English
日本語
한국어
Trong gia công CNC, chỉ một lỗi va chạm nhỏ cũng có thể gây gãy dao, hỏng trục chính và đình trệ sản xuất. Vì vậy, mô phỏng G-code (NC Verification) là bước kiểm tra bắt buộc sau khi xuất Post nhằm phát hiện sớm các lỗi va chạm, vượt hành trình và sai sót logic trước khi vận hành máy thật.
1. G-code là gì?
G-code là thuật ngữ khá quen thuộc trong nhà máy CNC. G-code (Geometric Code) là ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn dùng để điều khiển máy CNC. Nó ra lệnh cho máy biết vị trí cần đến, tốc độ di chuyển (Feedrate), tốc độ trục chính (Speed) và các hành trình cắt gọt (cung tròn, đường thẳng). Mỗi dòng G-code là một chỉ thị cụ thể để máy thực hiện thao tác cơ khí.
Trong thực tế tại xưởng, chương trình chạy máy thường gọi chung là NC Code. G-code là phần quan trọng của chương trình đó, nhưng một file NC hoàn chỉnh còn bao gồm cả M-code (lệnh tắt/mở máy, dung dịch làm nguội), lệnh thay dao, thiết lập tọa độ (Work Offset)… Nói cách khác, G-code là ngôn ngữ chuyển động, còn NC Code là bản kế hoạch thực thi đầy đủ.
2. Mô phỏng G-code là gì? Tại sao cần NC Verification?
Mô phỏng G-code là quá trình sử dụng phần mềm chuyên dụng để đọc và tái hiện lại chuyển động dựa trên chính file NC sau Post. Quá trình này diễn ra trong môi trường 3D kỹ thuật số (Digital Twin) bao gồm đầy đủ: Mô hình máy – Dao/Holder – Đồ gá – Phôi. Sự khác biệt giữa Simulation và Verification
Nhiều kỹ sư thường dùng lẫn hai thuật ngữ này, nhưng trong kỹ thuật CNC, chúng có sự phân cấp rõ rệt:
- Backplot/Viewer: Chỉ vẽ nhanh đường chạy dao bằng các nét đơn giản.
- Simulation: Tái hiện chuyển động cắt gọt một cách trực quan.
- Verification (Kiểm chứng): Đây là cấp độ cao nhất, tập trung vào việc “bắt lỗi” tự động như: va chạm, vượt hành trình (overtravel), lỗi logic chương trình hoặc sai lệch Offset.
3. CAM Simulation vs G-code Verification: Điểm khác biệt quyết định
Rất nhiều xưởng lầm tưởng rằng chỉ cần mô phỏng trong CAM (như NX, Mastercam) là đủ. Tuy nhiên, thực tế lại tiềm ẩn rủi ro lớn:
- CAM Simulation: Mô phỏng dựa trên “ý đồ” đường chạy dao (Toolpath) trước khi xuất file. Nó giúp tối ưu chiến lược cắt và lượng dư.
- G-code Verification: Mô phỏng dựa trên file thực tế sẽ nạp vào máy. Giải pháp này xử lý bài toán: “Nếu bộ Post Processor xuất lỗi, hoặc chương trình sau Post khác với ý đồ ban đầu của CAM, thì điều gì sẽ xảy ra trên máy thật?”
NC Verification chính là lớp bảo vệ cuối cùng, giúp loại bỏ rủi ro “CAM nhìn ổn nhưng ra máy lại đụng”.
4. Những lỗi phổ biến mô phỏng G-code giúp loại bỏ hoàn toàn
Việc verify G-code giúp xưởng gia công bắt được những lỗi mà mắt thường hoặc phần mềm CAM dễ bỏ sót:
4.1. Va chạm dao, đồ gá và chi tiết (Collision)
Đây là lỗi đắt giá nhất. Nguyên nhân thường do thiếu mô hình Holder/Extension trong CAM hoặc chuyển động rút dao (retract) thực tế sau Post bị va vào đồ gá cao. Phần mềm Verify sẽ cảnh báo bằng màu đỏ ngay lập tức khi có va chạm xảy ra.
4.2. Vượt hành trình máy (Overtravel)
Đặc biệt quan trọng với máy 4 trục, 5 trục. Khi trục xoay A/B/C quay vượt quá giới hạn cơ khí, máy sẽ báo báo Alarm dừng đột ngột. Mô phỏng G-code dựa trên Kinematics (động học máy) sẽ cảnh báo lỗi này từ sớm.
4.3. Lỗi do Post Processor (Hậu xử lý)
Post Processor là “cầu nối” chuyển đổi Toolpath thành G-code. Nếu Post sai mặt phẳng (Plane), sai chu trình khoan (Cycle) hoặc sai lệnh Transform, máy CNC sẽ di chuyển rất nguy hiểm. Chỉ có mô phỏng G-code sau Post mới phát hiện được điều này.
4.4. Di chuyển Rapid (G00) nguy hiểm
Lỗi này thường xảy ra khi dao di chuyển nhanh từ vùng này sang vùng khác nhưng không nhấc đủ cao, đâm xuyên qua đồ gá hoặc phôi.
5. Quy trình chuẩn để vận hành an toàn: CAM → Verify → Machine
Để tối ưu năng suất, các xưởng gia công lớn thường áp dụng quy trình “Best Practice” 4 bước sau:
- Setup trong CAM: Thiết lập chính xác phôi (Stock), đồ gá (Fixture), dao và điểm Zero.
- Xuất G-code qua Post Processor: Xuất file NC tương ứng với đúng hãng máy (Fanuc, Siemens, Heidenhain…).
- Verify G-code sau Post: Đưa file NC vào phần mềm mô phỏng chuyên dụng để kiểm tra va chạm và hành trình máy.
- Prove-out trên máy: Chạy thử thực tế. Bước này sẽ diễn ra rất nhanh vì các lỗi lớn đã được xử lý ở bước 3.
6. Checklist dữ liệu cần chuẩn bị để mô phỏng chính xác
Để kết quả mô phỏng không lệch so với thực tế, bạn cần chuẩn bị:
- Mô hình máy & Kinematics (Digital Twin): Đúng giới hạn trục và cấu trúc máy.
- Tooling đầy đủ: Phải có cả cán dao (Holder) và phần nối dài (Extension). Thiếu holder là nguyên nhân số 1 gây va chạm ảo.
- Đồ gá & Work Offset: Vị trí gá đặt phôi thực tế trên bàn máy.
- Controller Simulation: Phần mềm phải hiểu đúng “giọng” của bộ điều khiển (Fanuc, Heidenhain…) để mô phỏng chính xác các mã lệnh đặc thù.
7. Lợi ích vượt trội từ giải pháp mô phỏng G-code từ MANUSsim Optimize
MANUSsim là giải pháp mô phỏng G-code dựa trên mô hình máy thực tế (Digital Twin). Điểm khác biệt nằm ở module MANUSsim Optimize giúp xưởng gia công nâng cao năng lực cạnh tranh:
7.1. Bắt lỗi va chạm và vượt hành trình tuyệt đối
MANUSsim kiểm tra va chạm giữa tất cả các thành phần: Dao, Holder, Trục chính, Đồ gá và Phôi. Đặc biệt, phần mềm cảnh báo chính xác lỗi Overtravel (vượt hành trình) trên các dòng máy 4-5 trục phức tạp.
7.2. Tối ưu hóa tốc độ cắt (Optimize Feedrate)
Đây là tính năng đáng giá nhất của MANUSsim Optimize. Phần mềm phân tích lượng dư vật liệu thực tế mà dao phải cắt tại mỗi thời điểm để:
- Tự động tăng Feedrate ở những đoạn dao chạy trong không trung hoặc cắt nhẹ.
- Tự động giảm Feedrate ở những vùng chịu tải nặng hoặc góc cua gắt.
- Kết quả: Giảm thời gian gia công (Cycle time) từ 15% – 30% và kéo dài tuổi thọ dao.
7.3. Mô phỏng chính xác theo bộ điều khiển (Controller-based)
MANUSsim hỗ trợ thư viện bộ điều khiển đa dạng (Fanuc, Siemens, Heidenhain, Mazak…). Mọi mã lệnh đặc thù, chu trình khoan hay lệnh thay dao đều được tái hiện chính xác như trên máy thật.
Các câu hỏi thường gặp về mô phỏng G-code
1. Mô phỏng G-code có thay thế được CAM Simulation không?
Không. Cả hai bổ trợ cho nhau. CAM giúp tối ưu đường cắt, còn G-code Verification đảm bảo an toàn tuyệt đối trước khi chạy máy.
2. Tại sao máy 5 trục bắt buộc phải verify G-code?
Vì máy 5 trục có chuyển động xoay phức tạp, rất dễ va chạm trục chính vào bàn máy hoặc đồ gá. Việc kiểm tra giới hạn hành trình trục quay (Overtravel) trên 5 trục là cực kỳ khó nếu không có mô phỏng động học.
3. Phần mềm mô phỏng G-code có khó sử dụng không?
Không, Các phần mềm Verify G-code hiện nay như VERICUT, NCSIMUL hay ManusSIM đều được thiết kế trực quan, hỗ trợ kiểm tra va chạm và lỗi gia công trước khi chạy máy thực tế. Trong đó, VERICUT và NCSIMUL nổi bật về độ chi tiết mô phỏng cho các hệ máy phức tạp, còn ManusSIM được đánh giá cao nhờ khả năng thiết lập Digital Twin nhanh, giao diện thân thiện và phù hợp cho cả kỹ sư CAM lẫn vận hành máy CNC.
Đầu tư vào mô phỏng G-code chính là đầu tư vào sự an tâm và chuyên nghiệp của xưởng gia công. Nó không chỉ giúp bảo vệ tài sản (máy, dao) mà còn rút ngắn thời gian Prove-out, giúp doanh nghiệp đáp ứng tiến độ giao hàng khắt khe trong các ngành công nghiệp đỉnh cao. Bạn đang tìm kiếm giải pháp mô phỏng G-code phù hợp cho máy 5 trục hay xưởng khuôn của mình?
Để lại thông tin để được tư vấn trực tiếp miễn phí:
Hoặc liên hệ với SDE Tech để được tư vấn:
Công ty TNHH Công Nghệ Số SDE (SDE TECH
Email: sales@sde.vn
Hotline: 0909 107 719 – 096 429 0145
