Chương XIII SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG CNC TÍCH HỢP, THÍCH NGHI TĨM TẮT Để chuẩn bị cho nhà máy sản xuất đối mặt với gia tăng thường xun khó dự đốn biến động thị trường cách tự tin, nhu cầu công nhận, công cụ máy CNC cần nâng cao để chúng trở nên thích hợp với mẫu thiết kế thích ứng với điều kiện gia công không chắn Để hệ thống CNC truy cập vào thơng tin thiết kế nào, thơng tin thiết kế phải cấp-nhiệm vụ Đó việc-cần-làm Để hệ thống CNC sản xuất phần cuối cùng, phải biến thông tin cấp-nhiệm vụ thành thông tin cấp-phương pháp, liệu điều khiển máy Những chủ đề thảo luận phần đầu chương Phần lại chương thảo luận sở liệu CNC sử dụng để chuyển đổi liệu cấp nhiệm vụ thành liệu cấp phương pháp, việc thực phương pháp cho máy CNC thông thường dùng G-code DỮ LIỆU CẤP NHIỆM VỤ VÀ DỮ LIỆU CẤP PHƯƠNG PHÁP Một khái niệm quan trọng STEP-NC “tính độc lập máy cơng cụ”; điều khiến code STEP-NC tương thích với nhiều hệ thống CNC khác Điều mơ hình liệu STEP_NC bắt thơng tin cấp-nhiệm vụ hay thơng tin việc-cần-làm Mặc dù xác định liệu cấp-phương-pháp cấp độ làmnhư-thế-nào, quỹ đạo máy cơng cụ, mục đích STEP-NC cho phép định tạo kích hoạt điều khiển STEP-NC Bằng cách này, chương trình phần STEP-NC viết lần sử dụng nhiều máy công cụ khác nhau, cung cấp khả xử lý theo yêu cầu Hình 13.1 loại liệu xác định mơ hình liệu STEP-NC cột mô tả thông tin nhà sản xuất Q trình-cấp-dữ liệu mơ tả nhiệm vụ sản xuất thu gọn cấp-macro Dữ liệu cấp- hình học đại diện mặt tính sản xuất Dữ liệu cách-thực-hiện chia làm loại Dữ liệu lõi máy công cụ tả yêu cầu sản xuất Dữ liệu phụ trợ máy công cụ liệu cấp phương pháp chúng xác định mơ hình liệu STEP-NC dạng liệu tùy chọn Cả hai loại liệu làm-như-thế-nào có dạng khác sử dụng công cụ máy khác Vấn đề chuyển tiếp liệu cấp nhiệm vụ sang liệu cấp phương pháp, hay từ liệu việc-cần-làm sang liệu làm-như-thế-nào Từ STEP-NC sử dụng mơ hình liệu gia cơng CNC, việc thực STEP-NC q trình thích ứng với mơ hình liệu cho hệ thống CNC khác nhau.Điều minh họa Hình 13.2 Một hệ thống có ba giai đoạn.Trước hết, phiên gốc chương trình STEP-NC tạo dựa thơng tin chương trình STEP-NC chung Sau đó, cấp thấp, lệnh NC cục xây dựng dựa thông tin NC gốc Điều cung cấp giao diện thẳng tới máy CNC mục tiêu, hình thành “chuyển đổi CAM-CNC” Quá trình chuyển đổi nhằm ẩn khỏi người dùng đồng hóa lý tưởng với quy trình thực Cuối cùng, kích hoạt điều khiển STEP-NC thực chương trình STEP-NC thơng qua lệnh CNC gốc XÂY DỰNG MỘT CHƯƠNG TRÌNH STEP_NC GỐC Chìa khóa giai đoạn “lập đồ” chương trình NC chung Nói cách khác, nhiệm vụ chuyển đổi thơng tin việc-cần-làm chương trình STEP-NC chung, thành thông tin làm-như-thế-nào cho máy CNC cụ thể Các máy CNC khác có khả gia công khác thông số gốc khác Cho đến chương trình STEP-NC tính đến tất thông tin cụ thể cho hệ thống CNC, thực (các) Kế hoạch làm việc định chương trình STEP-NC Quá trình lập đồ trình "kiểm tra" để đánh giá khả sản xuất công việc công cụ máy cụ thể Trong môi trường sản xuất phân tán, tính “cắm chạy” cung cấp q trình lên kế hoạch cho tính tính di động mong muốn Hình 13.3 cho thấy cấu trúc logic hệ thống (Wang, Xu & Tedford, 2006) Ba đơn vị chức sở liệu Native CNC, nguồn Human-Machine (HM) giao diện MƠ HÌNH THIẾT BỊ MÁY CHỦ Các trung tâm gia công CNC nhà cung cấp cụ thể khác cấu hình phần cứng phần mềm điều khiển Nhiều liệu tải trước vào công cụ máy trình sản xuất để phục vụ cho chức máy khác Để nguồn làm việc với máy công cụ khác nhau, điều quan trọng phải có cấu trúc sở liệu có khả mơ hình hóa thơng tin ngun gốc công cụ máy khác Dựa sở nguồn phát triển cách dễ dàng Khi công cụ máy đến, nhiệm vụ lưu trữ thông tin công cụ máy vào sở liệu gốc Bộ nguồn, phát triển để làm việc với sở liệu cấu trúc cố định, không cần phải thay đổi Hình 13.1 Dữ liệu việc-cần-làm làm-như-thế-nào STEP-NC ©2008, Taylor and Francis Journals, http://www.informaworld.com, cho phép tác giả Hình 13.2 Thực sản xuất STEP-NC ©2008, Taylor and Francis Journals, http://www.informaworld.com, cho phép tác giả Hình 13.3 Kết cấu hợp lí hệ thống Phần lại công đoạn mô tả sở liệu phát triển gọi mơ hình liệu máy cơng cụ tương thích STEP-NC (STEP-NCMtDm) (Yang &Xu, 2008) Phạm vi STEP-NCMtDm bao gồm: • Dữ liệu máy gia cơng theo u cầu quy trình gia công, thiết kế sản phẩm gia công CNC Những liệu không dành cho nhà cung cấp máy công cụ dùng để hỗ trợ tác vụ lập quy trình gia cơng Do đó, tất thơng tin liên quan máy công cụ yêu cầu cách lập kế hoạch quy hoạch lập kế hoạch sản xuất • Dữ liệu máy gia công bắt buộc để xác định thông tin cấp độ phương thức dựa liệu cấp độ nhiệm vụ Bốn phương thức khác STEP-NC dựa phương pháp gia công hỗ trợ Chúng tương ứng với mơ hình STEP-NC bốn cấp chi tiết khác Những người: a) Chỉ có thơng tin chi tiết việc làm ( ví dụ thơng tin tính sản xuất từ giai đoạn thiết kế) b) Cả loại thông tin cần làm c) Cả hai loại thông tin cần làm máy không phụ thuộc thông tin hướng dẫn The STEP-NCMtDm cần thiết để đánh giá liệu công cụ máy phù hợp với nhiệm vụ d) Tất liệu phải làm cách thực • Đề xuất STEP-NCMtm phù hợp với liệu máy khác xác định dựa tiêu chuẩn khác (e.g ISO, ASME) Tài nguyên liệu máy gia công chia làm loại: tĩnh động Nếu liệu khơng thay đổi suốt vòng đời công cụ máy, chúng phân loại ‘dữ liệu cơng cụ máy tĩn’ (Ví dụ: tải trọng máy kích thước máy Những liệu chủ yếu thông số kỹ thuật máy công cụ, đưa tổng thể khả gia công máy công cụ Mặt khác, liệu thay đổi giai đoạn khác có giá trị khác cho yêu cầu khác nhau, chúng phân loại ‘dữ liệu công cụ máy động’ Dữ liệu động thơng tin để thực quy trình sản xuất gia cơng Hai ngun nhân dẫn đến thay đổi liệu động máy công cụ Đầu tiên làm việc với dụng cụ dao bị mòn dẫn đến sai lệch độ xác Thứ hai thay đổi cấu hình lại máy cơng cụ Ví dụ, thêm công cụ cắt dụng cụ cắt ảnh hưởng đến khả gia cơng Với hai loại liệu động nêu trên, STEP-NCMtDm trở nên thích nghi với việc mơi trường liệu bị thay đổi Việc tách liệu tĩnh động STEP-NCMtDm giúp việc quản lý sử dụng liệu công cụ máy thuận tiện Dữ liệu máy tĩnh, tạo mơ hình, không thay đổi Đối với hai loại liệu cơng cụ máy động, quy trình xử lý cập nhật liệu khác tuân theo Loại liệu động thứ cần cập nhật thường xuyên yếu tố công cụ máy móc, loại thứ hai cập nhật vào khoảng thời gian không STEP-NCMtDm Sáu liệu mơ hình hóa STEP-NCMtDm: 1) Dữ liệu chung máy; 2) liệu thành phần máy công cụ; 3) Dữ liệu khả gia công; 4) Dữ liệu hiệu suất máy công cụ; 5) Dữ liệu chi phí gia cơng; 6) Dữ liệu động học máy công cụ Bộ liệu chung công cụ máy Tập liệu đại diện cho thông tin chung máy công cụ Dữ liệu gốc lấy từ ENTITY machine_tool Thơng tin chung mơ hình hóa máy bao gồm số id, vị trí, nguồn gốc máy cơng cụ, trục, trục chính, thiết bị xử lý, cơng cụ cắt, v.v Kể từ thuộc tính machine_tool.its_spindle bị xóa trục ENTITY, STEP-NCMtDm hỗ trợ mơ hình hóa máy gia cơng CNC đa trục Trong phiên STEPNCMtDm, ENTITYmachine_toolcan sử dụng để mơ hình hóa máy gia công phay (bao gồm máy khoan), trung tâm tiện trung tâm phay, theo liệu hiệu suất machinetool, mơ hình hiển thị thơng tin xác máy gia công Bộ liệu thành phần máy công cụ Tập liệu đại diện cho thông tin thành phần riêng lẻ cơng cụ máy Nó chia thành liệu trục công cụ máy, liệu trục xoay, liệu thiết bị xử lý phôi, liệu thiết bị xử lý công cụ cắt liệu thiết bị phụ trợ Tập liệu trục: Đối tượng cho tập liệu trục ENTITY giả tưởng, đại diện cho khái niệm chung trục công cụ máy Tên gốc thể dạng hai thuộc tính: axis_name its_origin Các định nghĩa hướng trục phù hợp với tiêu chuẩn Úc AS 115-1985 (AS1115, 1985) nhận dạng bơi tên trục xác định Trục có hai kiểu : traveling_axis rotary_axis Chúng có thuộc tính trục Entity Entity traveling_axis định nghĩa trục chuyển động tuyến tính, với đặc điểm phạm vi di chuyển, hướng di chuyển cho phép (chuyển động trục thuận / nghịch), thông tin cấp liệu tốc độ di chuyển Rotary_axis đại diện cho trục xoay với loại chuyển động nó(continous_rot_movement, index_rot_movement limit_swing_rot_movement), hướng xoay tốc độ xoay tối đa Tập liệu trục chính: Tập liệu đại diện cho liệu trục để hỗ trợ hoạt động lập kế hoạch quy trình Tương tự tập liệu trục, trục ENTITY kiểu trừu tượng Hai loại trục miêu tả kiểu cắt, trục phay trục tiện Các phôi gia công dao cắt tối đa phép xác định thông số tương ứng Các thơng số trục bao gồm: its_id, phạm vi tốc độ quay nó, hướng nó, thơng tin mũi trục chính, thơng tin khoảng cách từ mũi trục, thông tin chất làm mát, công suất cực đại mô-men xoắn, khả cố với lượng ăn dao Dữ liệu thiết bị xử lý phôi: Tập liệu dành cho thiết bị giữ phơi gia cơng khác đặc tính chúng cần thiết cho lập kế hoạch quy trình Gốc bàn kẹp xác định theo gốc phôi Thuộc tính its_moving_ orientation hiển thị trục (trục tịnh tiến trục quay) bàn kẹp phơi di chuyển dọc theo.Giới hạn thiết bị bàn kẹp sử dụng để xác định thông tin khu vực hạn chế bàn kẹp, sử dụng để phát va chạm Sáu loại thiết bị xem xét:đồ gá, bạc gá , ụ định tâm động, bar_ feeder, bàn máy giá kê Dữ liệu dung lượng cho thiết bị xác định thêm, ví dụ, đường kính lớn nhất, đường kính bé , chiều dài lớn nhất, độ lệch số mỏ kẹp Bộ liệu thiết bị xử lý công cụ cắt: Tập liệu chứa thông tin id, chức công cụ, danh sách cơng cụ có, cơng cụ gia cơng tại, hướng di chuyển (dọc theo trục tịnh tiến trục quay), chiều dài trọng lượng dụng cụ tối đa Trong trình lập chu trình, liệu sử dụng để lựa chọn dao cắt xử lý bù dao Khu vực giới hạn có liên quan để tránh va chạm xác định vùng giới hạn dụng cụ cắt Hai loại thiết bị xử lý công cụ cắt cụ thể mơ hình hóa: bàn dao tool_magazine Lưu ý turret.index_time (tồn giá trị turret.auto_change true) tool_magazine.tool_change_time hai phần thông tin quan trọng để ước tính thời gian gia cơng Dữ liệu thiết bị phụ trợ: Tập liệu bao gồm thông tin chất làm mát phoi Thông tin chất làm mát yêu cầu tùy theo chức phay tiên mơ hình liệu STEP-NC Nó bao gồm liệu loại chất làm mát, áp suất tối đa chất làm mát thông qua trục khơng Bộ liệu khả máy gia công Tập liệu chứa thông tin sử dụng để xác định khả gia cơng cơng cụ máy Trong q trình lập kế hoạch, liệu chìa khóa để xác định xem máy gia cơng có phù hợp với công việc gia công cụ thể hay không Khả gia công, đại diện ENTITY machining_capability, bao gồm loại hoạt động công cụ máy, khu vực giới hạn để tránh va chạm (bao gồm vùng bị hạn chế cho phôi gia công, phôi gia công, thiết bị xử lý, thiết bị xử lý dụng cụ cắt, vv), khả tải bảng, kích thước phơi gia cơng, khả cho ăn liệu độ sâu cắt tối đa Tập liệu hiệu suất máy công cụ Bộ liệu hiệu suất công cụ máy sử dụng với số liệu khác, chọn công cụ máy thích hợp để gia cơng Chỉ có liệu độ xác cơng cụ máy hiển thị biểu đồ Chúng độ phân giải công cụ máy (ENTITY resolution) độ lặp lại trục (ENTITY repeatablility accuracy) Bộ liệu chi phí máy Tập liệu mơ hình hóa ENTITY machine_tool_cost_information để ước tính chi phí gia cơng quy hoạch quy trình Nó giữ liệu chẳng hạn chi phí trung bình cho thiết lập (thuộc tính setup_cost) tỷ lệ gia cơng (thuộc tính machining_cost_per_hour) Hệ thống lập kế hoạch quy trình sử dụng liệu để tính chi phí sản xuất tương ứng Mơ hình động học máy cơng cụ Mơ hình động học phần cốt lõi hỗ trợ thực STEP-NCMtDm quy hoạch mô quy trình Mơ hình động học phát triển cấu trúc chuỗi (Suk, Seo, Lee, Choi, Jeong & Kim, 2003), thơng tin nút mối quan hệ chúng mơ hình hố ENTITY k_component yếu tố để xác định nút chuỗi động học công cụ máy Tên, thơng tin hình học thơng tin chuyển động k_component mơ hình hóa thuộc tính its_name, its_geometry its_degree_of_freedom Hai k_components tạo thành k_jointed_pair với chuỗi bắt đầu Một danh sách xếp theo thứ tự k_jointed_pairs tạo thành tồn chuỗi động học cơng cụ máy (ENTITY k_chain), chuỗi định hướng cơng cụ chuỗi định hướng phôi (được thuộc tính its_type) Dữ liệu tĩnh động Như thảo luận trước đây, liệu cơng cụ máy chia thành hai loại: tĩnh động Các phương pháp thu thập cập nhật liệu khác yêu cầu triển khai cho danh mục khác Dữ liệu cơng cụ máy động chia thành hai nhóm theo tần suất cập nhật chúng, thường xuyên không Phân loại liệu tĩnh động điều cần thiết để thực mơ hình sau Nói chung, phân loại dựa nguyên tắc sau: • Thông tin chung công cụ máy liệu liên quan đến công cụ máy thành phần công cụ máy coi liệu tĩnh • Dữ liệu công cụ máy liên quan đến hiệu suất công cụ máy, chẳng hạn liệu xác, thuộc loại liệu động cơng cụ máy Tần suất cập nhật loại liệu phụ thuộc vào việc sử dụng công cụ máy • Dữ liệu cơng cụ máy liên quan đến công cụ cắt thiết bị xử lý phôi loại liệu động thứ hai cần cập nhật thường xuyên Điều thực tế thiết bị xử lý công cụ cắt thiết bị xử lý phơi gia cơng khác sử dụng để gia công phần khác Dữ liệu thường tùy thuộc tình vào thay đổi phía xưởng BỘ TIẾP HỢP Có ba đơn vị chức tiếp hợp: khối Bộ xử lý trước, Bộ mã hóa Chức Bản đồ hóa (Hình 13.4) Do tiếp hợp thực “Plug-andPlay” BỘ TIỀN XỬ LÍ STEP-NC Là mô-đun hỗ trợ, Bộ xử lý trước STEP-NC đọc liệu STEP-NC tổ chức chúng thành ba nhóm: Tính gia công, Dữ liệu công nghệ gia công Dữ liệu tài nguyên sản xuất Các tính gia cơng mã hóa sử dụng trực tiếp Cơng nghệ gia công liệu tài nguyên sản xuất lưu trữ sở liệu tương ứng chúng Thơng tin tính phù hợp với tiêu chuẩn STEP-NC Do bao gồm tính mặt phẳng, hốc, bậc, đặc điểm biên dạng, lỗ tròn, tính đường dẫn dao, gờ lồi, chóp hình cầu, đầu tròn ren Điều làm cho hệ thống “dựa tính năng” 10 Trong sở liệu công nghệ gia công (MTDB), thông tin lượng tiến dao, lượng tiến dao tham chiếu, tốc độ cắt, tốc độ trục xoay, vượt lượng tiến dao, vượt trục chính, lượng tiến dao lưu trữ; tất cần thiết để xác định hoạt động gia công Cơ sở liệu tài nguyên sản xuất (PRDB) lưu trữ thông tin thiết lập tài ngun máy CNC cụ thể, ví dụ: cơng cụ cắt, phôi liệu thiết lập Các tài nguyên sản xuất giúp hệ thống lập đồ lựa chọn công cụ cắt phù hợp tạo đường dẫn dao phù hợp theo thông tin cài đặt Ngồi có sở liệu bảo trì có trách nhiệm thu thập thơng tin phản hồi từ máy CNC Nó hoạt động đệm MTDB, PRDB máy CNC Thông tin thu thập cập nhật MTDB PRDB Điều thực thời gian thực để gặp phải lỗi thực thi phần đầu mã STEP-NC, hệ thống sửa chữa phần sau mã BỘ MÃ HĨA STEP-NC Bộ mã hóa STEP-NC đọc liệu STEP-NC từ Pre-processor mã hóa liệu STEP-NC thành khối chức (FB) (IEC 61499, 2005) Trong đó, Bộ mã hóa STEP-NC tổ chức liệu thành ba nhóm: Chia sẻ thơng tin, bước làm việc kế hoạch làm việc Thông tin chia sẻ chứa liệu thông tin phôi, thiết lập, chức sản xuất, công cụ cắt mặt phẳng an tồn, tất từ tệp STEP-NC Thơng tin chia sẻ tất bước làm việc Là đơn vị gia công bản, Workingstep gần “tự cung tự cấp” việc xác định đầy đủ hoạt động gia công Thông tin chứa kế hoạch làm việc cho biết trình tự gia cơng bước làm việc Tuy nhiên, trình tự bị thay đổi cần thiết Bởi STEP-NC G-mã (ISO 6983-1, 1982) đại diện cho hình học cấp độ khác nhau, cần phải lập đồ thơng tin tính cơng cụ đường đại diện trình bày STEPNC vào định dạng mã G Là ngôn ngữ điều khiển CNC cấp cao, STEP-NC có khả mơ tả thơng tin hình học phức tạp cách sử dụng định nghĩa đường mưu đồ đường cong phức hợp Mặt khác, mã G ngơn ngữ máy cấp thấp có ba chế độ mơ tả hình học - G01 (Nội suy tuyến tính), G02 (nội suy cung 11 tròn chiều kim đồng hộ) G03 (nội suy cung tròn ngược chiều kim đơng hồ) Một nhiệm vụ quan trọng mã hóa tạo đường dẫn dao dựa hình phức tạp STEP-NC mặt mã G Có hai loại đường dẫn dao xử lý riêng lẻ • Tiếp cận rút lại đường dẫn dao đường dẫn dao tiếp cận xác định quỹ đạo dao cắt trước cắt Tương tự, đường dẫn dao rút lại xác định quỹ đạo dao cắt sau gia công phần Trong STEP-NC, phương pháp tiếp cận rút lại xác định tương ứng với điểm bắt đầu điểm kết thúc hoạt động cắt Tốc độ cấp liệu cho tiếp cận chuyển động ngược lại mức độ cắt xác định cho điểm bắt đầu điểm kết thúc tương ứng thao tác cắt tương ứng 12 Hình 13.4 Cấu trúc cấu trúc chuyển đổi điều hợp © 2007 Taylor & Francis Journals, http://www.informaworld.com, sử dụng với cho phép tác giả • Đường dẫn dao gia cơng Một đường dẫn dao mô tả quỹ đạo gia công dao Nó xác định theo thơng tin đặc tính gia cơng kế hoạch gia cơng Đặc tính gia cơng mơ tả khu 13 vực gia cơng, kế hoạch gia công xác định “kiểu cắt” chồng chéo, cho phép nhiều khả năng, chiều, hai chiều, song song, đường viền hai hướng, đường xoắn ốc trung tâm phay Tương ứng với hai loại đường dẫn dao này, hai mô-đun phát triển để tạo thông tin cần thiết để xuất mã G Chúng công cụ phụ trợ cơng cụ hình học Trước thơng tin đường dẫn dao từ liệu cài đặt lưu trữ sở liệu nguồn sản phẩm liệu tiếp cận rút lại sở liệu cơng nghệ gia cơng Thơng qua phân tích tính tốn, đường dẫn dao tiếp cận rút dao dao cắt giải thích G-code Cơng cụ hình học nhận liệu hình học từ đặc tính gia cơng chiến lược gia cơng Thơng qua thuật tốn nội bộ, liệu hình học đối tượng chuyển đổi thành đoạn hệ thống chu trình sẵn sàng sử dụng để tạo mã G-code LẬP BẢN ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG Các khối chức tổng hợp dựa tính xây dựng để dẫn mã STEPNC vào mã gia công CNC nguyên (mã G) Mỗi khối chức kết hợp đại diện cho tính gia công định nghĩa STEP-NC Các đối tượng sử dụng khối chức sử dụng để mơ hình hóa chế độ đối tượng khái niệm thực tế Phương pháp xác định liệu nội khối chức tuân theo cấu trúc liệu STEP-NC Lưu ý FB có mối quan hệ tương đối độc lập với Mặt khác, phương thức chung cung cấp liệu bên làm cho khối chức hoạt động theo điều khiển CNC cụ thể Khi mã STEP-NC xử lý cho điều khiển CNC cụ thể, khối chức “chuyển sang” thuật toán nội tương ứng với điều khiển Điều thực thông qua sở liệu điều khiển CNC Đầu hệ thống mã G xác cho điều khiển đích 14 Mỗi khối chức xây dựng hệ thống tuân theo chuẩn STEPNC Tương tự, khối chức kết hợp xây dựng để theo cấu trúc liệu logic STEP-NC xác định Do đó, mã STEP-NC dễ dàng dẫn vào mã G khác Nói cách khác, hệ thống dẫn chung Điều làm cho hệ thống dẫn dễ sử dụng Khơng cần phải hiểu thuật tốn nội khối liệu khối chức chí mã STEP-NC Các mã G cuối kết nối trực tiếp với máy CNC chế độ Giao diện hiển thị tính gia cơng (đồ họa) hoạt động gia công (được đơn giản hóa) bước làm việc Do đó, dễ dàng sử dụng người điều hành mà khơng cần có kiến thức cụ thể khối chức STEP-NC khối chức Các khối chức kết nối trực tiếp với phần cứng động cơ, máy bơm, phiên tương lai điều khiển tuân thủ STEP-NC Như đề cập trên, thông tin tính gia cơng "chuyển tiếp" tới cơng cụ hình học Thơng tin lưu trữ FBs dựa tính tương ứng sẵn sàng để dẫn Trong đó, liệu hoạt động trích xuất từ mã STEP-NC số FB kết hợp dựa cấu trúc STEP-NC Các khối chức công nghệ gia công FB, kế hoạch gia công FB FB hoạt động gia công, FB chứa FB cấp thấp FB Ví dụ, FB Cơng nghệ gia cơng có chín khối chức theo cấu trúc xác định STEP-NC, khối đại diện cho phương diện công nghệ gia cơng Mỗi phận STEP-NC có khối chức tương ứng Mỗi khối chức có thuật tốn nội chịu trách nhiệm dẫn mã STEP-NC vào mã G-codes Cấu trúc nguyên tắc làm việc khối chức thảo luận phần Khi thông tin gia công khác công nghệ gia công, chức gia công chiến lược gia công trao cho khối chức dựa tính năng, chúng tự động dẫn vào FB dựa Workstep Thông qua FB này, mã STEP-NC 15 dẫn vào khối mã G khác miêu tả cho bước làm việc sử dụng trực tiếp mục đích máy CNC Như thảo luận Chương XII, khối chức xây dựng dựa mơ hình điều khiển rõ ràng cung cấp cho luồng liệu điều khiển dựa trạng thái tự động có hạn Nó có nhiều phận đầu trì thơng tin trạng thái ẩn nội Điều có nghĩa khối chức tạo đầu khác đầu vào giống áp dụng thuật toán xây dựng bên khối chức thay đổi Ví dụ, khối chức cho hoạt động phay sử dụng cơng cụ máy khác với điều khiển khác Điều thực cách điều chỉnh biến trạng thái nội khối chức theo điều khiển khác Việc điều chỉnh thực cách điều chỉnh thuật toán khối chức dựa nguồn bên ngoài, tức sở liệu điều khiển CNC Hình 13.5 cho thấy phay FB có đầu vào bên trái đầu bên phải Phần cho thấy đầu vào đầu chu trình, phần kết nối liệu Cách vận hành khối chức điều khiển máy trạng thái hữu hạn bên trong, hoạt động miêu tả biểu đồ điều khiển chấp hành Sự xuất đầu vào chu trình, chẳng hạn biến INIT biến REQ, làm cho khối chức gọi biến đầu vào ánh xạ Một hoạt động khối chức dựa kết hợp điều kiện Boolean bao gồm biến đầu vào, đầu vào liệu biến trạng thái nội Trong hệ thống này, kết hợp khác điều kiện Boolean dẫn đến gọi thuật toán nội khác đến liệu liên quan từ sở liệu điều khiển CNC cụ thể Bằng cách này, liệu đầu vào mô tả cho liệu STEP-NC ánh xạ vào liệu đầu ra, tức mã G cho điều khiển CNC cụ thể Trong đó, hoạt động EC gửi biến INITO biến CNF cho khối chức khác, “gắn cờ” chu khối chức hoàn thành 16 GIAO DIỆN CON NGƯỜI - MÁY Giao diện người-máy hoạt động giao diện điều khiển mà người vận hành hệ thống CNC sử dụng để (a) tải chương trình phần STEP-NC, (b) thiết lập sở liệu gốc (c) tạo chương trình STEP-NC Nó cho phép giao tiếp với mô-đun khác hoạt động “cầu nối” hệ thống CAPP máy CNC Nó cung cấp chức để chỉnh sửa hai chương trình STEP-NC chung nguyên Khi mô quỹ đạo dao phát lỗi, người vận hành dễ dàng định vị sửa chữa Khung đề xuất thực tảng Windows® cách sử dụng công cụ công nghệ phát triển, chẳng hạn Microsoft Visual C ++ ®, Microsoft Foundation Hình 13.5 FB cho chức phay © 2007 Taylor & Francis Journals, http: // www informaworld.com, sử dụng với cho phép tác giả 17 Hình 13.6 Cửa sổ giao diện HM Các lớp học Microsoft Access ™ Hình 13.6 cho thấy ảnh chụp hình giao diện Human-Machine phát triển Là phần hệ thống tích hợp, khung có liên kết chặt chẽ với hệ thống CAPP Một chu kỳ làm việc điển hình bao gồm bốn bước sau: • Tải hiển thị chương trình STEP-NC chung • Tải sở liệu chế tạo sản xuất gốc Thông tin chế tạo gốc lấy từ STEP-NCMtDm nhập trực tiếp giao diện • Bộ chuyển đổi chuyển đổi chương trình STEP-NC chung thành chương trình STEPNC Khi hồn thành, bước làm việc hiển thị giao diện HM, với tệp STEP Part 21 18 • Chương trình STEP-NC gốc chỉnh sửa thủ công cần thiết, trước gửi đến máy CNC để thực PHẦN KẾT LUẬN Hệ thống mơ tả chương lấy STEP-NC làm đầu vào với giao diện thừa kế hệ thống CNC Không cần phải sửa đổi cấu hình máy CNC Điều xem bước khả thi bước trung gian điều khiển CNC hỗ trợ đầy đủ STEP-NC Tích hợp khả tương tác thực hệ thống Đầu vào cho hệ thống liệu STEP-NC công cụ máy sử dụng Sự tiếp hợp kết hợp sở liệu địa CNC gọi STEP-NCMtDm, nắm bắt thông tin cụ thể máy CNC khác Điều có hiệu cho phép "sự đặt" quy trình, tức xếp liệu STEP-NC (dữ liệu đầu vào chung) cho liệu mã G cụ thể (phụ thuộc liệu máy) Người dùng làm việc với liệu STEP-NC liệu mã G-code sau hình Điều có giá trị cung cấp cho người vận hành nhiều thông tin “tự do” mã G-codes Bất kỳ thay đổi ghi lại đưa trở lại giai đoạn thiết kế Từ cuối điều khiển, mã G-code sử dụng, hệ tự động hóa tối ưu hóa thành mơ hình sản phẩm dựa tính hồn chỉnh sử dụng q trình định Việc sử dụng khối chức có lợi tháo rời “di động” hệ thống chỗ trở nên dễ dàng cấu hình lại hệ thống cho phép thời gian gia công thực diễn Một lần nữa, kết hợp khối chức STEP-NC khối chức chứng minh phối hợp hiệu việc tích hợp gia cơng CNC, tương thích thích ứng TÀI LIỆU THAM KHẢO - AS1115 (1985) Numerical Control of Machines – Axis and Motion Nomenclature, 2nd edition Sydney, Australia: Standards Australian 19 - IEC 61499 (2005) Function blocks for industrial-process measurement and control systems - Part 1: Architecture, Geneva, Switzerland: International Electro-technical Commission - ISO 6983-1 (1982) Numerical control of machines – Program format and definition of address words – Part 1: Data format for positioning, line motion and contouring control systems Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) - ISO 14649-1 (2003) Data model for computerized numerical controllers: part 1— overview and fundamental principles Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) - Suk, H S., Seo, Y., Lee, S M., Choi, T H., Jeong, G S., & Kim, D Y (2003) Modelling and implementation of Internet-Based Virtual Machine Tools, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 21, 516-522 - Yang, W., & Xu, X (2008) Modelling Machine Tool Data in Support of STEP-NC Based Manufacturing International Journal of Computer Integrated Manufacturing (in press) - Wang, H., Xu, X., & Tedford, J.D (2006) Making A Process Plan Adaptable to CNCs International Journal of Computer Applications in Technology, 26(1/2), 49-58 - Wang, H., Xu, X., & Tedford, J.D (2007) An Adaptable CNC System based on STEP-NC and Function Blocks International Journal of Production Research, 45(17), 3809-3829 20 ... ™ Hình 13.6 cho thấy ảnh chụp hình giao diện Human-Machine phát triển Là phần hệ thống tích hợp, khung có liên kết chặt chẽ với hệ thống CAPP Một chu kỳ làm việc điển hình bao gồm bốn bước sau:... trung gian điều khiển CNC hỗ trợ đầy đủ STEP-NC Tích hợp khả tương tác thực hệ thống Đầu vào cho hệ thống liệu STEP-NC công cụ máy sử dụng Sự tiếp hợp kết hợp sở liệu địa CNC gọi STEP-NCMtDm,... thiết, trước gửi đến máy CNC để thực PHẦN KẾT LUẬN Hệ thống mô tả chương lấy STEP-NC làm đầu vào với giao diện thừa kế hệ thống CNC Không cần phải sửa đổi cấu hình máy CNC Điều xem bước khả thi