PL2

PL4

TARG

Hình 8.14. Khởi đầu chuyêån động của dụng cụ theo contour trong APT
Dụng cụ đã đi từ điểm đầu TARG đến điểm giao của mặt PL1, PL2 và PL3. Bây giờ
muốn cho nó di chuyển theo mặt PL3 lệnh sau được dùng
GORGT/ PAST, PL4
Theo lệnh này, dụng cụ sẽ di chuyển dọc theo mặt PL3 như là mặt dẫn. Nó sẽ đi
qúa mặt PL4 - mặt kiểm. Mặt PL2 vẫn như cũ trong suốt chuyển động của dụng cụ,
mặt dẫn và mặt kiểm phải luôn được xác đònh trong mỗi câu lệnh.
Chúng ta hãy xem một câu lệnh khác so với câu trên nhưng vẫn tạo ra chuyển động
tương tự của dụng cụ cắt.
GORGT/ L3, PAST, L4
Chúng ta đã thay mặt phẳng PL3 và PL4 bằng đường thẳng L3 và L4 một cách
tương ứng. Khi nhìn vào bản vẽ chi tiết gia công, như bản vẽ trên hình 8.6, các cạnh của
mặt được thể hiện là các đường thẳng trên thực tế. Tất nhiên đây là một không gian 3
chiều. Tuy nhiên, đối với người lập chương trình việc xác đònh các mặt này như các
đường thẳng và đường tròn có vẻ thích hợp hơn. Rất may mắn là chương trình máy tính
APT cho phép nhận dạng vật thể theo cách này. Vì thế các đường thẳng L3 và L4 trong
câu lệnh chuyển động trên mới được coi là mặt dẫn và mặt kiểm. Việc thay thế như
vậy chỉ có thể thực hiện khi mà mặt các của phôi (dẫn và kiểm) cùng vuông góc với
mặt phẳng X, Y.

Thí dụ 8.4:

FROM/ P0
GO/TO, L1, TO, PL1, TO, L3

CAD/CAM

118


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
GORGT/ L1, TANTO, L1
GOFWD/ C1, PAST, L2
GOFWD/ L2, PAST, L3
GOLFT/L3, PAST, L1
GOTO/ P0
Để minh họa các câu lệnh chuyển động trong NC theo đường cong chúng ta sẽ tham
chiếu lại hình 8.9 với thí dụ 8.2.
Sử dụng các phần tử hình học đã được xác đònh, chúng ta sẽ viết các câu lệnh điều
khiển chuyển động của dụng cụ theo chu vi của chi tiết, bắt đầu từ điểm P0 (xem hình
8.9 ở trên).
Người đọc có thể thắc mắc vậy thì mặt phẳng PL1 ở đâu trong trật tự APT. Đối với
việc gia công này, mặt gia công phải được xác đònh bên dưới mặt đáy của chi tiết . Vì
vậy mặt gia công thực tế không phải là mặt của chi tiết.
Ví dụ 8.4 cũng đặt ra các nghi vấn:
- Kích thước của dụng cụ thư thế nào?
- Lượng ăn dao và tốc độ ra sao?
Những nghi vấn này cùng những nghi vấn khác sẽ được trả lời trong postprocessor
và các câu lệnh phụ.

Các câu lệnh postprocessor:

Để viết một chương trình trọn vẹn, phải có các câu lệnh điều khiển trục chính, lượng

ăn dao và các bộ phận khác của máy. Chúng được gọi là các câu lệnh hậu xử lý. Một
số các câu lệnh hậu xử lý thông dụng là:
COOLNT/
RAPID
END
SPINDL/
FEDRAT/
TURRET/
MACHIN/
Các câu lệnh hậu xử lý và các câu lệnh phụ trong mục sau có 2 loại: có hoặc không
có dấu gạch chéo. Những câu lệnh không có dấu gạch chéo là tự thân. Không cần phải
nhập thêm dữ liệu gì. Những từ APT có dấu gạch chéo cần dữ liệu mô tả ở sau dấu
gạch chéo.
Mỗi từ APT có các dữ liệu mô tả được cho trong phụ lục.
Câu lệnh FEDRAT cần phải được giải thích. FEDRAT có nghóa là Feed rate – tốc độ
ăn dao - và mỗi máy NC khác nhau có những cách biên dòch lượng ăn dao khác nhau.
Trong nguyên công khoan lượng ăn dao (Feed) có phương dọc theo trục lỗ gia công.
Trong khi đó, ở nguyên công phay, điển hình cho NC, Feed được hiểu là có phương
vuông góc với trục dụng cụ cắt.

Các câu lệnh phụ.

Một chương trình NC hoàn chỉnh có chứa các câu phụ. Các câu này xác đònh kích
thước dụng cụ cắt, phân biệt loại phôi v.v. các chữ APT dùng trong câu lệnh phụ được
xác đònh trong phần phụ lục của chương này.
CLPRNT
INTOL/
CAD/CAM

119

Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
CUTTER
OUTTOL/
FINI
PARTNO
Việc tính toán bù trừ bán kính dao của đường đi dụng cụ so với biên dạng của phôi
là dựa trên chữ CUTTER/ DEFINITION.
Thí dụ:
CUTTER/ .500
có nghóa là đường kính dụng cụ là 0,500 inches.. Vì thế đường đi dụng cụ phải cách đều
mặt gia công 0,250 inches.
Thí dụ 8.5.
Bây giờ chúng ta đang ở chỗ viết một chương trình APT hoàn chỉnh. Phôi ở thí dụ 8.4
được dùng để minh họa cho dạng của chương trình APT.
Chúng ta gỉa dụ là phôi làm từ vật liệu thép tấm. Dụng cụ là dao phay có đường kính
là ½ in., chế độ cắt điển hình là Speed: 573, Feed: 45 in./min
Hình 8.15 là chương trình APT được viết để đánh trên máy đục băng lỗ
1

6

8

PARTNO

P0
P1

P2
P3
P4
L1
C1
L2
L3
PL1

=
=
=
=
=
=
=
=
=
=

10
EXAMPLE PART
MACHIN/ MILL, 1
CLPRNT
INTOL/.001
OUTTOL/. 001
CUTTER/.500
Point/0, - 1.0, 0
Point/ 6.0, 1.125, 0
Point/ 0, 0,0

Point/ 6.0,0
Point/ 1.75,4.5,0
LINE/ P2, P3
CIRCLE/CENTER, P1, RADIUS, 1. 125
LINE/ p4, LEFT, TANTO, C1
LINE/ P2, P4
PLANE/ P2, P3, P4
SPINDLE/ 573
FEDRAT/ 2.29
COOLNT/ ON
FROM/P0
GO/TO/ L1, TO, PL1, TO, L3
GORGT/ L1, TANTO, C1
GOFWD/C1/ PAST, L2
GOFWD/L2, PAST, L3
GOLFT/L3, PAST, L1
RAPID
GOTO/P0
COOLNT/OFF
FINI

Hình 8.15. Chương trình APT cho ví dụ 8.5

CAD/CAM

120


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Những hệ thống lập trình NC hiện đại dùng màn hình CRT để nhập chương trình.

8.7. Các lệnh MACRO trong APT

Là một đặc điểm rất mạnh trong APT. Nó giống như những chương trình trong
FORTRAN hoặc các ngôn ngữ lập trình khác. Nó được dùng khi một trình tự gia công
được lặp đi lặp lại nhiều lần trong chương trình. Mục đích của việc tạo MACRO là giảm
thiểu số lần dùng lệnh cần thiết trong APT Program, làm cho việc lập trình không mất
nhiều thời giờ và công sức để viết. Toàn bộ chương trình con MACRO được xác đònh
bởi một câu có dạng thức như sau:
Ký hiệu = MACRO/ đònh nghóa các tham số
(Symbol = MACRO/ Parameter Definition(s))
Các chương trình gia công tự động được gọi thực thi tùy theo tình trạïng của chương
trình gia công. Ký hiệu trên được dùng để đặt tên cho MACRO và là dòng đầu tiên của
MACRO.
Dòng cuối cùng của chương trình con là chữ TERMAC có nghóa là termination of the
MACRO.
Để kích hoạt MACRO trong chương trình APT có thể dùng câu sau:

CALL / Symbol, parameter definition.

Symbol phải là tên của MACRO. Các tham số là các giá trò được gán cho các biến
của MACRO.
Thí dụ về một chương trình con MACRO được minh họa dưới đây.
Thí dụ 8.6
Chúng ta sẽ quay lại nguyên công khoan trong ví dụ 8.2. Trong ví dụ đó GODLTA
lặp đi lặp lại tới 3 lần cho mỗi lỗ khoan. Ở đây chúng ta có cơ hội dùng MACRO của hệ
thống APT. Cả 4 vò trí khoan ( P0 , P1, P2 , P3) được xác đònh như trong ví dụ 8.2.
Chúng ta sẽ dùng các điểm này trong MACRO và chương trình APT chính như sau:
DRILL = MACRO/PX

GOTO/ PX
GODLTA / 0, 0, - 1.0
GODLTA / 0, 0, + 1.0
TERMAC
FROM/ P0
CALL / DRILL, PX = P1
CALL / DRILL, PX = P2
CALL / DRILL, PX = P3
GOTO/ P0
Trong thí dụ này các câu lệnh chuyển động của chương trình APT giảm từ 11 xuống
còn 5 (Nếu ta kể cả chương trình con MACRO thì số dòng giảm từ 11 xuống 10). Người
đọc có thể thấy sức mạnh của MACRO trong chương trình gia công như thế nào khi số
lỗ tăng lên rất nhiều, Vì từ 3 dòng cho 1 thủ tục khoan giờ chỉ còn một dòng,
CAD/CAM

121


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
MACRO có nhiều ứng dụng trong APT. Nó được giới hạn bởi sự tưởng tượng của
người lập trình. Một số ứng dụng sẽ được xem xét trong các bài tập ở cuối chương này.
Thậm chí còn có thể gọi MACRO trong một MACRO khi cần thiết. MACRO cũng có
thể được dùng vào việc gia công thô và gia công tinh cùng một bề mặt. Chỉ cần gọi
MACRO và khai báo lại đường kính dụng cụ cắt. Khi cắt thô – khai đường kính lớn, khi
cắt tinh khai đường kính nhỏ, mặc dù dụng cụ dùng cho cả hai công việc là như nhau.

Thí dụ 8.7
MILL = MACRO / DIA
CUTTER / DIA

FROM/ P0
GO/TO, L1, TO, PL1, TO, L3
GORGT/ L1, TANTO, C1
GOFWD/ C1, PAST, L2
GOFWD/ L2, PAST, L3
GOLFT/ L3, PAST, L1
GOTO/ P0
Chương trình gia công chính tham chiếu tới MACRO chỉ đơn giản gồm:
CALL/ MILL, DIA = 0.570 – gia công Thô
CALL/ MILL, DIA = 0.500 – gia công Tinh
MACRO chỉ là một trong những điểm mạnh của APT. Chúng ta chỉ mới xem nháp
tính chất mạnh mẽ của MACRO thôi. Tuy nhiên những câu lệnh ở cuối chương này
cũng đủ để người đọc thử một số bài tập lập trình bằng MACRO.

8.8. Lập chương trình NC với tương tác đồ họa.
Có nhiều đổi mới trong lónh vực lập trình NC đã được phát triển vào giữa những
năm 1970, và các ứng dụng của chúng đã tăng lên trong những năm 1980 – Đó là
- Lập trình có tương tác đồ họa
- Lập trình bằng cách nói
- Manual Data Input (những năm gần đây)
Lập trình tương tác đồ họa là một trong những thí dụ tuyệt vời về sự tích hợp giữa
CAD và CAM. Các bước lập trình được đưa ra màn hình đồ hoạ của hệ thống
CAD/CAM bằng cách sử dụng dữ liệu hình học thu được trong qúa trình thiết kế. Người
lập chương trình xây dựng nó bằng các lệnh cấp cao của hệ thống. Trong nhiều trường
hợp đường chạy dao được tự động sinh ra bởi phần mềm CAD/CAM. Kết qủa là danh
sách các chương trình APT hay các File về Cutter location (CLFILES) có thể được xử lý
để tạo ra chương trình NC, băng lỗ NC. Chúng ta hãy từng bước xem xét các thủ tục
hình thành chương trình NC bằng cách sử dụng hệ thống CAD/CAM. Chúng ta sẽ minh
họa bằng thí dụ. Tất cả các hãng bán hệ thống CAD/CAM đều đề nghò phần lập trình
NC. Mặc dù những phần này có đặc điểm khác nhau song chúng đều hoạt động giống

nhau. Khi mô tả trình tự chúng ta sẽ cố trình bầy sự tổng hợp (composit) các phần khác
nhau.

CAD/CAM

122


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Những bước đầu tiên
♦ Xác đònh hình học trên màn hình vi tính
Sau khi xác đònh được mô hình trên màn hình, người lập trình đánh dấu các phân tử
hình học. Hệ thống CAD/CAM sẽ thực hiện việc đánh dấu các phần tử với các lệnh
đơn giản sử dụng bởi người lập trình.
Sau khi đánh dấu (gọi tên), các câu lệnh hình học APT có thể được tạo ra tự động
bởi hệ thống.
Để cho đơn giản và dễ dàng với việc xác đònh hình học trong APT người ta dùng
hệ thống đồ họa để lập trình.
Chi tiết có thể hiện ra ở nhiều góc độ và tỉ lệ khuyếch đại khác nhau để xem xét
các vùng quan trọng khi gia công. Khả năng này là rất có lợi cho người lập trình vì có
thể thấy chi tiết thật rõ ràng. Một khi chi tiết đã được xác đònh trên màn hình người lập
trình có thể đặt biên dạng phôi lên chi tiết tùy theo số lần gia công cần thiết.
Chọn dụng cắt là bước tiếp theo. Thường hệ thống CAD/CAM có một thư viện
các dụng cụ. Người lập trình có thể chọn một trong số dụng cụ đó hay tạo ra một dụng
cụ mới bằng cách khai các tham số kích thước của dụng cụ (đường kính, bán kính góc
lượn, chiều dài đoạn cắt,v.v.).

Tạo đường chạy dao:

Sau khi có hình học, có dụng cụ cắt, bước tiếp theo là phải tạo đường chạy dao,
Nhiều hệ thống CAD/CAM hiện nay dùng đồ họa tương tác mà kết qủa là hệ thống tự
tạo ra các chương trình gia công. Những chương trình tự động này có thể bao gồm phay
viền, phay rỗng, dập Point – To – Point hay phay mặt cong.
Phương pháp tương tác cho phép người lập trình tạo ra đường chạy dao từøng bước và
kiểm tra sự đúng đắn trên màn hình. Thủ tục bắt đầu với việc xác đònh điểm đầu tiên
của đường chạy dao. Người lập trình sau đó cho dụng cụ di chuyển theo hình dáng của
phôi. Khi dụng cụ gia công trên màn hình, hệ thống CAD/CAM sẽ tự động chuẩn bò các
câu lệnh chuyển động ứng với ngôn ngữ APT. Phương pháp tương tác cho phép người
lập trình cơ hội chèn các câu postprocssor vào các điểm tương ứng trong khi tạo ra
chương trình. Các câu lệnh postprocssor bao gồm các lệnh về điều khiển máy công cụ
như Feed rates, speeds, dung dòch
Các chương trình con tự động được gọi với sự tương tác ít nhất của người dùng.
Phay Profile và Pocket là 2 thí dụ về các chương trình con gia công tự động mà hầu
như hệ thống CAD/CAM nào cũng có. Chương trình Profile dùng để phay theo đường
viền (contour) do người dùng chỉ đònh. Các phần tử hình học điển hình là các đường
viền của phôi.
Chúng ta hãy xem một ví dụ minh họa cách dùng đồ họa để lập trình NC và việc
tự động phay viền nói riêng.

Thí dụ 8.8

Mô tả cách tạo ra 1 chương trình APT nhờ đồ họa khi phay viền.
Chương trình phay Pocket tự động cũng làm việc giống như đối với Profile trừ một
việc là Porket phay bên trong phạm vi của đường viền. Người lập trình chỉ việc chỉ ra
chiều và đáy của Pocket. Hệ thống sau đó sẽ tạo ra đường chạy dao để gia công. Đặc
điểm này được minh họa trên hình 8.20. Việc tạo ra đường chạy dao trong hệ thống
CAD/CAM

123


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
CAD/CAM có dùng đồ họa màu rất tiện lợi cho người lập trình, phôi được cho có một
màu, còn dụng cụ 1 màu, mặt đã gia công cho màu khác.

Hình 8.16 Chi tiết từ hình 8.6 được vẽ lại trên hệ thống CAD/CAM Applicon

CAD/CAM

124


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

8.17 – Cách chọn đường viền

Hình 8.18. – Di chuyển dụng cụ

CAD/CAM

125


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực

Hình 8.19. Chương trình APT đượcsinh ra nhờ hệ thống CAD/CAM của hãng
APPLICON
Việc này cho phép người lập trình dễ dàng trông thấy sự khác nhau giữa phôi và
dụng cụ. Một đặc điểm nữa là đồ họa màu giúp cho việc mô phỏng qúa trình gia công
một cách tuyệt vời. Việc mô phỏng có thể thực hiện theo nhiều cách:
1. Mô phỏng chạy nhanh cho phép giảm thời gian chạy mô phỏng.
2. Mô phỏng chạy với tốc độ hiện thời cho phép xem mô phòng chuyển động
như thật.
3. Mô phỏng với chế độ làm đóng băng chuyển động – dừng chuyển động để
kiểm tra tại chỗ.
4. Mô phỏng chạy từng bước: dụng cụ dòch chuyển theo từng block.

Ưu điểm của CAD/CAM trong việc lập trình NC

1/ Tiết kiệm thời gian xác đònh hình học. Khi hình học được xác đònh thì người lập

trình gia công không cần phải xác đònh lại hình học, không giống như cách lập trình
truyền thống.
2/ Kiểm tra thấy ngay (immediate Visual verification). Màn hình đồ họa đảm bảo
cho xuất hiện đường chạy dao và người lập trình có thể kiểm tra lỗi. Nhiều lỗi lập
trình được phát hiện bởi người sử dụng và được sửa chữa kòp thời. Với ngôn ngữ APT
truyền thống và các ngôn ngữ NC khác, giữa việc viết và kiểm tra chương trình có một
thời gian trễ lớn.

3/ Sử dụng chương trình con lập trình tự động.

Đối với một số trường hợp lập trình gia công thông dụng như Profile và Pocket,
việc sử dụng các MACRO cho phép giảm được rất nhiều thời gian lập trình gia công.

4/ Tăng năng suất lao động.

Do sử dụng hệ thống CAD/CAM, thời gian lập trình giảm được rất nhiều. Điều

khiển số trở nên một phương pháp hấp dẫn về mặt kinh tế trong sản xuất đơn chiếc.
Không có CAD/CAM, thời gian chuẩn bò chương trình là một cản trở lớn đến nỗi đôi
khi nó loại trừ việc sử dụng NC cho sản xuất đơn chiếc.

5/ Tích hợp với các chức năng liên quan khác

Tích hợp CAD và CAM là rõ ràng.
Thiết kế dụng cụ, lập kế hoạch gia công, chuẩn bò vận hành và lập trình gia công,
nhóm hóa các chi tiết để gia công theo công nghệ nhóm v.v.
Với những thành tựu đạt được trong 40 năm gần đây trong lónh vực NC Programming,
chúng ta không khó hình dung về sự lôgic hoàn toàn là việc lập trình gia công sẽ hoàn
toàn được thực hiện nhờ máy tính.

8.9. Lập trình bằng giọng nói : VNC (Voice NC)
CAD/CAM

126


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Dùng lời nói để giao tiếp với máy, VNC cho phép người lập trình khỏi phải viết
chương trình bằng tay, gõ chữ hay kiểm tra bằng tay.
Một trong những công ty chuyên dùng cách lập chương trình này là tập đoàn
Threshold Technology ở Delran, New Jersey. Để thực hiện việc lập trình bằng VNC,
người vận hành nói vào micro được thiết kế đặc biệt để giảm tiếng ồn…
Ngôn ngữ này thuộc loại đơn giản với các từ như “Turn”, “Thread”, “Mill line”

cùng với số để đảm bảo các dữ liệu kích thước và tọa độ. Trước khi hệ thống VNC được
sử dụng, nó phải được huấn luyện để nhận ra và chấp nhận tiếng nói của cá nhân người
lập trình. Người lập trình khi tập phải nói tới 5 lần để đảm bảo 1 tập tham chiếu về
giọng nói mà sau đó nó phải so sánh khi lập trình. Toàn bộ từ điển của hệ thống
Threshold có những 100 từ. Nhiều chương trình NC chỉ cần dùng 20 từ là đủ.
Khi nói người lập trình phải ngăn cách các từ bằng những đoạn nghỉ. Thời gian
nghỉ giữa các từ vào khoảng 1/10 giây hoặc dài hơn. Việc này cho phép hệ thống nhận
diện tiếng nói có thể phân biệt biên độ của lệnh nói và so sánh đặc tính âm thanh với từ
được nhớ trong tập lệnh của nó.
Tốc độ nói vào khoảng 70 từ/phút. Khi các từ được nói ra, màn hình trước người
lập trình kiểm tra mỗi lệnh của người vận hành và nhắc nhở người vận hành những lệnh
cần phải thực hiện tiếp theo.

Thí dụ:
Để xác đònh một đường tròn, cuộc đối thoại giữa người và máy có dạng đặc trưng
như sau (được gọi ra trên màn hình CRT)
Programmer
: “Define”
System
: DEFINITION TYPE
Programmer
: CIRCLE
System
: CIRCLE # =
Programmer
: “Three”
System
: CENTER PT X =
Programmer
: Five decimal three one, Go”

System
:
Y =
Programmer
: “Two Decimal Four Seven Five, Go”
System
: CW/ CCW
Programmer
: Counterclockwise
Khi chương trình đã được lập và kiểm tra, hệ thống sẽ chuẩn bò cho ra băng đục lỗ
để gia công.
Ưu điểm:
Tiết kiệm thời gian lập trình, do đó giảm được thời gian chu kỳ sản xuất. Thời gian
lập trình có thể giảm đến 50%.

8.10 Manual Data Input - MDI
Người lập trình nhập lệnh trực tiếp trên màn hình CRT của máy NC vì thế không cần
phải đục băng lỗ. Việc lập trình do người vận hành làm. Hệ thống NC được trang bò khả
năng MDI có trang bò máy tính (micro computer) làm thiết bò điều khiển.

CAD/CAM

127


Chương 8. LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHO MÁY NC
Lê Trung Thực
Hệ thống MDI được thiết kế để đơn giản qúa trình lập trình gia công thông qua việc
tương tác, giúp người vận hành qua các bước lập trình. Nó đòi hỏi người lập trình phải
biết chi tiết về qúa trình gia công, để viết chương trình theo đúng trình tự của nó. Các

thiết bò MDI sử dụng ngôn ngữ shop hơn là các mã Alfabet. Việc này loại được sự bí
hiểm bao trùm trong lập trình. Về cơ bản người vận hành phải có khả năng đọc bản vẽ
kỹ thuật và hiểu biết về công nghệ. Không nhất thiết phải qua một kỳ đào tạo căng
thẳng về lập trình NC.
Ưu điểm của MDI:
• Đơn giản
• Không cần máy đục băng lỗ vốn đắt tiền và chiếm mặt bằng
• Những cơ sở nhỏ đễ dàng dưa vào sử dụng các máy CNC.
Hạn chế của MDI:
• Chương trình phải ngắn gọn, chi tiết phải đơn giản, do màn hình nhỏ (22-25
dòng), người lập trình khó kiểm tra chương trình.
• Không hiệu qủa nếu lập trình để gia công các chi tiết phức tạp. Dùng một máy
rất đắt tiền để cho việc lập trình là một điều lãng phí. Để nâng hiệu qủa sử
dụng có thể vừa gia công, vừa lập trình để gia công chi tiết mới. Đó là làm
việc ở chế độ hậu trường (BACKGROUND MODE).
• Dùng khi chi tiết đơn giản hơn so với các chi tiết NC thông thường, loạt nhỏ
hơn, thậm chí đơn chiếc. Nhiều hệ thống MDI có trang bò khả năng trích
chương trình từ bộ nhớ máy tính để lưu trữ lâu dài. Việc lưu trữ có thể thực
hiện trên băng từ, điã từ. Khi cần thì nạp lại máy để dùng.

Câu hỏi ôn tập
1. Lập trình NC nghóa là gì? Có những phương pháp lập trình NC nào? Hãy trình
bày phương pháp lập trình NC bằng tay.
2. Trong phương pháp lập trình nhờ máy tính, nhiệm vụ của người lập trình là gì?
Nhiệm vụ của máy tính là gì?
3. Ngôn ngữ APT là gì? Có mấy dạng câu lệnh trong APT? Cho biết các nguyên tắc
viết câu lệnh hình học trong APT. Cho thí dụ.
4. Cho biết nguyên tắc viết các câu lệnh chuyển động trong APT. Cho thí dụ. Giải
thích ý nghóa của các từ lệnh ON, TO, PAST, TANTO, GOLFT, GORGT,
GOBACK, GOFWD, GOUP, GODOWN.

5. Câu lệnh MACRO trong APT nghóa là gì? Cho biết cách tạo ra MACRO và cho
một thí dụ minh họa.
6. Lập trình NC bằng tương tác đồ họa nghóa là gì? Cho biết thủ tục lập trình NC
bằng tương tác đồ họa.
7. Lập trình NC bằng giọng nói nghóa là gì? Cho biết các bước thực hiện.
8. Lập trình MDI nghóa là gì? Cách thức thực hiện như thế nào? Ưu nhược điểm của
nó là gì? Có cần tạo băng lỗ khi dùng MDI ?

HẾT CHƯƠNG 8
CAD/CAM

128