Để máy CNC có thể hoạt động theo ý muốn thì cần phải lập trình sẵn chương trình. Và lập trình viên chuyên nghiệp đã qua đào tạo sẽ là người thực hiện các thao tác này. Bài viết sau đây ATC Machinery sẽ giải đáp kỹ hơn về lập trình CNC là gì đồng thời cung cấp các thông tin liên quan để bạn đọc tham khảo.

Lập trình CNC là gì?

Lập trình CNC là chương trình máy tính được thực hiện mà thông qua đó người lập trình điều khiển được các bộ phận hay thiết bị theo một thứ tự nối tiếp nhau. Chương trình được lập trình sẵn với tốc độ đã được mặc định sẵn, từ đó tạo ra những sản phẩm đạt tiêu chuẩn về hình dạng cũng như kích thước. Lập trình CNC còn được gọi lập trình máy CNC.

Áp dụng lập trình máy CNC bằng cách thiết lập phương pháp giao tiếp với máy. Cụ thể là sử dụng mã lệnh G-code được cài đặt mặc định cho máy CNC, từ đó người lập trình tự tạo ra đoạn code đáp ứng nhu cầu hoạt động.

lập trình cnc là gì — Chuyên gia đang lập trình CNC

Chương trình lập trình được áp dụng vào quá trình hoạt động gia công các sản phẩm theo ý muốn của nhà sản xuất. Việc lập trình máy gia công CNC mang lại sự chính xác và đồng bộ về trình tự giúp đảm bảo năng suất sản phẩm và chất lượng.

Tuy nhiên, lập trình CNC yêu cầu người thực hiện có kiến thức chuyên môn về lập trình, hiểu biết về mã lệnh G-code là gì và các nguyên lý hoạt động của máy CNC. Song, lập trình viên chuyên nghiệp còn phải đáp ứng các yêu cầu chuyên môn về kỹ thuật và phương pháp khắc phục những lỗi cơ bản thường gặp trong quá trình sản xuất.

Tìm hiểu thêm: 30+ Mẫu Máy CNC Chất Lượng Cao #1 Chính Hãng – ATC Machinery

Các phương pháp lập trình CNC

Phương pháp lập trình CNC gồm có:

Phương pháp lập trình CNC thủ công (Manual Programming)

Với phương pháp lập trình CNC thủ công, từ bản vẽ chế tạo và các phần nguyên công, lập trình viên sẽ phân tích và lập chương trình trong đầu. Sau đó sử dụng trục tiếp bàn phím trên panel điều khiển để soạn và lưu chương trình vào bộ nhớ của hệ điều khiển máy.

phuong-phap-lap-trinh-cnc — Phương pháp lập trình CNC thủ công

Hoặc có thể soạn chương trình gia công ra giấy hay máy tính PC. Kiểm tra và nhập vào máy bằng bàn phím trên máy hoặc chuyển các thông tin lập trình qua băng từ, đĩa từ và cáp truyền mà máy công cụ CNC có thể đọc được.

Các bước lập trình thủ công như sau:

Bước 1: Nghiên cứu kỹ bản vẽ chi tiết
Bước 2: Chọn loại máy CNC phù hợp để gia công chi tiết
Bước 3: Lựa chọn dụng cụ cắt
Bước 4: Xây dựng tiến trình gia công CNC
Bước 5: Tính toán tọa độ của các điểm và đường trên chi tiết
Bước 6: Xác định chế độ cắt
Bước 7: Viết chương trình CNC
Bước 8: Chuẩn bị cài đặt máy CNC và dụng cụ cắt
Bước 9: Kiểm tra chương trình bằng công cụ mô phỏng ảo
Bước 10: Chỉnh sửa chương trình nếu thật sự cần thiết
Bước 11: Tiến hành chạy chương trình để gia công chi tiết.

Tham khảo thêm: Công dụng của bản vẽ chi tiết là gì?

Phương pháp lập trình tự động (sử dụng phần mềm CAD/CAM)

Phương pháp lập trình tự động là phương pháp sử dụng phần mềm CAD/CAM để tạo chương trình gia công trên máy CNC. Khi lập trình CAD/CAM lập trình viên phải:

Mô tả hình dáng hình học của chi tiết ở vị trí cần gia công cắt gọt bằng các điểm, đường thẳng, cung tròn, đường tròn hay các mặt phẳng và mặt cong. Và các thông tin này thuộc nhóm CAD.
Mô tả các yếu tố công nghệ của quá trình gia công bao gồm chọn thủ tục gia công: thô hay tinh, phay hay khoan, dụng cụ cắt chế độ cắt. Và các thông tin này thuộc nhóm CAM.

Sau khi đã mô tả đủ các thông số hình học và thông số công nghệ nêu trên, thông qua chức năng hậu xử lý (post processing) phần mềm tự động cho ra 1 chương trình gia công là 1 file dữ liệu dưới dạng G-Code giống những gì đã lập trình bằng tay. Tuy nhiên, cần phải điều chỉnh ở đầu chương trình cho phù hợp với từng loại máy gia công CNC.

Các bước lập trình tự động như sau:

Bước 1: Xây dựng chi tiết theo mô hình 3D thông qua phần mềm CAD.
Bước 2: Chọn loại máy CNC để gia công chi tiết.
Bước 3: Lựa chọn dụng cụ cắt CNC.
Bước 4: Sử dụng phần mềm CAM lập quy trình gia công, lựa chọn chế độ cắt, chế độ gia công và dụng cụ cắt,… Mô phỏng quá trình gia công, kiểm tra và xuất file CNC.
Bước 5: Nạp chương trình CNC đã tạo nhờ CAD/CAM vào máy CNC thích hợp đã chọn.
Bước 6: Kiểm tra lại chương trình trên máy công cụ CNC thông qua chế độ test và chạy thử, chỉnh sửa nếu cần thiết.
Bước 7: Chạy chương trình để gia công chi tiết.

Điểm danh các phần mềm hỗ trợ lập trình CNC

Một số phần mềm hỗ trợ lập trình CNC được sử dụng phổ biến nhất gồm có:

Phần mềm CAD

cac-phan-mem-ho-tro-lap-trinh-cnc — Phần mềm CAD

Phần mềm CAD là phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính có các chương trình được dùng để phác thảo và tạo ra những kết xuất bề mặt và vectơ 2D hoặc phần rắn 3D. Cũng như các tài liệu kỹ thuật và thông số kỹ thuật liên quan đến phần đó.

Các thiết kế và mô hình được tạo trong chương trình CAD thường được chương trình CAM sử dụng tạo chương trình máy cần thiết cho việc sản xuất chi tiết qua phương pháp gia công CNC.

Phần mềm CAM

Phần mềm sản xuất với sự trợ giúp của máy tính (CAM) là các chương trình được sử dụng trích xuất thông tin kỹ thuật từ mô hình CAD. Từ đó sẽ tạo chương trình máy cần thiết để chạy máy CNC và thao tác dụng cụ nhằm để tạo ra phần được thiết kế tùy chỉnh.

Phần mềm CAM cho phép các máy CNC chạy mà không cần đến sự trợ giúp của vận hành viên và có thể tự động đánh giá thành phẩm.

Phần mềm CAE

Phần mềm kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) là các chương trình được sử dụng bởi kỹ sư trong các giai đoạn tiền xử lý, phân tích và xử lý hậu kỳ của quá trình phát triển.

Phần mềm CAE được sử dụng làm công cụ hỗ trợ cho các ứng dụng phân tích kỹ thuật gồm thiết kế, lập kế hoạch, mô phỏng, sản xuất, chẩn đoán và sửa chữa giúp đánh giá và sửa đổi thiết kế sản phẩm.

Các yêu cầu đối với người lập trình CNC

Dù là lập trình thủ công hay lập trình tự động, người lập trình CNC cần đáp ứng những yêu cầu sau:

Học lập trình CNC một cách bài bản.
Có kiến thức về hình học giải tích.
Nắm vững các kiến thức về công nghệ gia công.
Biết sử dụng những phần mềm CAD để trợ giúp tính toán về mặt hình học. Nếu lập trình tự động thì cần có kiến thức về CAD/CAM từ căn bản trở lên.
Phải biết làm chủ các quy tắc về lập trình, thuộc các mã lệnh G-Code và M-Code thông dụng và nắm vững các chu trình gia công.
Nắm vững và vận dụng hợp lý các loại dụng cụ cắt gọt thường dùng trên các máy công cụ CNC, các đồ gá nếu cần và các phương pháp gá đặt chi tiết.
Nắm vững quy tắc, quy ước và cú pháp của các câu lệnh lập trình.

Hướng dẫn lập trình CNC cơ bản – Cấu trúc lập trình CNC

Lập trình CNC được phân biệt theo từng cấp độ từ dễ đến khó như: lập trình CNC tiện, lập trình CNC gỗ, lập trình CNC 4 trục, 5 trục… Nhưng ở cấp độ nào thì cấu trúc của các dòng lệnh code lập trình vẫn có sự tương đồng nhất định.

Cấu trúc của đoạn code lập trình máy CNC

Trong một chương trình CNC, các đoạn code từ đơn giản cho đến phức tạp đều có một cấu trúc chung như sau:

Phần khai báo tổng quan ban đầu của chương trình gồm: %, Oxxxx, N5, N10, N25, N30.
Các lệnh để di chuyển dao. Các lệnh bắt đầu thời gian gia công sản phẩm là các lệnh N…
Cuối cùng là các lệnh kết thúc chương trình lập trình, sau đó quay lại từ đầu chương trình.

Cấu trúc của các dòng lệnh

Các dòng lệnh trong chương trình lập trình CNC được thực hiện theo cấu trúc bao gồm:

Số thứ tự các dòng lệnh được sắp xếp như sau: Nxx Gxx X… Z… I… J… K… T… S… F… M… ; Nxx
Câu lệnh để chuẩn bị lập trình là: Gxx
Các lệnh liên quan đến kích thước hoặc vị trí mà dao di chuyển đến là: X… Y… Z… I… J… K…
Các lệnh trong sử dụng để gọi dao được quy định là: T…
Lệnh điều khiển tốc độ quay của trục chính là: S…
Các bước tiến của dao là: F…
Các lệnh phụ khác quy định chính là: M…
Lệnh để kết thúc một chương trình được quy định là dấu (;)

Lưu ý: Một dòng lệnh được gọi là “block”. Theo đó, khi bỏ qua dòng lệnh hay khối block nào thì lập trình viên sẽ sử dụng dấu “/”.

Tham khảo ví dụ sau đây:

……………….. .

N20 G0 X15. Y20. F200. ;

/N30 G1 X30. Y40. ; N40 M5 M9 :

……………….. .

Quan sát ví dụ trên, có thể thấy dòng lệnh N30 đã được bỏ qua trong trường hợp là trên bảng điều khiển của máy tính đã hiển thị nút “single block” và đã được bật lên.

Lập trình máy CNC với các lệnh khai báo đầu

Các lệnh khai báo hệ tọa độ của lập trình

Để thiết lập chương trình, người lập trình sử dụng lệnh G90 hoặc G91. Trong đó:

G90 sẽ khai báo về tọa độ tuyệt đối và dao sẽ di chuyển đến các vị trí được yêu cầu so với các điểm chuẩn.
G91 sẽ khai báo về tọa độ tương đối. Hay nói theo cách khác, các vị trí hiện tại của dao trong máy có thể xem là các góc tọa độ quan trọng của các điểm tiếp theo.

Các lệnh khai báo về hệ đơn vị đo

Lập trình viên CNC sẽ sử dụng các lệnh G20 và G21 để thiết lập chương trình như sau:

G20 để khai báo về đơn vị đo hệ inch.
G21 dùng để khai báo về các đơn vị đo hệ mét.

Các lệnh khai báo về đơn vị lượng chạy dao

Khi thiết lập về đơn vị lượng chạy dao, lập trình viên sẽ sử dụng các lệnh G94 và G95 như sau:

G94 dùng khai báo về đơn vị là mm/phút hoặc là inch/phút.
G95 dùng khai báo về đơn vị là mm/vòng hoặc là inch/vòng.

Các lệnh khai báo về đơn vị tốc độ cắt của máy CNC

Lập trình viên sẽ thiết lập các chương trình với các lệnh như sau:

G96 dùng khai báo đơn vị mm/phút hoặc là inch/phút.
G97 có tác dụng làm/vòng hoặc inch/vòng.

Các lệnh để quay trục chính cho máy CNC gồm:

Lệnh M3/M03 có tác dụng quay trục chính theo đúng chiều kim đồng hồ.
Lệnh M4/M04 có tác dụng quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ.
Lệnh M5 có tác dụng khiến cho trục chính ngừng quay.

Các lệnh để chọn mặt phẳng lập trình gồm:

G17 dùng để chọn mặt phẳng XY.
G18 dùng để chọn mặt phẳng XZ.
G19 dùng để chọn mặt phẳng YZ.

Các lệnh để chọn dao gồm:

Lệnh Txxx M6: Tại đây hệ thống sẽ coi dao số x và thực hiện thay dao. M6 là lệnh thay dao, Txxx là lệnh để gọi dao. Khi đó, lệnh để có thể trở về điểm tham chiếu là G28, G29, G30.
Điểm tham chiếu trong chương trình được thiết lập cố định trên máy và được đưa vào bàn máy. Sau đó nó được đưa đến trục chính và trở về khi chương trình hoàn toàn kết thúc.
Cấu trúc của lệnh này gồm G28, G29, G30 đều được thực hiện tương tự nhau.

Các lệnh kết thúc lập trình CNC

Để kết thúc lập trình chương trình, lập trình viên cần thực hiện các lệnh sau:

Lệnh M30 dùng để kết thúc chương trình chính và sau đó tất cả sẽ trở lại đầu của chương trình.
Lệnh M99 dùng để kết thúc các chương trình con.
Lệnh M01 dùng để tạm dừng các chương trình có điều kiện trong trường hợp nút OSP được mở.
Lệnh M00 dùng để tạm dừng toàn bộ chương trình.
Lệnh M9 dùng để tắt bỏ dung dịch làm nguội ở chương trình.
Lệnh M8 dùng để mở dung dịch làm nguội ở chương trình.

ATC Machinery là đơn vị chuyên cung cấp và sửa chữa các loại máy CNC, tại đây chúng tôi có đội ngũ kỹ sư trình độ chuyên môn cao am hiểu về lập trình CNC. Quý khách hàng có nhu cầu tìm hiểu thông tin chi tiết vui lòng liên hệ đến công ty, chúng tôi sẽ hỗ trợ tận tình.