Lập trình bằng máy

B. Một số ngôn ngữ phổ biến.
-APT: Automatically Programmed: Công cụ lập trình tự động
-EXAPT: Extended Subset of APT: Tập con mở rộng của APT. Ngôn ngữ này
có một u điểm quan trọng đó là: tính toán tối tu chế độ cắt một cách tự động. EXAPT
đợc triển khai ở Đức năm 1964 và dựa trên đó có 3 phiên bản sau:
*EXAPT I
*EXAPT II
*EXAPT III
-MINIAPT: Tệp con thu gọn của APT. Là ngôn ngữ lập trình do nhà chế tạo
phần mềm HOM thiết lập. Phục vụ cho điều khiển đờng và điều khiển phi tuyến.
MINIAPT với vốn từ vựng thu gọn là 200 từ.
-TELEAPT: Ngôn ngữ này do hãng IBM phát triển, phục vụ cho việc điều
khiển điểm, đờng và phi tuyến 2
2
1
D. Ngôn ngữ này thuộc họ APT cho phép thông
qua mạng TELEPHONE. để chuyển dữ liệu vào máy tính xử lý
-COMPACT2: là ngôn ngữ lập trình vạn năng, dùng cho các nghiệp vụ điều
khiển đờng, và phi tuyến, do viện nghiên cứu dữ liệu quốc gia Mỹ (MDSI) phát triển.
Đây là ngôn ngữ có thể dùng đợc hệ thống TELEPHONE và chế độ hoạt động nhiều
đối tác trên nhiều TERMINAL (thiết bị đầu cuối). Và do đó, COMPACT2 đợc phát
triển rộng rãi trên các nớc công nghiệp phát triển.
-ELAN: Là ngôn ngữ do Pháp xây dng, phục vụ cho việc điều khiển số từ 2 -4
trục. ELAN ra đời gắn liền với máy tính để bàn của hãng HEWLETT PACKARD.
-AUTO PROCESOROGRAMMED: Ngôn ngữ lập trình cả vấn đề: Tiện,
phay,khoan, do hãng BOEHRINGEN phát triển dựa trên các máy tính trung bình và
nhỏ.
-MITURN: Là ngôn ngữ lập trình do Hà lan phát triển trên công nghệ tiện
MITURN cho phép bằng tính toán có thể tìm ra các dữ liệu gia công và cắt gọt.
1.5 Giới thiệu về APT.
APT Automatically Programmed Tools, nghĩa là công cụ lập trình tự động
và là ngôn ngữ lập trình NC bậc cao đầu tiên đợc sử dụng rộng rãi cho thế hệ máy
công cụ điều khiển số. Ngôn ngữ này đợc nghiên cứu thành công tại phòng thí
nghiệm hệ thống điện của viện công nghệ Massachuset trong sự hợp tác với ngành
công nghiệp hàng không Hoa Kỳ. Vào những năm 1955 APT đợc phát triển rộng rãi
tại Mỹ và đã thích ứng với các công việc gia công, kể cả lập trình 3D phức tạp. Ưu
việt lớn của APT đó là: Nó đã trở thành chuẩn mực cho thế giới rộng lớn các máy
NC. Hơn nữa, APT còn đợc phát triển hết sức đa dạng bên ngoài nứơc Mỹ.: ví dụ nh:
NEAPT tại ANH, EXAPT tại Đức, IFAPT tại Pháp
Là ngôn ngữ lập trình cảu CAM, APT có khoảng 3000 từ vựng để lập trình cho
việc gia công đơn giản cũng nh các yếu tố đờng cong 3 chiều nh hình: Hình cầu, hình
trụ, parabol, mặt võng Với APT ngời lập trình có thể xác định hình dáng dụng cụ,
dung sai mô tả hình dáng hình học của chơng trình gia công, chuyển động dụng cụ
cũng nh các lệnh hỗ trợ. Hệ thống APT cho phép ta có khả năng xử lý dữ liệu gia
công với các chức năng nổi bật nh: Copy, Mirro, di chuyển, xoay, Và có thể làm
mềm hóa chơng trình gia công bởi Macro
Là ngôn ngữ lập trình bằng máy, APT cũng có 2 chơng trình tính toán đặc biệt
đó là: Bộ xử lý và bộ hậu xử lý. Bộ xử lý APT là chơng trình máy tính phục vụ cho
việc xử lý chơng trình nguồn. Từ đó đa ra một file dữ liệu (CL) bao gồm dữ liệu vị trí
dao và các thông tin điều khiển máy. Bộ hậu xử lý cũng là một chơng trình máy tính,
xây dựng nhằm mục đích xử lý file CLDATA và tạo ra chơng trình NC thích ứng với
máy kèm theo nó.
APT là hệ thống lập trình không gian 3 chiều, cùng một lúc có thể điều khiển
tới 5 trục. Để lập trình APT điều tiên ngời lập trình phải tìm hình dáng hình học của
chơng trình gia công tiếp theo là định hớng chuyển động của dụng cụ cắt. Trong khi
lập trình, điểm nhìn (VIEW POINT) của ngời lập trình luôn cố định. Và nh vậy chi
tiết gia công là cố định, và dụng cụ cắt đợc coi là di chuỷên. Do sự tiện dụng cho
nhiều nhiệm vụ gia công, nên đã có rất nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau đợc suy
diễn từ nó nh một tệp con của nó,
APT là ngôn ngữ viết tắt tiếng ANH, các chỉ thị đợc thiết lập bởi quy tắc về
cấu ngôn từ. Các ký tự cấu thành bộ từ vựng đợc tách ra từ bảng mã ASCII cơ sở (128
ký tự đầu tiên),
Cấu trúc một chơng trình APT gồm 5 phần nh sau:
1. Phần mở đầu: Có nhiệm vụ khai báo nguồn.
2. Mô tả hình học: có nhiệm vụ mô tả hình dáng hình học chi tiết gia công.
3. Chế độ cắt: Có nhiệm vụ khai báo công cụ tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao,
và chế độ làm mát trơn nguội
4. Thiết lập đờng chạy dao: có nhiệm vụ chỉ dẫn chuyển động dụng cụ cắt để gia
công chi tiết.
5. Phần kết thúc: Khai báo kết thúc để hoàn thành chơng trình.
chơng II: APT phần định nghĩa hình học.
Có 3 phần chính trong chơng trình APT, đó là: Mô tả hình học, thiết lập đờng
chạy dao và các câu lệnh thuộc bộ hậu xử lý. ở đây phần định nghĩa hình học sẽ đa ra
các câu lệnh cơ bản, sử dụng để mô tả hình dáng hình học của chi tiết gia công.
2.1 Các câu lệnh định nghĩa hình học.
Các câu lệnh định nghĩa hình dáng hình học đợc sử dụng để mô tả phần Profile
cấu thành từ rất nhiều các phần tử nhỏ, đặc biệt là các điểm, đờng tròn, cung cong,
các mặt phẳng và Profile 2 chiều, Profile 3 chiều.
Qua phần mô tả hình học chi tiết gia công, APT sẽ căn cứ vào các phần tử hình
học đã định nghĩa, để từ đó thiết lập đờng chạy dao, và quyết định trạng thái chuyển
động của lỡi cắt. Phần hình học phải đợc định nghĩa trớc các lệnh thiết lập đờng chạy
dao trong chơng trình APT. Mặc dù dạng xác định hình học biến đổi trong cấu trúc
theo dạng hình học cơ bản đã đợc định nghĩa và thông tin chứa đựng trong câu lệnh
có dạng chung nh sau:
{Nhãn lệnh} Tên thực thể = Dạng thực thể/ thông tin về việc định nghĩa thực thể.
Ví Dụ: C1 = CIRCLE/CENTER,P1,RADIUS,5
Nhãn lệnh là từ lựa chọn không bắt bụôc chỉ đợc sử dụng cho câu lệnh của vòng lặp
hoặc tham chiếu trong chơng trình.
Tên thực thể là tên ký hiệu cho thực thể hình học cần định nghĩa. Tên thực thể
có thể bao gồm 6 ký tự, có thể bao gồm các ký tự chữ và các con số. Tên lệnh không
đợc trùng với từ khoá trong APT. Để phân biệt ký tự với giá trị số, tên ký tự bắt đầu
phải là một ký tự Alphabe.
Trong APT để cung cấp thêm thông tin cho việc định nghĩa còn có các từ khoá
chính và phụ chúng không đợc sử dụng nh tên lệnh khai báo dạng thực thể. Một
tên lệnh đã đợc định nghĩa, nó có thể đợc tham chiếu trong các lệnh định nghĩa hình
học hoặc các lệnh chạy dao.
Sau đây là một vài ví dụ về tên đợc ký hiệu hợp lệ và không hợp lệ.
Các ký hiệu hợp lệ:
P1 PT1
L1 LIN1C1
PL1
Các dạng ký hiệu không hợp lệ.
5986: Không có ký tự chữ cái ở đầu.
EXAMPLE: Vợt quá 6 ký tự
POINT: Trùng với từ khoá trong APT.
A4.45: Ký tự không hợp lệ. Có dấu chấm thập phân.
Dấu bằng đợc sử dụng để gán một tên cho một thực thể hình học hoặc một
Macro và có thể đợc sử dụng để gán trị số cho một biến nh trình bày trong VD:
P1 = POINT/1,5,2 Gán tên P1 cho điểm (1,5,2)
M1 = MACRO/X,Y,Z Gán tên M1 cho một hàm chơng trình.
X = 10.0 Gán giá trị 10.0 cho biến X.
Dạng thực thể là từ khoá lu giữ bên trong một bộ nhớ đợc sử dụng để chia ra
kiểm thực thể hình học định nghĩa trong phần profile 2 chiều đơn giản, nó có thể là
một trong các từ khoá sau: POINT, LINE, CIRCLE, và PLANE.
Một số dạng thực thể đợc lu trữ trong bộ nhớ, phục vụ cho việc định nghĩa bề
mặt 3 chiều trong APT đó là:
CONE (Hình nón)
CYLNDR (cylinder hình trụ)
ELLIPS. (elipse Hình elíp)
HYPER (hypebola -hypebol)
LCONIC (loft conic- mặt cong nối tiếp)
PARSRE: (parametric surface - bề mặt tham số)
QADRIC (general quadric mặt toán học tổng quát)
RLDSRE (ruled surface bề mặt kẻ)
SPHERE (sphere- hình cầu)
TABCYL (tabulade cylinder hình trụ có biến dạng đợc thành lập bởi
thống kê điểm).
Dờu gạch chéo (/) đợc sử dụng để phân cách từ khoá chính và dữ liệu theo sau
nó, có thể cũng đợc sử dụng nh ký hiệu cho phép chia số học.
Sự định nghĩa thực thể đa ra các thông tin cần thiết cho sự mô tả thực thể. Nó
có thể là đơn giản là tập giá trị các con số, từ bổ nghĩa tham khảo cho các thực thể
hình học phân biệt, từ khoá trong APT
Có 4 dạng thực thể cơ bản là: Point, Line, Circle, và Plane. sẽ đợc đa ra trong
chơng trình này.
2.2 Định nghĩa điểm.
Một điểm đợc xem là một vị trí trong không gian và đợc xác định duy nhất bởi
3 kích thớc xác định trong hệ thống toạ độ vuông góc. Trong toán học, điểm có thể
đợc định nghĩa bằng nhiều cách. Sau đây là phơng pháp định nghĩa điểm đợc đa ra
trong phần này.
2.2.1 Theo hệ toạ độ vuông góc.
Dạng câu lệnh để xác định một điểm dựa vào toạ độ vuông góc của nó nh sau:
POINT/ Tọa độ X, toạ độ Y, toạ độ Z.
Chú ý rằng khi toạ độ Z không đợc đa ra thì giá trị của nó đã đợc xác định bởi
lệnh ZSURE đa ra trớc đó. Nếu lệnh ZSURE không đợc sử dụng thì giá trị toạ độ Z
của điểm đó đợc gán bằng 0.
Ví dụ:
O
Y
Z
P1(3,4,5)
P2(6.5,5.7,0)
X
Hai điểm với ký hiệu P1, P2 đợc xác định trong hệ toạ độ vuông góc nh hình
2.1. Giá trị toạ độ của 3 điểm này là P1(3,4,5), P2(6.5,5.7).
Lệnh định nghĩa hình học của 3 điểm này đợc đa ra nh sau:
P1 = POINT/3,4,5
P2 = POINT/6.5,5.7,0
2.2.2 Theo hệ toạ độ cực.
Một điểm đợc xác định bởi bán kính và một góc dựa trên hệ toạ độ cực. Có 3
mặt phẳng đợc xác định bởi 2 trong 3 trục tọa độ. Đó là:
XYPLAN (XY-PLAN mặt phẳng XY); YZPLAN (YZ-PLAN mặt phẳng YZ);
ZXPLAN (ZX-PLAN mặt phẳng ZX)
Giá trị góc đợc đa từ X
+
tới bán kính khi mặt tham chiếu là XYPLAN hoặc
ZXPLAN, và đợc đo từ trục Y
+
tới bán kín khi hai mặt tham chiếu là YZPLAN.
Dạng câu lệnh:
POINT/ PTHETA,










ZXPLAN
YZPLAN
XYPLAN
, Gýa trị bán kính, giá trị góc.
Ví dụ:
X
O
Z
Y
5
7.5
4
5

6
0

P1
P2
Định nghĩa 3 điểm P1, P2 trong hệ toạ độ độc cực, nh chỉ ra trong hình 2.2.
P1 = POINT/ PTHETA, XYPLAN,5,60
P2 = POINT/ PTHETA, YZPLAN,7.5,45
2.2.3 Theo bán kính, góc và điểm tham chiếu.
Một điểm trong mặt phẳng YZ có thể đợc xác định bởi bán kính và góc liên hệ
với điểm cho trớc trong hệ toạ độ độc cực.
Chú ý rằng ATANGL là từ bổ nghĩa nh là giá trị góc.
Ví dụ 2.3:
O
X
Y
P1P2
4
5

1
3
5

10
15
Định nghĩa 2 điểm P1, P2 từ điểm tham chiếu PL1 (Nh chỉ ra trong hình2.3)
P1 = POINT/ PT1,RADIUS,15,ATANGL,45
P2 = POINT/ PT2,RADIUS,10,ATANGL,135
2.2.4 Điểm định nghĩa theo tâm đờng tròn.
Điểm có thể định nghĩa từ tâm của đờng tròn cho trớc. Nh vậy, đờng tròn có
thể đợc định nghĩa trớc điểm.
Dạng câu lệnh:
PONIT/ CENTER, Tên đờng tròn
Ví dụ:
Y
X
O
C1
C2
P1
P2
Định nghĩa 2 điểm P1 và P2 lần lợt là tâm của 2 đờng tròn cho trớc C1 và C2
P1 = PONIT/ CENTER, C1
P2 = PONIT/ CENTER, C2.
2.2.5 Giao điểm của một đờng tròn và đờng thẳng đi qua tâm.
Một điểm có thể đợc xác định từ giao điểm của đờng tròn và đờng thẳng đi
qua tâm của nó với một góc hợp bởi giữa đờng thẳng và trục X
+
.
Dạng câu lệnh.
POINT/ Tên đờng tròn, ATANGL, giá trị góc
Ví dụ:
O
X
Y
P1
P2
P3
6
0


Định nghĩa ba điểm P1, P2, P3 dựa trên cung tròn C1 nh trong hình
P1 = POINT /C1, ATANGL,45
P2 = POINT /C2, ATANGL,145
P3 = POINT /C3, ATANGL,-60
2.2.6 Điểm xác định bởi quan hệ với một điểm khác trên đờng tròn.
Một điểm có thể đợc định nghĩa dựa trên đờng tròn trớc và tạo một góc với
điểm tham chiếu.
Từ bổ nghĩa CLW và CCLW đợc sử dụng để chỉ hớng quay là thuận chiều kim
đồng hồ hay ngợc chiều kim đồng hồ.
Từ khóa phụ DELTA và ATANGL chỉ ra rằng góc đa ra là góc tăng, đo từ
điểm tham chiếu.
Dạng câu lệnh.
POINT/ Tên điểm tham chiếu, DELTA,






CCLW
CLW
, ON, tên đờng tròn, ATANGL, giá
trị góc.
Ví dụ:

P3
P2
P1
Y
X
O
Định nghĩa 2 điểm P2, P3 dựa trên đờng tròn C1 cho trớc và điểm tham chiếu
P1 nh chỉ ra trên hình
P2 = POINT/ P1, DELTA, CCLW, ON, C1, ATANGL, 45
P3 = POINT/ P1, DELTA, CLW, ON, C1, ATANGL, 60
2.2.7 Giao điểm của 2 đờng thẳng.
Một điểm có thể đợc định nghĩa đơn giản là giao điểm của 2 đờng thẳng.
Dạng câu lệnh:
POINT/ INTOF, tên đờng thẳng 1, tên đờng thẳng 2.
Chú ý rằng từ INTOF thay cho giao của
Ví dụ
O
X
Y
P2
P1
P3
L1
L3
L2
Định nghĩa 3 điểm P1, P2, P3 là giao điểm của 2 đờng thẳng trong 3 đờng
thẳng cho trớc trong hình
P1 = POINT/ INTOF, L1, L2

Xem chi tiết: Lập trình bằng máy