广州数控980TD数控车床操作编程说明书 - 图文

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轴运动控（X、Z） 制 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

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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 28种G指令：G00、G01、G02、G03、G04、G28、G32、G33、G34、G40、G41、G42、G50、G65、G70、G71、Ｇ G72、G73、G74、G75、G76、G90、G92、G94、G96、指令 G97、G98、G99，宏指令G65可完成27种算术、逻辑运算及跳转 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、角度和速度特性螺纹加可设定，高速退尾处理；螺纹螺距：0.001～500mm或工 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 反向间隙补偿：（X、Z轴）0～2.000mm 补偿 螺距误差补偿：X、Z轴各255个补偿点，每点补偿量： 2

M 指令 T 指令 主轴转速 控制 PLC 功能 ±0.255mm3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 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 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。 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 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：163

点输入/16点输出） 显示器：3203240点阵、5.7”单色液晶显示器（LCD），显示界CCFL背光 面 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 程序容量：6144KB、最多384个程序,支持用户宏程序程序编调用，子程序四重嵌套 辑 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 CNC与PC机、CNC与CNC双向传送程序、参数，支持系通讯 统软件、PLC程序串行口下载升级 脉冲+方向信号输入的DA98系列数字式交流伺服驱动适配驱装置 动 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（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

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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。

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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

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

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刀座的坐标系

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。

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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：

G32 W-27 F3； （B→C；螺纹插补） G1 X50 Z-30 F100；

G1 X80 Z-50； （D→E；直线插补）

G3 X100 W-10 R10； （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：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.；

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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：G50 X10. Z20.;

G01 X20. 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）

N0005 G0 X100 Z50； (快速定位至A点） N0010 M12； (夹紧工件） 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/min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）

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N0060 G0 X100 Z50； （快速退回A点） 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

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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

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图为移动方式执行刀具偏臵时建立、执行及取消的过程。 G01 X100 Z100 T0101； （程序段1，开始执行

刀具偏置，即1号刀执行1号刀的刀偏）

G01 W150； （程序段2，刀具偏置状态） G01 U150 W100 T0100（程序段3，取消刀

具偏置）

2.3 进给功能

1、切削进给（G98/G99、F指令）

指令格式：G98 F__；（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：G99 F__；（F0.0001～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G99 F__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G99 F__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 = Fr3S 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/

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分钟； G99 为0.001～500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 = f3S

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

3.1 概述

G指令由指令地址G和其后的1～2位指令值组成，

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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 快速移动 初态G指令 G01 直线插补 圆弧插补（逆G02 时针） 模态G指令 圆弧插补（顺G03 01 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 暂停、准停 G28 返回机械零点 G50 坐标系设定 G65 00 宏指令 非模态G指令 G70 精加工循环 G71 轴向粗车循环 G72 径向粗车循环

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G73 G74 G75 G76 G96 G97 G98 G99 G40 G41 G42 封闭切削循环 轴向切槽多重循环 径向切槽多重循环 多重螺纹切削循环 恒线速开 02 恒线速关 每分进给 03 每转进给 取消刀尖半径补偿 刀尖半径左补04 偿 刀尖半径右补偿 模态G指令 初态G指令 初态G指令 模态G指令 初态G指令 模态G指令 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

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循环启动键——程序、MDI指令运行启动。自动方式、录入方式。

进给倍率键；快速倍率键； 主轴倍率键—— 进给倍率键：进给速度的调整。自动方式、录入方式、编辑 方式、机械回零、手轮方式、 单步方式、手动方式、程序 回零。

快速倍率键：快速移动速度的调整。自动方式、录入方式机械回 零、手动方式、程序回零。 主轴倍率键：主轴速度调整。自动方式、录入方式、编辑 方式、机械回零、手轮方式、 单步方式、手动方式、程序 回零。

手动换刀键——手动换刀。机械回零、手轮方式、单步 方式、手动方式、程序回零。

点动开关键（润滑开关键）——主轴点动状态开/关（机床润滑开/关）。机械回零、手轮方式、单步 方式、手动方式、程序回零

冷却液开关键——冷却液开/关。自动方式、录入方式、编辑 方式、机械回零、手轮方式、 单步方式、手动方式、程序 回零

主轴控制键——主轴正转 主轴停止 主轴反

转。机械回零、手轮方式、单步 方式、手动方式、程序回零。

快速开关——快速速度/进给速度切换。自动方式、录入

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方式、机械 回零、手动方式、程序回零

手动进给键——手动、单步操

作方式X、Y、Z轴正向/负向移动。机械回零、单步方式、手动方式、程序回零。

手轮控制轴选择键——手轮操作方式X、Y、Z轴

选择。手轮方式。

手轮/单步增量选择与快速倍率选择键——手轮

每格移动0.001/0.01/0.1 mm

单步每步移动0.001/0.01/0.1 mm。自动方式、录入方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式、程序回零。 单段开关——程序单段运行/连续运行状态切换，单段有效时单段运行指示灯亮。自动方式、录入方式。 程序段选跳开关——程序段首标有“/”号的程序段是否跳过状态切换，程序段选跳开关打开时，跳段指示灯亮。自动方式、录入方式。

机床锁住开关——机床锁住时机床锁住指示灯亮，X、Z轴输出无效。自动方式、录入方式、编辑方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式、程序回零。

辅助功能锁住开关——辅助功能锁住时辅助功能锁住指示灯亮，M、S、T功能输出无效。自动方式、录入方式。 空运行开关——空运行有效时空运行指示灯点亮，加工程序/MDI指令段空运行。自动方式、录入方式。

编辑方式选择键——进入编辑操作方式。自动方式、录入方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式、程序

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回零。

自动方式选择键——进入自动操作方式。录入方式、编辑方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式、程序回零。

录入方式选择键——进入录入（MDI）操作方式。自动方式、编辑方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式、程序回零。

机械回零方式选择键——进入机械回零操作方式。自动方式、录入方式、编辑方式、手轮方式、单步方式、手动方式、程序回零。

单步/手轮方式选择键——进入单步或手轮操作方式（两种操作方式由参数选择其一）。自动方式、录入方式、编辑方式、机械回零、手动方式、程序回零

手动方式选择键——进入手动操作方式。自动方式、录入方式、编辑方式、机械回零、手轮方式、单步方式、程序回零。

程序回零方式选择键——进入程序回零操作方式。自动方式、录入方式、编辑方式、机械回零、手轮方式、单步方式、手动方式 1.2 :操作方式概述

GSK980TD有编辑、自动、录入、机械回零、单步/手轮、手动、程序回零等七种操作方式。

1、.编辑操作方式 ：在编辑操作方式下，可以进行加工程序的建立、删除和修改等操作。

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2、.自动操作方式：在自动操作方式下，自动运行程序。 3、.录入操作方式 ：在录入操作方式下，可进行参数的输入以及指令段的输入和执行。

4、机械回零操作方式 ：在机械回零操作方式下，可分别执行X、Z轴回机械零点操作。

5、手轮/单步操作方式 ：在单步/手轮进给方式中，CNC按选定的增量进行移动。

6、手动操作方式: 在手动操作方式下，可进行手动进给、手动快速、进给倍率调整、快速倍率调整及主轴启停、冷却液开关、润滑液开关、主轴点动、手动换刀等操作。 7、程序回零操作方式: 在程序回零操作方式下，可分别执行X、Z轴回程序零点操作。 1.3 显示界面

GSK980TD有位置界面、程序界面、刀补、报警、设置、参数、诊断等7个界面，每个界面下有多个显示页面。各界面（页面）与操作方式独立。 1、 位置界面

有四个页面，可通过键或键查看。

1) 绝对坐标显示页面 ：显示的X、Z坐标值为刀具在当前工件坐标系中的绝对位置，CNC上电时X、Z坐标保持，工件坐标系由G50指定。

2) 相对坐标显示页面: 显示的U、W坐标值为当前位置相对于相对参考点的坐标，CNC上电时U、W坐标保持。U、W坐标可随时清零。U、W坐标清零后，当前点为相对参考点。 3) 综合坐标显示页面 :在综合位置页面中，同时显示相对坐标、绝对坐标、机床坐标、余移动量（余移动量只在自动

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及录入方式下显示）。 机床坐标的显示值为当前位置在机床坐标系中的坐标值，机床坐标系是通过回机械零点建立的。

4) 坐标&程序显示页面

2、程序界面

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