广州数控研制的新一代普及型车床CNC GSK980TD是GSK980TA的升级产品,采用了32位高性能CPU和超大规模可编程器件FPGA,运用实时多任务控制技术和硬件插补技术,实现μm级精度运动控制和PLC逻辑控制。
技术规格一览表
数控机床是由机床数控系统(Numerical Control Systems of machine tools)、机械、电气控制、液压、气动、润滑、冷却等子系统(部件)构成的机电一体化产品,机床数控系统是数控机床的控制核心。机控系统由控制装置(Computer Numerical Controler简称CNC)、伺服(或步进)电机驱动单元、伺服(或步进)电机等构成。
数控机床的工作原理:根据加工工艺要求编写加工程序(以下简称程序)并输入CNC,CNC加工程序向伺服(或步进)电机驱动单元发出运动控制指令,伺服(或步进)电机通过机械传动构完成机床的进给运程序中的主轴起停、刀具选择、冷却、润滑等逻辑控制指令由CNC传送给机床电气控制系统,由机床电气控制系统完成按钮、开关、指示灯、继电器、接触器等输入输出器件的控制。目前,机床电气控制通常采用可编程逻辑控制器(Programable Logic Controler简称PLC),PLC具有体积小、应用方便、可靠性高等优点。由此可见,运动控制和逻辑控制是数控机床的主要控制任务。
GSK980TD车床CNC同时具备运动控制和逻辑控制功能,可完成数控车床的二轴运动控制,还具有内置式PLC功能。根据机床的输入、输出控制要求编写PLC程序(梯形图)并下载到GSK980TD,就能实现所需的机床电气控制要求,方便了机床电气设计,也降低了数控机床成本。
实现GSK980TD车床CNC控制功能的软件分为系统软件(以下简称NC)和PLC软件(以下简称PLC)二个模块,NC模块完成显示、通讯、编辑、译码、插补、加减速等控制,PLC模块完成梯形图解释、执行和输入输出处理。
GSK980TD使用X轴、Z轴组成的直角坐标系,X轴与主轴轴线垂直,Z轴与主轴轴线方向平行,接近工件的方向为负方向,离开工件的方向为正方向。
按刀座与机床主轴的相对位置划分,数控车床有前刀座坐标系和后刀座坐标系,前、后刀座坐标系的X轴方向正好相反,而Z轴方向是相同的。在以后的图示和例子中,用前刀座坐标系来说明编程的应用。
前刀座的坐标系 后刀座的坐标系
2、机床坐标系和机械零点
机床坐标系是CNC进行坐标计算的基准坐标系,是机床固有的坐标系,机床坐标系的原点称为机械参考点或机械零点,机械零点由安装在机床上的回零开关决定,通常情况下回零开关安装在X轴和Z轴正方向的最大行程处。进行机械回零操作、回到机械零点后,GSK980TD将当前机床坐标设为零,建立了以当前位置为坐标原点的机床坐标系。
注:如果车床上没有安装零点开关,请不要进行机械回零操作,否则可能导致运动超出行程限制、机械损坏。
3、工件坐标系和程序零点
工件坐标系是按零件图纸设定的直角坐标系,又称浮动坐标系。当零件装夹到机床上后,根据工件的尺寸用G50指令设置刀具当前位置的绝对坐标,在CNC中建立工件坐标系。通常工件坐标系的Z轴与主轴轴线重合,X轴位于零件的首端或尾端。工件坐标系一旦建立便一直有效,直到被新的工件坐标系所取代。 用G50设定工件坐标系的当前位置称为程序零点,执行程序回零操作后就回到此位置。
注:在上电后如果没有用G50指令设定工件坐标系,请不要执行回程序零的操作,否则会产生报警。
程序段由若干个指令字构成,以“;”结束,是CNC程序运行的基本单位。程序段之间用字符“;” 分开。
一个程序段中可输入若干个指令字,也允
许无指令字而只有“;”号(EOB键)结束符。
有多个指令字时,指令字之间必须输入一个或
一个以上空格。 在同一程序段中,除N、G、
S、T、H、L等地址外,其它的地址只能出现一
次,否则将产生报警(指令字在同一个程序段中被重复指令)。N、S、T、H、L指令字在同一程序段中重复输入时,相同地址的最后一个指令字有效。同组的G指令在同一程序段中重复输入时,最后一个G指令有效。
程序段号
程序段号由地址N和后面四位数构成:N0000~N9999,前导零可省略。程序段号应位于程序段的开头,否则无效。 程序段号可以不输入,但程序调用、跳转的目标程序段必须有程序段号。程序段号的顺序可以是任意的,其间隔也可以不相等,程序段号按编程顺序递增或递减。
如果在开关设置页面将“自动序号”设置为“开”,将在插入程序段时自动生成递增的程序段号.
2、主程序和子程序
为简化编程,当相同或相似的加工轨迹、控制过程需要多次使用时,就可以把该部分的程序指令编辑为独立的程序进行调用。调用该程序的程序称为主程序,被调用的程序(以M99结束)称为子程序。子程序必须有自己独立的程序名,子程序可以被其它任意主程序调用,也可以独立运行。子程序结束后就返回到主程序中继续执行。