Запись, контроль и редактирование УП

Управляющая  программа  для  станка с ЧПУ размещается на специальном программоносителе.

   В  качестве  программоносителя  на станках с ЧПУ первого поколения  использовались  магнитные  ленты шириной 35 мм. Для  станков  второго  и  последующих поколений – основной программоноситель  бумажная лента толщиной приблизительно 0,1мм. Ширина ленты 17,5 мм - для пятидорожечной записи, 22,5мм -  для  шести- и семидорожечной записи и  25,4 мм - для восьмидорожечной записи (см. рис.). Информация на ленте записывается путем пробивки кодовых отверстий диаметром 1,83мм с расстоянием между строками 2,54+/-0,05мм и поэтому лента называется перфолентой. Сейчас в основном применяют перфоленту шириной 25,4мм (1 дюйм) с перфорацией отверстий на восьми  дорожках. С соответствующим шагом на перфоленту наносят транспортную (ведущую) дорожку, диаметр отверстий которой равен 1,17мм.
На рисунке: 1 - строчки; 2 -дорожки кодовых отверстий; 3 - транспортная дорожка ( для перемещения перфоленты).
В современных  УЧПУ используются также гибкие магнитные диски и компакт - кассеты.

Подготовленная  исходная информация по обработке детали, т.е. управляющая  программа  для  станка  с  ЧПУ содержит информацию  о перемещениях и технологическую информацию.
Первая имеет числовую  форму, а технологическая информация описывается набором  буквенно- цифровых  символов, т.е. УП имеет буквенно- цифровой вид.
Программа  записывается  на программоноситель, обычно на перфоленту. Каждая поперечная строка на перфоленте выражает одну кодовую комбинацию (одну  цифру, букву или знак).

Чтобы произвести обработку на станке с ЧПУ необходимо иметь управляющую программу (УП), которую можно написать вручную или автоматизировано с помощью CAM системы. Согласно ГОСТ20523-80 УП – это совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Совокупность команд с заданным форматом и определенным набором правил функционирования, используемая для записи информации, называется кодом программирования. Например, буквенно-цифровой код БЦК5 использовался для записи информации на пятидорожечную перфоленту. Носители информации на основе перфоленты или перфокарт уже давно не используются, поэтому данный код также не актуален.

Для программирования современного оборудования используется буквенно-цифровой код ИСО 7 бит (ISO 7 bit), разработанный в начале 60-х годов компанией Electronic Industries Alliance с финальной доработкой в начале 80-х годов. Также известен какG или CNC код. В СССР регламентировался ГОСТ 20999-83.

Основным кодом для современных станков с ЧПУ является международный буквенно-цифровой семиразрядный код ISO-7bit (ИСО-7бит). Этот код предназначен для записи информации на восьмидорожной перфоленте и позволяет кодировать 128 символов.(см.рис.).
Первым четырем дорожкам (1-4) присвоены веса двоично-десятичного кода 8-4-2-1 (2^3-2^2-2^1-2^0), что обеспечивает 16 кодовых комбинаций, выражающих в двоичном счислении десятичные цифры 0-15. Дорожки 5,6 и 7 являются определяющими дорожками (признаки цифр или букв). Дорожка 8 является дорожкой четности.

Основные единицы данного кода – G и M команды.

Функции с адресом (префиксом) G – называются подготовительными и определяют режим и условия работы станка и системы ЧПУ. Стандартные подготовительные функции лежат в диапазоне G00-G99.

G00...G09 – команды общего порядка, позиционирование, линейная или круговая интерполяция;
G10...G39 – особенности непрерывной обработки; выбор осей, плоскостей, видов интерполяции;
В таблице ниже приведены основные подготовительные функции.

G00 – ускоренное перемещение (холостой ход);
G01 – линейное перемещение (рабочий ход);
G02 – круговая интерполяция с движением по часовой стрелке;
G03 - круговая интерполяция с движением по против часовой стрелки;
G04 – останов выполнения программы на заданное время;
G17 – рабочая плоскость XY;
G18 – рабочая плоскость XZ;
G19 – рабочая плоскость YZ;
G40 – отмена коррекции на радиус инструмента;
G41 – коррекция на радиус инструмента слева от контура;
G42 - коррекция на радиус инструмента справа от контура;
G43 – коррекция на длину инструмента положительная;
G44 – коррекция на длину инструмента отрицательная;
G49 – отмена коррекции на длину;
G53 - программирование в системе координат станка;
G54...G59 – установка рабочей системы координат;
G70 – программирование перемещений в дюймах;
G71 – программирование перемещений в мм;
G80 – отмена циклов сверления;
G81...G89 – циклы сверления;
G90 – задание перемещений в абсолютных координатах;
G91 – задание перемещений в приращениях от предыдущего значения;
G94 - задание скорости перемещения (подачи) в мм/мин;
G95 - задание скорости перемещения (подачи) в мм/об;
G97 - обороты в минуту;

Между собой G-коды выделяются в отдельные группы, в пределах которых действие одной функции может отменяться другой, например ускоренное перемещение G00 действует до тех пор, пока в программе не встретится другая функция этой группы G01, G02 или G03. Не допускается использование в одном кадре нескольких функций из одной группы.

Функции с адресом (префиксом) M – называются вспомогательными и предназначены для управления различными устройствами станка, например вкл/выкл шпиндель, охлаждение и т.д.

M00 – программируемый останов, без потери информации;
M02 – конец программы, модальные функции сохраняются;
M03 – вкл. шпинделя по часовой стрелке;
M04 - вкл. шпинделя против часовой стрелке;
M05 – выкл. шпинделя;
M06 – сменить инструмент;
M08 – вкл. охлаждение;
M09 – выкл. охлаждение;
M10 – зажим поворотной оси;
M11 – разжим поворотной оси;
M30 - конец программы, модальные функции отменяются.

Ручная подготовка управляющих программ с перфорацией кодовых комбинаций на перфоленте осуществляется с помощью различной аппаратуры. Наибольший эффект достигается в том случае, если аппаратура для подготовки программ работает в едином комплексе.
Устройство подготовки данных на перфоленте (УПДЛ) типа «Брест-1T» содержит: рабочий стол оператора, электронный шкаф, пишущую машинку «Консул-254», перфоратор ПЛ-80, считывающее устройство. Код записи программ — ИСО и БЦК-5. Максимальная скорость обработки информации в режимах, связанных с работой пишущей машинки, — до 10 символов в 1 с. Максимальная скорость обработки информации в режимах сравнения, реперфорации и сравнения с реперфорацией — 50 строк в 1 с. УПДЛ «Брест-1T» позволяет: производить запись программы работы станка на перфоленту; изготовлять дубликаты перфоленты; осуществлять контроль программы, записанной на перфоленте, различными способами: сравнением двух лент, сравнением информации, записанной на ленте, с информацией, записанной на печатном бланке, и т. д.
Устройство ПРЕПАМАТ ЕС-9021 (ВНР), аналогичное «Брест-1Т», также предназначено для подготовки и контроля программ на перфоленте.
В состав комплекса подготовки и проверки программ АПСП-1200 входит дисплей, позволяющий не только выводить на экран буквенно-цифровую информацию, но и корректировать ее при отработке и исправлении программ, что создает значительные удобства в работе.
По источнику возникновения все ошибки на перфоленте подразделяются на ошибки программиста, ошибки оператора, работающего на перфораторе, и сбои перфоратора. Как указывалось выше, ошибки из-за сбоев перфоратора обнаруживаются автоматически в процессе нанесения информации на перфоленту путем контроля четности числа отверстий в поперечных строках (для кода ИСО-7бит).
Ошибки оператора, работающего на перфораторе, выявляются и исправляются по-разному. Если ошибка замечена оператором непосредственно в процессе перфорации, то она исправляется сразу путем возврата перфоленты на шаг в обратном направлении, пробивки в ошибочной строке символа DEL (забой) и нанесения правильной информации в следующей строке. Если ошибка осталась оператором незамеченной, то она выявляется путем сравнения распечатки кадров на бумаге с текстом программы, написанной программистом. При выявлении такого рода ошибок определяется их величина и решается вопрос о необходимости исправления перфоленты. Исправление перфоленты осуществляется путем заклеивания отверстий в ошибочной строке и пробивки нового символа с помощью ручных устройств различных конструкций, позволяющих набрать в строке любую комбинацию отверстий, или путем реперфорации исправленной ленты при использовании комплекса подготовки и контроля программ.
Для определения ошибок программиста и другого рода не выявленных ошибок перфоленту с программой перед обработкой партии заготовок подвергают дополнительному контролю.
На станках с позиционным управлением вскрыть ошибки программирования легче, чем на станках с контурным управлением. Это объясняется тем, что можно установить перфоленту на станок и проверить движение всех рабочих органов вхолостую, контролируя точность позиционирования на каждом перемещении по цифровой индикации или путем измерений.
На станках с контурным управлением контроль положений может выполняться только в запрограммированных контрольных точках с остановками. Поэтому приходится контролировать траектории движения инструмента путем вычерчивания их на бумаге (плоские контуры). Для этого используют автоматические чертежные устройства, координатографы, работающие от перфоленты, а при их отсутствии — непосредственно станок с простыми дополнительными приспособлениями. Так, для контроля фрезерной обработки плоского контура в шпиндель фрезерного станка устанавливают карандаш, который при работе станка от перфоленты вычерчивает на листе бумаги, расположенном на столе, траекторию движения центра фрезы, т. е. контур, эквидистантный заданному. При правильном программировании вычерченный контур должен отвечать заданным геометрическим формам и размерам, а по окончании отработки всех перемещений инструмент должен возвратиться в исходную точку.
Предварительный контроль перфоленты для 3-координатной (объемной) фрезерной обработки обычно производится при работе станка вхолостую без приспособления, инструмента и заготовки. При этом визуально контролируют принципиальную правильность движений рабочих органов станка, а точному контролю подвергают только возврат этих органов в исходную точку обработки.
После выявления и исправления всех ошибок перечисленными выше способами производится окончательная отладка программы по результатам обработки пробной детали. Измерение фактических размеров этой детали после обработки позволяет окончательно исправить перфоленту и ввести коррекции с пульта УЧПУ.
Возможность введения коррекций в перемещения рабочих органов с пульта УЧПУ обеспечивается записью в кадрах управляющей программы числовой информации по адресу L, задающей вид коррекции и номер корректора на пульте. Если в кадре не задана информация по адресу L, то введение коррекций в кадре невозможно. Число корректоров на пультах УЧПУ ограниченно, поэтому коррекции задаются только в кадрах обработки наиболее точных поверхностей.
Необходимость введения коррекций определяется и другими причинами. Например, почти всегда предусматривается возможность введения коррекции на вылет инструмента. Эта коррекция вводится в заданный программой корректор в соответствии с действительным вылетом инструмента при отладке программы на станке.
Коррекции на положение инструмента позволяют компенсировать ошибки, возникающие при настройке станка, а также ошибки, выявленные при обработке первой детали, которые произошли вследствие деформации заготовки, инструмента, элементов станка и приспособления под действием усилий резания или других причин (например, тепловых деформаций).