Lập trình cho máy tiện NC (máy tiện số, máy tiện điều khiển bằng số)

Lệnh gọi dụng cụ và hiệu chỉnh :

Với địa chỉ bằng chữ cái T, người ta gọi dụng cụ trên trạm đài dao xoay đã được cho biết.

Đa số máy NC đều được vận hành theo một lôgic định hướng. Với lôgic này, đài dao xoay chuyển đổi theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ trên quãng đường ngắn hơn để đến trạm được gọi (Hình 1). Khi lập trình phải lưu ý đến việc đài dao xoay phải có khoảng cách đủ tính từ phôi trước khi chuyển đổi để tránh va chạm. Một số hệ điều khiển đã được trang bị với chu trình quay ngược về để tránh va chạm khi chuyển đổi. Người lập trình định nghĩa một vùng bảo vệ chung quanh chi tiết với đường kính d và hiệu số chiều dài ΔZ(Hình 2). Trước khi chuyển mạch, qua một lệnh gọi chu trình quay về, đài dao xoay được điều khiển tự động chạy tới vị trí bắt đầu, nơi mà dụng cụ dài nhất của nó không xâm phạm vào vùng bảo vệ. Để tính toán vị trí đài dao xoay, hệ điều khiển sẽ truy suất thông số kích thước dụng cụ được lấy từ bộ nhớ hiệu chỉnh dụng cụ. Trong bộ nhớ này tất cả kích thước hiệu chỉnh cần thiết được lưu trữ dưới mã số hiệu chỉnh tương ứng.

Vì việc khảo sát dụng cụ tiện xảy ra ở hướng X và Z tiếp tuyến với bán kính cắt, điểm cắt P của dụng cụ là điểm chuẩn cho điều khiển. Nhưng điểm cắt P chỉ tác động thêm chuyển động song song với trục, ở những dịch chuyển theo hướng khác sẽ có những điểm cắt tác động dẫn đến sai lệch kích thước. Để tránh những việc này, hệ điều khiển cần phải có độ lớn của bán kính cắt và vị trí điểm cắt của dụng cụ (Hình 4). Việc này được thể hiện qua chỉ số theo hình 4.

Bù bán kính dao cắt (gọi tắt BBKDC) :

Trong lập trình những điểm đích X và Z là nơi dụng cụ cần đến. Khi chương trình khởi động, điểm cắt P của dụng cụ trùng với tọa độ được lập trình. Những điểm trung gian được tính do hệ điều khiển. Sai lệch biên dạng xảy ra qua bán kính cắt ở những dịch chuyển không song song với trục (Hình 1). Bán kính cắt càng lớn thì sai lệch biên dạng càng lớn. Sai lệch này được tránh khỏi, khi việc bù bán kính dao cắt BBKDC được kích hoạt qua điều kiện dịch chuyển G41 hoặc G42. Hệ điều khiển tính toán ra một quỹ đạo sao cho tâm điểm của bán kính cắt di chuyển trên đường song song có cùng một khoảng cách đều với đường biên dạng. Nhờ đó ta tránh được sai lệch biên dạng. Khi dụng cụ nằm bên phải của biên dạng theo chiều dẫn tiến, chức năng G42 (bù bán kính dao cắt) được kích hoạt (Hình 2). Khi dụng cụ nằm bên trái của biên dạng theo chiều dẫn tiến, người ta lập trình với G41. Bù bán kính dao cắt được hủy với G40.

Sau khi kích hoạt với G41 hoặc G42 thì việc bù bán kính dao cắt sẽ hiệu lực ở cuối câu lệnh có hàm chứa một dịch chuyển. Ở đây dụng cụ đươc hiệu chỉnh sao cho chuyển động cắt được thực hiện đúng theo biên dạng kế tiếp. Khi hiệu chỉnh với BBKDC đã được kích hoạt phải lưu ý là trị số lập trình trên trục X và Z của điểm hiệu chỉnh phải đủ lớn để có một khoảng cách an toàn La (Hình 3).

Chu trình gia công :

Chu trình gia công cho những trình tự công việc kế tiếp luôn luôn vận hành giống nhau làm đơn giản hóa việc lập trình. Ở những hệ điều khiển khác nhau, lập trình của chu trình sẽ khác biệt.

Chu trình cắt gọt :

Người ta áp dụng chu trình cắt gọt cho tiện thô và tiện tinh chi tiết. Tùy theo chi tiết mà chuyển động bước tiến sẽ chạy theo hướng tâm hay hướng trục (Hình 1). Biên dạng hoàn chỉnh của phôi được lưu trữ trong một chương trình con. Việc chia lớp cắt được thực hiện tự động thông qua hệ điều khiển. Cả những tọa độ cần thiết cho từng bước gia công cũng được tính bởi hệ điều khiển. Người ta chỉ cần ít câu lệnh trong chương trình chi tiết để thực hiện việc tiện thô và tiện tinh (Hình 2).

Sau lệnh gọi dụng cụ ở câu lệnh 40 thì dụng cụ chạy đến điểm khởi đầu phụ theo câu lệnh 45. Ở câu lệnh 50 vận tốc cắt cố định được lập trình với G96. Những thông số cho tiện thô được nạp ở câu lệnh 55 (Bảng 1). Thông số là biến số thay đổi (đại lượng thay đổi), được thiết lập qua chu trình cắt gọt.

Với lệnh gọi L95 ở câu lệnh 60 thì phôi được tiện thô trước với bước dẫn tiến 0,3 mm. Sau khi đài dao xoay quay trở về đến vị trí thay đổi dụng cụ ở câu lệnh 70, việc thay đổi dụng cụ và lập trình của những số liệu cắt mới trong câu lệnh 75 được nạp vào câu lệnh 90 các thông số cho việc tiện tinh. Với lệnh gọi L95 ở câu lệnh 95 thì biên dạng được tiện hoàn chỉnh với bước dẫn tiến 0,1 mm. Những câu lệnh của chương trình cho biên dạng hoàn chỉnh được quy định trong chương trình con L10.

Chu trình tiện ren :

Với tiện ren thì mỗi lần cắt được thực hiện với cùng tốc độ quay của trục chính. Cho việc tăng tốc và hãm lại của bộ phận trượt của đài dao xoay, người ta cần đến quãng đường chạy vào và chạy ra (Hình 3).

Kích thước của quãng đường chạy vào phôi và chạy ra khỏi phôi của dao cắt tùy thuộc vào khối lượng tăng tốc của bàn trượt với đài dao xoay, được diễn tả qua chỉ số đặc trưng máy K và vận tốc dẫn tiến của nó.

Thí dụ: Tiện ren loại M24x1,5 với Vc= 150m/phút. Tính n và quãng đường chạy vào Ze (chỉ số máy K= 600/phút)

Người ta có thể gán cho đoạn đường chạy ra trị số bằng 0. Sau đó bàn trượt của đài dao xoay phải hãm lại ở vị trí nào được tự động xác định qua hệ điều khiển. Nếu cần đoạn đường dao chạy vào và chạy ra ngắn, người ta phải hạ vận tốc vòng quay, từ đó vận tốc dẫn tiến giảm xuống.Để chế tạo ren, hệ điều khiển được sử dụng cần các thông số theo Bảng 1.Nếu tọa độ trục X của điểm cuối khác biệt với điểm khởi đầu, như vậy người ta có thể tiện ren côn. Việc cung cấp số liệu về góc đỉnh ren là cần thiết vì nhờ đó chuyển động tiến cắt của hông dao có thể thực hiện được để tạo phoi tốt hơn (Hình 1). Ở trích đoạn của chương trình tiện ren, trong câu lệnh N80 dụng cụ được chạy đến điểm xuất phát phụ (Hình 2). Những thông số cắt gọt cần thiết được nạp vào trong các câu lệnh N85 và N90. Với lệnh gọi chu trình tiện ren L97 ở câu lệnh N95 đưa đến chấm dứt hoạt động của chương trình con. Ở một vài hệ điều khiển, những thông số được lập trình chung với một chức năng G, qua đó chu trình tiện ren được khởi động.

Những đoạn đường bao (Những đoạn biên dạng) : 

Việc ứng dụng những đường bao làm cho công việc lập trình dễ dàng hơn. Ở phần lớn các hệ điều khiển, ta có thể thêm vào ở cuối câu lệnh với dịch chuyển những lệnh chương trình cho phép đưa vào bán kính, cạnh vát hoặc chích rãnh thoát (Hình 1). Để tính toán những điểm chuyển tiếp, hệ điều khiển cần bổ sung thêm một câu lệnh tiếp theo với chuyển động vận hành.

Cũng như thế trục tọa độ cực giúp cho việc lập trình dễ dàng hơn (Hình 2). Với việc cho biết góc xuất phát từ trục Z dương và điểm đích hoặc ở hướng X hay hướng Z, có thể loại bỏ được việc tính toán những điểm biên dạng khi cho biết góc. Ở những câu lệnh như thế người ta có thể thêm vào bán kính hoặc cạnh vát.

Với việc thông tin 2 lần về góc và lập trình điểm đích, hệ điều khiển có thể tính toán điểm cắt của cả hai đoạn thẳng (Hình 3). Bán kính hoặc cạnh vát có thể được thêm vào tại điểm chuyển tiếp. Nếu tiếp theo là câu lệnh khác cho một chuyển động vận hành, ta cũng có thể đưa vào một bán kính hoặc cạnh vát ở chỗ chuyển tiếp này.

Thí dụ: Chốt trục (Hình 4).

Với việc áp dụng những đường bao người ta nhận được chương trình đơn giản như sau cho việc tiện biên dạng hoàn chỉnh:

N5 G1 A90 A150 Z32 Z-4 (P1)

N10 Z-18 (P2)

N15 A210 A180 X26 Z-32 B0.8 B0.8 (P3)

N20 A90 A180 X48 Z-50 B-1 B5 (P4)

N25 A90 A140 X96 Z-68 B4 (P5)

Tiện chích rãnh

Khi rãnh chích được tiện với những độ nghiêng và bán kính, cả hai góc cắt của dao tiện chích rãnh được đưa vào sử dụng (Hình 5). Để tránh làm sai lạc biên dạng, người ta ứng dụng phương pháp BBKDC. Dao tiện chích rãnh T09 với bề rộng b được đo tại cả hai góc cắt và nhận được một số hiệu chỉnh khác cho vị trí điểm cắt A3 so với vị trí điểm cắt A4. Sau khi đặt dao tiện chích rãnh T0909 vào cho ra trước tiên một rãnh sâu ở giữa rãnh. Sau khi đi lùi và điều chỉnh dao cắt đến điểm xuất phát S1 thì biên dạng trái được tiện với T0909 và kích hoạt BBKDC G41. Sau khi chuyển đổi qua T0910 (cùng một trạm đài dao xoay nhưng số hiệu chỉnh khác) thì biên dạng phải sẽ được tiện từ điểm xuất phát S2 với lệnh kích hoạt BBKDC G42.

Thí dụ về chương trình cho một chi tiết tiện

Trước khi tạo chương trình tiện khớp nối có ren (Hình 1) thì đầu tiên phải chọn lựa dụng cụ (Bảng 1) và thiết lập bảng chuẩn bị số liệu cắt (Bảng 2). Trừ những lệnh điều khiển riêng biệt của hệ điều khiển, việc lập trình trong thí dụ này được thực hiện theo tiêu chuẩn kỹ nghệ Đức (DIN). Chương trình của một hệ điều khiển công nghiệp được trình bày (Bảng 3) và việc lập trình theo PAL1)(Bảng 1, trang 544).