Представление информации кодом.

Элементы, положения, события и т. д., для которых характерны два устойчивых и противоположных состояния, удобно описывать кодом с основанием а = 2.

Например, контакты реле могут быть замкнуты или разомкнуты, деталь на станке установлена или снята, привод включен или выключен, самолет обнаружен или не обнаружен и т. п.

Если одному состоянию элемента (положения, события) приписать значение 1 (единица), а другому 0 (нуль), то алфавит кода будет содержать всего два символа (знака) — 0 и 1, а кодовая комбинация — набор символов из этого алфавита.

Например, режим включения шести реле, определенный кодовой комбинацией 110111 будет означать, что в заданный момент времени лишь контакты реле № 4 не будут замкнуты (порядковый номер реле определяется справа налево).

Комбинации 110000, 010001 и 111111 означают, что сработали соответственно шестое и пятое, первое и пятое, все реле и т. п.

Рассмотренную информацию можно записать на бумаге символами 1, 0 (рис. 1.6, б) или представить на бумажной ленте комбинацией отверстий (рис. 1.6, в), считая пробитое на ленте отверстие за 1, а отсутствие — за 0. Расположение отверстий в строке на соответствующих дорожках определит состояние рассматриваемых элементов.

При этом полагают, что первая дорожка (счет справа налево) определяет состояние первого реле, вторая — второго, третья — третьего и т. д. В данном случае длина всех рассмотренных комбинаций (110111, 110000 и т. д.) равна шести (n = 6).

Количество единичных символов в комбинации называют ее весом и обозначают ?. Комбинация 11001 имеет вес = 3, комбинация 11111

— вес = 5, комбинация 00010 — вес = 1.

Для станков с ЧПУ в качестве программоносителя принята восьмидорожковая перфолента шириной 25,4 мм (1 дюйм), либо ее аналог (магнитный носитель), на которых информация для системы ЧПУ представлена в виде двоичного семиэлементного кода ИСО – 7 бит (ГОСТ 13052 – 74). Каждому символу этого кода (цифры 0…9; буквы латинского алфавита А…Z; знаки %, скобки, +, - и др.) соответствует вполне определенная комбинация отверстий (либо сочетания 0и 1) на семи дорожках.

Восьмая дорожка – для пробивки дополнительного отверстий в строке (в символе), что позволяет контролировать правильность перфорации и считывания информации УЧПУ.

Поскольку варианты кодирования основных команд при программировании обработки на станках с ЧПУ могут значительно отличаться в разных системах ЧПУ, рассмотрим их на примере требований, изложенных в стандарте РФ ГОСТ 20999-83 «Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ».

В соответствии с ГОСТ 20999-83 кодирование основных подготовительных и вспомогательных функций должно соответствовать требованиям, приведенным в приложении №1.

1.8.1. КОД ISO-7BIT

Семиразрядный буквенно-цифровой код ISO-7bit в двоично-десятичной системе счисления представляет цифры, буквы латинского алфавита и различные символы. Значение букв и символов в терминах ЧПУ у этого кода соответствует ГОСТ 20999—83. Код был предназначен для записи информации на восьмидорожечной перфоленте, но в этом же коде в настоящее время представляются все УП независимо от использования того или иного программоносителя.

Код (рис. 1.31) позволяет кодировать 128 символов. Если рассматривать перфоленту, то первым четырем дорожкам (7—4) кода (счет дорожек ведется справа налево) приписаны веса двоично-десятичного кода, 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 б (рис. 1.31, 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. 1.31, в).

Признак букв Р — Z — отверстия на дорожках 5 и 7 (рис. 1.31, б).

Таким образом, в коде ISO-7bit одним и тем же комбинациям первых четырех дорожек с весами 8421 соответствуют разные символы, различить которые можно по наличию отверстий на определяющих дорожках.

Например (рис. 1.32), пробивка дорожек 1 и 2 (ООП) соответствует десятичной

цифре 3, дорожек 7, 2 и 3 (0111) — цифре 7, а дорожек 4 и / (1001) — цифре 9,

если перфорированы дорожки 5 и 6. Если перфорированы отверстия на дорожках 5

и 7, то комбинацией ООН закодирована буква S, комбинацией 0111 — буква W, а

комбинацией 1001 буква У. При наличии отверстия на дорожке 7 кодовая комбина­

ция ООП определяет букву С, комбинация 0111 — букву G, комбинация 1001—бук­

ву / и т. д.

1.8.3. СТРУКТУРА УП

При построении УП в коде ISO-7bit 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 в УП, 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 % — «начало программы» (рис. 1.34, поз. 4\ после которого должен стоять символ ПС — «конец кадра» (поз. б). (Для ряда действующих УЧПУ конец кадра в программах обозначается символом LF.) Кадр с символом % не нумеруется. Нумерация кадров программы начинается с последующего кадра.

Любая группа символов, не подлежащая отработке на станке, должна быть заключена в круглые скобки. Внутри скобок не должны применяться символы ПС («начало программы») и : («главный кадр).

Например, группа символов, заключенная в скобки, может быть выведена на монитор и служить в качестве указаний оператору. Если необходимо обозначать УП, это обозначение (поз. 5) должно находиться непосредственно за символом «начало программы» перед символом «конец кадра», например % 012ПС или % 012 LF, т. е. программа с условным номером двенадцать.

Местоположение информации, заключенной в скобки в кадре управляющей программы, а также возможность записи этой информации в памяти УЧПУ должны быть указаны в технических условиях на УЧПУ конкретного типа.

Для обозначения физического начала носителя данных (перфоленты) при размещении на этом носителе нескольких управляющих программ перед символом «начало программы» первой программы допускается записывать еще один символ «начало программы», например: %%ПС или %%001ПС.

Перед символом «начало программы» может быть записана любая информация, не содержащая символа «начало программы», например, примечания по наладке станка, различные идентификаторы программы и т. п.

Управляющая программа должна заканчиваться символом «конец программы» или «конец информации». Информация, помещенная после этого символа, не должна восприниматься УЧПУ. Перед символом «начало программы» и после символа «конец программы» или «конец информации» на перфоленте рекомендуется оставлять участки с символом ПУС {«пусто»).

1.9. ЗАПИСЬ УП

Запись информации в УП осуществляется по определенным правилам, которые указывают, как записывать информацию в каждом кадре УП, а также правила записи слов внутри каждого кадра.

1.9.1. СТРУКТУРА КАДРОВ, СОСТАВЛЯЮЩИХ УП

К структуре кадра УП предъявляют определенные требования, в частности следующие:

1. Каждый кадр должен содержать слово «номер кадра». Формат лишь для некоторых УЧПУ позволяет это слово не использовать. Далее в кадре приводятся информационные слова или слово. Завершается кадр символом ПС или LF («конец кадра»). Использование этого символа, как правило, обязательно.

При необходимости в кадре указывают символы табуляции. Их проставляют перед любым словом в кадре, кроме слова «номер кадра».

2. Информационные слова в кадре рекомендуется записывать в определенной последовательности:

слово (или слова) «подготовительная функция»; слова «размерные перемещения», которые рекомендуется записывать в последовательности символов: X, Y, Z, U, V, W, Р, Q, R, А, В, С;

слова «параметр интерполяции или шаг резьбы»: I, J, К;

слово (или слова) «функция подачи», которое относится только к определенной оси и должно следовать непосредственно за словом «размерное перемещение» по этой оси.

Слово «функция подачи», относящееся к двум и более осям, должно следовать за последним словом «размерное перемещение», к которому оно относится;

слово «функция главного движения»;

слово (или слова) «вспомогательная функция».

3. Порядок записи слов с адресами U, V, W, Р, Q, R, используемых в значениях, отличных от значений, указанных в табл. 1.5, и слов с адресами Д R, Н должен быть указан в формате конкретного УЧПУ. Значения этих слов и кратность использования их в кадре должны быть указаны в технических условиях на УЧПУ конкретного типа.

4. В пределах одного кадра не должны повторяться слова «размерные перемещения» и «параметр интерполяции или шаг резьбы» с одной кодовой буквой.

5. В пределах одного кадра не должны использоваться слова «подготовительная функция», входящие в одну группу.

6. После символа : — «главный кадр» в кадре должна быть записана вся информация, необходимая для начала или возобновления обработки. В этом случае символ «главный кадр» должен записываться вместо символа N в качестве адреса в слове «номер кадра». Символ «главный кадр» может быть использован для остановки в нужном месте при перемотке носителя данных.

7. При реализации режима «пропуск кадра» (например, для осуществления наладочных переходов при наладке станка и исключения этих переходов после окончания наладки) перед словом «номер кадра» и символом «главный кадр» должен записываться символ / — «пропуск кадра».

1.9.2. 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.

Слова в УП могут быть записаны одним из двух способов:

1) без использования десятичного знака (подразумеваемое положение десятичной запятой);

2) с использованием десятичного знака (явное положение десятичной запятой).

При записи слов с использованием десятичного знака те из них, в которых десятичный знак отсутствует, должны отрабатываться УЧПУ как целые числа. Незначащие нули, стоящие до и (или) после знака, могут быть опущены, например: запись Х.08 означает размер 0,08 мм по оси X; Х950 — размер 950,0 мм по оси X. Размер, представленный одними нулями, должен быть выражен, по крайней мере, одним нулем. Подразумеваемое положение десятичной запятой должно быть определено в характеристиках формата конкретного УЧПУ.

При записи слов с подразумеваемой десятичной запятой в некоторых УЧПУ в целях сокращения количества информации допускается опускать нули, стоящие перед первой значащей цифрой (ведущие нули). Если форматом УЧПУ допускается опускать последние нули, то ведущие нули в этом случае опускать нельзя. Например, размер оси X, равный 258,300 мм, может быть записан (в зависимости от конкретного УЧПУ) по-разному:

Х00258300 — полная запись, без использования десятичного знака;

Х258300 — опущены ведущие нули; здесь определение размеров ведется от младших разрядов:

Х002583 — опущены последние нули; здесь определение разрядности ведется от ведущих разрядов;

Х258.3 — запись с явной запятой.

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. Для УЧПУ ранних моделей линейные перемещения указывались в импульсах. Если линейные перемещения выражены в дюймах, то в УП должна быть записана соответствующая подготовительная функция, 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 некоторых УЧПУ 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.

Функция подачи 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. Если в данном УЧПУ подача задается кодовым числом, то большей подаче обычно должно соответствовать большее кодовое число.

В случае, если речь идет о скорости векторного перемещения, не зависящей от скорости главного движения, подача может быть выражена величиной, обратно пропорциональной времени в минутах, необходимому для обработки соответствующего кадра. Тогда подачу принимают равной отношению векторной скорости (выраженной в миллиметрах в минуту) к вектору перемещения по траектории обработки (выраженному в миллиметрах). Однако в современных УЧПУ этот способ представления подачи используют сравнительно редко.

Функция главного движения определяет скорость главного движения. 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. Скорость главного движения у некоторых УЧПУ задается кодовым числом, причем обычно большей скорости главного движения соответствует большее кодовое число.

Функция инструмента (7) 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 Г, D и Я, 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.

1.9.3. 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 (табл. 1.7).

В общем случае формат УП должен записываться с соблюдением определенных правил, с определенной последовательностью записи символов УП, с заданным их видом и количеством, с принятой для данной УЧПУ схемой представления цифровых величин и т.д.

Символы «начало программы», «главный кадр», «пропуск кадра» обозначаются в соответствии с принятыми обозначениями (см. табл. 1.6). Явная десятичная запятая обозначается символом DS; символ «табуляция», если он используется, обозначается точкой (.).

Если УЧПУ требует в УП обязательного после каждого кадра указания символа «конец кадра», то на это в формате указывается звездочкой (*) в конце формата.

Слова в формате записываются также в определенной последовательности. За адресом каждого слова «размерное перемещение» следуют две цифры, первая из которых показывает количество разрядов перед подразумеваемой десятичной запятой, отделяющей целую часть числа от дробной, вторая — количество разрядов после запятой. Если можно опустить нули, стоящие перед первой и после последней значащих цифр в слове «размерное перемещение», то за адресом этого слова должны следовать три цифры. Если опускаются нули, стоящие перед первой значащей цифрой, то нулем должна быть первая цифра.

Если опускаются нули, стоящие после значащей цифры, то нулем должна быть последняя цифра.

Если абсолютные размеры всегда положительные, то между адресом и следующим за ним числом не ставят никакого знака, а если они или положительные, или отрицательные, то между адресом и следующим за ним числом ставят знак «плюс» (+) или «плюс—минус» (±).

За адресом безразмерных слов следует записывать одну цифру, показывающую количество разрядов (цифр) в слове. Если можно опустить нули, стоящие перед первой значащей цифрой, то за адресом безразмерных слов должны следовать две цифры, первая из которых нуль.