Nghiên cứu ứng dụng công cụ lập trình tự động để lập trình gia công trên các mặt định hình 3D chính xác

- NGUYỄN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG CỤ LẬP TRÌNH TỰ ĐỘNG ĐỂ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN CÁC MẶT ĐỊNH HÌNH 3D CHÍNH XÁC CHUYÊN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 3MỤC LỤC CHƯƠNG I.
- TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH BẰNG MÁY.
- Giới thiệu chung về lập trình bằng máy.
- Lập trình bằng máy tại nơi lập trình độc lập.
- Các chương trình tính toán phục vụ cho việc lập trình bằng máy Một số ngôn ngữ lập trình bằng máy Giới thiệu về APT CHƯƠNG II: APT - PHẦN ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC.
- Các câu lệnh định nghĩa hình học.
- Định nghĩa điểm.
- Định nghĩa đường thẳng Định nghĩa đường tròn.
- Định nghĩa mặt phẳng.
- CHƯƠNG III: APT - THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHẠY DAO Lập trình với đường chạy dao Point to Point.
- Các bề mặt kiểm soát Những thay đổi với bề mặt Check Lệnh START - UP Lập trình với đường chạy dao CONTINOUS-PATH.
- CHƯƠNG IV: APT POSTPROCESSOR - CÂU LỆNH HẬU XỬ LÝ Các thiết lập hậu xử lý Các câu lệnh bổ trợ CHƯƠNG V: TẠO LẬP VÀ THI HÀNH MỘT CHƯƠNG TRÌNH APT.
- Cấu trúc của một chương trình APT.
- Ví dụ lập trình gia công chi tiết sau Bộ xử lý APT Tiến trình xử lý của chương trình nguồn APT KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 4Lời cam đoan Tôi xin cam đoan nội dung trong quyển luận văn này với đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng công cụ lập trình tự động để lập trình gia công trên các mặt định hình 3D chính xác” là công trình nghiên cứu và sáng tạo của chính tác giả Nguyễn Trung Dũng với sự hướng dẫn tận tình của TS.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 5 Danh mục các chữ viết tắt APT Automatically Programmed Tool Công cụ lập trình tự động CAD Computer Aided Design Thiết kế với trợ giúp của máy tính.
- Bảng 5.1: Dạng tiêu chuẩn của một số loại thực thể hình học Bảng 5.2: Các thuật ngữ cơ bản dùng trong lập trình bằng ngôn ngữ APT.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 6CHƯƠNG I.
- 1.1 Giới thiệu chung về lập trình bằng máy.
- Đối với công nghệ gia công cơ trên máy CNC, tính kinh tế cho nó phụ thuộc rất nhiều vào giá thành lập trình.
- Giá thành này sẽ rất cao nếu như phải lập trình bằng tay, bởi lập trình bằng tay tiêu hao thời gian tại vị trí lập trình do phải tìm lỗi và tối ưu hoá chương trình.
- Trong khi đó, phần lớn công việc lập trình đều tuân theo quy tắc xác định, đến mức có thể chuyển dao khéo léo cho máy tính.
- Do đó, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và công nghệ điện tử, các phần mềm ứng dụng cho việc lập trình bằng máy đã ra đời và đang được sử dụng rộng rãi tại các nước công nghiệp phát triển.
- Nét đặc trưng của việc lập trình bằng máy là ứng dụng ngôn ngữ lập trình định hướng theo nhiệm vụ.
- Khi lập trình bằng máy, người lập trình mô tả hình dáng hình học của chi tiết gia công, các quỹ đạo của dụng cụ cắt và các chức năng của máy CNC theo một ngôn ngữ định hướng bởi các kí hiệu.
- Với sự trợ giúp của các ngôn ngữ lập trình, việc lập trình bằng máy có những đặc điểm và ưu điểm sau.
- So với lập trình bằng tay thì hạn chế được các lỗi lập trình và chỉ cần cấp rất ít các dữ liệu vào máy và hầu như không phải thực hiện các tính toán.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 71.2 Lập trình bằng máy tại nơi lập trình độc lập.
- Ngày nay với ứng dụng của máy tính, công việc lập trình bằng máy được sử dụng rộng rãi tại các vị trí lập trình độc lập.
- Lập trình độc lập có những ưu điểm sau.
- Ngôn ngữ lập trình thống nhất cho các công nghệ khác nhau, ví dụ: tiện, khoan, phay, gia công điện hoá.
- Xử lý số được thực hiện với tốc độ cao nhờ trang bị nhiều các cụm vi xử lý (Microprocessor), và các cụm tính toán số học chuyên dụng cho bài toán hình học.
- Do đó, rút ngắn được thời gian xử lý.
- Chương trình NC tại đầu ra của bộ hậu xử lý và được lưu giữ trên các đĩa từ, đĩa compact nhờ những mạch nối ghép thích hợp.
- Và do đó, thông qua mạng LAN (Local Area Network) nội bộ của máy, để truyền dữ liệu gia công, tới từng vị trí lập trình NC.
- Với sự trợ giúp của máy tính, các dữ liệu hình học được đưa ra từ thiết kế có thể chuyển cho quá trình gia công, nhờ hệ thống CAD-CAM.
- 1.3 Các chương trình tính toán phục vụ cho việc lập trình bằng máy.
- Như đã nêu ở trên, khi lập trình bằng máy, người lập trình mô tả hình dáng hình học của chi tiết, cùng các quỹ đạo của dụng cụ cắt và các chức năng của máy NC theo một ngôn ngữ định hướng bởi các ký hiệu.
- Từ chương trình nguồn này, máy tính tạo cho ta một chương trình gia công phù hợp với máy NC kèm theo bộ hậu xử lý, muốn vậy máy tính phải có hai chương trình tính toán đặc biệt.
- 1.3.1 Bộ xử lý (Processor).
- Bộ xử lý là một chương trình phần mềm thực hiện các tính toán hình học và công nghệ.
- Người ta gọi dữ liệu xuất của bộ xử lý là CLDATA, các dữ liệu này đưa Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS.
- Bộ xử lý có nhiệm vụ dịch chương trình nguồn, thực hiện các tính toán hình học và xác định sai số về lập trình.
- Các sai số lập trình và những tính toán hình học này được liệt kê vào bản ghi sai sót.
- Sau mỗi lần chạy thử, nếu không có sai sót thì các kết quả tính toán hình học được biểu thị dưới dạng lưới CLDATA 1, đồng thời được lưu trữ trên đĩa từ.
- Còn các số liệu công nghệ trong chương trình nguồn được tính toán bởi phần công nghệ của bộ xử lý.
- Dữ liệu xuất của bộ xử lý công nghệ gọi là CLDATA 2.
- 1.3.2 Bộ hậu xử lý (PostProcessor).
- Bộ hậu xử lý tiếp theo là một chương trình máy tính, xây dựng nhằm thích ứng dữ liệu công nghệ và dữ liệu hình học mà ta gọi là CLDATA 1 và CLDATA 2 với máy NC xác định.
- Tiến trình liên tiếp theo thời gian của toàn bộ dữ liệu từ chương trình nguồn với các quá trình xử lý và hậu xử lý là hoàn toàn phức tạp, song xoá bỏ nhanh các sai số về lập trình.
- Gần đây, các hệ thống xử lý nối ghép từng bộ hậu xử lý cho phép lập trình tương tác, trong đó người lập trình đối thoại trực tíêp với máy.
- Mỗi tệp chương trình trong chương trình nguồn được dẫn trực tiếp đến nhiều câu lệnh trong chương trình NC.
- 1.4 Một số ngôn ngữ lập trình bằng máy Có khoảng hơn 100 ngôn ngữ lập trình, đã được xây dựng ngay từ những năm cuối thập niên 50 thế kỷ trước.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 9 - Ngôn ngữ xây dựng từ các ký tự biểu trưng dễ học dễ nhớ.
- -APT: Automatically Programmed: Công cụ lập trình tự động.
- Là ngôn ngữ lập trình do nhà chế tạo phần mềm HOM thiết lập.
- để chuyển dữ liệu vào máy tính xử lý 1.5 Giới thiệu về APT.
- APT - Automatically Programmed Tools, nghĩa là công cụ lập trình tự động và là ngôn ngữ lập trình NC bậc cao đầu tiên được sử dụng rộng rãi cho thế hệ máy công cụ điều khiển số.
- Vào những năm 1955 APT được phát triển rộng rãi tại Mỹ và đã thích ứng với các công việc gia công, kể cả lập trình 3D phức tạp.
- Là ngôn ngữ lập trình CAM, APT có khoảng 3000 từ vựng để lập trình cho việc gia công đơn giản cũng như các yếu tố đường cong 3 chiều như hình: Hình cầu, Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS.
- Với APT người lập trình có thể xác định hình dáng dụng cụ, dung sai mô tả hình dáng hình học của chương trình gia công, chuyển động dụng cụ cũng như các lệnh hỗ trợ.
- Hệ thống APT cho phép ta có khả năng xử lý dữ liệu gia công với các chức năng nổi bật như: Copy, Mirro, Move, Rotate,..Và có thể làm mềm hóa chương trình gia công bởi Macro.
- Là ngôn ngữ lập trình bằng máy, APT cũng có 2 chương trình tính toán đặc biệt đó là: Bộ xử lý và bộ hậu xử lý.
- Bộ xử lý APT là chương trình máy tính phục vụ cho việc xử lý chương trình nguồn.
- Bộ hậu xử lý cũng là một chương trình máy tính, xây dựng nhằm mục đích xử lý file CLDATA và tạo ra chương trình NC thích ứng với máy kèm theo nó.
- APT là hệ thống lập trình không gian 3 chiều, cùng một lúc có thể điều khiển tới 5 trục.
- Để lập trình APT điều tiên người lập trình phải tìm hình dáng hình học của chương trình gia công tiếp theo là định hướng chuyển động của dụng cụ cắt.
- Trong khi lập trình, điểm nhìn (VIEW POINT) của người lập trình luôn cố định.
- Do sự tiện dụng cho nhiều nhiệm vụ gia công, nên đã có rất nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau được suy diễn từ nó như một tệp con của nó.
- Các ký tự cấu thành bộ từ vựng được tách ra từ bảng mã ASCII cơ sở (128 ký tự đầu tiên), Cấu trúc một chương trình APT gồm 5 phần như sau: 1.
- Mô tả hình học: Có nhiệm vụ mô tả hình dáng hình học chi tiết gia công.
- Phần kết thúc: Khai báo kết thúc để hoàn thành chương trình.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 11CHƯƠNG II: APT - PHẦN ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC.
- Có 3 phần chính trong chương trình APT, đó là: Mô tả hình học, thiết lập đường chạy dao và các câu lệnh thuộc bộ hậu xử lý.
- ở đây phần định nghĩa hình học sẽ đưa ra các câu lệnh cơ bản, sử dụng để mô tả hình dáng hình học của chi tiết gia công.
- 2.1 Các câu lệnh định nghĩa hình học.
- Các câu lệnh định nghĩa hình dáng hình học được sử dụng để mô tả phần Profile cấu thành từ rất nhiều các phần tử nhỏ, đặc biệt là các điểm, đường tròn, cung cong, các mặt phẳng và Profile 2 chiều, Profile 3 chiều.
- Qua phần mô tả hình học chi tiết gia công, APT sẽ căn cứ vào các phần tử hình học đã định nghĩa, để từ đó thiết lập đường chạy dao, và quyết định trạng thái chuyển động của lưỡi cắt.
- Phần hình học phải được định nghĩa trước các lệnh thiết lập đường chạy dao trong chương trình APT.
- Mặc dù dạng xác định hình học biến đổi trong cấu trúc theo dạng hình học cơ bản đã được định nghĩa và thông tin chứa đựng trong câu lệnh có dạng chung như sau: {Nhãn lệnh} Tên thực thể = Dạng thực thể/ Thông tin về việc định nghĩa thực thể.
- Nhãn lệnh là từ lựa chọn không bắt bụôc chỉ được sử dụng cho câu lệnh của vòng lặp hoặc tham chiếu trong chương trình.
- Tên thực thể là tên ký hiệu cho thực thể hình học cần định nghĩa.
- Một tên lệnh đã được định nghĩa, nó có thể được tham chiếu trong các lệnh định nghĩa hình học hoặc các lệnh chạy dao.
- Dấu bằng được sử dụng để gán một tên cho một thực thể hình học hoặc một Macro và có thể được sử dụng để gán trị số cho một biến.
- Gán tên M1 cho một hàm chương trình.
- Dạng thực thể là từ khoá lưu giữ bên trong một bộ nhớ được sử dụng để chia ra kiểm thực thể hình học định nghĩa trong phần profile 2 chiều đơn giản, nó có thể là một trong các từ khoá sau: POINT, LINE, CIRCLE, và PLANE.
- Một số dạng thực thể được lưu trữ trong bộ nhớ, phục vụ cho việc định nghĩa bề mặt 3 chiều trong APT đó là: CONE (hình nón) CYLNDR (cylinder - hình trụ) ELLIPS (elipse - hình elíp) HYPER (hypebola -hypebol) LCONIC (loft conic- mặt cong nối tiếp) PARSRE (parametric surface - bề mặt tham số) QADRIC (general quadric - mặt toán học tổng quát) RLDSRE (ruled surface - bề mặt kẻ) SPHERE (sphere- hình cầu) Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: TS.
- Sự định nghĩa thực thể đưa ra các thông tin cần thiết cho sự mô tả thực thể.
- Nó có thể là đơn giản là tập giá trị các con số, từ bổ nghĩa tham khảo cho các thực thể hình học phân biệt, từ khoá trong APT.
- sẽ được đưa ra trong chương trình này.
- 2.2 Định nghĩa điểm.
- Trong toán học, điểm có thể được định nghĩa bằng nhiều cách.
- Sau đây là phương pháp định nghĩa điểm được đưa ra trong phần này.
- Lệnh định nghĩa hình học của 3 điểm này được đưa ra như sau: P1 = POINT/3,4,5.
- Ví dụ: Định nghĩa 2 điểm P1, P2 trong hệ toạ độ độc cực, như chỉ ra trong Hình 2.2 P1 = POINT/ PTHETA, XYPLAN,5,60.
- 2.2.4 Điểm định nghĩa theo tâm đường tròn.
- Trần Anh Quân Học viên: Nguyễn Trung Dũng Chuyên ngành: Chế tạo máy 16POINT/ CENTER, Tên đường tròn.
- Điểm có thể định nghĩa từ tâm của đường tròn cho trước.
- Như vậy, đường tròn có thể được định nghĩa trước điểm

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt