§ 3. Общие принципы кодирования программы

В станках с ЧПУ все элементы программы: направление, величина и скорости заданных рабочих и вспомогательных перемещений, порядок работы исполнительных органов и другие элементы цикла (например, автоматическая смена режущего инструмента) - задаются в цифровой форме - в виде чисел, расположенных в определенном порядке и записанных определенным образом с помощью какого-либо кода. Код представляет собой условную запись числа или действия, позволяющую достаточно простым способом получить изображение этого числа (действия) в форме, удобной для использования в системах программного управления. Различные коды, применяемые в станках с ЧПУ, характерны тем, что любое число, представляющее заданное перемещение исполнительного органа, изображается в виде какой-либо комбинации, состоящей только из двух различных цифр 1 и 0.

Главным достоинством такой записи является удобство преобразования информации. Для автоматической записи или воспроизведения какого-либо сигнала в этом случае можно использовать широко применяемые в автоматике реле. Реле имеет два состояния: «включено» - «выключено». Принимая одно из состояний реле (например, включенное) за единицу, а другое за ноль, можно с помощью наборов реле записывать или воспроизводить любые цифровые команды. Естественно, что можно кодировать, т. е. условно изображать не только длины перемещений исполнительных органов, но и их направление, скорость, последовательность, а также другие команды.

В общем случае всякий код, применяемый в системах числового программного управления, складывается из двух основных элементов: кода перемещений и кода вспомогательных команд. При этом способ кодирования в общей программе может быть различным для перемещений и вспомогательных команд. Так, например, заданные перемещения можно изображать комбинацией цифр (например, 1 и 0), а вспомогательные команды (технологические и логические) - буквами. Однако проще всего механически или автоматически записывать и воспроизводить программу в том случае,

если все команды будут закодированы с использованием одних и тех же условных знаков, например 1 и 0. Для этого достаточно условиться, что определенное сочетание единиц и ну-, лей означает команду «рабочая подача вперед», другое сочетание - команду «включение подачи охлаждающей жидкости», третье сочетание - команду «смена режущего инструмента» и т. д. Поэтому большинство кодов, применяемых в системах числового программного управления, в том числе и так называемые буквенно-цифровые коды, являются по существу цифровыми кодами.

Существует много разнообразных способов кодирования. Рассмотрим некоторые из них.

Унитарный код. Сущность этого кода заключается в том, что в нем всякое число выражается одним знаком 1. Для изображения любого числа надо столько раз последовательно повторить этот знак, сколько в данном числе содержится единиц. При использовании унитарного кода для записи чисел на перфорированной ленте знак 1 выражается пробивкой отверстия. Например, для записи числа 532 на программоносителе требуется иметь 532 позиции, т. е. 532 пробивки на перфоленте. Каждое отверстие на перфоленте будет соответствовать перемещению определенного элемента станка на один элементарный шаг. Этот метод имеет существенный недостаток, заключающийся в необходимости приготовления большого количества входных данных и имеет очень малую плотность записи информации. Поэтому в современных системах управления при записи чисел на перфоленту унитарный код практического применения не получил. При записи чисел на магнитной ленте знак 1 выражается образованием на ленте магнитного штриха. В этом случае на ленте должно быть образовано последовательно столько магнитных штрихов, сколько единиц содержится в записываемом числе. Кодированная запись чисел на программоноситель, основанная на какой-либо системе счисления, значительно сокращает необходимую длину программоносителя и время для записи.

Десятичная система счисления использует для записи чисел десять знаков: 0, 1,2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9. Для записи чисел в десятичной системе счисления каждому знаку на перфоленте должны быть отведены своя дорожка или канал, а каждому разряду своя строка или, наоборот, каждому знаку своя строка, а каждому разряду своя дорожка. Обычно в машиностроении числа записывают шестью разрядами: сотни, десятки, единицы, десятые, сотые и тысячные доли миллиметра; поэтому для записи числа в десятичном коде нужны десять дорожек и шесть строк или, наоборот, шест дорожек и десять строк. Например, число 345, 300 .может быть записано двояко (рис. 286, а, б). Запись чисел в десятичном коде громоздка.

Двоичная система счисления использует для записи только два знака, которые для удобства назвали цифрами 0 и 1. Заданные перемещения исполнительных органов станка или координаты обрабатываемых элементов определяют в десятичной системе счисления, а затем изображают в двоичной системе.

Для преобразования числа, записанного в десятичной системе, в- число, записанное двоичным кодом, можно пользоваться следующим приемом. Целые числа переводят путем последовательного деления числа и получаемых частных на основание двоичной системы 2 до тех пор, пока не получится частное меньше основания системы. Результатом будут являться остатки от

деления, прочитанные в порядке, обратном их получению.

Пример. Перевести число 47 десятичной системы в двоичную систему

Для перевода чисел из десятичной системы в двоичную можно использовать и специальные таблицы. Часть такой таблицы показана на рис. 287. Вверху указаны разряды двоичной системы, а справа — числа десятичной системы. Черный кружок условно означает единицу, белая клеточка — ноль. Так, например, число 14 запишется в виде 14 = 1*2³ + 1*2²+ 1*2* +0*2°, т. е, его кодовое изображение будет 1110. Число 20 = 1*2⁴ + 0*2³ + 1*2² +0-2'+0*2°, а кодовое изображение 10100.

Для записи чисел в двоичной системе каждому разряду отводится своя дорожка, для записи любого шестизначного десятичного числа необходимо иметь двадцать дорожек и одну строчку. Пример записи числа 271 в двоичной системе (см. рис. 286, в). Для записи чисел в двоичной системе необходимы широкие ленты. При двоичном коде единица соответствует наличию сигнала (контакта), а при нуле сигнал отсутствует. Это удобно потому, что механизмы наиболее надежно различают два устойчивых состояния,

например, на перфоленте: есть пробивка - нет пробивки; на магнитной ленте: намагниченный участок ненамагниченный участок и т. д.

Двоично-десятичная система счисления. В лом случае запись каждого разряда десятичного числа производится двоичным эквивалентом, называемым тетоадой. т. е. состоящей из четьгоех оазиялов.

Знак	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тетрада	0000	0001	0010	ООП	0100	0101	оно	0111	1000	1001

В соответствии с этим правилом десятичное число 127,35 будет записано так:

1	2	7	3	5
0001	0010	0111	ООП	0101

П ереход от десятичных чисел к двоичным и обратно удобен тем, что для его осуществления нет необходимости в вычислениях - достаточно простой подстановки соответствующих значений. Для записи каждого десятичного разряда в этом коде нужны четыре дорожки, параллельные движению ленты, а для записи числа - столько строк поперек ленты, сколько разрядов имеет это число, т. е. для записи шестизначного числа шесть строк (см. рис. 286, а).