Lập trình phay CNC là viết ra chuỗi lệnh để máy phay biết dao đi đâu, quay nhanh bao nhiêu và cắt sâu bao nhiêu. Chương trình có thể viết tay bằng mã G, mã M hoặc xuất tự động từ phần mềm CAM. Dù theo cách nào, người lập trình cũng phải nắm vững ba thứ: hệ tọa độ, gốc phôi và cấu trúc chương trình.
Hệ trục tọa độ trên máy phay
Máy phay ba trục dùng ba trục vuông góc X, Y, Z theo quy tắc bàn tay phải. Trục Z trùng với trục chính, chiều dương của Z hướng dao đi lên, rời xa phôi. Trục X thường là phương chạy dài của bàn máy, trục Y vuông góc với nó. Khi lập trình, luôn coi phôi đứng yên, dao chuyển động. Cách coi này giúp không bị rối về chiều chạy của bàn máy.
Gốc máy và gốc phôi
- Gốc máy (điểm 0 của máy): điểm cố định do nhà sản xuất định sẵn. Máy tìm lại điểm này khi về điểm tham chiếu.
- Gốc phôi (điểm 0 của chi tiết): điểm người lập trình chọn trên phôi, thường là góc hoặc tâm của mặt trên, để mọi tọa độ trong chương trình lấy từ bản vẽ.
Vị trí gốc phôi so với gốc máy được lưu vào máy dưới các lệnh G54 đến G59. Trong chương trình chỉ cần gọi G54, máy tự hiểu mọi tọa độ tính từ gốc phôi đã đặt. Người đứng máy phải đặt gốc này chính xác, vì sai gốc là sai cả chi tiết.
Cấu trúc một chương trình phay
Chương trình gồm các dòng gọi là khối lệnh, mỗi khối là một việc. Một chương trình ngắn hình dung như sau.
O0001 (PHAY MAT PHANG)
G90 G54 G17 G21
T01 M06
S2500 M03
G00 X-10. Y0.
G43 H01 Z50.
G00 Z5.
G01 Z-1. F150
G01 X110. F400
G00 Z50.
M05
M30Dòng đầu là số hiệu chương trình kèm ghi chú trong ngoặc. G90 là tọa độ tuyệt đối, G54 chọn gốc phôi, G17 chọn mặt phẳng XY, G21 chọn đơn vị milimét. T01 M06 chọn dao số 1 và đổi dao vào trục chính. S2500 M03 cho trục chính quay thuận 2.500 vòng một phút. G43 H01 bù chiều dài dao. Phần còn lại là tiếp cận, ăn dao, cắt, rút dao. M05 dừng trục chính và M30 kết thúc chương trình. Chi tiết từng mã xem ở bài các mã lệnh gia công CNC phổ biến và bài cấu trúc câu lệnh NC.
Các bước lập trình
- Đọc bản vẽ. Nắm hình dạng, kích thước, dung sai, vật liệu.
- Lập quy trình công nghệ. Chọn phôi, cách gá, thứ tự nguyên công, loại dao và đường kính dao.
- Chọn chế độ cắt. Tốc độ trục chính tính từ tốc độ cắt: n = 1000 × v / (π × D), với v tính bằng mét một phút, D là đường kính dao tính bằng milimét. Lượng chạy dao F = fz × z × n, với fz là lượng chạy dao mỗi răng và z là số răng. Ví dụ dao ngón đường kính 10 mm, 3 răng, cắt nhôm với v khoảng 100 m/phút cho n khoảng 3.200 vòng/phút. Với fz 0,05 mm thì F khoảng 480 mm/phút. Số liệu thực tế phụ thuộc dao, vật liệu và độ cứng vững của máy, nên lấy từ khuyến cáo của nhà sản xuất dao rồi chỉnh theo thực tế.
- Tính đường chạy dao và tọa độ các điểm.
- Viết chương trình bằng tay hoặc bằng CAM.
- Mô phỏng, chạy thử, gia công và kiểm tra.
Lập trình tay hay lập trình bằng CAM
Chi tiết gồm đường thẳng, cung tròn, lỗ thì viết tay nhanh và dễ kiểm soát. Chi tiết có bề mặt cong như khuôn, mặt tạo hình thì tính tay gần như không khả thi. Khi đó người lập trình dựng mô hình trên máy tính rồi dùng phần mềm CAM như MasterCAM để sinh chương trình. CAM chỉ tạo ra mã, người lập trình vẫn phải hiểu mã đó. Người không biết đọc chương trình sẽ không sửa được khi máy báo lỗi hay khi cần tối ưu.
Bù dao và những thứ cần khai báo
Máy cần biết chiều dài từng con dao để đưa đúng đầu dao tới độ sâu Z mong muốn. Đây là bù chiều dài dao, gọi bằng G43 (hoặc G44) kèm số H, hủy bằng G49. Khi cắt theo biên dạng, đường kính dao được bù bằng G41 (dao bên trái đường chạy) hoặc G42 (bên phải), hủy bằng G40. Nhờ đó cùng một chương trình dùng cho dao mòn hay dao đổi cỡ, chỉ cần sửa giá trị bù trong bảng.
Chạy thử an toàn
- Mô phỏng chương trình trước nếu máy hoặc phần mềm cho phép.
- Lần đầu chạy ở chế độ từng khối lệnh, núm tốc độ chạy nhanh để thấp.
- Chạy với Z nâng cao, không có phôi hoặc dao chưa tiếp xúc, để xem đường đi.
- Luôn để tay gần nút dừng khẩn.
Học lập trình phay theo phương pháp Hybrid của CVTECH
Tại CVTECH, khóa lập trình phay CNC được xây dựng theo phương pháp Hybrid: lý thuyết mã lệnh, tính chế độ cắt và kiến thức nền học trên hệ thống online độc quyền của trung tâm (app và website), còn việc viết chương trình, chạy thử và gia công thật diễn ra trực tiếp tại xưởng trên máy phay CNC hệ Fanuc, cùng phần mềm MasterCAM 2018. Học viên còn có khóa Tiếng Trung kỹ thuật online miễn phí, gồm từ vựng và giao tiếp cơ bản dùng trong xưởng cơ khí CNC, tự động hóa, để làm việc cùng chuyên gia Trung Quốc ở doanh nghiệp.
Khóa lập trình máy phay CNC học trong một tháng, 180 giờ, học phí 8 triệu đồng. Ai chưa từng đứng máy nên chọn combo phay gồm cả vận hành và lập trình, hai tháng 360 giờ, học phí 12 triệu đồng. Muốn hiểu thêm về máy phay, đọc bài Phay CNC là gì.
Câu hỏi thường gặp
Lập trình phay CNC có khó không?
Mã G, mã M không nhiều và có quy luật. Khó nhất là hình dung đường chạy dao và chọn chế độ cắt, hai thứ này chỉ vững khi được chạy trên máy thật.
Có cần giỏi toán không?
Chỉ cần hệ tọa độ, các phép tính hình học và lượng giác đơn giản. Phần mềm CAM đã tính hộ phần lớn các điểm phức tạp.
Nên học viết tay hay học CAM trước?
Nên hiểu mã G trước, vì CAM sinh ra chính những mã đó. Hiểu mã thì dùng CAM mới kiểm soát được kết quả.
Chương trình phay có dùng chung cho mọi máy không?
Phần lớn mã cơ bản giống nhau, nhưng mỗi hệ điều khiển có điểm khác, nên phải xem tài liệu của đúng hệ máy đang dùng trước khi chạy.
