Những tiến bộ công nghệ đã đẩy nhanh việc nâng cấp và thay thế sản phẩm, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng ngày càng đa dạng và xu hướng ngày càng đa dạng hóa sản phẩm cũng như{0}}sản xuất hàng loạt nhỏ hơn. Để thích ứng với sự thay đổi này, thiết bị CNC (Computer Numerical Control) ngày càng đóng vai trò quan trọng trong doanh nghiệp. So với máy tiện thông thường, ưu điểm đáng kể của nó nằm ở khả năng thích ứng mạnh mẽ với những thay đổi của các bộ phận. Việc thay đổi các bộ phận chỉ yêu cầu sửa đổi chương trình tương ứng và thực hiện các điều chỉnh đơn giản đối với dụng cụ cắt để tạo ra các bộ phận đủ tiêu chuẩn, từ đó mang lại lợi thế cạnh tranh trong việc tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, để tận dụng tối đa hiệu suất của máy công cụ CNC, không chỉ cần có phần cứng tốt (chẳng hạn như công cụ cắt-chất lượng cao và độ chính xác của máy công cụ), mà quan trọng hơn là phần mềm: lập trình, bao gồm việc tạo ra các chương trình gia công hợp lý và hiệu quả dựa trên đặc điểm của các bộ phận khác nhau. Qua nhiều năm thực hành và giảng dạy lập trình, tôi đã đúc kết được một số kỹ thuật lập trình.
Mặc dù máy tiện CNC mang lại tính linh hoạt gia công vượt trội so với máy tiện thông thường, nhưng vẫn có một khoảng cách nhất định về hiệu quả sản xuất đối với một loại bộ phận cụ thể. Do đó, việc nâng cao hiệu suất của máy tiện CNC trở nên quan trọng và việc áp dụng hợp lý các kỹ thuật lập trình để tạo ra các chương trình gia công hiệu quả cao thường có tác dụng không mong muốn trong việc nâng cao hiệu quả của máy công cụ.
1. Cài đặt điểm tham chiếu linh hoạt
Khi dụng cụ cắt tiến đến phôi phôi, giá trị tọa độ giảm xuống, hiện tượng này được gọi là tiến dao; ngược lại, giá trị tọa độ tăng lên, hiện tượng này được gọi là rút dao. Dụng cụ dừng khi nó trở về vị trí ban đầu, được gọi là điểm tham chiếu. Điểm tham chiếu là một khái niệm quan trọng trong lập trình. Sau mỗi chu trình tự động, dụng cụ phải quay về vị trí này để chuẩn bị cho chu trình tiếp theo. Do đó, trước khi thực hiện chương trình, vị trí thực tế của dao và trục xoay phải được điều chỉnh để căn chỉnh với các giá trị tọa độ. Tuy nhiên, vị trí thực tế của điểm tham chiếu không cố định. Người lập trình có thể điều chỉnh vị trí điểm tham chiếu dựa trên đường kính bộ phận, loại và số lượng dụng cụ cắt được sử dụng, đồng thời rút ngắn hành trình không tải của dụng cụ, từ đó nâng cao hiệu quả.
2. Phương pháp “Chia từng phần thành một tổng thể”
Trong các thiết bị điện-điện áp thấp, có nhiều bộ phận hình chốt-ngắn có tỷ lệ chiều dài-trên-đường kính khoảng 2-3 và đường kính hầu hết dưới 3 mm. Do kích thước hình học nhỏ nên các máy tiện dụng cụ thông thường gặp khó khăn trong việc kẹp chúng, làm ảnh hưởng đến chất lượng. Nếu được lập trình thông thường, chỉ một bộ phận được gia công trong mỗi chu kỳ. Kích thước trục ngắn gây ra chuyển động tịnh tiến thường xuyên của trục chính máy công cụ trượt dọc theo đường dẫn hướng của bệ, dẫn đến hoạt động thường xuyên của mâm cặp ống kẹp. Theo thời gian, điều này dẫn đến sự mài mòn quá mức trên đường dẫn hướng của máy công cụ, ảnh hưởng đến độ chính xác gia công và có khả năng khiến máy không thể sử dụng được. Hơn nữa, hoạt động thường xuyên của mâm cặp ống kẹp có thể làm hỏng thiết bị điện tử điều khiển. Để giải quyết những vấn đề này, chiều dài tiến dao của trục chính và khoảng thời gian hoạt động của mâm cặp ống kẹp phải được tăng lên mà không làm giảm năng suất. Do đó, có thể gia công nhiều chi tiết trong một chu trình. Trong trường hợp này, chiều dài nạp trục chính sẽ gấp vài lần chiều dài của một bộ phận, có khả năng đạt khoảng cách di chuyển trục chính tối đa, trong khi khoảng thời gian hoạt động của mâm cặp ống kẹp sẽ được kéo dài tương ứng nhiều lần. Quan trọng hơn, thời gian phụ trợ trước đây cần thiết cho một bộ phận giờ đây được phân bổ cho nhiều bộ phận, giúp giảm đáng kể thời gian phụ trợ cho từng bộ phận và do đó nâng cao hiệu quả sản xuất. Để đạt được điều này, tôi đã áp dụng các khái niệm về chương trình chính và chương trình con trong lập trình máy tính. Nếu các trường lệnh liên quan đến hình học bộ phận được đặt trong chương trình con, trong khi các trường lệnh liên quan đến điều khiển máy công cụ và cắt bộ phận được đặt trong chương trình chính thì chương trình chính sẽ gọi chương trình con một lần cho mỗi bộ phận được gia công. Sau khi gia công, nó quay trở lại chương trình chính. Số lần chương trình con được gọi tương ứng với số lượng chi tiết được gia công, điều này rất thuận lợi cho việc tăng hoặc giảm số lượng chi tiết được gia công trong mỗi chu kỳ. Các chương trình gia công được viết theo cách này cũng tương đối đơn giản và rõ ràng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa đổi và bảo trì. Điều đáng chú ý là do các tham số của chương trình con không đổi trong mỗi lệnh gọi, trong khi tọa độ trục xoay liên tục thay đổi nên các câu lệnh lập trình tương đối phải được sử dụng trong chương trình con để đảm bảo khả năng tương thích với chương trình chính.
3. Giảm việc di chuyển nhàn rỗi của công cụ
Để nâng cao hiệu quả của máy công cụ, hiệu suất di chuyển của dụng cụ phải được cải thiện. Hành trình không tải của dụng cụ đề cập đến khoảng cách mà dụng cụ di chuyển khi nó tiếp cận phôi và quay trở lại điểm tham chiếu sau khi cắt. Giảm hành trình nhàn rỗi của dao giúp cải thiện hiệu quả di chuyển của dao. (Đối với máy tiện CNC được điều khiển điểm-đến-điểm, chỉ yêu cầu độ chính xác định vị cao và quá trình định vị có thể nhanh nhất có thể; đường chuyển động của dao so với phôi là không liên quan.) Về mặt điều chỉnh máy công cụ, vị trí ban đầu của dao phải càng gần phôi phôi càng tốt. Về mặt lập trình, số lượng dao được sử dụng nên được giảm thiểu theo cấu trúc của bộ phận để đảm bảo phân bổ đều các dao trong quá trình lắp đặt và tránh nhiễu khi ở gần phôi phôi. Hơn nữa, do vị trí ban đầu thực tế của dao thay đổi nên điểm tham chiếu dao phải được sửa đổi trong chương trình để thích ứng với tình hình thực tế. Đồng thời, việc sử dụng các lệnh định vị điểm nhanh có thể giảm thiểu việc di chuyển không tải của dao, từ đó nâng cao hiệu quả gia công.
4. Tối ưu hóa các thông số, cân bằng tải dao và giảm hao mòn dao.
