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    GSK218M加工中心數控系統是廣州數控設備有限公司自主研發的普及型數控系統，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和超大規模可編程器件FPGA，實時控制和硬件插補技術保證了系統um級精度下的高效率。系統標準配置為四軸三聯動，旋轉軸可由參數設定，可選配四軸四聯動，系統最高定位速度30米/分，最高進給速度15米/分。

    采用μC/OS 實時操作系統充分保證插補任務的實時性，多任務的操作系統也使得系統模塊清晰，功能裁減簡單，能夠及時響應市場需求。采用10.4寸彩色顯示器，FPGA顯示控制技術。在線編輯PLC使邏輯控制功能更加強大靈活，PLC任務由單獨的單片機周期性執行，與主CPU構成主從應答機制。

    一、產品外觀及接口布局

    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、連接簡單、實用性強。整體分布如下圖二所示：

                                                 圖二：GSK218M接口圖

    二、GSK218M性能特點

    1、G功能簡介 

    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，通過參數可選。


    操作方式    前加減速            后加減速

    手動方式       無               直線型、指數型

    手輪方式     直線型             指數型

    單步方式        無              直線型、指數型

    快速定位    直線型、S型         直線型、指數型

     切削    前瞻控制、直線型、S型  直線型、指數型

    剛性攻絲  直線型                      無

    根據不同類型的機床，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，可選直線型前加減速，縮短定位時間；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，用脈沖串方式進行攻絲，需配具有位置環的主軸伺服單元，理論上攻絲最大主軸轉速由伺服單元決定，實驗做到1800r/min。剛性攻絲加減速參數可調。

    主軸跟隨攻絲：每個周期檢測主軸轉速，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

    系統將插補精度分為八個級別，用戶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合使用，實現換刀后自動補償，系統具有256組刀補數據，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、補償間距、補償倍率等參數設置，五個軸分開設置補償量，單向最大可設置1000個補償點，雙向2000個補償點。

    7、手動操作

    手動干預返回功能使自動和手動方式靈活切換。當在自動、錄入、DNC方式下有程序在運行時通過暫停后轉換到手動方式，則可進行手動干預操作，移動各軸，完成動作后再轉換到自動方式按“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點后繼續運行程序。

    手輪中斷和單步中斷功能完成自動運行過程中的坐標系平移。當在自動方式下運行程序時通過暫停后轉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，工件坐標保持不變，實現機床坐標偏移，直至再次進行機械回零后坐標恢復實際值。

    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（系統廠家級）、2級（機床廠家級）、3級（系統調試級）、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，接口都設計在系統正面的顯示面板上，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系統雙向傳輸加工程序、參數、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風格界面，該軟件可運行于Win98、 Win2K 、WinXP及WinMe。

    10、PLC子系統簡介

    內置PLC，實現機床的各種邏輯功能控制。主要性能指標如下：

    編程語言 ：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。

    標準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、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、相對坐標編程。   

    三、GSK218M系統應用

    1、產品應用

    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、數控磨床等類型產品上。目前國內配套GSK218M加工中心數控系統的主要廠家有：山東魯南機床有限公司、濟南第一機床集團有限公司、深圳市寶佳數控設備制造有限公司、浙江聯強數控機床股份有限公司等企業。產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、波蘭等多國展覽會進行過展銷，產品遠銷美國、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加工中心數控系統功能靈活，擴展性強，可以根據客戶不同的生產要求，進行專機改造，先后改造了旋壓機、銑齒機、雙系統多軸紡織機械等專用機械多臺，對GSK218M的應用和進一步開發提供了更廣闊的平臺。