GSK218M加工中心數控系統是廣州數控設備有限公司自主研發(fā)的普及型數控系統，適配加工中心、數控銑床、數控鉆床等機床。系統采用32位高性能的CPU和超大規?？删幊唐骷﨔PGA，實(shí)時(shí)控制和硬件插補技術(shù)保證了系統um級精度下的高效率。系統標準配置為四軸三聯(lián)動(dòng)，旋轉軸可由參數設定，可選配四軸四聯(lián)動(dòng)，系統最高定位速度30米/分，最高進(jìn)給速度15米/分。

    采用μC/OS 實(shí)時(shí)操作系統充分保證插補任務(wù)的實(shí)時(shí)性，多任務(wù)的操作系統也使得系統模塊清晰，功能裁減簡(jiǎn)單，能夠及時(shí)響應市場(chǎng)需求。采用10.4寸彩色顯示器，FPGA顯示控制技術(shù)。在線(xiàn)編輯PLC使邏輯控制功能更加強大靈活，PLC任務(wù)由單獨的單片機周期性執行，與主CPU構成主從應答機制。

    一、產(chǎn)品外觀(guān)及接口布局

    該系統設計為一體化結構，操作面板、編輯面板及顯示模塊在一起，結構緊湊，安裝調試簡(jiǎn)單，圖一為GSK218M的正視圖：

                                             圖一 ：GSK218M的正視圖

                  外部接口方面，力求結構清晰、連接簡(jiǎn)單、實(shí)用性強。整體分布如下圖二所示：

                                                 圖二：GSK218M接口圖

    二、GSK218M性能特點(diǎn)

    1、G功能簡(jiǎn)介 

    系統總共具有79種G代碼，除具有G00、G01、G02、G90、G91、G17、G18、G19等通用G代碼外。還具有以下較為實(shí)用的功能：可編成數據輸入功能G10、G11；公英制數據輸入及自動(dòng)切換功能G20、G21；自動(dòng)拐角圓弧功能G39；單方向定位功能G60；縮放功能G50、G51；旋轉功能G68、G69；極坐標功能G15、G16等。

    此外，系統具有挖槽、擴孔的特殊固定循環(huán)指令G22、G23、G24、G25、G26、G32、G33、G34、G35、G36、G37、G38，在鉆銑加工中心上有很強實(shí)用性。

    2、加減速功能

    為最大程度滿(mǎn)足客戶(hù)需求，系統在加減速和插補方面功能豐富，可選擇性較強，這些功能都開(kāi)放給客戶(hù)，通過(guò)參數可選。


    操作方式    前加減速            后加減速

    手動(dòng)方式       無(wú)               直線(xiàn)型、指數型

    手輪方式     直線(xiàn)型             指數型

    單步方式        無(wú)              直線(xiàn)型、指數型

    快速定位    直線(xiàn)型、S型         直線(xiàn)型、指數型

     切削    前瞻控制、直線(xiàn)型、S型  直線(xiàn)型、指數型

    剛性攻絲  直線(xiàn)型                      無(wú)

    根據不同類(lèi)型的機床，在效率和平穩性方面可以找到較好的組合。如果機床剛性較好，可選直線(xiàn)型前加減速，縮短定位時(shí)間；相反如果剛性較差，可選指數型后加減速，使機床定位平穩。

    3、剛性攻絲和主軸跟隨方式攻絲

    剛性攻絲：用第四軸的接口作伺服主軸接口，用脈沖串方式進(jìn)行攻絲，需配具有位置環(huán)的主軸伺服單元，理論上攻絲最大主軸轉速由伺服單元決定，實(shí)驗做到1800r/min。剛性攻絲加減速參數可調。

    主軸跟隨攻絲：每個(gè)周期檢測主軸轉速，進(jìn)而決定進(jìn)給量，實(shí)驗做到800r/min。

    4、速度前瞻及軌跡前瞻

    系統提前預讀100段程序單節，預先處理15段軌跡，具有速度前瞻和軌跡前瞻功能。速度前瞻可以預先規劃通過(guò)每個(gè)程序段末端點(diǎn)的速度，使曲線(xiàn)離散后的小線(xiàn)段插補時(shí)速度不反復升降，保持較高平均速度。軌跡前瞻可以提前對離散后的小線(xiàn)段進(jìn)行重新規劃，刪除一些奇異點(diǎn)，重新離散一些偏差較大的線(xiàn)段，使整個(gè)插補過(guò)程高速平滑。

    5、插補功能

    系統將插補精度分為八個(gè)級別，用戶(hù)根據需求在精度和效率間尋求平衡，插補精度級別越高，速度越高，精度越低；相反，插補精度級別越低，速度低，精度越高。推薦使用2級插補精度。

    系統同時(shí)具有Hermit樣條插補功能，對精度要求較高的場(chǎng)合打開(kāi)該插補。

    6、補償功能

    系統具有刀具半徑補償功能、長(cháng)度補償功能、磨耗補償功能、反向間隙補償功能、螺距補償功能。

    刀具半徑補償即刀尖半徑補償—C刀補，實(shí)現時(shí)可分為伸長(cháng)型、縮短型和插入型。刀具長(cháng)度補償和自動(dòng)換刀結合使用，實(shí)現換刀后自動(dòng)補償，系統具有256組刀補數據，滿(mǎn)足大部分加工中心需求。反向間隙補償具有按固定頻率或按升降速兩種方式選擇。螺距誤差補償功能由參考點(diǎn)補償號碼、補償點(diǎn)數、補償間距、補償倍率等參數設置，五個(gè)軸分開(kāi)設置補償量，單向最大可設置1000個(gè)補償點(diǎn)，雙向2000個(gè)補償點(diǎn)。

    7、手動(dòng)操作

    手動(dòng)干預返回功能使自動(dòng)和手動(dòng)方式靈活切換。當在自動(dòng)、錄入、DNC方式下有程序在運行時(shí)通過(guò)暫停后轉換到手動(dòng)方式，則可進(jìn)行手動(dòng)干預操作，移動(dòng)各軸，完成動(dòng)作后再轉換到自動(dòng)方式按“啟動(dòng)”鍵運行該程序時(shí)，各軸以G00方式快速返回到原手動(dòng)干預點(diǎn)后繼續運行程序。

    手輪中斷和單步中斷功能完成自動(dòng)運行過(guò)程中的坐標系平移。當在自動(dòng)方式下運行程序時(shí)通過(guò)暫停后轉換到手輪或單步方式，則可進(jìn)行手輪或單步中斷操作，移動(dòng)各軸，完成動(dòng)作后切換至自動(dòng)方式下后啟動(dòng)，工件坐標保持不變，實(shí)現機床坐標偏移，直至再次進(jìn)行機械回零后坐標恢復實(shí)際值。

    8、多級密碼保護功能

    為了防止加工程序、CNC參數等被誤修改，GSK218M系統提供了權限設置功能，密碼等級分為4級，由高到低分別為1級（系統廠(chǎng)家級）、2級（機床廠(chǎng)家級）、3級（系統調試級）、4級（終端用戶(hù)級）。

    9、通訊功能

    通訊功能可以使用USB接口和串口（RS232）通訊，接口都設計在系統正面的顯示面板上，操作簡(jiǎn)單、使用方便。

    USB接口支持多次熱拔插?？墒褂肬盤(pán)傳輸加工程序和升級軟件，支持U盤(pán)在線(xiàn)加工（U盤(pán)DNC）。

    RS232串口用于PC機與CNC系統雙向傳輸加工程序、參數、PLC程序及軟件升級等，還可用來(lái)進(jìn)行DNC加工；GSK218M 串口通訊軟件為Windows風(fēng)格界面，該軟件可運行于Win98、 Win2K 、WinXP及WinMe。

    10、PLC子系統簡(jiǎn)介

    內置PLC，實(shí)現機床的各種邏輯功能控制。主要性能指標如下：

    編程語(yǔ)言 ：Ladder ；程序級數 ：2級

    第一級程序執行周期 ：8ms；基本指令平均處理時(shí)間 ：3μs 

    程序容量 ：4200步 

    基本I/O：48點(diǎn)輸入/48點(diǎn)輸出，可擴展

    在線(xiàn)編輯、轉換、下載梯圖，可同時(shí)裝入16個(gè)梯圖，也可在PC機通過(guò)軟件編輯，傳輸。

    指令表顯示、操作。

    MCODE：定制M代碼。

    標準梯圖配有機械手刀庫、斗笠式刀庫功能；三級自動(dòng)換檔功能。

    11、索引功能

    在索引功能中，詳細介紹了在各個(gè)界面下的各種操作步驟和方法；報警號、G指令、參數、宏指令、PLC地址具體定義和設置；提供了加、減、乘、除、正弦、余弦、開(kāi)方的運算方法。

    12、編輯功能

    程序容量：56M、最多可存儲400個(gè)程序，支持用戶(hù)宏程序調用、子程序四重嵌套；支持程序運行時(shí)后臺編輯功能，支持絕對坐標、相對坐標編程。   

    三、GSK218M系統應用

    1、產(chǎn)品應用

    GSK218M加工中心數控系統現在應用配置在數控銑床、加工中心、數控鉆床、數控磨床等類(lèi)型產(chǎn)品上。目前國內配套GSK218M加工中心數控系統的主要廠(chǎng)家有：山東魯南機床有限公司、濟南第一機床集團有限公司、深圳市寶佳數控設備制造有限公司、浙江聯(lián)強數控機床股份有限公司等企業(yè)。產(chǎn)品提供中英文兩種操作界面，公英制轉換功能，在阿根廷、巴西、印度尼西亞、波蘭等多國展覽會(huì )進(jìn)行過(guò)展銷(xiāo)，產(chǎn)品遠銷(xiāo)美國、墨西哥、阿根廷、印度尼西亞、馬來(lái)西亞、巴基斯坦、敘利亞、波蘭、芬蘭等多個(gè)國家。

    2、專(zhuān)機改造

    GSK218M加工中心數控系統功能靈活，擴展性強，可以根據客戶(hù)不同的生產(chǎn)要求，進(jìn)行專(zhuān)機改造，先后改造了旋壓機、銑齒機、雙系統多軸紡織機械等專(zhuān)用機械多臺，對GSK218M的應用和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供了更廣闊的平臺。