3.3. Программоносители. Кодирование информации.

Подготовленная исходная информа­ция по обработке детали, т. е. управляющая программа (УП), записывается на программоноситель (раньше - на перфоленту, сейчас - на флэш-память, реже на флоппи-диск) по определен­ной форме и состоит из набора кадров. Каждый кадр содержит геометрические и технологические данные, необходимые для обработки одного элементарного участка детали, чаще всего между двумя соседними опорными точками. Кадры со­стоят из слов — информации, определяю­щей программу работы отдельных испол­нительных органов: перемещения по ко­ординатам X, У, Z, скорость подачи, работу механизмов смены инструмента и др. Каждое из слов записывается обычно на нескольких поперечных строч­ках перфоленты.

Способ записи информации. Разли­чают два способа записи управляющей информации с постоян­ной и переменной длиной кадра.

В настоящее время наиболее приме­нима в системах ЧПУ запись с перемен­ной длиной кадра как более удобная и краткая.

Рис.3.3.1. Буквенно-цифровой код ИСО-7бит; а – кодирование цифр; б – кодирование букв Р-Z; в – кодирование букв А-О;

Семиразрядный буквенно-цифровой код ИСО-7бит явля­ется основным для всех отечественных современных станков с ЧПУ. Значение букв и символов в терминах ЧПУ у этого кода должно соответствовать ГОСТ 20999—83 (СТ СЭВ 3585—82). Код пред­назначен для записи информации на восьмидорожечной перфоленте и позво­ляет кодировать 128 символов.

-35-

Первым четырем дорожкам (1—4) приписаны ве­са двоично-десятичного кода 8421, что обеспечивает 16 кодовых комбинаций, выражающих в двоичном счислении де­сятичные цифры 0—15. Дорожки 5, 6 и 7 являются определяющими (дорожки при­знаков). Перфорирование отверстий на дорожках 5 и 6 (рис. 3.3.1, а) является признаком десятичных цифр 0—9. Буквы латинского алфавита от А до О, выра­жаемые комбинациями десятичных цифр 0—15, определяются перфорированием дорожки 7 (рис. 3.3.1, в). Признак букв Р — Z — отверстия на дорожках 5 и 7 (рис. 3.3.1, б).

Помехозащищенность в коде ИСО-7 бит осуществляется построчным контро­лем на четность, которая обеспечивается введением отверстия на восьмой дорож­ке, если на семи предыдущих число отверстий нечетное. Например, десятич­ная цифра 2 обозначается пробивкой отверстий на дорожках 2, 5 и 6 (110010); отверстие на дорожке 8 дополнит количе­ство отверстий в строке до четного (1110010) и т. д. Таким образом, в коде ИСО-7 бит на каждой строке перфоленты должно находиться и считываться четное число отверстий.

В современных моделях УЧПУ', рабо­тающих в соответствии с кодом ИСО, используется ряд дополнительных симво­лов, функцио­нальные значения которых различны и приводятся обычно в «Руководстве программиста» на конкретные системы ЧПУ.

3.4. Структура управляющей программы.

При построении УП в коде ИСО-7 бит в последовательности кадров программы записывается только та геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, которая изменяется по отно­шению к предыдущему кадру. Другими словами для большинства команд, пред­ставляемых на носителе, действитель­но правило, согласно которому записан­ная в данном кадре команда не повторя­ется в последующих кадрах и отменяется лишь другой командой из этой группы или специальной командой отмены, от­меняющей все команды данной группы.

Каждая УП должна начинаться сим­волом % или ; — «начало программы», после которого может стоять символ ПС — «конец кадра» для бывших отечественных УЧПУ или символом LF – для зарубежных. Кадр с символом «%», «;» не ну­меруется. Нумерация кадров программы начинается с последующего кадра.

Например в УЧПУ NC201M начало программы начинается символом «;»и за ним следует ее название не более 6-ти символов цифрами или латинским шрифтом, например: VALIK1. Если перед каким либо кадром программы установить символ «;», то этот кадр УЧПУ выполняться не будет.

-36-

Управляющая программа должна заканчиваться символом «конец програм­мы» или «конец информации». Информа­ция, помещенная после этого символа, не должна восприниматься УЧПУ. Например в УЧПУ NC201M конец программы обозначаются вспомогательными функциями М02-конец программы без возврата на ее начало М30- конец программы с возвратом на ее начало.

Структура кадров управляющей про­граммы.

К структуре кадра предъявля­ют определенные требования, в частности следующие.

1.Каждый кадр, как правило, должен содержать слово «номер кадра». Формат некоторых УЧПУ позволяет это слово не использовать, например NC-201M. Удобнее работать когда номера кадров указываются, особенно в длинных программах: быстрее можно найти необходимый кадр при корректировке. Номера кадров указываются, как правило, с пропуском: например 5, 10, 15 и т.д, на случай когда нужно вставить дополнительно кадр. Далее в кадре приводятся информационные слова или слово: например G00, X-100, M02 и т.д Завершается кадр символом ПС(LF) («конец кадра»). Использование этого символа, как правило, обязательно. Формат некоторых УЧПУ позволяет это слово не использовать, например NC-201M.

2.Информационные слова в кадре рекомендуется записывать в определенной последовательности рекомендованной «Руководством программиста УЧПУ»

3.В пределах одного кадра не должны повторяться слова «размерные пере­мещения» X, Y, Z и параметр интерполяции или шаг резьбы I, J,

4.В пределах одного кадра не долж­ны использоваться слова «подготовитель­ная функция» (конкурэнтные функции), входящие в одну группу.

5. После символа «главный кадр» в кадре должна быть записана вся ин­формация, необходимая для начала или возобновления обработки. В этом слу­чае символ «главный кадр» (; в NC201M) должен запи­сываться вместо символа N в качестве адреса в слове «номер кадра».

3.5.Формат кадра управляющей програм­мы.

Схема построения кадров обычно определена. Она зависит от конструк­тивных особенностей станка, модели УЧПУ, методики программирования и т. д. Поэтому каждый конкретный тип УЧПУ характеризуется так называемым форма­том, т. е. принятым (рекомендуемым) порядком расположения слов в кадре и структурой каждого слова в отдель­ности.

-37-

Пример записи формата прогаммирования для УЧПУ NC201M :

%, ; ,N4,G2,Х/Y/Z/A/В/C/U/W/V/Р/Q/D/5.4, R5.4, I/J/К5.4, F5.2, S5.2, Т4.4, М2, Н2

Данный формат указывает, что для УЧПУ NC201M, для которого выполняется запись УП, в начале программы кодируется номер первого кадра (формат №4), который может принимать значения от 1 до 9999. Первый кадр может быть информационным (комментирующим), в котором записывается и выводится на экран информация для оператора: например название обрабатываемой детали (DIS, «VTULKA»).Эта информация должна содержать не более 32-х символов. Комментирующие кадры могут вставляться и внутри программы.

% в конце и начале программы присутствует при вводе программ только с перфоленты, с флэш-памяти применяется символ «;»

В приведенном формате N4 — четырехзнач­ный номер кадра. Это

означает, что всего в программе можно привести кадры с номерами от N1 до N9999.

Следующий элемент записи G2 — дву­значная подготовительная функция, может принимать значения от 1до 99.

Символы Х/Y/Z/A/В/C/U/W/V/Р/Q/D/5.4 определяют оси Х/Y/Z/- первичные, U/W/V- вторичные,/Р/Q/D-третичные, A/В/C- оси вращения вокруг первичных осей. Цифры 5.4 означают, что оси могут принимать

Значения от 0,0001 до 99999,9999 мм или дюйма.

Адресное слово R5.4 определяет в постоянном цикле величину перемещения до точки начала обра­ботки отверстия или величину возврата к этой точке. Программируемая величина от +(-) 0.0001 до +(-) 99999.9999 миллиметров или дюймов. В кадре нарезания резьбы R представляет сдвиг фаз, относительно угловой позиции нуля шпинделя (для многозаходной резьбы).

Адресные слова I/J/5.4 выражают координаты центра окружности в круговой интерполяции, соответст­венно I - абсцисса и J - ордината. Программируемая величина от +/- 0.0001 до +/- 99999.9999 миллиметров или дюймов. Используемыми символами всегда являются I и J, независимо от плоскости интерполяции. Символы I и J используются также в постоянном цикле сверления (G83). Символ I в кадре нарезания резьбы определяет изменение шага нарезания резьбы с изменяющимся шагом: (I+) - для увеличивающихся шагов, (I-) - для уменьшающихся шагов.

Адресное слово К/5.4 определяет коэффициент умножения для обработки глубины отверстия I в G83 (постоянный цикл глубокого сверления с разгрузкой стружки). Определяет шаг резь­бы, который необходимо выполнить в G33 ( нарезание резьбы) и в G84 ( нарезание резьбы метчиком).

-38-

Определяет в винтовой интерполяции шаг винта. Определяет вели­чину корректировки диаметра инструмента. Программируемая величина от +/- 0.0001 до +/- 99999.9999 миллиметров или дюймов.

Функция F5.2 программируется от 0.01 до 99999.99.

• Функция G94 - определяет скорость подачи осей в мм/мин (если в G71) или в дюйм/ мин ( если в G70). Имеется возможность программирования посредст­вом символа « t » времени в секундах, необходимого для прохождения участ­ка, определённого в кадре (F кадра является отношением между длиной участка и запрограммированным t ). Функция t действительна только в кад­ре, в котором она запрограммирована.

• Функция G95 - определяет скорость подачи осей в мм/оборот (G71) или в дюймах/ оборот (G70), если это предусмотрено в характеризации.

• Функция G93 - определяет в минутах обратное время выполнения участка, определённого из отношения: скорость подачи/ расстояние. Функция F в G93 действительна только в одном кадре.

•Функция S 5.2. Программируется от 0.01 до 99999.99. Определяет скорость вращения шпинделя в об/ мин, при G97 или скорость резь­бы в м/ мин при G96 ( когда это предусмотрено при характеризации).

•Функция Т 4.4. определяет инструмент, необходимый для обработки, и номер соответствующей коррекции. Программируемая величина от 1.0 до 9999.9999. Цифры до десятичной точки определяют инструмент, после - номер коррекции. Число коррекций устанавливается при создании файла корректоров исходя из объема памяти но не более 9999. Коррекция приводится в действие при помощи функции М06. Величины коррекции относятся к длине и диаметру (К) инструмента. Корректировка длины инструмента может быть применена к любой оси станка. Выбор зависит от на­звания оси, к которой присоединена корректировка длины.

•Функция М 2 называться вспомогательной, цифра 2 означает, что она может именоваться номером от 1 до 99.

6. Подготовительные G функции.

Функции с адресом G, называемые подготовительными, определяют режим и условия работы станка и УЧПУ. Они кодируются от G00 до G99. За каждой из функций закреплено стандартом определенное значение. В конкретных УЧПУ значение тех или иных функций может отличаться от рекомендуемых стандар­том, это оговаривается конкретной мето­дикой программирования. В общем под­готовительные функции можно разграни­чить на несколько классов:

Деление функций G на функциональные классы

-39-

Класс	Функции	Описание
a	G00-G01-G02-G03­ -G06-G33-G34	Определение типа движения
b	G17-G18-G19	Определение плоскости интерполяции
d	G21-G20	Открыть и закрыть среду программирования GТL
e	G40-G41-G42	Активизация компенсации радиуса инструмента и её отмена
f	G70-G71	Программирование в альтернативной системе измерения
g	G81..G86-G89-G80	Постоянные циклы обработки отверстия
h	G90-G91	Программирование абсолютное в приращениях
i	G79	Программирование относительно нуля станка
j	G04-G09	Свойства динамического типа
k	G72-G73-G74	Циклы измерения
l	G93-G94-G95	Скорость подачи
m	G96-G97	Скорость вращения шпинделя

G00 - Быстрое позиционирование

Перемещение в запрограммированную точку с максимальной скоростью (например, с наи­большей скоростью подачи). Предварительно запрограммированная скорость перемещения игнорируется, но не отменяется. Перемеще­ния по осям координат могут быть некоординированными.

G01 - Линейная интерполяция.

Вид управления, при котором обеспечивается постоянное отношение между скоростями по осям координат, пропорциональное отношению между расстояниями, на которые должен переместиться исполнительный орган станка по двум или более осям координат одновременно. В прямоугольной системе координат перемещение происходит по прямой линии.

G02; G03 - Круговая интерполяция.

Вид контурного управления для получения дуги окружности, при котором векторные скорости по осям координат, используемые для образования дуги, изменяются устрой­ством управления.

G02 - Круговая интерполяция. Движение по часовой стрелке.

Круговая интерполяция, при которой движение исполнительного органа направлено по часовой стрелке, если смотреть со стороны

-40-

положительного направления оси, перпенди­кулярной к обрабатываемой поверхности.

G03 - Круговая интерполяция. Движение против часовой стрелки.

Круговая интерполяция, при которой движение исполнительного органа направлено против часовой стрелки, если смотреть со стороны

положительного направления оси, перпендикулярной к обрабатываемой по­верхности.

G04 - Пауза.

Указание о временной задержке, конкретное значение которой задается в УП или другим способом. Применяется для выполнения тех или иных операций, протекающих известное время и не требующих ответа о выполнении.

G06 - Параболическая интерполяция.(Сплайновая)

Вид контурного управления для получения дуги параболы, при котором векторные ско­рости по осям координат, используемые для образований этой дуги, изменяются устрой­ством управления.

G08 - Разгон.

Автоматическое увеличение скорости перемещения в начале движения до запрограм­мированного значения.

G09 - Торможение в конце кадра.

Автоматическое уменьшение скорости перемещения относительно запрограммирован­ной при приближении к запрограммирован­ной точке.

От G17 до G19 - Выбор плоскости.

Задание плоскости таких функций, как круговая интерполяция, коррекция на фрезу и др.

G17 выбирает плоскость интерполяции, определенную конфигурируемыми осями Х и У;

G18 выбирает плоскость интерполяции, определенную конфигурируемыми осями Z и X;

G19 выбирает плоскость интерполяции, определенную конфигурируемыми осями У и Z;

G20 закрывает среду программирования языка GTL;

G21 открывает среду программирования языка GTL;

G27 непрерывная отработка c автоматическим уменьшением скорости на углах;

G28 непрерывная отработка без автоматического уменьшения скорости на углах;

G29 позиционирование « от точки к точке»;

-41-

G33 нарезание резьбы с постоянным или изменяющимся шагом;

G34 нарезание резьбы с постоянным или изменяющимся шагом;

G35 синхронизированное начало движения со шпинделем;

G40, ……., G59 — коррекция размеров инструмента без отсчета, смещение осей;

G40 отмена корректировки на профиле;

G41 приводит в действие корректировку на профиле (инструмент слева);

G42 приводит в действие корректировку на профиле (инструмент справа);

G41 - Коррекция на фрезу — левая.

Коррекция на фрезу при контурном управлении. Используется, когда фреза находится слева от обрабатываемой поверхности, если смотреть от фрезы в направлении ее движе­ния относительно заготовки.

G42 - Коррекция на фрезу — правая.

Коррекция на фрезу при контурном управ­лении. Используется, когда фреза находится справа от обрабатываемой поверхности, если смотреть от фрезы в направлении ее движе­ния относительно заготовки.

G53 - Отмена заданного смещения.

Отмена любой из функций G54- G59. Действует только в том кадре, в котором она записана.

От G54 до G59 - Заданное смещение. Смещение нулевой точки детали относительно абсолютной системы координат станка.

G70 программирование в дюймах;

G71 программирование в миллиметрах;

G72 измерение точки с компенсацией радиуса инструмента;

G73 измерение параметров отверстия;

G74 измерение отклонения от теоретической точки без компенсации радиуса инструмента;

G79 программирование относительно нуля станка (действительно только в данном кадре);

G80, ...,G89 — постоянные (фиксированные) автоматические циклы;

G80 отмена постоянных циклов. Функция, которая отменяет любой постоянный цикл.

G81 цикл сверления;

G82 цикл растачивания;

G83 цикл глубокого сверления;

G84 цикл нарезания резьбы метчиком;

G85 цикл рассверливания;

G86 цикл развертывания;

G87 цикл развертывания с остановкой;

G90, .. .,G99 — особенности задания размеров, режимов обработки.

G90 абсолютное программирование;

-42-

G91 программирование по приращениям;

G93 скорость подачи, выраженная в виде обратного времени выполнения;

G94 скорость подачи осей, мм/мин или дюйм/мин;

G95 скорость подачи осей, мм/оборот;

G96 скорость вращения шпинделя, м/мин;

G97 скорость вращения шпинделя, оборот/мин.

Запись слов в кадрах управляющей программы.

Каждое слово в кадре УП должно содержать: символ адреса (ла­тинская прописная буква); математиче­ский знак «плюс» или «минус» (при необ­ходимости); последовательность цифр.

Размерные перемещения в кадрах УП указываются или в абсолют­ных значениях, или в приращениях. Это и определяет использование в кадрах УП подготовительных функций G90 (абсо­лютный размер) или G91 — (размер в приращениях).

В УП для современных УЧПУ все линейные перемещения обычно указыва­ют в миллиметрах и их десятичных долях. Если линейные перемещения вы­ражены в дюймах, то в УП должна быть записана соответствующая подгото­вительная функция G70, указывающая едини­цу величины.

Выражение линейных пе­ремещений в дюймах возможно обычно лишь для станков, снабженных УЧПУ моделей зарубежных фирм.

Угловые размеры в УП для современных УЧПУ выражают в радиа­нах или градусах. Для некоторых элемен­тов станков, например для поворотных столов, угловые размеры выражают в де­сятичных долях оборота.

Если УЧПУ допускает задание раз­меров в абсолютных значениях (поло­жительных или отрицательных в зависи­мости от начала системы координат), то математический знак («плюс» или «ми­нус») является составной частью слова «размерное перемещение» и должен предшествовать первой цифре каждого размера. Математический знак должен также предшествовать первой цифре каждого размера, указывая направление перемещения, если УЧПУ допускает за­дание размеров в приращениях.

При задании размеров как в абсолют­ных значениях, так и в приращениях математический знак «плюс» в слове «размерные перемещения» в УЧПУ NC-201M допускается опускать. Это опре­деляется форматом кадра.

Безразмерные слова в кадре УП за­писывают по-разному. Слово «номер кадра» должно состоять из цифр, коли­чество которых должно быть указано в формате конкретного УЧПУ.

Слово (или слова) «подготови­тельная функция» должно быть выражено кодовым числом.

-43-

Функция подачи F определяет скорость подачи (далее — подача). Последнюю кодируют числом, количество разрядов которого указано в формате конкретного УЧПУ. Тип подачи, если это допускает УЧПУ, выбирают одной из подготови­тельных функций: G93 — «подача в функции, обратной времени»; G94 — «по­дача в минуту»; G95 — «подача на оборот». В современных УЧПУ основ­ным методом кодирования подачи явля­ется метод прямого обозначения, при котором применяют следующие единицы величины:

миллиметры в минуту — подача не зависит от скорости главного движения;

миллиметры на оборот — подача за­висит от скорости главного движения;

радианы в секунду (градусы в мину­ту) — подача относится только к круго­вому перемещению.

Для указания быстрого перемещения в большинстве УЧПУ используется под­готовительная функция G00.

Функция главного движения S определяет частоту вращения шпинделя. Она также кодируется числом, количество разрядов которого должно быть указано в формате конкретного УЧПУ.

Вид функции главного движения (там, где это необходимо и возможно) осуществляется одной из следующих подготовительных функций: G96 — «постоянная скорость резания»; G97 — «обороты в минуту».

В современных УЧПУ основным методом кодирования скорости главного движения является метод прямого обозначения, при котором число обозначает частоту вращения шпинделя в радианах в секунду или оборотах в минуту. В некоторых УЧПУ возможно указание скорости резания в м/мин. Обычно это согласуется с функцией G96

Функция инструмента (Т) использу­ется­ для выбора инструмента. В ряде УЧПУ слово «функция инструмента» используют и для коррекции (или ком­пенсации) инструмента. В этом случае оно состоит из двух групп цифр: первая используется для выбора инструмента, вторая — для его коррекции. Если для записи коррекции (компенсации) инстру­мента используется другой адрес, реко­мендуется использовать символ D или Н.

Количество цифр, следующих за адре­сами Т, D и Н, должно быть указано в формате конкретного УЧПУ.

Слово (или слова) «вспомогатель­ная функция» (М) во всех УЧПУ выра­жено кодовым числом. Значение и харак­тер записи зависят от классности и моде­ли УЧПУ.

-44-