Управляющие программы для станков с ЧПУ

Как уже говорилось, управляющие программы для станков и другого технологического оборудования с ЧПУ представляют собой массивы чисел, записанных на том или ином носителе. Это могут быть и тексты, записанные обычным образом на бумаге, и перфоленты (бумажные или пластиковые), и магнитные записи на той или иной ферромагнитной ленте, в том числе и на обычной аудио компакт-кассете, и алфавитно-символьные массивы, записанные в устройствах компьютерной памяти, и лазерные диски.

Большое разнообразие методов составления, хранения, контроля и использования программ для станков с ЧПУ потребовало стандартизации ряда вопросов, относящихся к построению программ. Такого рода стандарты разработаны Международной организацией по стандартизации ISO. Основным является международный стандарт, который получил название код ISO-7bit. Применяется, хотя и в меньшей мере, код EIA, разработанный в рамках европейской стандартизации. Многие современные устройства ЧПУ спроектированы для работы в обоих кодах, но некоторые ориентированы лишь на один из названных кодов.

При унификации управляющих программ для станков с ЧПУ возникает три вопроса:

• • необходимость унификации формата и состава кадра управляющей программы;
• • необходимость унификации представления символов, образующих кадр управляющей программы;
• • необходимость унификации процедур контроля информации, содержащейся в управляющей программе.

Текст кадра управляющей программы должен включать в себя числовую величину, определяющую заданное значение программируемого параметра, а также код или условное обозначение самого этого параметра. Обозначение или код того параметра, который программируется, в управляющей программе называется адресом, а следующее непосредственно за этим адресом значение данного программируемого параметра называется подадресным выражением.

Кадр управляющей программы в соответствии со стандартом ISO должен включать в себя следующие адреса:

• • N — номер кадра, обозначаемый и сопровождаемый десятичными цифрами, изображающими данный номер;
• • Ху Y, Z— обозначения координатных осей, сопровождаемые десятичными цифрами, изображающими перемещения по данным координатным осям по отношению к положению исполнительного органа, достигнутому в предыдущем кадре, или абсолютное положение исполнительного органа, достигаемое в данном кадре;
• • ?/, К, W— установочные перемещения по осям Х> Y, Z соответственно;
• • G— подготовительные команды, направляемые на устройство ЧПУ и устанавливающие режим его работы (например, <701 означает линейную интерполяцию, a G00 — быстрый ход);
• • Л/ — вспомогательные команды, направляемые непосредственно на механизмы станка и означающие команды типа «включить охлаждение» или «стоп-шпиндель»;
• • S — обозначение числа оборотов шпинделя;
• • Т⁷ — обозначение величины подачи;
• • Т — обозначение номера используемого инструмента (для многоинструментных станков).

В состав кадра управляющей программы могут также входить и некоторые другие адреса, относящиеся как к органам станка, так и к инструменту.

Порядок следования адресов внутри кадра управляющей программы не стандартизован, но для удобства работы с текстом управляющей программы и ориентации в нем рекомендуется придерживаться какого-либо одного определенного порядка следования адресов, например, приведенного выше.

Текст любой управляющей программы в коде lSO-7bit должен начинаться с символа «%».

^Простейшим способом получения текста управляющей программы является использование написанного на русском языке технологического процесса выполнения операций на данном станке с последующим кодированием команд на выполнение тех или иных действий, образующих данный технологический процесс, с помощью прилагаемой к каждому станку с ЧПУ инструкции по программированию.

Далее, имея текст управляющей программы, необходимо перенести его на программоноситель, воспринимаемый системой ЧПУ данного станка, например на перфоленту, магнитную ленту, CD-диск, или занести в память того или иного компьютера. При переносе текста на тот или иной программоноситель нет необходимости знать, как именно данный символ кодируется на данном программоносителе. В большинстве случаев достаточным оказывается умение работать с обычной клавиатурой, являющейся входным устройством для различной аппаратуры, осуществляющей кодирование и нанесение символов текстов управляющих программ на тот или иной носитель.

Однако необходимо знать принципы, с. огласно которым осуществляется подобное кодирование. В коде ISO-7bit, являющемся алфавитно-символьным кодом, для записи одного символа текста управляющей программы отводится один целый байт, т. е. восемь двоичных разрядов.

Алфавитные символы в этом коде представляют собой простое двоичное изображение порядкового номера буквы в латинском алфавите, например, латинские буквы А, В и С кодируются двоичными цифрами соответственно 0000 001, 0000 010 и 0000 011.

Цифровые символы в качестве непременного атрибута имеют единицы в пятом и шестом разрядах соответствующего байта, а в более младших разрядах записывается двоичное изображение самой этой цифры. Например, десятичные цифры 1, 2 и 3 будут кодироваться соответственно 0110 001, 110 010 и 110 011.

Восьмой разряд этого байта, не нужный для записи соответствующего алфавитного или цифрового символа, используется для так называемого контроля по паритету. Этот контроль заключается в том, что при кодировании того или иного символа независимо от его значения подсчитывается число единиц в его кодовой записи, и в восьмой (контрольный) разряд всегда добавляется единица, чтобы общее число единиц в записи этого символа было четным (нечетным). Тогда перед использованием (или же сразу после ввода данного информационного символа) прежде всего подсчитывается число единиц в его кодовой записи. Оно должно быть всегда четным (или же всегда нечетным — как будет решено при проектировании). В противном случае вырабатывается сигнал «ошибка».

Такой метод защиты и контроля информации управляющих программ отличается простотой реализации и применяется при подготовке управляющих программ в качестве стандартного. Однако он не лишен и некоторых недостатков. К числу важнейших из этих недостатков относятся:

• • обнаружение, но не локализация ошибок кодирования;
• • отсутствие защиты от кратных (например, двойных, т. е. одновременно произошедших в двух разрядах) ошибок.

Тем не менее в подавляющем большинстве случаев применение такого метода контроля оказывается достаточным.

В некоторых специальных случаях для контроля символов управляющих программ можно использовать запись символа не в одном, а в двух байтах.

Следует иметь в виду, что вопрос кодирования управляющих программ для внутримашинного представления в локальных вычислительных и управляющих сетях имеет свою историю. На первых этапах развития подобных систем обработки и использования информации, когда управляюще-вычислительная техника накладывала ограничения по объемам памяти, возникала задача уплотнения информации, что позволяло в ограниченном объеме памяти разместить большее число управляющих программ. При этом повышается информативность каждого кодового символа, но снижается помехоустойчивость.

Увеличение объемов запоминающих устройств при снижении их стоимости дает возможность принципиально иного подхода: введения дополнительных проверочных символов, повышающих достоверность информации при ее циркулировании по сетям минии микрокомпьютеров.