数控车床操作编程说明书范本参照模板.docx
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数控车床操作编程说明书范本参照模板
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
1.1GSK980TD简介
广州数控研制的新一代普及型车床CNCGSK980TD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
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;最小指令单位:
0.001mm
电子齿轮:
指令倍乘系数1~255,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:
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:
0.001、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
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:
0.001~500mm或0.06~25400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
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(NumericalControlSystemsofmachinetools)、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。
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
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。
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,短轴与长轴进行直线插补。
示例:
G32W-27F3;(B→C;螺纹插补)
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;
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:
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。
1.4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)。
程序示例:
O0001;(程序名)
N0005G0X100Z50;(快速定位至A点)
N0010M12;(夹紧工件)
N0015T0101;(换1号刀执行1
号刀偏)
N0020M3S600;(启动主轴,置主
轴转速
600转/分钟)
N0025M8(开冷却液)
N0030G1X50Z0F600;(以600mm/min速度
靠近B点)
N0040W-30F200;(从B点切削至C点)
N0050X80W-20F150;(从C点切削至D点)
N0060G0X100Z50;(快速退回A点)
N0070T0100;(取消刀偏)
N0080M5S0;(停止主轴)
N0090M9;(关冷却液)
N0100M13;(松开工件)
N0110M30;(程序结束,关主轴、冷却液)
N0120%
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“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