广州数控980TD数控车床入门说明书资料.pdf
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1、1 广州数控 980TD 编程操作说明书 第一篇 编程说明 第一章:编程基础 1.1 GSK980TD 简介 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m 级精度运动控制和 PLC 逻辑控制。 技术规格一览表 运动控 制 控制轴: 2轴(X、Z);同时控制轴(插补轴):2轴 (X、Z) 插补功能: X、Z二轴直线、圆弧插补 位置指令范围: -9999.999 9999.999mm ;最小指令 2 单位: 0.00
2、1mm 电子齿轮:指令倍乘系数1255,指令分频系数 1 255 快速移动速度:最高 16000mm/ 分钟(可选配 30000mm/ 分钟) 快速倍率: F0、25% 、50% 、100% 四级实时调节 切削进给速度:最高8000mm/ 分钟(可选配 15000mm/ 分钟)或 500mm/ 转(每转进给) 进给倍率: 0150% 十六级实时调节 手动进给速度: 01260mm/ 分钟十六级实时调节 手轮进给: 0.001、0.01 、0.1mm 三档 加减速:快速移动采用S型加减速,切削进给采用指 数型加减速 指令 28种G 指令:G00 、G01 、G02 、G03 、G04 、G28
3、、G32 、 G33 、G34 、G40 、G41 、G42 、G50 、G65 、G70 、G71 、 G72 、G73 、G74 、G75 、G76 、G90 、G92 、G94 、G96 、 G97 、G98 、G99 ,宏指令 G65 可完成 27种算术、逻辑运 算及跳转 螺纹加 工 攻丝功能;单头 / 多头公英制直螺纹、锥螺纹、端面 螺纹;变螺距螺纹。螺纹退尾长度、角度和速度特性 可设定,高速退尾处理;螺纹螺距:0.001 500mm 或 0.06 25400牙/ 英寸 主轴编码器:编码器线数可设定(1005000p/r ) 编码器与主轴的传动比:(1255):( 1255) 精度
4、补偿 反向间隙补偿:( X、Z轴)02.000mm 螺距误差补偿: X、Z轴各255个补偿点,每点补偿量: 3 0.255mm 3补偿倍率 刀具补偿: 32组刀具长度补偿、刀尖半径补偿(补偿 方式C ) 对刀方式:定点对刀、试切对刀 刀补执行方式:移动刀具执行刀补、坐标偏移执行刀 补 M 指令 特殊M 指令(不可重定义):M02 、M30 、M98 、M99 、 M9000 M9999 其它M 指令由 PLC 程序定义、处理 标准PLC 程序已定义的 M 指令: M00 、M03 、M04 、M05 、 M08 、M09 、M10 、M11 、M12 、M13 、 M32 、M33 、M41
5、、M42 、M43 、M44 T 指令 最多32个刀位( T01 T32),换刀控制时序 由PLC 程序实现。使用排刀时,刀位数设为1,PLC 不 进行换刀控制。标准 PLC 程序适配 28工位电动刀架, 正转选刀、反转锁紧。 主轴转 速 控制 转速开关量控制模式: S指令由 PLC 程序定义、处 理,标准 PLC 程序S1、S2、S3、S4直接输出, S0关闭 S1、S2、S3、S4的输出 转速模拟电压控制模式:S指令给定主轴每分钟转速 或切削线速度(恒线速控制),输出010V电压给主 轴变频器,主轴无级变速,支持四档主轴机械档位 PLC 功能 9种基本指令、23种功能指令,二级PLC 程序
6、,最多5000 步,每步处理时间 2s,第1级程序刷新周期 8ms ,可 提供梯形图编辑软件, PLC 程序通讯下载 集成机床面板: 41点输入(按键)、 42点输出( LED ) 基本I/O :16点输入 /16 点输出(可选配扩展I/O :16 4 点输入 /16点输出) 显示界 面 显示器:3203 240点阵、5.7 ” 单色液晶显示器 (LCD ), CCFL 背光 显示方式:中文或英文界面由参数设置,可显示加工 轨迹图形 程序编 辑 程序容量: 6144KB 、最多384个程序 , 支持用户宏程序 调用,子程序四重嵌套 编辑方式:全屏幕编辑,支持相对坐标、绝对坐标和 混合坐标编程
7、通讯 CNC 与PC 机、CNC 与CNC 双向传送程序、参数,支持系 统软件、 PLC 程序串行口下载升级 适配驱 动 脉冲+方向信号输入的 DA98 系列数字式交流伺服驱动 装置 1.2 机床数控系统和数控机床 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
8、(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 5 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
9、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。 1.3编程基本知识 1、坐标轴定义 数控车床示意图 GSK98
10、0TD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。 6 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
11、。 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 7 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
12、,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。 图中, XOZ 为机床坐标系, X1O 1Z1为X坐标轴在工件首端 的工件坐标系, X2O 2Z2为X坐标轴在工件尾端的工件坐标系, O 为机械零点, A为刀尖, A在上述三坐标系中的坐标如下: A点在机床坐标系中的坐标为(x,z) ; A点在X1O 1Z1坐标系中 的坐标为 (x 1,z1) ;A点在X2O2Z2坐标系中的坐标为 (x2,z2); 4、插补 直线插补:X轴和Z轴的合成运动轨迹为从起点到终点的一 条直线。 圆弧插补: X轴和Z轴的合成运动
13、轨迹为半径由R指定、或 8 圆心由 I 、K指定的从起点到终点的圆弧。 螺纹插补:进给轴跟随主轴的旋转运动, 主轴旋转一周螺 纹切削的长轴移动一个螺距,短轴与长轴进行直线插补。 示例: G32 W-27 F3; (BC;螺纹插补) G1 X50 Z-30 F100; G1 X80 Z-50; (DE;直线插补) G3 X100 W-10 R10; (EF;圆弧插补) , M30; 5、绝对坐标编程和相对坐标编程 编写程序时,需要给定轨迹终点或目标位置的坐标值, 按编程坐标值类型可分为: 绝对坐标编程、 相对坐标编程和 混合坐标编程三种编程方式。 使用X、Z轴的绝对坐标值编程(用 X 、Z 表示
14、)称为绝 对坐标编程; 使用X、Z轴的相对位移量(以U 、W 表示)编程称为相 对坐标编程; GSK980TD允许在同一程序段 X、 Z轴分别使用绝对编程坐 标值和相对 位移量编程,称为混合坐标编程。 示例: AB直线插补 绝对坐标编程: G01 X200. Z50. ; 相对坐标编程: G01 U100. W-50. ; 混合坐标编程: G01 X200. W-50. ;或G01 U100. Z50. ; 注:当一个程序段中同时有指令地址X、U或Z、W ,X、Z 9 指令字有效。 例如:G50 X10. Z20.; G01 X20. W30. U20. Z30.;【此程序段的终点 坐标为(
15、X20,Z30)】 6、直径编程和半径编程 按编程时 X轴坐标值以直径值还是半径值输入可分为:直 径编程、半径编程。 注1:在本说明书后述的说明中,如没有特别指出,均 采用直径编程。 1.4 程序的构成 为了完成零件的自动加工,用户需要按照 写零件程序(简称程序)。 程序示例: O0001 ; ( N0005 G0 X100 Z50; ( N0010 M12; ( N0015 T0101; (换 1 号刀执行 1 号刀偏) N0020 M3 S600; (启动主轴,置主 轴转速 600 转/分钟) N0025 M8 (开冷却液) N0030 G1 X50 Z0 F600; (以 600mm/m
16、in 速度 靠近 B 点) N0040 W-30 F200;(从 B 点切削至 C 点) N0050 X80 W-20 F150;(从 C 点切削至 D 点) N0060 G0 X100 Z50;(快速退回 A 点) 10 N0070 T0100;(取消刀偏) N0080 M5 S0;(停止主轴) N0090 M9;(关冷却液) N0100 M13;(松开工件) N0110 M30;(程序结束,关主轴、冷 却液) N0120 % 执行完上述程序,刀具将走出ABCDA的轨迹。 1、程序的一般结构 程序是由以 “OXXXX ”(程序名)开头、以“% ” 号结束 的若干行程序段构成的。程序段是以程序
17、段号开始(可省 略) ,以“ ;” 结束的若干个指令字构成。 程序的一般结构 , 如 图所示。 程序名 GSK980TD 最多可以存储 384个程序,为了识别区分各个 程序,每个程序都有唯一的程序名(程序名不允许重复), 11 程序名位于程序的开头由O及其后的四位数字构成 指令字 指令字是用于命令CNC 完成控制功能的基本指令单元, 指令 字由一个英文字母(称为指令地址)和其后的数值(称为 指令值, 为有符号数或无符号数)构成。 程序段 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“;” 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“;
18、”号(EOB 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。 12 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,
19、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。 (后面章节详细叙述) 第二章 MSTF 指令 13 2.1 M 指令(辅助功能) M 指令由指令地址 M 和其后的 12位数
20、字或 4位数组成,用 于控制程序执行的流程或输出M 代码到 PLC 。 1、程序结束 M02 指令格式: M02 或M2 指令功能:在自动方式下,执行M02 指令,当前程序段 的其它指令执行完成后, 自动运行结束, 光标停留 在M02 指令所在的程序段,不返回程序开头。若要 再次执行程序,必须让光标返回程序开头。 2、程序运行结束 M30 指令格式: M30 指令功能:在自动方式下,执行M30 指令,当前程序段 的其它指令执行完成后,自动运行结束, 加工件数加 1,取消刀尖半径补偿,光标返回程序开头(是 否返回程序开头由参数决定) 。 当CNC 状态参数 NO.005 的BIT4 设为0时,光
21、标不回到程序开头;当CNC 状态参数 NO.005 的 BIT4设为1时,程序执行完毕,光标立即回到程序开头。 3、子程序调用 M98 指令功能:在自动方式下,执行M98 指令时,当前程序 段的其它指令执行完成后, CNC 去调用执行 P指定的 子程序,子程序最多可执行 9999次。M98 指令在 MDI 14 下运行无效。 4、从子程序返回 M99 指令功能:(子程序中)当前程序段的其它指令执行完 成后,返回主程序中由 P指定的程序段继续执行, 当未输入 P时,返回主程序中调用当前子程序的 M98 指令的后一程序段继续执行。如果M99 用于主 程序结束(即当前程序不是由其它程序调用执 行),
22、当前程序将反复执行。M99 指令在 MDI 下运 行无效。 示例:图 A表示调用子程序( M99 中有P指令字)的执行路 径。图 B表示调用子程序( M99 中无P指令字)的执行路径 15 5、 程序停止 M00 指令格式: M00 或M0 指令功能:执行 M00 指令后,程序运行停止,显示“暂 停”字样,按循环启动键后,程序继续运行。 6、主轴正转、反转停止控制 M03、M04 、M05 指令格式: M03 或M3 ,M04 或M4 ,M05 或M5 指令功能: M03 :主轴正转; M04:主轴反转; M05:主 轴停止。 7、 冷却泵控制 M08 、M09 指令格式: M08 或M8 ,
23、M09 或M9 ; 指令功能: M08 :冷却泵开; M09 :冷却泵关 8、8 润滑液控制 M32 、M33 指令格式: M32 ; M33; 指令功能: M32 :润滑泵开; M33:润滑泵关。 2.2 刀具功能 GSK980TD的刀具功能( T指令)具有两个作用:自动换刀 和执行刀具偏置。自动换刀的控制逻辑由PLC 梯形图处理, 刀具偏置的执行由 NC 处理。 指令格式: 16 指令功能:自动刀架换刀到目标刀具号刀位,并按指令 的刀具偏置号执行刀具偏置。刀具偏置号可以和刀具号相 同,也可以不同,即一把刀具可以对应多个偏置号。在执行 了刀具偏置后, 再执行T00,CNC 将按当前的刀具偏置
24、反 向偏移, CNC 由已执行刀具偏置状态改变为未补偿状态,这 个过程称为取消刀具偏置。 在加工前通过对刀操作获得每一把刀具的位置偏置数据 (称为刀具偏置或刀偏),程序运行中执行T指令后,自动 执行刀具偏置。 这样,在编辑程序时每把刀具按零件图纸尺 寸来编写,可不用考虑每把刀具相互间在机床坐标系的位置 关系。如因刀具磨损导致加工尺寸出现偏差,可根据尺寸偏 差修改刀具偏置。 刀具偏置是对编程轨迹而言的,T指令中刀具偏置号对应 的偏置,在每个程序段的终点被加上或减去补偿量。X轴刀 具偏置使用直径值 图为移动方式执行刀具偏臵时建立、执行及取消的过程。 17 G01 X100 Z100 T0101;
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