для чего нужны номера кадров
Правильная нумерация приказов в кадровом делопроизводстве
Для чего применяется нумерация приказов в кадровом делопроизводстве
Ни одна компания не может обойтись без кадрового делопроизводства. Под ним подразумевается совокупность действий работников кадровой службы или иных специалистов:
Знакомьтесь с кадровым делопроизводством с помощью материалов нашего сайта:
При этом из всей совокупности оформляемых кадровиками документов особое внимание уделяется процессу нумерации приказов. Связано это с тем, что кадровая служба оформляет только часть из общего комплекта приказов компании — те, которые связаны с личным составом. Их необходимо разграничивать с 2 другими издаваемыми в компании группами приказов (по основной деятельности и административно-хозяйственного характера). Регистрировать их необходимо в разных журналах. Например, в журнале регистрации приказов по личному составу и журнале регистрации приказов по отпускам.
Если у вас есть доступ к КонсультантПлюс, проверьте правильно ли вы ведете эти журналы и нумеруете приказы. Если доступа нет, получите пробный онлайн-доступ к правовой системе бесплатно.
Что значит присвоить номер приказу
Присвоить номер приказу — значит:
Специфика нумерации приказов в кадровом делопроизводстве заключается в следующем:
Единственным объединяющим признаком нумерации приказов в кадровом делопроизводстве является ежегодное обновление порядка исчисления. Это означает, что с первого рабочего дня каждого календарного года нумерация приказов начинается с цифры 1.
Как присвоить номер приказу
Компании с небольшой численностью персонала могут применять простейшую нумерацию — цифровой код и через разделительный знак буквенный шифр.
Расшифровка номера приказа следующая:
В качестве разделительного знака может выступать тире, дробь, точка и др. Либо номер и шифр могут проставляться сплошным способом — без специальных разделительных знаков, с применением пробела (или без него).
Например, приказы по личному составу в небольшой компании могут выглядеть следующим образом: приказ № 1/к и приказ № 2 л/с, символизируя 2 группы приказов, отличающихся сроком хранения.
Крупной компании с большим количеством работников и видовым многообразием приказов придется разработать специальную систему нумерации, закрепив ее во внутрифирменном локальном акте.
ВАЖНО! Ознакомить с таким документом необходимо всех причастных к оформлению приказов сотрудников. Только при таком условии нумерация приказов будет понятной и упорядоченной.
К примеру, приказы о дисциплинарных взысканиях можно дополнять буквенным индексом «дв», об увольнении — индексом «у» и т. д.
Поскольку законодательно процесс присвоения номеров приказам в кадровом делопроизводстве не регламентирован, сочетание цифры и буквы может заменяться любой другой комбинацией (цифра — цифра, буква — цифра — буква и др.).
Итоги
Нумерация приказов помогает упорядочить процесс регистрации и учета документации в кадровом делопроизводстве. Способ нумерации определяется компанией самостоятельно.
Еще много полезных статей по кадровому делопроизводству вы найдете в рубрике нашего сайта «Кадровые документы и образцы».
Кодирование управляющих программ
Структура управляющих программ Исходными данными при подготовке УП являются рабочий чертеж детали и технологическая карта.
Текст готовой УП либо записывается на программоноситель, либо вводится в устройство ЧПУ с помощью клавиатуры и переключателей на пульте управления. От способа ввода УП в систему ЧПУ зависит только вид документа, на котором фиксируются результаты программирования. Запись программы обработки осуществляется кадрами перемен- ной длины, которые содержат информацию о технологических условиях обработки, длине перемещения и вспомогательных функциях.
Порядок кадров определяется последовательностью обработки. Кадр состоит из информационных слов (команд), которые включают числовую информацию и символ, определяющий вид информации.
При адресном способе задания символ предшествует числовой информации и выражает определенную операцию обработки информации по изготовлению детали. Для представления информации используются коды ISO или EIA. Значения символов адрес
Управляющую программу рекомендуется составлять таким образом, чтобы в кадре записывалась только изменяющаяся по отношению к предыдущему кадру информация.
Каждая УП должна начинаться символом начала программы (% – для ISO или STOP – для EIA), после которого следует символ конца кадра, а затем кадр с соответствующим номером. Информация, расположенная до символа начала программы, а также в круглых скобках, устройством ЧПУ не воспринимается. Внутри скобок не должны применяться символ начала программы и символ главного кадра.
После символа начала программы обязательно указывается числовая информация – номер УП, затем символ конца кадра. Номер управляющей программы чаще всего находится в пределах от 1 до 999. В состав управляющей программы могут входить основная УП и подпрограммы.
Управляющая программа должна заканчиваться символом конца программы или символом конца информации.
Состав кадра
Кадр включает номер кадра, одно или несколько информационных слов и знак конца кадра (ПС). Последовательность расположения информации в кадре программы называется форматом кадра. Формат определяет структуру кадра для конкретного станка с ЧПУ.
Слово «Номер кадра» служит для обозначения элементарного участка УП, является вспомогательной информацией и должно всегда стоять в начале кадра. Последовательность остальных слов, содержащихся в кадре, может быть произвольной. Однако для удобства написания и отладки УП информационные слова в кадре рекомендуется записывать в приведенной последовательности: слово (слова) «Подготовительная функция»; слова «Размерные перемещения», которые рекомендуется записывать в последовательности символов: X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C; слова «Параметр интерполяции или шаг резьбы» I, J, K; слово (слова) «Функция подачи»; слово «Функция главного движения»; слово (слова) «Функция инструмента»; слово (слова).
Вспомогательная функция УП
Например: N20 G0 X100 Y200 M3 ПС Номер кадра Слова Конец кадра Номер кадра задается адресом N и целым десятичным числом.
Рациональна последовательная нумерация кадров. Однако допускаются любые переходы номеров и должна соблюдаться только их неповторяемость в пределах одной УП. При нумерации вставляемых в программу в процессе ее редактирования новых кадров во избежание ранее установленной последовательности их номеров практикуется запись новых кадров с использованием более высоких разрядов десятичных чисел.
Например, кадр со словами постоянной длины N0010 G00 X000500 T01 M03 и переменной длины N10 G0 X500 T1 M3. Знак «+» записывать не обязательно. Вся информация о длине пути без знака считается положительной. Место записи знака – между буквой адреса и первым числом. Знак «–» записывается всегда. При необходимости в программе могут быть обозначены кадры, которые при считывании пропускаются. Эти кадры помечаются специальным знаком «/».
В пределах кадра могут содержаться также специальные знаки «*», «,» и сочетания букв «ПС», «CR», «SR», «HT», которые означают для конкретной системы ЧПУ выполнение определенных команд: возврат каретки; интервал; начало программы; конец кадра и т. д. Подготовительные и вспомогательные функции
Подготовительные функции определяют режим работы устрой- ства ЧПУ (задаются адресом G и двухзначным десятичным числом). В общем случае все подготовительные функции делят на группы: команды, определяющие характер перемещения; команды задания единиц скорости резания и подачи; команды выбор плоскостей интерполяции; команды коррекции режущих инструментов; команды перемещения и положения заготовки в процессе обработки и др.
Неуказанные (резервные) коды предназначены для индивидуального использования по усмотрению разработчика устройства ЧПУ. Большинство подготовительных функций действуют до тех пор, пока они не заменяются или не отменяются другой функцией из той же группы. Однако некоторые из них (например, G4, G8, G9, G63, G92 и др.) действуют только в том кадре, в котором указаны. Подготовительные функции записываются в кадре в порядке возрастания их кодовых номеров. В одном кадре не может быть более одной подготовительной функции из каждой группы.
Дополнительные вспомогательные функции
Вспомогательные функции M предназначены для сообщения соответствующих команд исполнительному органу станка или устройству ЧПУ. Часть M-функций имеет предопределенное назначение. Свободные M-функции используются для управления вспомогательными устройствами (для управления цикловой электроавтоматикой). Диапазон значений этих функций от 0 до 9999 9999. Большинство вспомогательных функций являются приоритетны- ми при отработке конкретного кадра УП, т. е. выполняются до начала перемещений, запрограммированных в этом же кадре. Их действие заканчивается после отмены команды или замены на команду аналогичного назначения. Имеются, однако, вспомогательные функции, которые выполняются после отработки заданных в кадре перемещений (например, M0, M1, M2, M5, M9, M20, M30 и др.). В каждом кадре программы в порядке возрастания кодовых номеров может быть записано несколько команд различным исполнительным органам станка или устройству ЧПУ.
Функция подачи F определяет результирующую скорость подачи рабочего органа станка.
Единица измерения скорости подачи задается соответствующей подготовительной функцией. Команда под адресом S определяет значение либо скорости резания (если используется подготовительная функция G96), либо частоты вращения шпинделя (если используется G97). Функция инструмента T предназначена для выбора инструмента. Различные положения режущих кромок инструмента в системе ко- ординат станка задаются с помощью коррекции инструмента D.
Дополнительная функция H в системах ЧПУ SINUMERIK используется для передачи информации на программируемый логический контроллер (PLC), чтобы обеспечить определенные переключения входов и выходов при реализации циклов электроавтоматики. Адреса G, M, H могут быть использованы в одном кадре не более 10 раз. Различают модальные и покадровые адреса. Модальными называются адреса, которые сохраняют свою значимость на протяжении программы до тех пор, пока по тому же адресу не будет запрограммировано новое значение. Адреса, которые сохраняют свое значение только в кадре, в котором они были запрограммированы, называют покадровыми. При программировании систем ЧПУ с большим количеством осей и шпинделей используют расширенные адреса. Такой адрес состоит из буквенного символа (S, M, T и т. д.), расширения (например, номер шпинделя) и цифрового значения, присвоенного с помощью символа “=”, например, S2=540 (для второго шпинделя частота вращения равна 540 об/мин).
Для адресов M, H, S, T, а также для команд SPOS и SPOSA, которые относятся к позиционированию мастершпинделя, расширение может быть в виде переменной. При этом идентификатор переменной записывается в квадратной скобке, например, T[SPIND]=5 (пред- варительный выбор инструмента для шпинделя, номер которого за- фиксирован в переменной SPIND). В качестве расширения используют также имя оси, которое заключают в квадратную скобку. Такие адреса называют адресами с осевым расширением, например, F[W]=500 (подача по оси W).
Структура кадра
Дата добавления: 2015-06-12 ; просмотров: 4962 ; Нарушение авторских прав
Нумерация облегчает чтение программы. Для отработки управляющей программы сплошная нумерация не обязательна. Принято нумеровать кадры последовательно, по возрастающей степени, с приращением 10 (например, N10 N20 N30 и т.д.). При этом возникает возможность включать дополнительные кадры при редактировании программы. Они используются также в циклах и подпрограммах.
Различные системы ЧПУ позволяют вводить управляющие программы с различным максимальным количеством кадров. Максимальная длина кадра составляет 512 символов, включая комментарии и признак конца кадра.
Кадр состоит из слов, каждое из которых несет геометрическую, технологическую или иную информацию. Слово состоит из буквы, являющейся символом адреса, и последовательности цифр, представляющей арифметическое значение. Последовательность цифр может включать знак и десятичную точку, при этом знак всегда стоит между буквами адреса и последовательностью цифр. Положительный знак (+) не записывается, он принимается по умолчанию.
Если для адреса с допустимым вводом десятичной точки после десятичной точки записано больше мест, чем предусмотрено для этого адреса, то он округляется до предусмотренного числа мест.
Слова имеют смысл инструкций (например, при задании типа перемещений вдоль координатных осей X, Y, Z, С) или специальных функций (например, при назначении подачи, частоты вращения и др.).
Буквенные символы адреса слова являются фиксированными, то есть однозначно используемые во всех системах программирования.
Фиксировано установлены следующие адреса:
: Номер главного кадра
N Номера вспомогательного кадра
G Подготовительные функции
X, Y, Z Информация о пути
I, J, K Параметры интерполяции
F Величина скорости подачи
S Величина скорости главного движения
T Номер инструмента
D Номер корректора на размер инструмента
M Вспомогательные функции
P Формальный параметр
Ø Модальные и немодальные адреса
Вес станочные коды можно разделить на два класса, в зависимости от их способности сохраняться в памяти СЧПУ.
Модально действующие адреса сохраняют свою значимость с запрограммированным значением во всех последующих кадрах до тех пор, пока под тем же адресу не будет запрограммировано новое значение. Поэтому не изменяющаяся информация, записанная под этими адресами, в следующем кадре не повторяется.
Немодальные адресасохраняют свою значимость только в том кадре, в котором они были запрограммированы.
Большинство адресов, используемых при программировании, являются модальными. К немодальным адресам относятся только часть подготовительных и вспомогательных функций, количество прогонов программы, выдержка времени.
Большинство из G кодов являются модальными. Программист должен знать, к какой группе и к какому классу принадлежит тот или иной код.
Особенностью модальных кодов является то, что не нужно вводить активный код в последующие кадры. Например, код G01 используется для перемещения инструмента по прямой линии. Если необходимо совершить множество линейных перемещений, то не обязательно в каждом последующем кадре писать G01. Для отмены кода G01 необходимо применить одни из кодов той же функциональной группы (G00, G02 или G03).
Два модальных кода из одной группы не могут быть активными в одно и то же время. Например, G02 и G03 относятся к одной группе подготовительных функций – к группе кодов осевых перемещений, и не могут применяться одновременно. Один из этих кодов обязательно отменит действие другого. Однако, в одном кадре можно одновременно использовать коды из разных функциональных групп. Например, в одном кадре можно написать G02 и G90.
Хотя М коды обычно не делят на модальные и немодальные, однако этот термин все же можно применить и к ним. Например, можно выделить группу М кодов отвечающих за подачу охлаждающей жидкости (М07, М08, М09), или за вращение шпинделя (М0З. М04, М05). Тем не менее, большинство М кодов нужно рассматривать как немодальные.
Ø Правила записи информации в кадре
1. В каждом кадре программы записывается только та информация, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру. При этом выполнение системой ЧПУ оставшейся неизменной информации прекращается только после поступления команды на ее отмену.
2. При необходимости в кадре можно ставить символы табуляции. Их проставляют перед любым словом в кадре, кроме слова «номер кадра». Символы табуляции нужны только программисту и наладчику для удобства работы с программой, системой ЧПУ они не воспринимаются.
3. Не допускается наличие в одном кадре слов с одинаковыми буквенными символами, кроме слов, запрограммированных под адресом G и M. В то же время любое слово может быть пропущено, если оно не является обязательным в данном кадре
Ø Формат кадра
Современная система ЧПУ читает программу обработки кадр за кадром. При этом в буфер памяти системы попадает один или несколько кадров целиком. Для современных систем ЧПУ не принципиально, в каком месте кадра находится тот или иной код (слово данных). Однако некоторые станки, имеющие старые системы ЧПУ, могут быть очень придирчивы к порядку слов данных в кадре и к пробелам между ними.
Однако, для того чтобы программисту было легче создавать и читать УП рекомендуется придерживаться определенного порядка расположения слов данных и знаков программирования в кадре: Эти порядок задается форматом кадра.
 |
Формат кадра – это правила регламентирующие структуру и последовательность слов в кадре управляющей программы. Обычно в руководстве пользователя к системе ЧПУ формат кадра записывается в виде условной записи. В управляющей программе слова должны стоять в той же последовательности, что и в формате кадра. Неиспользуемые адреса пропускаются. Чаще всего информация в кадре записывается в следующей последовательности (рис.1).
Если абсолютные размеры всегда положительные, то между адресом и следующим за ним числом не ставят никакого знака, а если они или положительные, или отрицательные, то между адресом и следующим за ним числом ставят знак «плюс» (+) или «плюс – минус» (±).
За адресом безразмерных слов следует записывать одну цифру, показывающую количество цифр в слове. Если можно опустить нули, стоящие перед первой значащей цифрой, то за адресом безразмерных слов должны следовать две цифры, первая из которых нуль.
Например, для большинства современных систем ЧПУ типа СnС формат кадра имеет вид:
% : / DS N03 G2 X+053 Y+053 Z+042 U+53 V+53 W+53 А 32 В32 С32 I+053 J+053 K+53 F031 S04 T04 M2 D43 P3 *
Данный формат указывает, что УЧПУ, для которого выполняется запись УП, воспринимает символы начала программы (%), главного кадра (:), пропуска кадра (/) и явную десятичную запятую (DS). Ведущие нули при записи кадров УП во всех словах (кроме слов с адресами G и М) разрешается опускать.
G2— подготовительные функции задаются адресом G и двухзначным числом, следовательно, их может быть 99. Отсутствие нуля в формате кадра означает, что после адреса Gобязательно должно стоять две цифры, одна из которых может быть «0».
За адресом каждого слова «размерное перемещение» следуют две цифры, первая из которых показывает количество разрядов перед подразумеваемой десятичной запятой, отделяющей целую часть числа от дробной, вторая – количество разрядов после запятой. Если можно опустить нули, стоящие перед первой и после последней значащих цифр в слове «размерное перемещение», то за адресом этого слова должны следовать три цифры. Если опускаются нули, стоящие перед первой значащей цифрой, то нулем должна быть первая цифра. Если опускаются нули, стоящие после значащей цифры, то нулем должна быть последняя цифра.
Х+53— перемещения по оси Х. Числовое значение размерного перемещения указывают после знака, при этом знак «+» можно опускать. В целой части числа может быть не более пяти значащих цифр, в дробной – не более трех. Нули в конце числа можно не указывать. Например, перемещение по оси X на величину 1280,500 мм в положительном направлении должно быть записано Х 1280.5 (с указанием точки без знака «+» и без крайних нулей). При записи той же величины перемещения в отрицательном направлении необходимо записать: X-1280.5.
Аналогично указывается геометрическая информация для всех остальных координатных перемещений.
Z + 042 – перемещение по оси Z со знаком «плюс» или «минус». При записи знак «плюс» можно опускать, можно опускать также передние и последние (в дробном разряде) нули. На размерную информацию отводится четыре десятичных разряда до запятой и два после запятой, т. е. максимальное число, которое может быть записано по оси Z, составляет 9999,99 мм (четыре значащие цифры до запятой и две после запятой).
М2 вспомогательные функции задаются адресом М и их может быть 99, незначащие нули должны стоять перед значащими цифрами.
Звездочка, завершающая запись формата, означает конец кадра
Структура кадра управляющей программы
Каждый кадр управляющей программы содержит информацию в закодированном виде. Данные в кадре представляются словами, состоящими из буквенного адреса и числового значения. Буквенный адрес определяет назначение следующего за ним числового значения.
На практике, обычно, вместо понятия «информационное слово» используют понятие «функция».
Примеры информационных слов:
 |
Формат числового значения (количество знаков, обязательность указания незначащих нулей, положение разделителя целой и дробной части, а также его присутствие), следующего за буквенным адресом информационного слова, общепринятый, но в некоторых случаях производители УЧПУ используют свой.
Например, задание перемещения инструмента по оси ОХ на 125,5 мм, в
зависимости от УЧПУ, может быть записано в кадре следующим образом:
Х 12550 или Х00125500 и т.д.
К структуре кадра предъявляются определенные требования:
1. Каждый кадр должен начинаться со слова «номер кадра» и заканчиваться словом «конец кадра».
2. Информационные слова в кадре рекомендуется записывать в определенной последовательности:
| Номер кадра | N x x x |
| Подготовительная функция | G x x |
| Размерные перемещения | X, Y, Z,U…A, B, C |
| Параметр интерполяции | I, J, K |
| Функция подачи | F |
| Функция главного движения | S |
| Вспомогательная функция | M, T |
| Конец кадра | LF |
3. В пределах одного кадра не должны повторяться слова «размерные перемещения», «интерполяция», «шаг резьбы».
4. В пределах одного кадра не должны использоваться слова «подготовительная функция», входящие в одну группу. Например, в одном кадре не могут использоваться информационные слова G01 и G03, G02 и G03…
Структура кадра управляющей программы в УЧПУ различных производителей может несколько отличаться от приведенной выше.
Работа УЧПУ в автоматическом режиме
Работу УЧПУ в автоматическом режиме можно представить алгоритмом (рис. 4.2).
После считывания очередного кадра он попадает в буфер (часть ОЗУ УЧПУ, выделяемая для временного хранения информации), т. е. становится буферным. В буфере производится преобразование информации из формата программоносителя (обычно JSO − 7 bit) в формат УЧПУ (двоичный код).
Затем происходит активизация кадра, подготовленного в буфере, т.е. начинается его отработка. В это время следующий кадр управляющей программы считывается в буфер. Во время отработки кадра производится проверка на наличие признака «Конец отработки кадра», который генерируется, когда отработаны все перемещения и команды, определенные в нем.
Если такой признак есть, то выполняется проверка на наличие в кадре признака «Конец отработки программы». Если и он есть, происходит останов программы. Если такого признака в кадре нет, происходит активизация кадра, находящегося в буфере.
Интерполяция
Информация рабочего кадра управляющей программы носит обобщенный характер, т. е. задает или координаты конечной точки траектории (при абсолютной системе отсчета), или расстояние, которое должен пройти исполнительный орган (при относительной системе отсчета). При этом в кадре не присутствует информация о том, как осуществить заданное перемещение, т. е. как УЧПУ должно управлять приводами подач для обеспечения заданной траектории перемещения.
Так как система координат станков с ЧПУ прямоугольная и направляющие станков расположены параллельно осям координат, то запрограммировать и отработать с помощью приводов криволинейную (или наклонную к осям координат) траекторию обычными средствами не представляется возможным.
Пусть требуется переместить исполнительный орган из точки О в точку В по прямой (рис. 4.3). Рассмотрим перемещение точки А, принадлежащей траектории, в точку А’. Как сказано выше, расположение направляющих станка и соответственно приводов позволяет осуществить перемещение исполнительного органа только параллельно осям OX и OY.
Перемещение точки А в точку А’ можно представить как вектор АА’, т.е. сумму векторов аx и аy или аx‘ и ay‘. Такие перемещения легко осуществляются с помощью приводов, но действительная траектория перемещения исполнительного органа получается ступенчатой. Величины ступеней аx и аy будут определять отклонение фактической поверхности обработки от теоретической.
Величина, определенная минимальным перемещением или углом поворота исполнительного органа, которая может быть отработана станком и проконтролирована в процессе управления, называется дискретностью. Другими словами можно сказать: перемещение исполнительного органа при выдаче одного управляющего импульса на привод. Как правило, дискретность линейных перемещений исполнительного органа на станках с ЧПУ составляет 0,01 мм. На токарных станках с ЧПУ дискретность перемещения вдоль оси OX (поперечная подача) составляет 0,005 мм.
Вычислительную процедуру устройства ЧПУ, обеспечивающую переход от укрупненного описания заданного перемещения к оперативным командам в функции времени для исполнительных приводов, называют интерполяцией.
Интерполятор выполняет разбивку траектории на такие элементарные (дискретные) перемещения по определенным законам и выдает соответствующие команды в узлы управления приводами.
Рис. 4.2. Алгоритм работы УЧПУ в автоматическом цикле
Рис. 4.3. Иллюстрация интерполяции
Существуют линейные и круговые интерполяторы. Линейные интерполяторы осуществляют расчет прямолинейной траектории, круговые – дуг окружностей.
В ранних моделях УЧПУ (классы NC и SNC) интерполяторы представляли собой электронный блок УЧПУ, алгоритм функционирования которого обеспечивался электронной схемой и поэтому не мог быть изменен. В микропроцессорных УЧПУ интерполятор представляет собой подпрограмму микропроцессора, находящуюся в ППЗУ, которая может быть изменена, а следовательно может быть изменен алгоритм работы интерполятора.
Логическая задача
На современных станках с ЧПУ автоматизированы многочисленные вспомогательные операции, называемые также технологическими. К их числу относятся: смена инструмента, зажим/разжим инструмента, переключение в коробке подач, управление зажимными приспособлениями, охлаждением, ограждением, смазкой и т.д. Все эти функции выполняются системой цикловой электроавтоматики – системой автоматического управления механизмами и группами механизмов, поведение которых определяется множеством дискретных операций с отношениями следования и параллелизма. Причем отдельные операции инициируются электрическими управляющими сигналами, а условия их смены формируются под влиянием осведомительных сигналов, поступающих со стороны объекта управления. Все сложные циклические процессы, выполняемые на станке с ЧПУ, можно представить в виде циклов автоматики и операций. Циклом автоматики станка с ЧПУ называют последовательность действий, вызываемых по имени одним из трех следующих информационных слов управляющей программы: «Скорость главного движения», «Функция инструмента», «Вспомогательная функция». Цикл автоматики состоит из операций, причем под операцией можно понимать любое независимое действие дискретного механизма, выполняемое одним двигателем, открываемое самостоятельным управляющим сигналом, подтверждаемое или не подтверждаемое при закрытии осведомительным сигналом.
Информационное слово «Скорость главного движения» начинается с адреса S, за которым следует комбинация цифр, определяющая в разных случаях либо скорость резания, либо частоту вращения шпинделя. Для кодирования скорости главного движения применяют методы прямого обозначения, геометрической и арифметической прогрессий, символьный метод.
Информационное слово «Функция инструмента» начинается с адреса Т, за которым следуют одна или две группы цифр. В первом случае слово указывает только номер вызываемого инструмента, а номер корректора для этого инструмента определяется другим словом с адресом D. Во втором случае вторая группа цифр определяет номер корректора длины, положения или диаметра инструмента. Например, в слове Т1218: Т – адрес, 12 – номер инструмента; 18 – номер корректора.
Технологическая задача
Технологическая задача ЧПУ состоит в достижении требуемого качества деталей с наименьшими затратами. Главным показателем качества деталей является их точность. Под точностью детали понимают степень ее приближения к геометрически правильному прототипу, включая учет макрогеометрии, а также волнистость и шероховатость. К другим показателям качества можно отнести, например, состояние поверхностного слоя обрабатываемой детали.
Рассмотрим механизм формирования заданной точности обработки в связи с особенностями начальной установки и настроек детали.
При размещении обрабатываемой детали в рабочем пространстве станка
(т.е. при включении детали в кинематические и размерные цепи станочной системы) необходимо обеспечить начальную установку, т.е. управление точностью начального положения относительно баз станка или приспособления. Заготовку закрепляют на столе станка или в приспособлении. Комплект технологических баз, определяющих положение детали в процессе ее обработки, образует координатную систему детали. Поверхности стола, или приспособления, или других компонентов, с помощью которых деталь координируют в рабочем пространстве, составляют комплект баз станка, формирующих его координатную систему.
Статическая настройка детали есть процесс управления первоначальным установлением точности относительного движения и положения (без резания) инструмента, оборудования и приспособления. Другими словами, статическая настройка состоит в согласовании на уровне управления уже трех координатных систем: станка, детали, инструмента. Параметры согласования хранят обычно в виде корректур инструмента в памяти устройства ЧПУ (под корректурами понимают координаты исполнительных поверхностей инструмента в системе координат станка).
Установленная первоначально точность относительного движения и положения снижается при обработке вследствие различного рода погрешностей, носящих систематический или случайный характер. Примером систематической погрешности может послужить переменная в координатах рабочего пространства станка погрешность шариковой пары винт – гайка. Примером случайной погрешности может послужить размерное изнашивание многократно используемого в различных операциях инструмента.
Размерная поднастройка – это управление восстановлением (при обработке) точности относительного движения и положения инструмента, оборудования и приспособления для продолжения рабочего процесса с заданным качеством. Размерную поднастройку с целью компенсации систематических погрешностей осуществляют путем периодического обращения к таблицам коррекций соответствующих погрешностей, хранимым в памяти устройства ЧПУ (например, к таблицам систематических погрешностей шариковых пар винт – гайка). Случайные погрешности можно компенсировать путем периодического обновления соответствующих таблиц: коррекций, хранимых в памяти устройства ЧПУ на основе эпизодических измерительных циклов (например, циклов обследования исполнительных поверхностей инструмента).
Для осуществления статической настройки на станке с ЧПУ используют в принципе три метода: метод, связанный с установлением координат инструмента в системе координат детали (метод пробных проходов); метод, связанный с установлением координат инструмента в системе координат станка (абсолютный метод); метод, связанный с установлением координат инструмента в промежуточной системе координат, положение которой относительно координатной системы станка известно (относительный метод).
Динамическая настройка представляет собой этап управления точностью обработки непосредственно в условиях резания, когда искажению точности способствуют деформационные, тепловые и динамические процессы. В основе указанных процессов лежат различные физические эффекты (упругие и контактные деформации, температурные деформации, трение, изнашивание, вынужденные колебания, автоколебания). Под действием этих факторов происходят изменения размеров и относительных поворотов поверхностей. В результате возникают отклонения от заданной при статической настройке точности относительного положения и движения инструмента, баз станка и обрабатываемой заготовки. Эти отклонения носят переменный характер и изменяются случайно или по определенному закону в функции времени, в функции координат.
Управляющая программа должна иметь в своем составе кадры с описаниями измерительных циклов. Измерительные циклы формируют массивы коррекций разнообразного назначения, что и обеспечивает в конечном счете статическую настройку. В процессе резания измеряют параметры динамической настройки с помощью датчиков силовых параметров резания (силы резания, вращающего момента на шпинделе); датчиков температуры, вибраций, виброакустического спектра; датчиков деформаций и смещений и др. Подобная информация позволяет при соответствующей ее обработке управлять динамической настройкой. Поскольку управление точностью осуществляется через приводы подачи, технологическая задача на каком-то этапе своего выполнения сливается с геометрической задачей ЧПУ.
 |
Рис. 4.4. Способ решения технологической задачи, связанной
с управлением качеством обработки
Терминальная задача
Устройство ЧПУ первоначально было создано как проблемно-ориенти-рованная вычислительная машина реального времени. Однако затем, по мере возрастания активной роли оператора в управлении, все более увеличивался удельный вес интерактивных (диалоговых) процедур и связанных с ними процессов машинного масштаба времени. Постепенно сформировался достаточно автономный круг задач, решение которых не требовало специальной и даже специализированной аппаратуры ЧПУ, но вполне могло быть выполнено универсальными вычислительными средствами на основе взаимодействия оператора с терминалом (пассивным или активным). Так оформилась терминальная задача ЧПУ.
К терминальной задаче ЧПУ отнесем все проявления взаимодействия устройства ЧПУ с окружающей средой: прежде всего это диалог с оператором, кроме того, диалог с другими системами управления. Техническими средствами поддержания диалога являются, прежде всего, пассивный терминал (панель оператора) или активный терминал (персональный компьютер), а, кроме того, интерфейс с управляющими устройствами внешней среды.
Одним из видов взаимодействия УЧПУ с окружающей средой является ввод информации (программы обработки). Для этого используются различные считывающие устройства.
Классификация систем ЧПУ
В соответствии с международной классификацией все УЧПУ по уровню технических возможностей делятся на следующие основные классы:
· NC (Numerical Control);
· SNC (Stored Numerical Control);
· CNC (Computer Numerical Control);
· DNC (Direct Numerical Control)
· HNC (Handled Numerical Control);
· VNC (Voice Numerical Control)
· PCNC (Personal Computer Numerical Control).
Системы класса NC
Особенностями данных систем являются: использование в качестве программоносителя перфоленты или магнитной ленты и как следствие этого – невозможность внесения изменения в программу, ограниченный набор функций и возможностей систем, невозможность их расширения, недостаточная надежность программоносителя и самой системы, так как все алгоритмы обработки информации реализованы аппаратно.
Программа записывалась в два этапа: сначала изготавливалась перфолента, затем она обрабатывалась в специальном компиляторе отдельно от станка, где информация преобразовывалась в унитарный код (или фазомодулированный сигнал) и записывалась на магнитную ленту.
Развитие систем класса NC привело к созданию УЧПУ с целым рядом дополнительных режимов и возможностей. Они обеспечивают диагностику ошибок ввода программы, определяют сбои устройства. Программа может быть задана в абсолютных размерах и приращениях. УЧПУ данного класса относятся к третьему поколению. Имеют встроенный интерполятор, набор дополнительных технологических команд и циклов (резьбонарезание, глубокое сверление и т.д.).
В УЧПУ данного класса в качестве программоносителя, как правило, используется перфолента. УЧПУ осуществляет покадровое чтение перфоленты на протяжении цикла обработки каждой детали. Системы данного класса работают в следующем режиме. После запуска программы сначала считываются первые два ее кадра. Далее станок начинает отрабатывать первый кадр программы, а второй тем временем помещается в запоминающее устройство (ЗУ) УЧПУ. После завершения отработки первого кадра станок начинает отрабатывать второй, который для этого выводится из ЗУ. Во время отработки второго кадра система считывает с программоносителя третий кадр, который помещается в ЗУ и так далее.
Системы класса SNC
Эти системы сохраняют все свойства систем класса NC, но отличаются от них увеличенным объемом памяти (ЗУ), что позволяет осуществлять хранение программ в электронном устройстве.
Рис. 5.1. Схема реализации алгоритмов УЧПУ классов NC, SNC
Системы класса CNC
Основу УЧПУ класса CNC составляет МикроЭВМ, запрограммированная на выполнение функций ЧПУ. Особенность систем данного класса заключается в возможности изменять и корректировать в период эксплуатации как УП обработки детали, так и программы функционирования самой системы в целях максимального учета особенностей конкретного станка.
Каждая из выполняемых функций обеспечивается своим комплексом подпрограмм. Подпрограммы увязываются общей координирующей программой-диспетчером, осуществляющей взаимодействие всех блоков системы.
Программный комплекс системы управления стремятся строить по модульному принципу. Основные модули системы:
− программа управления загрузкой УП, включая подпрограммы ввода и расшифровки кадра;
− программа управления станком, включая подпрограмму управления координатными перемещениями и подпрограмму выполнения технологических команд;
Программа управления координатными перемещениями состоит из блоков интерполяции, задания скорости, управления быстрым ходом, а эти блоки, в свою очередь, включают следующие блоки:
− программу подготовки данных;
− драйверы − стандартные операторы (подпрограммы) для работы с внешними устройствами.
Системы класса CNC позволяют выполнять в режиме диалога доработку и отладку программ, их редактирование. Кроме того, то одной программе можно работать в различных режимах: «матрица-пуансон», в режиме зеркального отображения. В процессе работы допускаются различные виды коррекций.
Многие УЧПУ данного класса имеют математическое обеспечение, с помощью которого можно учитывать и автоматически корректировать постоянные погрешности станка (люфты, зоны нечувствительности привода и др.). В функцию этих систем входит несколько внешних устройств и внутренних блоков УЧПУ.
Важным средством оптимизации связи УЧПУ класса CNC со станком является введение в специальную область памяти УЧПУ параметров или констант станка. С помощью этих параметров могут быть автоматически учтены ограничения на зону обработки, заданы требования к динамике конкретных приводов, сформированы фазовые траектории разгона и торможения, учтены конкретные особенности коробок скоростей и т.д.
Системы класса DNC
Предназначены для управления станками в составе ГПС, автоматизированных участков. Системами данного класса можно управлять непосредственно от ЭВМ верхнего уровня. В функции систем класса DNC входит не только управление станком, но и другим оборудованием автоматизированного участка, например, автоматизированным складом, транспортной системой, промышленными роботами; а также решение некоторых задач планирования и диспетчеризации работы участка.
Система класса HNC
Являются оперативными, т.к. позволяют вводить УП на рабочем месте с пульта оператора, имеется возможность вносить с пульта изменения в программу, изменять подачи и скорость резания в процессе обработки детали по программе. В современных системах HNC имеется большой набор стандартных подпрограмм, что значительно облегчает ввод программы.
Системы класса PCNC
Данные системы представляют собой симбиоз персонального компьютера и УЧПУ, обладают широкими возможностями и имеют открытую архитектуру. Более подробно данные системы описаны в [4].
УЧПУ классов CNC, DNC, HNC, PCNC относятся к устройствам с переменной структурой. Основные алгоритмы работы этих устройств задаются программно и могут изменяться для различных условий. УЧПУ этих классов имеют структуру, аналогичную структуре ЭВМ, и обладают ее характерными признаками:
− блоки программируемы и универсальны;
− все операции выполняются последовательно через центральное арифметическое устройство;
− в их состав входят оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
Структура систем ЧПУ
В общем виде структуру комплекса «Станок с ЧПУ» можно представить в виде трех блоков, каждый из которых выполняет свою задачу: управляющая программа (УП), устройство ЧПУ (УЧПУ) и собственно станок, все это образует систему числового программного управления.
6.1. Комплекс «станок с ЧПУ»
Все блоки комплекса работают взаимосвязанно в единой структуре. Управляющая программасодержит укрупненное кодированное описание всех стадий геометрического и технологического образования изделия. В УЧПУ управляющая информация в соответствии с УП транслируется, а затем используется в вычислительном цикле, результатом которого является формирование оперативных команд в реальном масштабе машинного времени станка (рис. 6.1).
Станокявляется основным потребителем управляющей информации исполнительной частью, объектом управления, а в конструктивном отношении – несущей конструкцией, на которой смонтированы механизмы с автоматическим управлением, приспособленные к приему оперативных команд от УЧПУ. К числу подобных механизмов относятся, прежде всего, те, которые непосредственно участвуют в геометрическом формообразовании изделия. Это механизмы координатных подач. В зависимости от числа координат движения, задаваемых механизмами подачи, складывается та или иная система координат обработки: плоская, пространственная трехмерная, пространственная многомерная. Из всех механизмов механизмы подачи требуют в процессе управления наибольшего объема переработки информации и вычисления, поэтому от числа управляемых координат, от сложности геометрической координатной задачи формообразования во многом зависит сложность УЧПУ в целом и используемая методика программирования. Функциональность реальной системы ЧПУ (СЧПУ) определяется степенью реализации целого ряда функций при управлении оборудованием, они представлены ниже.
Ввод и хранение системного программного обеспечения (СПО).К СПО относят совокупность программ, отражающих алгоритмы, функционирования конкретного объекта. В УЧПУ низших классов СПО заложено конструктивно и не может быть изменено, и УЧПУ может управлять лишь данным (типовым) объектом (например, только станками токарной группы с двумя координатами). В системах, обеспечивающих управление широким классом объектов (в так называемых многоцелевых СЧПУ), при настройке СЧПУ для решения определенного круга задач СПО вводится извне.
В автономных многоцелевых устройствах управления СПО вводится с перфоленты, с дискеты, с компакт-диска (СО), а в автоматизированных устройствах по каналу связи с ЭВМ верхнего уровня.
Необходимо различать СПО и управляющие программы: СПО остается неизменным для данного объекта управления, а УП изменяются при изготовлении разных деталей на одном и том же объекте. В многоцелевых СЧПУ память для хранения СПО должна быть энергонезависимой, т. е. сохранять информацию при пропадании напряжения питающей сети.
Ввод и хранение УП.Управляющая программа может вводиться в СЧПУ с перфоленты, с пульта управления, с дискеты или по каналам связи с ЭВМ высшего уровня. Память для хранения УП должна быть энергонезависимой. В СЧПУ высших классов УП обычно вводится сразу и целиком и запоминается в оперативной памяти системы.
Интерпретация кадра.Управляющая программа состоит из составных частей – кадров. Отработка очередного кадра требует проведения ряда предварительных процедур, называемых интерпретаций кадра.
Интерполяция.СЧПУ должна обеспечить с требуемой точностью автоматическое получение (расчет) координат промежуточных точек траектории движения элементов управляемого объекта по координатам крайних точек и заданной функции интерполяции.
Рис. 6.1. Функциональная схема управления станком с ЧПУ
Управление приводами подач.Сложность управления зависит от типа привода. В общем случае задача сводится к организации цифровых позиционных следящих систем для каждой координаты. На вход такой системы поступают коды, соответствующие результатам интерполяции. Этим кодам должно отвечать положение по координате (линейное или угловое) перемещающегося объекта. Определение действительного положения перемещающегося объекта и сообщение о нем в систему управления осуществляются датчиками обратной связи.
Управление приводом главного движения.Управление предусматривает включение и отключение привода, стабилизацию скорости, а в некоторых случаях – управление углом поворота как дополнительной координатой.
Логическое управление.Это управление технологическими узлами дискретного действия, входные сигналы которых производят операции типа «включить», «отключить», а выходные фиксируют состояния «включено», «отключено».
Коррекция на размеры инструмента.Коррекция УП на длину инструмента сводится к параллельному переносу координат, т.е. смещению. Учет фактического радиуса инструмента сводится к формированию траектории которая является эквидистантой к запрограммированной.
Реализация циклов.Выделение повторяющихся (стандартных) участков программы, называемых циклами, является эффективным методом сокращения УП. Так называемые фиксированные циклы характерны для определенных технологических операций (сверления, зенкерования, растачивания, нарезания резьбы и т.п.) и встречаются при изготовлении многих изделий. При разработке УП фиксированные циклы указываются в программе, а их отработка ведется в соответствии с определенной подпрограммой, заложенной в память СЧПУ системой программного обеспечения или конструктивной схемой.
Смена инструмента.Эта функция характерна для многоинструментальных и многоцелевых станков. Задача смены инструмента в общем случае имеет две фазы: поиск гнезда магазина с требуемым инструментом и замену отработавшего инструмента на новый.
Коррекция погрешностей механических и измерительных устройств.Любой конкретный агрегат механообработки (т.е. объект управления) можно аттестовать с помощью измерительных средств достаточно высокого класса точности. Результаты такой аттестации в виде таблиц погрешностей (внутришаговая ошибка, накопленная ошибка, люфты, температурные погрешности) заносятся в память СЧПУ. При работе системы текущие показания датчиков агрегатов корректируются данными из таблиц погрешностей. Системы высокого уровня имеют встроенные контрольно-измерительные комплексы, контролирующие основные параметры станка в так называемом фоновом режиме. Результаты контроля тотчас же используются для проведения необходимых коррекций.
Адаптивное управление обработкой.Для осуществления такого управления необходимая информация получается от специально установленных датчиков, с помощью которых измеряют момент сопротивления резанию или составляющие сил резания, мощность привода главного движения, вибрацию, температуру, износ инструмента и др. Чаще всего адаптация осуществляется изменением контурной скорости или скорости привода главного движения.
Накопление статистической информации.К статистической информации относятся фиксация текущего времени и времени работы системы и ее отдельных узлов, определение коэффициента загрузки оборудования, учет изготовленной продукции, фиксация ее отдельных параметров и т.д.
Автоматический встроенный контроль.Непрерывный контроль по формируемым размерам обрабатываемого изделия одна из основных задач повышения качества обработки.
Дополнительные функции.К дополнительным функциям можно отнести следующие: обмен информацией с ЭВМ верхнего уровня, согласованное управление оборудованием технологического модуля, управление элементами автоматической транспортно-складской системы, управление внешними устройствами, связь с оператором, техническую диагностику технологического оборудования и самой системы ЧПУ, оптимизацию отдельных режимов и циклов технологического процесса и др.