广州数控980TD数控车床操作编程说明书.docx
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广州数控980TD数控车床操作编程说明书
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
GSK980T简D介
广州数控研制的新一代普及型车床CNCGSK980TD是
GSK980T的A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
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:
~9999.999mm;最小指令单位:
0.001mm
电子齿轮:
指令倍乘系数1~255,指令分频系数1~
运动控
制
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:
0~150%十六级实时调节手动进给速度:
0~1260mm分/钟十六级实时调节手轮进给:
、、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
G
指令
28种G指令:
G00、G01、G02、G03、G04、G28、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:
~500mm或~25400牙/英寸
主轴编码器:
编码器线数可设定(100~5000p/r)
编码器与主轴的传动比:
(1~255):
(1~255)
精度
补偿
反向间隙补偿:
(X、Z轴)0~2.000mm
螺距误差补偿:
X、Z轴各255个补偿点,每点补偿量:
±0.255mm×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、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2~8工位电动刀架,正转选刀、反转锁紧。
主轴转
转速开关量控制模式:
S□□指令由PLC程序定义、处
速
控制
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0~10V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,最多5000步,每步处理时间2μs,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点输入/16点输出)
显示界
面
显示器:
320×240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
程序容量:
6144KB、最多384个程序,支持用户宏程序
辑
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
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
机床数控系统和数控机床
数控机床是由机床数控系统(NumericalControl
Systemsofmachinetools)、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(ComputerNumericalControler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(ProgramableLogicControler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。
GSK980T车D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GSK980T,D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GSK980T车D床CNC控制功能的软件分为系统软件(以
成显示、通讯、编辑、译码
控制
下简称NC)和PLC软件(以下简称PLC)二个模块,NC模块完
块完成梯形图解释、执行和输入输出处理编程基本知识
1、坐标轴定义
数控车床示意图
GSK980T使D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
是相同的。
在以后的图示和例子中,用前
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,GSK980T将D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。
图中,XOZ为机床坐标系,X1O1Z1为X坐标轴在工件首端的工件坐标系,X2O2Z2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X1O1Z1坐标系中的坐标为(x1,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轴的合成运动轨迹为半径由R指定、或
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,
示例:
G32W-27F3;(B→C;螺
轴与
长轴
插补
G1X50Z-30F100;
G1X80Z-50;(D→E;直线插补)
G3X100W-10R10;(E→F;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)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;
GSK980T允D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:
A→B直线插补
绝对坐标编程:
G01X200.Z50.;
相对坐标编程:
G01U100.W-50.;
混合坐标编程:
G01X200.W-50.;或G01U100.Z50.;
注:
当一个程序段中同时有指令地址X、U或Z、W,X、Z
指令字有效。
例如:
G50X10.Z20.;
G01X20.W30.U20.Z30.;【此程序段的终点
坐标为(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。
程序的构成
为了完成零件的自动加工,用户需要按照CNC的指令格式编写零件程序(简称程序)。
程序名)快速定
紧工件)
程序示例:
O0001;(
N0005G0X100Z50;
N0010M12;(
换1号刀执行1号刀偏)
启动主轴,置主轴转速
600转/分钟)开冷却液)
(以600mm/min速度
靠近B点)
(从B点切削至C点)(从C点切削至D点)(快速退回A点)(取消刀偏)(停止主轴)
(关冷却液)
(松开工件)程序结束,关主轴、冷却
N0015T0101;(
N0020M3S600;(
N0025M8(
N0030G1X50Z0F600;
N0040W-30F200;
N0050X80W-20F150;
N0060G0X100Z50;
N0070T0100;
N0080M5S0;
N0090M9;
N0100M13;
N0110M30;
液)
执行完上述程序,刀具将走出A→B→C→D→A的轨迹。
1、程序的一般结构
程序是由以“OXXX”X(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)
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,
序运行的基本单位。
程序段之间用字符“;”分开
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。
(后面章节详细叙述)
第二章MSTF指令
2.1M指令(辅助功能)
M指令由指令地址M和其后的1~2位数字或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状态参数的BIT4设为0时,光标不回到程序开头;当CNC状态参数的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),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
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,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。
刀具功能
GSK980T的D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:
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T□□00,CNC将按当前的刀具偏置反向偏移,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置时建立、执行及取消的过程。
G01X100Z100T0101;(程序段1,开始执行
刀具偏置,即1号刀执行1号刀的刀偏)
G01W150;(程序段2,刀具偏置状态)
G01U150W100T0100(程序段3,取消刀
具偏置)
进给功能
1、切削进给(G98/G99、F指令)
指令格式:
G98F__;(F0001~F8000,前导零可省略,给定每分进给速度,毫米/分)
指令功能:
以毫米/分为单位给定切削进给速度,G98为
模态G指令,如果当前为G98模态,可以不输入G98。
指令格式:
G99F__;(~F500,前导零可省略)
指令功能:
以毫米/转为单位给定切削进给速度,G99为模态G指令。
如果当前为G99模态,
可以不输入G99。
CNC执行G99F__时,把F指令值(毫米/转)与当前主轴转速(转
/分)的乘积作为指令进给速度控制实际的切削进给速度,主轴转速变化时,实际的切削进给速度随着改变。
使用G99F__给定主轴每转的切削进给量,可以在工件表面形成均匀的切削纹路。
在G99模态进行加工,机床必须安装主轴编码器。
G98、G99为同组的模态G指令,只能一个有效。
G98为初态G指令,CNC上电时默认G98有效。
每转进给量与每分钟进给量的换算公式:
Fm=Fr×S其中:
Fm:
每分钟的进给量(mm/min);
Fr:
每转进给量(mm/r);取值范围:
G98为1~8000毫米/分钟;G99为~500毫米/转。
2、螺纹切削
螺纹切削:
切削时,主轴每旋转一圈,刀具移动一个螺距。
切削的速度与指定的螺距大小、主轴实际的旋转速度有关。
螺纹切削时须安装主轴编码器,主轴的实际转速由主轴编码器反馈给CNC。
螺纹切削时,进给倍率、快速倍率对螺纹切削无效。
F=f×S
其中:
F:
螺纹切削速度(mm/min);
f:
给定螺距(mm);
S:
主轴实际转速(r/min)
3、其他进给功能:
手动进给、手轮/单步进给(后面章节
叙述)
第三章G指令
概述
G指令由指令地址G和其后的1~2位指令值组成,
G指令字分为00、01、02、03、04组。
除01与00组代码不能共段外,同一个程序段中可以输入几个不同组的G指令字,如果在同一个程序段中输入了两个或两个以上的同组G指令字时,最后一个G指令字有效。
没有共同参数(指令字)的不同组G指令可以在同一程序段中,功能同时有效并且与先后顺序无关。
G指令字一览表
指令字
组别
功能
备注
G00
01
快速移动
初态G指令
G01
直线插补
模态G指令
G02
圆弧插补(逆
时针)
G03
圆弧插补(顺
时针)
G32
螺纹切削
G90
轴向切削循环
G92
螺纹切削循环
G94
径向切削循环
G04
00
暂停、准停
非模态G指令
G28
返回机械零点
G50
坐标系设定
G65
宏指令
G70
精加工循环
G71
轴向粗车循环
G72
径向粗车循环
G73
封闭切削循环
G74
轴向切槽多重
循环
G75
径向切槽多重
循环
G76
多重螺纹切削
循环
G96
02
恒线速开
模态G指令
G97
恒线速关
初态G指令
G98
03
每分进给
初态G指令
G99
每转进给
模态G指令
G40
取消刀尖半径
补偿
初态G指令
G41
04
刀尖半径左补
偿
模态G指令
G42
刀尖半径右补
偿
1、模态、非模态及初态
G指令分为00、01、02、03、04组。
其中00组G指令为非模态G指令,其它组G指令为模态G指令,G00、G97、G98、G40为初态G指令。
G指令执行后,其定义的功能或状态保持有效,直到被同组的其它G指令改变,这种G指令称为模态G指令。
模态G指令执行后,其定义的功能或状态被改变以前,后续的程序段执行该G指令字时,可不需要再次输入该G指令。
G指令执行后,其定义的功能或状态一次性有效,每次执行该G指令时,必须重新输入该G指令字,这种G指令称为非模态G指令。
系统上电后,未经执行其功能或状态就有效的模态G指令称为初态G指令。
上电后不输入G指令时,按初态G指令执行。
示例1:
O0001;
G0X100Z100;(快速移动至X100Z100;模态指令字G0有效)
X20Z30;
态指令字G0可省略输入)
快速移动至X20Z30;模
G1X50Z50F300;(直线插补至X50Z50,进给速度300mm/min;模态指令字G1有效)
X100;(直线插补至X100Z50,进给速
度300mm/min;未输入Z轴坐标,取当前坐标值Z50;F300保持、G01为模态指令字可省略输入)
G0X0Z0;(快速移动至X0Z0,模态
指令字G0有效)
M30;
示例2:
O0002;
G0X50Z5;(快速移动至X50Z5)
G04X4;(延时4秒)
G04X5;(再次延时5秒,G04为非模
态G指令字,必须再次输入)
M30;
示例3(上电第一次运行):
O0003;
G98F500G01X100Z100(G98每分进给,进给速度为500mm/min)
G92X50W-20F2;(螺纹切削,F值为螺距必须输入)
G99G0110F(G99每转进给,F值重
新输入)
G00X80Z50M30;
2、相关定义
本说明书以下内容的阐述中,未作特殊说明时有关词(字)的意义如下:
起点:
当前程序段运行前的位置;终点:
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- 关 键 词:
- 广州 数控 980 TD 数控车床 操作 编程 说明书