Группа 831 23.03.2020, 25.03.2020 РУП

Практическая работа № 6

Основные сведения о составе управляющей программы

1. Стандарты программирования

Для выполнения обработки на станке с ЧПУ необходима управляющая программа на данную обработку. По действующему в России стандарту ГОСТ 20523-80 «Устройства числового программного управления станками. Термины и определения» управляющая программа определяется как «совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки». Другими словами, управляющая программа для станка с ЧПУ представляет собой совокупность элементарных команд, определяющую последовательность и характер перемещений и действий исполнительных органов станка в процессе обработки конкретной заготовки. При этом вид и состав элементарных команд зависят от типа системы ЧПУ станка и языка программирования, принятого для данной системы ЧПУ.

По мере развития станков с ЧПУ было разработано несколько языков программирования для составления управляющих программ. В настоящее время наибольшее распространение получил универсальный международный язык программирования ИСО-7бит, который иногда также называют CNC-кодом или G-кодом. В России действует также специальный государственный стандарт – ГОСТ 20999-83 «Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ». Современные международные и отечественные требования к управляющим программам станков с ЧПУ в основном соответствуют друг другу.

Код языка программирования ИСО-7бит относится к буквенно-цифровым кодам, в котором команды управляющей программы записываются в виде специальных слов, каждое из которых представляет собой комбинацию буквы и числа.

2. Составные элементы управляющей программы

2.1. Слово управляющей программы

Слово является базовым элементом текста управляющей программы. Слово представляет собой комбинацию прописной буквы латинского алфавита и некоторого числового значения, в качестве которого может использоваться либо целое двузначное или трехзначное число, либо десятичная дробь, целая и дробная части которой могут разделяться как запятой, так и точкой. В некоторых случаях в слове кроме буквы и числа могут использоваться и другие текстовые символы; например, между буквой и числом при необходимости может находиться математический знак «+» или «–». Буквенная составляющая слова в теории ЧПУ называется адресом, т. к. она определяет «назначение следующих за ним данных, содержащихся в этом слове» (ГОСТ 20523-80).

Примеры записи слов:

G01

Х136.728

Z-4.87

2.1.1. Буквенные символы, используемые в программном обеспечении NCCAD для составления слов в управляющих программах

Системы ЧПУ разных производителей имеют свои индивидуальные особенности, которые накладывают определенные ограничения на порядок составления и формат управляющих команд в CNC-кодах. В первую очередь это относится к набору применяемых буквенных символов.

Буквенные символы, используемые в управляющих программах для токарной обработки в программном обеспечении NCCAD, и их значение сведены в таблицу.

Буквенные символы, используемые в управляющих программах, выбраны не случайным образом. Большинство символов представляют собой начальные буквы соответствующих команд на английском языке. Например, в качестве символа величины подачи выбрана буква «F» – первая буква английского слова feed («подача»), а в качестве символа номера инструмента применяется буква «T» – первая буква английского слова tool («инструмент»).

В качестве числовой составляющей слов с адресами G и М может использоваться только целое число, в ПО NCCAD оно может быть только двузначное или трехзначное. Десятичная дробь в словах с адресами G и М использоваться не может, в отличие от слов с другими буквенными символами.

Если числовая составляющая слова представляет собой десятичную дробь, в конце дробной части которой содержатся нули, то для упрощения записи и чтения программ незначащие нули дробной части, как правило, отбрасываются. Иными словами, в управляющей программе не принято записывать, например, числа 4,100 или 3,120, а принято писать 4,1 или 3,12.

Все слова, используемые в программном обеспечении систем с ЧПУ, можно разделить на три группы исходя из функционального назначения отдельных слов. Это разделение достаточно условно и зависит от особенностей конкретной системы ЧПУ. Применительно к программному обеспечению NCCAD можно выделить следующие три группы слов по их функциональному назначению:

2.2. Кадр управляющей программы

Кадр представляет собой следующий в иерархии после слова элемент текста управляющей программы. Каждый кадр состоит из одного или нескольких слов, расположенных в определенном порядке, которые воспринимаются системой ЧПУ как единое целое и содержат как минимум одну команду.

Отличительным признаком кадров как совокупности слов является то, что в них содержится вся геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, необходимая для выполнения рабочих и подготовительных действий исполнительных органов станка. Рабочее действие в данном случае означает обработку заготовки за счет однократного перемещения инструмента по одной элементарной траектории (прямолинейное перемещение, перемещение по дуге окружности и т. п.), а подготовительное действие – действие исполнительных органов станка для выполнения или завершения рабочего действия.

2.2.1. Формат кадра управляющей программы

Слова, произвольно расположенные в тексте управляющей программы, воспринимаются системой ЧПУ всего лишь как некоторый набор слов и не будут приняты к исполнению. Чтобы данные слова представляли собой команду, понятную для системы ЧПУ, они должны быть записаны в кадре управляющей программы в определенном виде и порядке в соответствии с принятым для конкретной системы ЧПУ форматом кадра.

Международный стандарт содержит следующие общие рекомендации, относящиеся к формату кадра при ручном программировании:

1) Слова кадра, так же как и в обычном тексте, должны отделяться друг от друга интервалами (пробелами). (Необходимо отметить, что данное требование не соблюдается во многих современных системах ЧПУ).

2) Каждый кадр начинается словом, обозначающим номер кадра. Данное слово – «номер кадра» – содержит буквенный символ N и число, соответствующее порядковому номеру кадра.

3) Каждый кадр заканчивается словом, обозначающим конец кадра. Рекомендуемый вариант написания данного слова для большинства импортных систем ЧПУ – LF, для отечественных систем ЧПУ – ПС.

4) Командные, размерные и технологические слова располагаются в тексте кадра между словами «номер кадра» и «конец кадра» в порядке, определенном производителем системы ЧПУ. В одних системах ЧПУ он может быть только строго определенным, в других – произвольным.

5) Для удобства работы международный стандарт рекомендует следующий порядок расположения слов в кадре: N..., G..., X..., Y..., Z..., U…, V…, W…, P…, Q…, R…, A…, B…, C…, I..., J..., K..., …, LF.

6) Если задается скорость подачи по одной определенной оси координат, то слово, обозначающее скорость подачи, должно следовать непосредственно за словом, задающим перемещение по данной оси. Если задается скорость подачи одновременно по двум и более осям координат, то слово, обозначающее скорость подачи, должно следовать непосредственно за последним словом, задающим перемещение по данным осям.

7) Не допускается наличие в одном кадре слов с одинаковыми буквенными символами. В то же время любое слово может быть пропущено, если оно не является обязательным в данном кадре.

8) С целью уменьшения объема текста управляющей программы в каждом кадре записывается только новая информация по отношению к предыдущему кадру, при этом неизменяемая часть информации из предыдущего кадра по умолчанию воспринимается системой ЧПУ как действующая.

В программном обеспечении NCCAD используется упрощенный формат кадра со следующими отличиями от международного стандарта:

1) Кадры управляющей программы могут не иметь порядковых номеров.

2) Каждый кадр записывается в одной строке.

3) Каждый очередной кадр пишется с новой строки.

4) Кадры не содержат слов, обозначающих начало и конец кадра.

5) В числовой составляющей слова в виде десятичной дроби целая и дробная часть числа разделяются только точкой.

6) Поскольку дискретность перемещения по осям координат в системе ЧПУ KOSY2 составляет 0,01 мм, то дробные части всех координат в тексте управляющей программы содержат не более двух значащих цифр.

7) Порядок расположения слов в кадре определяется следующими правилами:

– командные слова с буквами G и М всегда располагаются в начале кадра, слово с буквой F (при его наличии) – в конце кадра, а между ними находятся все остальные слова;

– слово с буквой D, задающее угловую величину дуги при перемещении по дуге окружности, всегда располагается перед словами с буквой I и K;

– допускается следующее частичное изменение порядка расположения слов в кадре: слова с буквами X и Z можно менять местами между собой, так же как и слова с буквами I и К.

Для удобства работы с текстом управляющей программы рекомендуется следующий порядок расположения слов в кадре: G... (M.., O...), X..., Z..., (D..., I..., K...), F....

Пример фрагмента текста управляющей программы, составленной в формате ПО NCCAD, представлен на рис. 1.

Содержание практической работы

- 8 -