数控车的组成、布局及其主要技术参.docx

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数控车教学大纲
执笔人：余建
数控车

一、数控车（GSK-980TDa）组成、布局及其主要技术参数：
广州数控研制的新一代普及型车床 CNC GSK980TDa 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。

GSK980TDa 车床 CNC 外观图

产品技术特点：
X、Y、Z 三轴控制、X、Z 两轴联动，0.001mm插补精度，最高速度30m/min，支持直线、圆弧插补；
最小代码单位 0.001 ㎜，代码电子齿轮比（1～32767）/（1～32767） ；
具有螺距误差补偿、反向间隙补偿、刀具长度补偿、刀具磨损补偿、刀尖半 径补偿功能；
内置式 PLC，梯形图在 PC 机上编辑后下载至 CNC；
采用 S 型、指数型加减速控制，适应高速、高精加工；
具有攻丝功能，可车削公英制单头/多头直螺纹、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；
支持公制/英制编程，具有自动倒角功能、刀具寿命管理功能；
零件程序全屏幕编辑，可存储 6144KB、384 个零件程序；
集成中文、英文、西班牙显示界面，由参数选择；
提供多级操作密码功能，方便设备管理；
支持 CNC 与 CNC、PC 双向通讯，CNC 软件、PLC 程序可通讯升级。

技术规格一览表
运动
控制
控制轴：X 轴、Z轴、Y 轴；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
位置代码范围：-9999.999mm～9999.999mm；最小代码单位：0.001mm
电子齿轮：代码倍乘系数 1～32767，代码分频系数 1～32767
快速移动速度：最高 60000mm/min
快速倍率：F0、25%、50%、100%四级实时调节
切削进给速度：最高 15000mm/min 或 500mm/r（每转进给）
进给倍率：0～150%十六级实时调节
手动进给速度： 0 mm/min～1260 mm/min十六级实时调节
手轮进给：0.001mm、0.01mm、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
自动倒角功能
Ｇ
代码
33 种 G代码：G00、G01、G02、G03、G04、G10、G11、G20、G21、G28、G30、G32、G33、G34、G40、G41、G42、G50、G65、G70、G71、G72、G73、G74、G75、G76、G90、G92、G94、G96、 G97、G98、G99，宏代码 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 p/r～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：0mm～2.000mm
螺距误差补偿：255 个补偿点/轴，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
代码
特殊 M 代码（不可重定义）：M02、M30、M98、M99、M9000～M9999
其它 M□□代码由 PLC 程序定义、处理
标准 PLC 程序已定义的 M 代码：M00、M03、M04、M05、M08、M09、M10、M11、M12、M13、M32、M33、M41、M42、M43、M44
T
代码
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；具备刀具寿命管理功能。
主轴
转速
控制
转速开关量控制模式：S□□代码由 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 代码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 种基本代码，23 种功能代码；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；各轴均可定义为 PLC 控制轴；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）
I/O 口：16 点输入/16 点输出，可扩展至 32 点输入/32 点输出
显示
界面
显示器：480×234 点阵、7”彩色宽屏液晶显示器（LCD）
显示方式：中文或英文显示界面由参数设置，可显示加工轨迹图形
程序
编辑
程序容量：6144KB、最多 384 个程序,支持带参数的用户宏程序调用，子程序四重嵌套
编辑方式：全屏幕编辑。支持语句式宏代码编程；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或 DY3 系列步进驱动装置

二、机床操作面板使用：
GSK980TDa 的采用铝合金立体操作面板，外观图如下：

面板划分：
GSK980TDa采用集成式操作面板，面板划分如下：

状态指示：

编辑键盘：

机床面板：
GSK980TDa机床面板中按键的功能是由PLC程序（梯形图）定义。
GSK980TDa 标准 PLC 程序定义的机床面板各按键功能见下表：

三、工件、刀具安装及调整，对刀，工件坐标系建立等及其注意事项：
（１） 定点对刀

1、首先确定X、Z向的刀补值是否为零，如果不为零，必须把所有刀具号的刀补值清零；
2、使刀具中的偏置号为00（如T0100，T0300），并将其中的刀偏值执行（方法：在T0100状态下执行一个移动代码或执行机械回零，回到机械零点自动清除刀偏值）；
3、选择任意一把刀（一般是加工中的第一把刀，此刀将作为基准刀）
4、将基准刀的刀尖定位到某点（对刀点），如图A；
5、在录入操作方式、程序状态页面下用G50 X__ Z__代码设定工件坐标系；
6、使相对坐标(U,W)的坐标值清零，清零方法详见本篇1.4节《常用操作一览表》；
7、移动刀具到安全位置后，选择另外一把刀具，并移动到对刀点，如图B；
8、按键，按键、键移动光标选择该刀对应的刀具偏置号；
9、按地址键，再按键，X向刀具偏置值被设置到相应的偏置号中；
10、按地址键、再按键，Z向刀具偏置值被设置到相应的偏置号中；
11、重复步骤7～10，可对其它刀具进行对刀。

（２） 试切对刀

1、选择任意一把刀，使刀具沿A表面切削；
2、在Z轴不动的情况下沿X轴退出刀具，并且停止主轴旋转；
3、按键进入偏置界面，选择刀具偏置页面，按键、键移动光标选择该刀具对应的偏置号；
4、依次键入地址键、数字键及键；
5、使刀具沿B表面切削；
6、在X轴不动的情况下，沿Z轴退出刀具，并且停止主轴旋转；
7、测量直径"α"（假定α=15）；
8、按键进入偏置界面，选择刀具偏置页面，按键、键移动光标选择该刀具对应的偏置号；
9、依次键入地址键、数字键、及键；
10、移动刀具至安全换刀位置，换另一把刀；

11、使刀具沿A1表面切削；
12、在Z轴不动的情况下沿X轴退出刀具，并且停止主轴旋转；
13、测量A1表面与工件坐标系原点之间的距离"βˊ"（假定βˊ= 1）；
14、按键进入偏置界面，选择刀具偏置页面，按键、键移动光标选择该刀具对应的偏置号；
15、依次按地址键、符号键、数字键及键；
16、使刀具沿B1表面切削；
17、在X轴不动的情况下，沿Z轴退出刀具，并且停止主轴旋转；
18、测量距离"αˊ"（假定αˊ=10）；
19、按键进入偏置界面，选择刀具偏置页面，按键、键移动光标选择该刀具对应的偏置号；
20、依次键入地址键、数字键、及键；
21、其他刀具对刀方法重复步骤10～20。

四、实训用数控车床的特殊指令与常用指令及其使用方法：
G 代码字一览表

五、刀具补偿的建立与使用：

按键进入偏置界面：

刀具偏置（两轴）

刀具磨损（两轴）

刀具偏置值的设置：
1、按键进入刀具偏置页面，按键、键选择需要的页；
2、移动光标至要输入的刀具偏置、磨损号的位置。
扫描法： 按键、键顺次移动光标
检索法： 用下述按键顺序可直接将光标移动至键入的位置
+偏置号+
3、按地址键或后，输入数字 (可以输入小数点)；
4、按键后，CNC自动计算刀具偏置量，并在页面上显示出来。

刀具偏置值的修改：
1、按所述的方法将光标移到要变更的刀具偏置号的位置；
2、如要改变 X 轴的刀具偏置值，键入U；对于Z 轴，键入W；
3、键入增量值；
4、按，把现在的刀具偏置值与键入的增量值相加，其结果作为新的刀具偏置值显示出来。

六、典型数控车削零件的加工：

序号
程序编制
序号
程序编制
N0010
S800 M03
N0280
X39 F80
N0020
G00 X100 Z50
N0290
G00 Z-52
N0030
T0202
N0300
G01 X26.2 F60
N0040
G00 X42 Z1
N0310
X39 F80
N0050
G01 Z0 F120
N0320
G00 Z-49
N0060
X-0.5 F100
N0330
G01 X26.2 F60
N0070
G00 Z50
N0340
X39 F80
N0080
X100
N0350
G00 Z-46
N0090
T0101
N0360
G01 X26.2 F60
N0100
G00 X38 Z1
N0370
X39 F80
N0110
G01 Z-70 F100
N0380
G00 Z-43
N0120
X40
N0390
G01 X26.2 F60
N0130
G00 Z1
N0400
X39 F80
N0140
X38
N0410
G00 Z-40
N0150
G90 X26.5 Z-20 R26.5 I-1 K0.2 F100
N0420
G01 X26.2 F60
N0160
G01 X39
N0430
X39 F80
N0170
G00 Z1
N0440
G00 Z-37
N0180
G01 X24 F100
N0450
G01 X26.2 F60
N0190
Z0
N0460
X39
N0200
X26 Z-1
N0470
G00 Z-35
N0210
Z-20
N0480
G01 X26 F60
N0220
X39
N0490
Z-55
N0230
G00 X100 Z50
N0500
G01 X39 F80
N0240
T0303
N0510
G00 X100 Z50
N0250
S300 M03
N0520
T0101
N0260
G00 X42 Z-55
N0530
M05
N0270
G01 X26.2 F60
N540
M30

序号
程序编制
序号
程序编制
N0010
S800 M03
N0200
G00 Z1
N0020
G00 X100 Z50
N0210
G01 X25
N0030
T0202
N0220
X14
N0040
G00 X42 Z1
N0230
G01 Z0 F100
N0050
G01 Z0 F120
N0240
X16 Z-1
N0060
X-0.5 F100
N0250
X24
N0070
G00 Z50
N0260
Z-11
N0080
X100
N0270
G90 X24 Z-48 R16 I-1 K-0.2 F100
N0090
T0101
N0280
G01 X38
N0100
G00 X38 Z1
N0290
G90 X24 Z-62 R24 I-1 K-0.2 F100
N0110
G01 Z-62 F100
N0300
G01 X40
N0120
X40
N0310
G00 X100 Z50
N0130
G00 Z1
N0320
T0303
N0140
X38
N0330
S300 M03
N0150
G90 X24 Z-48 R24 I-1 K0.2 F100
N0340
G00 X42 Z-65
N0160
G01 X39
N0350
G01 X0 F60
N0170
G00 Z1
N0360
G00 X100 Z50
N0180
X24
N0370
T0101
N0190
G90 X16 Z-12 R16 I-1 K0.2 F100
N0380
M30

序号
程序编制
序号
程序编制
N0010
S800 M03
N0180
G03 X8 Z-4 R4
N0020
G00 X100 Z50
N0190
G01 Z-8
N0030
T0101
N0200
X11
N0040
G00 X40 Z1
N0210
X15 Z-14
N0050
G90 X18 Z-38 R18 I-1 K-0.2 F100
N0220
Z-17
N0060
G01 X19
N0230
G02 X15 Z-31 R14
N0070
G00 Z1
N0240
G01 Z-34
N0080
X18
N0250
X20
N0090
G90 X15 Z-34 R-15 I-1 K-0.2 F100
N0260
G00 X100 Z50
N0100
G01 X19
N0270
T0202
N0110
G00 Z1
N0280
G00 X42 Z-41
N0120
X15
N0290
G01 X0 F60
N0130
G90 X8.5Z-8 R8.5 I-1 K-0.2 F100
N0300
G00 X100 Z50
N0140
G01 X16
N0310
T0101
N0150
G00 Z1
N0320
M05
N0160
X0
N0330
M30
N0170
G01 Z0 F100

序号
程序编制
序号
程序编制
N0010
S800 M03
N0270
G00 X100 Z50
N0020
G00 X100 Z50
N0280
T0202
N0030
T0101
N0290
S300 M03
N0040
G00 X40 Z1
N0300
G00 X42 Z-51
N0050
G90 X36 Z-65 R36 I-1 K-0.2 F100
N0310
G01 X30 F100
N0060
X41
N0320
X26 Z-53
N0070
G00 Z1
N0330
X22 F60
N0080
X36
N0340
X34 F80
N0090
G90 X30 Z-53 R30 I-1 K0.2 F100
N0350
X36 Z-54
N0100
G01 X41
N0360
X38
N0110
G00 Z1
N0370
G00 Z-67
N0120
X30
N0380
G01 X36
N0130
G90 X24 Z-25 R24 I-1 K0.2 F100
N0390
X-34 Z-68
N0140
G01 X41
N0400
X30 F60
N0150
G00 Z1
N0410
X40 F80
N0160
X23.7
N0420
G00 X100 Z50
N0170
G90 X20.5 Z-10 R20.5 I-1 K0.2 F100
N0430
T0303
N0180
G01 X25
N0440
M03 S400
N0190
G00 Z1
N0450
G00 X30 Z-20
N0200
X0
N0460
G76 Z-51 K2 I4 R2.6 L8
N0210
G01 Z0 F100
N0470
G00 X36
N0220
G03 X20 Z10 R10
N0480
Z-48
N0230
G01 X23.7 Z-25
N0490
G76 Z-66 K1.5 I4 R1.95 L8
N0240
X26
N0500
G00 X100 Z50
N0250
X30 Z-27
N0510
T0101
N0260
X40
N0520
M30