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案例頻道采用μC/OS 實時操作系統(tǒng)充分保證插補任務(wù)的實時性，多任務(wù)的操作系統(tǒng)也使得系統(tǒng)模塊清晰，功能裁減簡單，能夠及時響應(yīng)市場需求。采用10.4寸彩色顯示器，F(xiàn)PGA顯示控制技術(shù)。在線編輯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(zhí)行，與主CPU構(gòu)成主從應(yīng)答機制。
一、產(chǎn)品外觀及接口布局
該系統(tǒng)設(shè)計為一體化結(jié)構(gòu)，操作面板、編輯面板及顯示模塊在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)試簡單，圖一為GSK218M的正視圖：
外部接口方面，力求結(jié)構(gòu)清晰、連接簡單、實用性強。整體分布如下圖二所示：
二、GSK218M性能特點
1、G功能簡介
系統(tǒng)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。還具有以下較為實用的功能：可編成數(shù)據(jù)輸入功能G10、G11；公英制數(shù)據(jù)輸入及自動切換功能G20、G21；自動拐角圓弧功能G39；單方向定位功能G60；縮放功能G50、G51；旋轉(zhuǎn)功能G68、G69；極坐標(biāo)功能G15、G16等。
此外，系統(tǒng)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用性。
2、加減速功能
為最大程度滿足客戶需求，系統(tǒng)在加減速和插補方面功能豐富，可選擇性較強，這些功能都開放給客戶，通過參數(shù)可選。
操作方式 前加減速 后加減速
手動方式 無 直線型、指數(shù)型
手輪方式 直線型 指數(shù)型
單步方式 無 直線型、指數(shù)型
快速定位 直線型、S型 直線型、指數(shù)型
切削 前瞻控制、直線型、S型 直線型、指數(shù)型
剛性攻絲 直線型 無
根據(jù)不同類型的機床，在效率和平穩(wěn)性方面可以找到較好的組合。如果機床剛性較好，可選直線型前加減速，縮短定位時間；相反如果剛性較差，可選指數(shù)型后加減速，使機床定位平穩(wěn)。
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(zhuǎn)速由伺服單元決定，實驗做到1800r/min。剛性攻絲加減速參數(shù)可調(diào)。
主軸跟隨攻絲：每個周期檢測主軸轉(zhuǎn)速，進而決定進給量，實驗做到800r/min。
4、速度前瞻及軌跡前瞻
系統(tǒng)提前預(yù)讀100段程序單節(jié)，預(yù)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(yù)先規(guī)劃通過每個程序段末端點的速度，使曲線離散后的小線段插補時速度不反復(fù)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段進行重新規(guī)劃，刪除一些奇異點，重新離散一些偏差較大的線段，使整個插補過程高速平滑。
5、插補功能
系統(tǒng)將插補精度分為八個級別，用戶根據(jù)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(tǒng)同時具有Hermit樣條插補功能，對精度要求較高的場合打開該插補。
6、補償功能
系統(tǒng)具有刀具半徑補償功能、長度補償功能、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，實現(xiàn)時可分為伸長型、縮短型和插入型。刀具長度補償和自動換刀結(jié)合使用，實現(xiàn)換刀后自動補償，系統(tǒng)具有256組刀補數(shù)據(jù)，滿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補償號碼、補償點數(shù)、補償間距、補償倍率等參數(shù)設(shè)置，五個軸分開設(shè)置補償量，單向最大可設(shè)置1000個補償點，雙向2000個補償點。
7、手動操作
手動干預(yù)返回功能使自動和手動方式靈活切換。當(dāng)在自動、錄入、DNC方式下有程序在運行時通過暫停后轉(zhuǎn)換到手動方式，則可進行手動干預(yù)操作，移動各軸，完成動作后再轉(zhuǎn)換到自動方式按“啟動”鍵運行該程序時，各軸以G00方式快速返回到原手動干預(yù)點后繼續(xù)運行程序。
手輪中斷和單步中斷功能完成自動運行過程中的坐標(biāo)系平移。當(dāng)在自動方式下運行程序時通過暫停后轉(zhuǎn)換到手輪或單步方式，則可進行手輪或單步中斷操作，移動各軸，完成動作后切換至自動方式下后啟動，工件坐標(biāo)保持不變，實現(xiàn)機床坐標(biāo)偏移，直至再次進行機械回零后坐標(biāo)恢復(fù)實際值。
8、多級密碼保護功能
為了防止加工程序、CNC參數(shù)等被誤修改，GSK218M系統(tǒng)提供了權(quán)限設(shè)置功能，密碼等級分為4級，由高到低分別為1級（系統(tǒng)廠家級）、2級（機床廠家級）、3級（系統(tǒng)調(diào)試級）、4級（終端用戶級）。
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(shè)計在系統(tǒng)正面的顯示面板上，操作簡單、使用方便。
USB接口支持多次熱拔插。可使用U盤傳輸加工程序和升級軟件，支持U盤在線加工（U盤DNC）。
RS232串口用于PC機與CNC系統(tǒng)雙向傳輸加工程序、參數(shù)、PLC程序及軟件升級等，還可用來進行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(tǒng)簡介
內(nèi)置PLC，實現(xiàn)機床的各種邏輯功能控制。主要性能指標(biāo)如下：
編程語言 ：Ladder ；程序級數(shù) ：2級
第一級程序執(zhí)行周期 ：8ms；基本指令平均處理時間 ：3μs
程序容量 ：4200步
基本I/O：48點輸入/48點輸出，可擴展
在線編輯、轉(zhuǎn)換、下載梯圖，可同時裝入16個梯圖，也可在PC機通過軟件編輯，傳輸。
指令表顯示、操作。
MCODE：定制M代碼。
標(biāo)準(zhǔn)梯圖配有機械手刀庫、斗笠式刀庫功能；三級自動換檔功能。
11、索引功能
在索引功能中，詳細介紹了在各個界面下的各種操作步驟和方法；報警號、G指令、參數(shù)、宏指令、PLC地址具體定義和設(shè)置；提供了加、減、乘、除、正弦、余弦、開方的運算方法。
12、編輯功能
程序容量：56M、最多可存儲400個程序，支持用戶宏程序調(diào)用、子程序四重嵌套；支持程序運行時后臺編輯功能，支持絕對坐標(biāo)、相對坐標(biāo)編程。
三、GSK218M系統(tǒng)應(yīng)用
1、產(chǎn)品應(yīng)用
GSK218M加工中心數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)在應(yīng)用配置在數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床等類型產(chǎn)品上。目前國內(nèi)配套GSK218M加工中心數(shù)控系統(tǒng)的主要廠家有：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(shù)控設(shè)備制造有限公司、浙江聯(lián)強數(shù)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(zhuǎn)換功能，在阿根廷、巴西、印度尼西亞、波蘭等多國展覽會進行過展銷，產(chǎn)品遠銷美國、墨西哥、阿根廷、印度尼西亞、馬來西亞、巴基斯坦、敘利亞、波蘭、芬蘭等多個國家。
2、專機改造
GSK218M加工中心數(shù)控系統(tǒng)功能靈活，擴展性強，可以根據(jù)客戶不同的生產(chǎn)要求，進行專機改造，先后改造了旋壓機、銑齒機、雙系統(tǒng)多軸紡織機械等專用機械多臺，對GSK218M的應(yīng)用和進一步開發(fā)提供了更廣闊的平臺。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號