Программоносители
Программа управления для ЧПУ-станка размещается на программоносителе специального типа.
Программоносителями на ЧПУ-станках первого поколения служили магнитные ленты, имеющие ширину 35 мм. В станках второго поколения и далее основным программоносителем являлась бумажная лента толщиной порядка 0,1 мм. Лента шириной 17,5 мм предназначена для пятидорожечной записи, лента шириной 22,5 мм — для шести- или семидорожечной записи, лента 25,4 мм предназначена для восьмидорожечной записи (см. рисунок 1). Запись информации на ленте производится посредством пробивки кодовых отверстий, диаметр которых составляет 1,83 мм, а расстояние между строками — 2,54(±0,05) мм, потому лента носит название перфолента. Сегодня, как правило, используют перфоленту, имеющую ширину 25,4 мм или 1 дюйм, где перфорация отверстий — на восьми дорожках. На перфоленту наносится с определенным шагом транспортная (ведущая) дорожка с диаметром отверстий 1,17 мм.
В УЧПУ современного типа применяются также компакт — кассеты и гибкие магнитные диски.
Рис. 1. Восьмидорожечная перфолента: I – строчки, II – дорожки кодовых отверстий, III – транспортная дорожка
Способ записи информации
Исходная информация, подготовленная для обработки детали, т.е. программа управления для ЧПУ-станка, заключает в себе информацию о перемещениях, а также информацию технологического назначения. Первая содержится в числовой форме, а для описания технологической информации применяется набор буквенно — цифровых символов, т.е. программа управления имеет буквенно — цифровой вид.
Запись программы ведется на программоноситель, как правило, на перфоленту. Поперечные строки на перфоленте определяют одну кодовую комбинацию (цифра, буква, знак).
Основной код для современных ЧПУ-станков представляется в виде международного буквенно-цифрового семиразрядного кода ISО-7bit (ИСО-7 бит). Данный код служит для сохранения информации на восьмидорожной перфоленте, а также дает возможность кодировать 128 символов (см. рисунок 2).
Первые четыре дорожки (1 — 4) имеют веса двоично-десятичных кодов 8-4-2-1 (2^3-2^2-2^1-2^0), что способно обеспечить 16 кодовых комбинаций, которые выражают десятичные цифры 0-15 в двоичном счислении. 5 -7 дорожки — это определяющие дорожки (признаки цифр/букв). 8 дорожка — это дорожка четности.
Рис. 2. Пример кодирования некоторых символов и их представления на перфоленте: а – комбинация 0011, б – комбинация 0111, в – комбинация 1001
Кодирование цифр (код ISO-7bit)
Признак кодирования десятичных цифр 0 – 9 – это перфорирование отверстий дорожек 5 и 6 (см. рисунок 3). К примеру, пробивка 1-2 дорожек (0011) ставится в соответствие десятичной цифре 3, а 1-3 дорожек (0111) — цифре 7. 4 и 1 дорожки (1001) соответствуют цифре 9 в случае перфорации дорожек 5 и 6, являющейся признаком цифр.
В коде ISO-7 bit помехозащищенность ведется посредством построчного контроля на четность и обеспечивается путем введения отверстия на 8-ой дорожке, в случае, когда на семи предыдущих количество отверстий является нечетным. К примеру, цифра 2 в десятичной форме обозначается пробивкой отверстий, выполненной на дорожках 2, 5 и 6 (110010). Отверстие на 8 дорожке призвано дополнить количество отверстий строки до четного (1110010) и т.п. Итак, в коде ISO-7 bit каждая строка перфоленты должна содержать и с нее должно считываться четное количество отверстий, что является общим правилом для кодирования цифровых, буквенных и служебных символов.
Рис. 3. Кодирование цифр
Кодирование букв (код ISO-7bit)
Определение букв латинского алфавита с А по О, которые выражаются посредством комбинаций десятичных цифр от 0 до 15, производится путем перфорирования дорожек 7 (см. рисунок 4). Признаком букв P — Z являются отверстия дорожек 5 и 7.
К примеру, если имеется перфорация отверстий на дорожках 5, 7, тогда посредством комбинации 0011 закодирована S, посредством комбинации 0111 — W, а посредством комбинации 1001 — буква Y. Если имеется отверстие на дорожке 7, посредством кодовой комбинации 0011 определяется буква С, комбинацией 0111 — буква G, комбинацией 1001 — буква I и т.п.
На 8-ой дорожке выполняется перфорация отверстий, дополняющих число отверстий в каждой из строк до четного — дорожка четности, что обеспечивает помехозащищенность.
Итак, в коде ISO-7bit одинаковым комбинациям четырех первых дорожек, имеющих веса 8421, ставятся в соответствие разные буквы (или цифры и символы), которые различают по отверстиям на определяющих дорожках.
Рис. 4. Кодирование букв
Кодирование дополнительных и служебных символов
Кодом ISO-7bit выполняется также и кодировка различных символов. Признак таких символов – это отверстие на 6-ой дорожке или полное отсутствие на дорожках отверстий, которые определяют цифры либо буквы (см. рисунок 5 (а, б)). 8-ая дорожка четности предназначена для перфорации отверстия, которое дополняет общее число отверстий строки до четного.
Значения определенных символов в процессе кодирования информации:
% — начало программы управления;
LF (ПС) – символ конца кадра управляющей программы;
: — знак главного кадра программы управления;
+,- — знаки, определяющие направление перемещения;
/ — знак пропуска кадра;
() — знаки, показывающие, что информация внутри скобок не подлежит отработке на станке.
Такие символы, как BШ,ГТ,BК,КН и ПР, служат только для управления пишущей электромашинкой; УЧПУ их не воспринимает. Зарубежные модели УЧПУ, функционирующие на основе кода ISO-7bit, применяют ряд прочих символов (см. рисунок 5 (в)), имеющих различные функциональные значения.
Рис. 5. Изображение некоторых символов в коде ИСО-7 бит: а, б – служебные символы, в – дополнительные символы
Значение символов адресов
Символы кода ISO-7 bit имеют закрепленные значения, применяемые в целях кодирования управляющей станком информации. Данные символы называют адресами. Итак, в коде ISO-7 bit применяется адресный метод записи информации, в котором каждому из действий и рабочих органов станка присваивается определенный адрес. Имеется стандартизация значений символов адресов. Представим некоторые из них:
N обозначает номер кадра;
X,Y,Z – это первичные перемещения по X,Y,Z-осям;
U,V,W – это вторичные перемещения по параллельным X,Y,Z осям;
F обозначает скорость подачи;
S обозначает частоту вращения шпинделя;
T – это номер режущего инструмента;
L – обозначает номер коррекции (номер подпрограммы);
M –это вспомогательная функция;
G – обозначает подготовительную функцию;
A,B,C – это повороты вокруг X,Y,Z-осей соответственно.
К примеру, на рисунке 6 показано выполнение кодирования команды N985 (N — номер кадра программы управления).
Рис. 6. Кодирование команды N985