Рис. 111.I.

Траектория перемещения фрезы при фрезеровании криволииеЁиоЁ поверкности

Сигналы формируются в {устройствах ЧПУ высоким уровнем электрического напряжения, замкнутым .состоянием нормально открытого контакта электромагнитного реле, наличием отверстия в соотвегствующей дорожке перфоленты (носителя программы) и т. д.

Контурные (непрерывные) системы программного управления * применяются на фрезерных станках, где, наряду с обработкой плоских прямолинейных поверхностей, часто обрабатываются криволинейные контуры или поверхности сложной пространстаенной формы.

На рис. П1.1 показана типовая схема траектории перемещения инструмента при контурном управлении. Фреза 2 обходит контур заготовки / по траектории 3. Эта траектория представляет собой геометрическое место точек различных положений центра фрезы при равном удалении его от поверхности контура и, следовательно, является эквидистантой ему. Программирование рабочего цикла осуществляется по экви-дистанте.

Обработка таких поверхностей требует точно согласованного перемещения ниструмента относительно заготовки одновременно по двум (X, Y) или трем (X, Y, Z) координатам. В каждой точке трар;<тории на таких участках значения координат отличаются от их значений з соседней точке. Из этого вытекает необходидюсть непрерывно изменять координаты бесчисленного множества точек траектории инструмента, что практически невозможно. Однако если допустить некоторые незначительные отклонения от теоретического контура, то при определенном сочетании большого числа прямолинейных перемещений по двум или трем взаимно перпенди-кулярньш координатам криволинейный контур или пространственно-сложная поверхность изделия могут быть образованы.

На рис. П1.2 показано геометрическое построение приближенной замены криволинейного контура методом линейно-кусочной аппроксимации. Аппроксимацией на математическом языке называется приближенная замена (выражение) каких-либо геометрических объектов через другие, более простые. В рассматриваемом случае инструмент -перемещается * ступенчато - кусочками Д/ на равных по длине прямых участка аппроксимации. Чем больше таких прямых А и чем мельче kjcohkh Д/, тем точнее будет воспроизведен криволинейный контур.

В системах контурного ЧПУ применяются методы аппроксимирования, для осуществления которых устройства располагают вычислительными машинами, называемыми интерполяторами. Интерполятор по командам программы производит автоматический расчет координат

* Системы позиционного ЧПУ на фрезериык стайках обычно не применяются.

Эквидистантой называется гео- метрическое место точек, равноудален-ник от какой-либо .другой линии.

Здесь и далее под перемещением инструмента следует понимать его перемещение относительно ааго-зовки.

Рис, 111.2,

Скема нестроения криволниейяого контура е-згодом янвейно-кусояной .аппроксимации

промежуточных точек (а, б, в, е, д, е, ...) в необходимых количествах и в определенной частотой во времени, по адресам направлений движения РО формирует и посылает управляющие сигналы - импульсы - исполнительным органам станка (например, приводу стола, салазок, ползуна шпинделя и др.).

Кодирование программ и их носители

Кодом называется совокупность буквенных и цифровых символов, каждая из которых однозначно эквивалентна какой-либо команде, необходимой для управления станком. Для соблюдения однозначности выражения длин перемещения РО наиболее целесообразно применять числа. Однако небезразлично, как записывать числа, т. е. какую систему счисления для этого необходимо выбрать.

Самой простой системой счисления является единичная. В ней любое число записывается черточками, равными Г. Например, чтобы написать число 8, его требуется изобразить так: П1Г1И1. В системах контурного ЧПУ такая система счисления применяется при вторичной (автоматической) записи программы в гак называемом декодированном виде- и известна под названием унитарного- кода. Этот код имеет только один символ - черточку, т. е. I. Сколько таких символов записано в команде программы, столько импульсов и будег передано в управляющую систему станка.

Однако для числоцмпульсных систем управления унитарный код неприемлем, так как запись программы становится чрезвычайно громоздкой: длина ленты программоносителя в этом случае составляла бы сотни метров. Наиболее приемлемой системой счисления является та, при которой для написания любых чисел требуется только два знака. В таком случае эти знаки могут быть уподоблены подтверждению или отрицанию, наличию или отсутствию какого-либо элементарного воздействия. Если обратиться к технике формирования сигналов, выражающих такие знаки, то один знак может быть выражен высоким уровнем электрического напряжения, еамкнутым состоянием нормально открытого контакта электромагнитного реле, наличием отверстия на перфоленте и т. п. Второй знак выражается прямо противоположным состоянием всех перечисленных средств передачи сигналов.

Такой системой счисления является двоичная. У нее первая цифра О, а вторая - 1. Однако двоичный счет наряду с преимуществами имеет и недостатки, связанные с техникой применения. Эти недостатки в известной мере устраняются при использовании смешанной двоично-десятичной системы счисления. В ней кодируемое число сохраняет порядок разрядов десятичного счета, а цифры в разрядах выражаются в двоичном счете.

В табл. UI.1 приведена запись кодируемого числа 5832,42 в двоично-десятичвой (смешанной) системе счисления Для записи цифр в десятичных разрядах кодируемых чисел применяют четыре разряда двоично-десятичного счисления: 2°, 2*, 2; 2, так как этого более чем достаточно, чтобы с их помощью выразить все 10 цифр - от О до 9 включительно. Запись чисел на перфоленте выпапняется от старшего десятичного разряда к младшему.

В зависимости от допустимых длин перемещений и точности их отсчета (с одним, двумя, тремя знаками после запятой) системами устройств числового программного

Таблица WI.l Залнсь кодируемого числа в двончно-десятичиой системе счисления

{правления (УЧПУ) устанавливается количество десятичных разрядов для записи величин числами, т. е. количество строк на ленте, которое может быть отведено лдя каждой числовой информации. Двоично-десятичная система счисления принята для записи программ станков с ЧПУ.

Технологические и логические команды имеют буквенные символы и символы-знаки. И те, и другие формой записи на программоносителе не отличаются ог записи числа. Запись содержания программы обработки определяет порядок, в котором УЧПУ будет получать сигналы.

Команды формируются в кадры (фразы), которые могут иметь переменную длину в соответствии с объемом кодируемой информации. Каждая фраза состоит из команд (слов), определяющих программу работы отдельных исполнительных органов станка для обработки при одинаковых параметрах одного участка заготовки, что может быть приравнено переходу.

Кодированная запись символов команд на восьмидорожечной перфоленте показана на рис. П1.3. В середине ленты идет дорожка с отверстиями под шпеньки барабанов, протягивающих ленту в считъшающем устройстве УЧПУ.

Рис. 1И.З.

Образец записи программы на перфоленте

В СССР принят КОД по ГОСТ 13052-74*, тождественный международному коду ИСО. Запись символов выполняется путем перфорации (пробивания) отверстий на бумажной ленте (по ГОСТ 1086-68 и ГОСТ 1391-70) шириной 25,4 мм. Лента t записанной на них программой называются программоносителями.

В табл. III.2 приводятся код по ГОСТ 13052-74*, соответствующий коду ИСО, символы н их назначение, комбинации отверстий на перфоленте. В таблице помещены только те символы кода, которые используются при программировании работ на фрезерных станках с устройствами ЧПУ НЗЗ-Ш, наиболее распространенными.

Рабочие органы металлорежущих станков могут (в ряде конструкций) пере-меща1ъся в направлениях, параллельных движению других РО, например вертикальное перемещение консоли, параллельное перемещению ползуна шпинделя. Если нужно программировать перемещение двух таких РО, то необходимо его раздельное адресование. С этой целью код имеет, например, символ W для второго перемещения по оси Z. Символ, обозначаемый буквой G, именуется как подготовительная функция управления, адресующая команды, связанные с изменением характера перемещений РО. Примерами этого служат переходы на линейное перемещение, круговое по часовой стрелке и против часовой стрелки, выбор плоскостей XY, XZ, YZ, коррекция на длину положительная, коррсквдя на радиус положительная против часовой стрелки и др.

Функция G всегда задается непосредственно после номера кадра. По адресу М используются такие технологические команды, как безусловная остановка работы, остановка с подтверждением ее необходимости с пульта управления станка, включение шпинделя, отключение шпинделя, включение шпинделя с охлаждением и т. д.

При программировании обработки на участках криволинейных (дугообразных) поверхностей адресование значений начальных координат дуг ведется символами I, J и К- Эта информация необходима для выполнения автоматических расчетов, координат точек криволинейной траектории в границах не более /4 окружности.

Для задания коррекции траектории перемещения инструмента используется адрес L. Этот адрес всегда помещается перед символом конец кадра .

Восьмая дорожка на перфоленте предназначена для указания на ней проверочного отверстия, по наличию или отсу1Ствию которого ведется проверка правильности записи кодовых комбинаций. Так, если пробитое на семи дорожках число отверстий в одной строке ленты делится на два, то на восьмой дорожке отверстия быть не должно; в противном случае отверстие обязательно пробивается. Такой способ контроля называется проверкой на четность.