華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)的特點和使用技巧

1、 開放式、網(wǎng)絡化的華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng) 在首屆全國數(shù)控技能大賽中，由武漢華中數(shù)控股份有限公司生產(chǎn)的“世紀 星”車削數(shù)控系統(tǒng) （HNC-21T）、“世紀星”銑削和加工中心數(shù)控系統(tǒng)（HNC-22M) 共 26 臺國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，被選為比賽的指定系統(tǒng)，與國外知名公司的中高檔數(shù)控系統(tǒng)同臺競技，這是對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的極大鼓舞。 圖 1華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng) 開放式、網(wǎng)絡化已成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢，許多國家對開放式、網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)進行了研究。 如圖 1 所示，華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)采用以工業(yè) 微機作為硬件平臺的開放式體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新技術(shù)路線，充分利用PC軟、硬件的 豐富資源，通過軟件技術(shù)的創(chuàng)新，實

2、現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的突破。由于工業(yè) PC產(chǎn)量大、價格便宜，技術(shù)進步和性能提高很快，且可靠性高，因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價格比， 而且還可充分利用通用微機已有軟硬件資源和分享計算機領(lǐng)域的最新成果， 如大容量存儲器、 高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、 聯(lián)網(wǎng)通訊等 , 數(shù)控系統(tǒng)還能伴隨 PC技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，從而長期保持技術(shù)上的優(yōu)勢。 在國家 863 計劃、國家科技攻關(guān)計劃項目和國債項目的支持下， 華中數(shù)控開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代開放式、 網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)、 全數(shù)字交流伺服驅(qū)動和電機、伺服主軸驅(qū)動和主軸電機， 并建成數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。 華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)具有

3、質(zhì)量好，性價比高，新產(chǎn)品開發(fā)周期短，系統(tǒng)維護方便，配套能力強，開放性好，便于用戶二次開發(fā)和集成等許多優(yōu)點。 “世紀星”系列數(shù)控系統(tǒng)達到 了國外中高檔數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能，而價格約為國外同類產(chǎn)品的3060。 華中數(shù)控系統(tǒng)已獲得國家科技進步二等獎、國家教委科技進步一等獎和國家機械 局科技進步二等獎等， 被列為國家重點新產(chǎn)品。 現(xiàn)已派生出了十多種系列三十多 個特種數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，廣泛用于車、銑、加工中心、車銑復合、磨、鍛、齒輪、 仿形、激光加工、紡織機械、玻璃機械、醫(yī)療機械等設(shè)備。滿足用戶對低價格、 高性能、簡單、可靠數(shù)控系統(tǒng)的要求。 一、“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)特點 1、“世紀星”系統(tǒng)配置主要特點如下：

4、1）基于工業(yè) PC 的數(shù)控系統(tǒng)，先進的開放式體系結(jié)構(gòu)。 可與數(shù)控車、 數(shù)控銑、 加工中心、車銑復合等機床配套。 2）“世紀星”系統(tǒng)有普及型（HNC-21）和功能型（ HNC-22 ）兩個系列，可 配 4個進給軸，最大聯(lián)動軸數(shù)為 4軸（可擴展到 6軸控制和聯(lián)動）。進給軸控制接口類型有脈沖、模擬、串口等多種類型，可連接多種伺服電機和步進電機。既可用作半閉環(huán)、閉環(huán)控制，也可用作開環(huán)控制。 3）系統(tǒng)配置 7.7 英寸彩色液晶顯示器 （分辨率 640480 象素），也可配 10.4 英寸 TFT 彩色液晶顯示器（分辨率 640 480 象素），畫面美觀、清晰、直觀。 4）可選配電子盤、硬盤、軟驅(qū)、網(wǎng)絡等

5、存儲器，極大地方便用戶的程序輸 入。用戶程序可斷電儲存容量達16MB。程序存儲個數(shù)無限制 , 直至存儲器寫滿。 5）標準配置 40 路輸入和 32 路輸出，不需擴展即可滿足大部分車、銑和加 工中心的控制要求，并可根據(jù)需要擴展到128 路輸入和 128 路輸出。 6）面板包含標準車、銑床操作按鈕和狀態(tài)指示燈，使用戶操作直觀明了。 顯示屏亮度具有手動和自動調(diào)節(jié)功能。 7） DNC接口通訊功能， DNC最大速度 115.2KB/S；可選配局域網(wǎng)（以太網(wǎng)） 連接功能，可實現(xiàn)數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)，以太網(wǎng)速度可達10-100MB/S。 圖 2華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)主界面 2、“世紀星”系統(tǒng)功能主要特點如下（如圖2

6、 所示）： 1）編程語言采用國際通用的G 代碼編程，具有直線、圓弧、螺旋線插補功 能，支持程序的旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、刀具補償、宏程序、子程序調(diào)用、多種坐標 系設(shè)定等功能。支持MasterCAM 、UG、 ProE 等 CAD/CAM系統(tǒng)生成的數(shù)控加 工程序。 2）支持公制 / 英制輸入，絕對值 / 增量值編程，每分鐘 / 每轉(zhuǎn)進給和直徑 / 半 徑編程功能。 3）提供多種固定循環(huán)和復合循環(huán)，車床內(nèi)（外）徑粗車復合循環(huán)支持凹槽 加工功能。固定循環(huán)和復合循環(huán)的使用可以用一個程序段來完成一個加工循環(huán)， 使編程大大簡化。 4）車床支持倒角（直角、圓角） 、螺紋切削，螺紋切削具有多頭螺紋加工功 能，并可加

7、工變螺距螺紋。 銑床既支持柔性攻絲也支持剛性攻絲，剛性攻絲的使 用提高了加工效率 , 保證螺紋精度。 5）支持恒線速度切削功能，根據(jù)刀尖的位置自動變化主軸速度，使切削線 速度保持恒定， 以滿足工件加工的工藝要求，大大提高精加工面粗糙度，延長刀 具的使用壽命。 6）具有小線段連續(xù)高速加工功能（G64）和準確定位功能（ G61），加減速控 制采用 S 曲線加減速。 G64支持程序超前預處理，超前預讀程序，將小線段按連 續(xù)軌跡高速進給 , 根據(jù)拐角大小，自適應控制進給速度，保證拐點處的誤差小于 跟蹤誤差的允差設(shè)定，特別適合加工CAD/CAM 生成的復雜模具加工程序。 7）8 重子程序調(diào)用， 宏程序支

8、持邏輯運算符 （AND 、OR、NOT ）、函數(shù)（SIN, COS, TAN, ATAN,ATAN2,ABS,INT, SQRT, EXP）、條件判別語句（ IF, ELSE, ENDIF ）和循環(huán)語句（ WHILE,ENDW ），可實現(xiàn)復雜的運算，功能強大。用戶 使用變量進行算術(shù)、邏輯和函數(shù)的混合運算，可編制各種復雜的零件加工程序， 減少甚至免除繁瑣計算，大大精簡程序量。 8）支持單、雙向螺距補償和反向間隙補償，螺距補償數(shù)據(jù)最多可達 256 點。 具有跟蹤誤差允差設(shè)定與報警功能，數(shù)控系統(tǒng)實時監(jiān)控機床實際坐標，對機床的 非正常運行狀態(tài)進行報警。 9）具有斷點保存與恢復功能，大零件程序加工可分時

9、段加工，系統(tǒng)記憶上 次中斷加工時的狀態(tài)，為用戶提供極大的方便 10）三維圖形實時顯示刀具軌跡和零件形狀，界面實時加工參數(shù)顯示，包括 坐標位置（機床、工件、相對） 、跟蹤誤差、剩余進給、M 、S、T 和進給速度、 倍率等，顯示內(nèi)容豐富。 11）空運行和圖形化程序校驗功能，方便加工代碼的編制和檢驗。 12）進給修調(diào)、快速修調(diào)和主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)三種控制功能，修調(diào)范圍達到10 150。 13）系統(tǒng)采用漢字用戶界面，提供完善的在線幫助功能（程序代碼和幫助圖 例），操作簡便，易于掌握和使用。 14）支持自動換刀 、 刀具長度補償和刀尖半徑補償。車床系統(tǒng)支持多種對刀 方式（相對刀偏和絕對刀偏），刀補具有圓弧半徑

10、補償， 滿足高精度加工的要求。 15）支持指定程序行加工、任意程序行加工和程序跳段功能，加工代碼的控 制更加方便、靈活。 16）提供標準的 PLC 圖形顯示和設(shè)置，方便用戶的查看和修改。 17）提供二次開發(fā)接口，可按用戶要求定制控制系統(tǒng)的功能，適合專用機床 控制系統(tǒng)的開發(fā)。 二、“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)使用技巧和注意事項 1、程序輸入的技巧 “世紀星” 系統(tǒng)具有強大的程序輸入功能，除通用字符輸入功能外， 還提供 高級編輯功能，如塊定義、塊操作（刪除、拷貝、粘貼等） 、行刪除、查找、替換以及光標快速定位文件的頭尾等功能， 這些功能一般數(shù)控系統(tǒng)是不提供的， 只有在國外的中、高檔系統(tǒng)中才可使用。 2、功能

11、快捷鍵的使用技巧 為了減少系統(tǒng)菜單的復雜性， 同時又滿足系統(tǒng)操作者的使用要求， “世紀星” 系統(tǒng)將高級編輯功能、 提示信息查看功能等都定義了相應的快捷鍵，并將這些信 息放在了系統(tǒng)的“幫助信息”功能中，如圖3 所示。操作者可隨時查看使用。 圖 3華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng)在線幫助 3、幫助信息的使用技巧 數(shù)控加工中的指令（如G 指令、 M 、S、T 指令等）比較多，對于初級操作 者來說，一般使用起來比較困難， 要想將各種指令綜合應用編成一個正確的加工 代碼就更加困難?！笆兰o星”系統(tǒng)不但提供大量的幫助信息，而且還提供了能夠 將系統(tǒng)幫助程序自動轉(zhuǎn)換為加工代碼的功能。具體操作是在圖2 所示“幫助信息” 界

12、面中，找到相應指令幫助程序，按下“Alt+C ” 快捷鍵，系統(tǒng)自動將幫助程序 轉(zhuǎn)換為加工代碼， 此時該加工代碼將調(diào)入加工緩沖區(qū)，直接加工就可以了。 這大 大減少了操作者對“世紀星”系統(tǒng)的使用難度。 4、輪廓計算器的使用（選件） 在一般手工編制零件輪廓加工程序時， 為確定輪廓，需事先計算出每一段直線或圓弧的完整幾何信息， 如對于直線，需起點和終點；對于圓弧需起點、 終點、圓心、方向。這樣，對于稍微復雜一點的輪廓，由于要處理切點交點等的計算，要實現(xiàn)在線編制加工程序是很困難的。 “世紀星” 系統(tǒng)提供了輪廓計算器功能解決上述問題， 只要使用系統(tǒng)預先定義的輪廓元素和它們之間的幾何關(guān)系來描述零件輪廓， 填

13、寫工藝信息就可自動計算輪廓元素間的交點、 切點等信息， 并自動生成零件的加工代碼， 避免了手工編程時繁瑣的坐標計算，提高了編程的效率。 “世紀星”系統(tǒng)提供了輪廓計算器具有如下功能： 輪廓元素及幾何關(guān)系選擇功能， 可選的輪廓元素： 水平線、鉛垂線、角度線、圓??；可選的幾何關(guān)系：相切、相交。 加工參數(shù)選擇或輸入功能，包括加工平面選擇、運動指令選擇 (加工，快移 )、加工速度指定 參數(shù)絕對坐標輸入 輪廓圖形顯示，每輸入一輪廓元素，均有對應的圖形顯示 多值情況，用戶選擇 輪廓方向可選 每段輪廓元素確定后，自動生成該段元素的加工代碼段，并顯示可展開元素全部參數(shù)，也可只顯示必要參數(shù) 5、多種對刀方法的使用

14、 車床系統(tǒng)根據(jù)是否采用標準刀具， 對刀方法可以分為絕對刀偏法和相對刀偏 法。一般的數(shù)控系統(tǒng)只提供絕對刀偏法和相對刀偏法的一種作為刀具偏置的設(shè)定 方法，但實際的用戶往往卻對兩種對刀方法都有使用需求。因此，一種對刀方法 的使用就很難滿足不同用戶的要求， 這在一定程度上給用戶增加了使用難度。 “世 紀星”系統(tǒng)則通過參數(shù)的設(shè)定， 使用戶可選擇兩種對刀方法的任一種使用，這極 大地方便了用戶的使用。 絕對刀偏法和相對刀偏法在加工程序的編制上略有不同，可參見下例： 例 1 絕對刀偏法例 2 相對刀偏法 %O0001 ；絕對刀偏法編程示例 G92 X100 Z0 ；不是必要的 M03 S300 T0101；指定刀偏號為01 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 Z0 T0202；指定刀偏號為02 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 X100 Z0 M05 M30 %O0002 ；相對刀偏法編程示例 G92 X100 Z0；必須要 M03 S300 T0101；指定刀偏號為01 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 Z0 T0100 ；取消刀偏 T0202；指定刀偏號為02 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 X100 Z0