12.3. Кодирование и запись управляющих программ

Технологический процесс обработки на станке с ЧПУ, детали­зированный до элементарных перемещений и технологических команд, служит исходной информацией для кодирования и запи­си УП.

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ. ПРОГРАММОНОСИТЕЛИ И КОДЫ.

В качестве носителя управляющей информации может приме­няться восьмидорожечная перфолента, магнитная лента, магнит­ные диски и др. Наличие сигнала на программоносителе записы­вается пробивкой отверстия, магнитным «штрихом» или состоя­нием ячейки памяти и соответствует одной единице кодовой ком­бинации. Пропуск записи соответствует нулю кодовой комбинации или отсутствию сигнала.

Перфолента имеет низкую стоимость, не требует особых усло­вий хранения, но имеет недостаточную прочность, низкую плот­ность записи, возможно появление ложной информации при попа­дании масла на белую перфоленту и другие недостатки. Для пред­ставления информации на перфоленте используется двоичный семиэлементный код по ГОСТ 13052—74 (КОИ-7), подмножество которого, соответствующее коду ISO-7 бит приведено в П4. Ос­нову кода составляет двоичная система счисления, четыре разряда которой используют для кодирования каждого разряда десятич­ных чисел, т. е. для числовой информации применена двоично-кодированная десятичная система счисления. Для кодирования знаков и заглавных букв латинского алфавита, а также для коди­рования признаков всех составляющих частей кода использованы семь двоичных разрядов (7 бит). Для проверки правильности ин­формации каждая строка ленты (кодовая комбинация) контроли­руется по модулю два, т. е. на четность (по паритету) числа еди­ниц (пробивок на ленте). На восьмой дорожке ставится единица в случае нечетного числа единиц в 1 ... 7 дорожках. Таким обра­зом, в случае правильного заполнения в каждой строке ленты дол­жно быть четное число единиц (пробивок). В результате система ЧПУ при вводе каждой строки контролирует четность числа про­бивок и в случае нечетного числа формирует сигнал останова ввода и процесса управления. Естественно, что использование только четных комбинаций из всех 256 возможных (2⁸ = 256) со­кращает их число до 128. Однако, этого количества комбинаций вполне достаточно для кодирования УП.

На рис. 12.11 показаны элементы кодового набора на перфолен­те: строка 1, шаг перфорации 2, кодовые отверстия 3, базовая кромка 4, транспортные отверстия 5. Транспортные отверстия предназначены для продвижения ленты и синхронизации считы­вания записанной на ней информации, ориентации ленты. Техни­ческие характеристики перфолент регламентированы ГОСТ 1391—70, а форма, размеры и расположение транспортных и ко­довых отверстий — ГОСТ 10860—68.

Рис. 2.11. Элементы кодового набора на перфоленте

Наряду с кодом ISO-7 бит иногда применяется код EIA 244.

Структура и формат управляющей программы

Структура УП, ее формат и методы кодирования управляющей информации определяет ГОСТ 20999-83.

Структура управляющей программы

Управляющую программу записывают на программоноситель в виде последовательности кадров. Кадр управляющей программы — составная часть управляющей программы, вводимая и отрабаты­ваемая как единое целое и содержащая не менее одной команды (ГОСТ 20523—80). В управляющей программе могут быть выде­лены, главные кадры, характеризующие начальное состояние сле­дующего за ними участка УП, и кадры, содержащие все данные, необходимые для возобновления процесса обработки заготовки после ее прерывания.

Кадры состоят из слов, расположенных в определенном поряд­ке, а слова из символов. Слово управляющей программы — состав­ная часть кадра управляющей программы, содержащая данные о параметре процесса обработки заготовки и (или) другие данные по выполнению управления. Первый символ слова является бук­вой, обозначающей адрес, а остальные символы образуют число со знаком или целочисленный код, т. е. при записи информации используется адресный способ, при котором числовой информации предшествует адрес, определяющий принадлежность этой инфор­мации соответствующей команде управления.

Адрес в числовом программном управлении — часть слова уп­равляющей программы, определяющая назначение следующих за ним данных, содержащихся в этом слове (ГОСТ 20523—80). При этом в каждом кадре записывается только та информация, кото­рая изменяется по отношению к предыдущему. Пример записи кадра приведен на рис. 2.12. Значения символов адресов и управ­ляющих символов и знаков согласно ГОСТ 20999—83 приведены в (Вас Прок).

Кадр УП содержит слово «Номер кадра», одно или несколько информационных слов и символ конца кадра. К информационным словам относятся слова: «Подготовительная функция», «Размер­ные перемещения», «Параметр интерполяции или шаг резьбы», «Функция подачи», «Функция главного движения», «Вспомога­тельная функция». В кадре эти слова имеют ту же последователь­ность.

Номер кадра. Это слово в начале кадра, определяющее после­довательность кадров в УП. Номер кадра задается адресом N и целым десятичным числом. Рациональна последовательная нуме­рация кадров. Повторение номеров в пределах данной УП не до­пускается.

Подготовительные функции. Слово «Подготовительная функ­ция» определяет режим работы УЧПУ (коррекция инструмента, тип и плоскость интерполяции, работу в абсолютных координатах или приращениях, величину измерения скорости, подачи и т. д.). Эти слова задаются адресом G и двухзначным десятичным числом (00... 99). Например, G 95 — подача в мм/об. Значения функций и действие их приведено в ГОСТ 20999—83.

Рис. 12.12. Параметр записи кадра

Размерные перемещения. Словами «Размерные перемещения» задается геометрическая информация. Она записывается в кадр в последовательности символов: X, Y, Z, V, V, W, P, Q, R, А, В, С. Числа, входящие в слово «Размерные перемещения», означают либо координаты опорных точек траектории инструмента в абсо­лютной системе координат или координаты этих точек в относи­тельной системе. Все линейные перемещения должны быть выра­жены в миллиметрах и их десятичных долях. Все угловые пере­мещения должны быть выражены в радианах (или в градусах). Размеры записываются со знаком и с учетом дискретности зада­ния размеров в конкретном УЧПУ.

Слова «Параметр интерполяции или шаг резьбы» записывают­ся в последовательности I, J, K. Функциональный характер интер­полируемого участка траектории (прямая, окружность, парабола или кривая более высокого порядка) определяется соответствую­щей подготовительной функцией. Для указания режима резьбонарезания также используются подготовительные функции.

Слово «Функция подачи» может определять как результирую­щую скорость подачи, так и составляющие этой скорости, разло­женной по координатным осям. В кадре результирующая скорость подачи записывается под адресом F после всех слов «Размерное перемещение».

Слово «Функция подачи», относящееся к определенной оси ко­ординат, записывается непосредственно за словом «Размерное перемещение» по этой координате.

Слово «Скорость главного движения» записывается с адресом S и определяет линейную скорость точки приложения инструмента. Слово «Функция инструмента» используется для выбора инструмента и задается адресом «Т». Слово « Вспомогательная функция» определяет команду исполнительному органу станка или УЧПУ.

11. ШПИНДЕЛЬНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Шпиндель, являющийся конечным звеном привода глав­ного движения и предназначенный для крепления инструмента или заготовки, оказывает существенное, часто лимитирующее, влияние на точность, производительность и надежность всего станка. Шпин­дельные узлы станков в соответствии с предъявляемыми к ним тре­бованиями должны обеспечить следующее.

1. Передачу на заготовку или инструмент расчетных режимов для заданных технологических операций.

2. Точность вращения, оцениваемую радиальным и осевым бие­нием переднего конца шпинделя; для станков общего назначения в за­висимости от класса точности станка должна соответствовать стан­дартным значениям; для специальных станков точность вращения зависит от требуемой точности обработки:

∆≤ ∆_д /3 (13.1)

где ∆ — биение шпинделя; ∆_д - допуск на лимитирующий размер готового изделия.

Точность в первую очередь определяет технологические возможности ШУ, зависит от типа применяемых опор.