Lập trình máy phay CNC là một kỹ năng quan trọng đối với người vận hành máy công cụ CNC trong sản xuất cơ khí chế tạo. Bài viết này Thiết bị dụng cụ kỹ thuật Hitami sẽ cung cấp cho bạn những hiểu biết tổng quan về cách lập trình máy phay CNC, các phương pháp và công cụ hỗ trợ, cũng như hướng dẫn chi tiết các bước cơ bản trong cách lập trình máy phay CNC để bạn có thể bắt đầu thực hành ngay.
Lập trình CNC là gì?
Lập trình CNC (Computer Numerical Control) là quá trình tạo ra các chương trình điều khiển máy công cụ CNC như máy phay, máy tiện để thực hiện tự động các thao tác gia công cắt gọt chi tiết. Một chương trình CNC bao gồm các mã lệnh (chủ yếu là G-code và M-code) mô tả từng bước di chuyển của dụng cụ cắt (dao) và các chức năng điều khiển máy như tốc độ trục chính, tốc độ chạy dao, bật tắt làm nguội… Các mã lệnh này được sắp xếp theo trình tự để máy thực hiện gia công đúng hình dạng và kích thước chi tiết đã thiết kế. Cách lập trình máy phay CNC chính là việc tạo ra các chương trình như vậy.
Các phương pháp lập trình CNC
Dưới đây là 2 cách lập trình CNC:
Phương pháp lập trình CNC thủ công (Manual Programming)
Phương pháp lập trình CNC thủ công yêu cầu người lập trình phân tích bản vẽ, chọn dao cụ, xác định chế độ cắt và tính toán tọa độ điểm theo từng bước di chuyển của dao. Sau đó, họ dùng mã G/M để viết các khối lệnh điều khiển máy và nhập chương trình vào bộ điều khiển. Cách này phù hợp với chi tiết đơn giản, kích thước trung bình, nhưng đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về cấu trúc chương trình và mã lệnh CNC.
Phương pháp lập trình tự động (sử dụng phần mềm CAD/CAM)
Phương pháp lập trình CNC tự động sử dụng công nghệ CAD/CAM đang được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Người lập trình tạo mô hình 3D trên phần mềm CAD, rồi dùng CAM để xác định phương pháp gia công, tạo đường chạy dao, chọn dao cụ và chế độ cắt, sinh code CNC. Sau khi hậu xử lý, chương trình được truyền vào máy. Cách này cho phép lập trình nhanh, dễ thay đổi và đảm bảo độ chính xác cao, đặc biệt phù hợp với chi tiết có hình dạng phức tạp.
Các phần mềm hỗ trợ cách lập trình máy phay CNC
Các phần mềm hỗ trợ lập trình:
- Phần mềm CAD: Dùng để xây dựng mô hình 3D của vật thể cần gia công với đầy đủ kích thước, định dạng. Mô hình CAD càng chi tiết thì càng thuận lợi cho lập trình gia công CNC.
- Phần mềm CAM: Chuyển mô hình CAD thành chương trình gia công CNC. Các bước gồm nhập mô hình, chọn máy và điều khiển, lập kế hoạch công nghệ, chọn dao cụ và chế độ cắt, tạo đường chạy dao, mô phỏng và xuất code CNC.
- Phần mềm CAE: Tích hợp với CAD/CAM để phân tích, tính toán, mô phỏng sản phẩm trước gia công. Giúp tối ưu thiết kế, chọn vật liệu, kiểm tra đường dao, dự đoán các vấn đề có thể xảy ra để điều chỉnh thông số gia công phù hợp.
Những yêu cầu đối với người lập trình CNC
Để trở thành một lập trình viên CNC, ngoài việc nắm vững cách lập trình máy phay CNC, cần có sự hiểu biết về:
- Công nghệ gia công cơ khí: đặc tính cắt gọt vật liệu, dung sai, chế độ cắt tối ưu, đo lường…
- Kỹ thuật cơ khí: cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các máy CNC, kết cấu, tính chất vật liệu chi tiết.
- Toán, hình học: giải quyết các bài toán tính kích thước, quỹ đạo dao, cung tròn, góc nghiêng, tâm cung, bù trừ…
- Tin học: sử dụng thành thạo máy tính, các phần mềm hỗ trợ như CAD/CAM, Microsoft Office.
- Ngoại ngữ: đọc hiểu các tài liệu hướng dẫn, nghiên cứu chuyên sâu về cách lập trình máy phay CNC phần lớn bằng tiếng Anh.
- Kỹ năng mềm như giao tiếp, làm việc nhóm, sáng tạo, tư duy giải quyết vấn đề cũng rất cần thiết.
>>> Xem thêm: Máy phay CNC là gì? Cấu tạo và chức năng chi tiết
Hướng dẫn cách lập trình máy phay CNC cơ bản
Cách lập trình máy phay CNC:
Cấu trúc của đoạn code lập trình máy CNC
- Một chương trình gia công CNC điển hình bao gồm 3 phần chính:
- Mở đầu chương trình và cài đặt ban đầu: thường có các mã khởi đầu như %, O và các thiết lập chế độ như G90/91, G20/21, G96/97, M03/04/05.
- Phần gia công chính: các đoạn lệnh thể hiện quá trình cắt gọt chi tiết theo thứ tự từ thô đến tinh. Đây là phần quan trọng nhất trong cách lập trình máy phay CNC, chứa lệnh di chuyển G00/G01/G02/G03, các lệnh gọi và điều chỉnh dao.
- Kết thúc chương trình: chứa các mã lệnh kết thúc như M05, M09, M30, trả dao về vị trí an toàn, tắt nguồn…
Cấu trúc của các dòng lệnh
Mỗi dòng lệnh (block) trong chương trình CNC có dạng: Nxx Gxx Xxx Yxx Zxx Fxx Sxx Txx Mxx ; Trong đó:
- N: thứ tự dòng lệnh (để gọi, nhảy tới)
- G: mã lệnh chuẩn bị (chạy dao, nội suy, mặt phẳng làm việc, hệ đo…)
- X, Y, Z: tọa độ điểm đích trên các trục tương ứng, hoặc khoảng cách tịnh tiến
- F: tốc độ chạy dao, S: tốc độ trục chính
- T: mã số dao, M: các chức năng phụ trợ
- Dấu ; để kết thúc mỗi block. Nếu muốn bỏ qua 1 block thì thêm dấu / vào đầu dòng đó. Nắm vững cấu trúc này sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong cách lập trình máy phay CNC.
Lập trình máy CNC với các lệnh khai báo đầu
Các lệnh khai báo đầu:
Các lệnh khai báo hệ tọa độ của lập trình
Gồm:
- G90: lập trình theo tọa độ tuyệt đối, điểm đích tham chiếu gốc tọa độ.
- G91: lập trình theo tọa độ tương đối, điểm đích tham chiếu vị trí hiện tại của dao.
Các lệnh khai báo về hệ đơn vị đo
Gồm:
- G20: lập trình theo hệ đơn vị Inch, thước đo góc.
- G21: lập trình theo hệ đơn vị Metric, mm.
Các lệnh khai báo về đơn vị lượng chạy dao
Gồm:
- G94: lượng chạy dao tính theo mm/phút hoặc inch/phút.
- G95: lượng chạy dao tính theo mm/vòng hoặc inch/vòng (phụ thuộc tốc độ trục chính).
Các lệnh khai báo về đơn vị tốc độ cắt của máy CNC
Gồm:
- G96: bật chế độ tốc độ cắt không đổi, S mang giá trị là vận tốc cắt theo m/phút.
- G97: tắt chế độ G96, S mang giá trị là tốc độ trục chính tính theo vòng/phút.
Các lệnh để quay trục chính cho máy CNC
Gồm:
- M03: quay thuận trục chính (CW) theo chiều kim đồng hồ.
- M04: quay ngược trục chính (CCW) ngược chiều kim đồng hồ.
- M05: dừng trục chính.
Các lệnh để chọn mặt phẳng lập trình
Gồm:
- G17: mặt phẳng XY
- G18: mặt phẳng XZ
- G19: mặt phẳng YZ
Các lệnh để chọn dao
Gồm:
- T: mã số của dao
- M06: lệnh thay dao tự động. Ví dụ T1 M06 thay sang dao số 1.
- G28, G29, G30: trả dao về vị trí thay dao hoặc vị trí tham chiếu an toàn. Các lệnh khai báo này rất quan trọng trong cách lập trình máy phay CNC, giúp thiết lập các thông số cơ bản của quá trình gia công.
>>> Xem thêm:Máy phay là gì? Cấu tạo, chức năng và phân loại chi tiết
Các lệnh kết thúc lập trình CNC
Các lệnh kết thúc:
- M30: lệnh kết thúc chương trình chính, về gốc chương trình.
- M02: giống M30 nhưng không về gốc chương trình.
- M99: kết thúc chương trình con.
- M00: dừng chương trình vô thời hạn, chờ lệnh tiếp theo.
- M01: dừng chương trình có điều kiện (nếu biến “Tùy chọn dừng” được bật).
- M08: mở nước làm mát dao, M09: tắt nước làm mát dao.
Các lệnh kết thúc giúp hoàn thiện cách lập trình máy phay CNC và đảm bảo an toàn cho máy móc, công cụ.
Trên đây là những kiến thức nền tảng và cách áp dụng lập trình CNC để điều khiển máy phay gia công tự động các chi tiết cơ khí. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cách lập trình máy phay CNC ngày càng trở nên linh hoạt và dễ tiếp cận hơn nhờ hỗ trợ của công nghệ CAD/CAM. Thiết bị dụng cụ kỹ thuật Hitami hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn một cái nhìn tổng quan và những bước khởi đầu cần thiết để làm quen với cách lập trình máy phay CNC.
