華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用技巧

1、 開放式、網(wǎng)絡(luò)化的華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng) 在首屆全國(guó)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(jì) 星”車削數(shù)控系統(tǒng) （HNC-21T）、“世紀(jì)星”銑削和加工中心數(shù)控系統(tǒng)（HNC-22M) 共 26 臺(tái)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，被選為比賽的指定系統(tǒng)，與國(guó)外知名公司的中高檔數(shù)控系統(tǒng)同臺(tái)競(jìng)技，這是對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的極大鼓舞。 圖 1華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng) 開放式、網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，許多國(guó)家對(duì)開放式、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 如圖 1 所示，華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)采用以工業(yè) 微機(jī)作為硬件平臺(tái)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(shí)

2、現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的突破。由于工業(yè) PC產(chǎn)量大、價(jià)格便宜，技術(shù)進(jìn)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(tái)不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比， 而且還可充分利用通用微機(jī)已有軟硬件資源和分享計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最新成果， 如大容量存儲(chǔ)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(zhǎng)期保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。 在國(guó)家 863 計(jì)劃、國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)債項(xiàng)目的支持下， 華中數(shù)控開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代開放式、 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)、 全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)、伺服主軸驅(qū)動(dòng)和主軸電機(jī)， 并建成數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。 華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)具有

3、質(zhì)量好，性價(jià)比高，新產(chǎn)品開發(fā)周期短，系統(tǒng)維護(hù)方便，配套能力強(qiáng)，開放性好，便于用戶二次開發(fā)和集成等許多優(yōu)點(diǎn)。 “世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到 了國(guó)外中高檔數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能，而價(jià)格約為國(guó)外同類產(chǎn)品的3060。 華中數(shù)控系統(tǒng)已獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國(guó)家機(jī)械 局科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等， 被列為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。 現(xiàn)已派生出了十多種系列三十多 個(gè)特種數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，廣泛用于車、銑、加工中心、車銑復(fù)合、磨、鍛、齒輪、 仿形、激光加工、紡織機(jī)械、玻璃機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械等設(shè)備。滿足用戶對(duì)低價(jià)格、 高性能、簡(jiǎn)單、可靠數(shù)控系統(tǒng)的要求。 一、“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn) 1、“世紀(jì)星”系統(tǒng)配置主要特點(diǎn)如下：

4、1）基于工業(yè) PC 的數(shù)控系統(tǒng)，先進(jìn)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(fù)合等機(jī)床配套。 2）“世紀(jì)星”系統(tǒng)有普及型（HNC-21）和功能型（ HNC-22 ）兩個(gè)系列，可 配 4個(gè)進(jìn)給軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為 4軸（可擴(kuò)展到 6軸控制和聯(lián)動(dòng)）。進(jìn)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(jī)和步進(jìn)電機(jī)。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(luò)等

5、存儲(chǔ)器，極大地方便用戶的程序輸 入。用戶程序可斷電儲(chǔ)存容量達(dá)16MB。程序存儲(chǔ)個(gè)數(shù)無限制 , 直至存儲(chǔ)器寫滿。 5）標(biāo)準(zhǔn)配置 40 路輸入和 32 路輸出，不需擴(kuò)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(kuò)展到128 路輸入和 128 路輸出。 6）面板包含標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)和自動(dòng)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(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，以太網(wǎng)速度可達(dá)10-100MB/S。 圖 2華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)主界面 2、“世紀(jì)星”系統(tǒng)功能主要特點(diǎn)如下（如圖2

6、 所示）： 1）編程語言采用國(guó)際通用的G 代碼編程，具有直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)功 能，支持程序的旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、刀具補(bǔ)償、宏程序、子程序調(diào)用、多種坐標(biāo) 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(duì)值 / 增量值編程，每分鐘 / 每轉(zhuǎn)進(jìn)給和直徑 / 半 徑編程功能。 3）提供多種固定循環(huán)和復(fù)合循環(huán)，車床內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)支持凹槽 加工功能。固定循環(huán)和復(fù)合循環(huán)的使用可以用一個(gè)程序段來完成一個(gè)加工循環(huán)， 使編程大大簡(jiǎn)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(dòng)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(zhǎng)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(zhǔn)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(yù)處理，超前預(yù)讀程序，將小線段按連 續(xù)軌跡高速進(jìn)給 , 根據(jù)拐角大小，自適應(yīng)控制進(jìn)給速度，保證拐點(diǎn)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(fù)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(yùn)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)算，功能強(qiáng)大。用戶 使用變量進(jìn)行算術(shù)、邏輯和函數(shù)的混合運(yùn)算，可編制各種復(fù)雜的零件加工程序， 減少甚至免除繁瑣計(jì)算，大大精簡(jiǎn)程序量。 8）支持單、雙向螺距補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，螺距補(bǔ)償數(shù)據(jù)最多可達(dá) 256 點(diǎn)。 具有跟蹤誤差允差設(shè)定與報(bào)警功能，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床實(shí)際坐標(biāo)，對(duì)機(jī)床的 非正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。 9）具有斷點(diǎn)保存與恢復(fù)功能，大零件程序加工可分時(shí)

9、段加工，系統(tǒng)記憶上 次中斷加工時(shí)的狀態(tài)，為用戶提供極大的方便 10）三維圖形實(shí)時(shí)顯示刀具軌跡和零件形狀，界面實(shí)時(shí)加工參數(shù)顯示，包括 坐標(biāo)位置（機(jī)床、工件、相對(duì)） 、跟蹤誤差、剩余進(jìn)給、M 、S、T 和進(jìn)給速度、 倍率等，顯示內(nèi)容豐富。 11）空運(yùn)行和圖形化程序校驗(yàn)功能，方便加工代碼的編制和檢驗(yàn)。 12）進(jìn)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(dá)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(jiǎn)便，易于掌握和使用。 14）支持自動(dòng)換刀 、 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償。車床系統(tǒng)支持多種對(duì)刀 方式（相對(duì)刀偏和絕對(duì)刀偏），刀補(bǔ)具有圓弧半徑

10、補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)床 控制系統(tǒng)的開發(fā)。 二、“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)使用技巧和注意事項(xiàng) 1、程序輸入的技巧 “世紀(jì)星” 系統(tǒng)具有強(qiáng)大的程序輸入功能，除通用字符輸入功能外， 還提供 高級(jí)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(biāo)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(guó)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(fù)雜性， 同時(shí)又滿足系統(tǒng)操作者的使用要求， “世紀(jì)星” 系統(tǒng)將高級(jí)編輯功能、 提示信息查看功能等都定義了相應(yīng)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(shí)查看使用。 圖 3華中“世紀(jì)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(duì)于初級(jí)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(yīng)用編成一個(gè)正確的加工 代碼就更加困難?！笆兰o(jì)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(dòng)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(yīng)指令幫助程序，按下“Alt+C ” 快捷鍵，系統(tǒng)自動(dòng)將幫助程序 轉(zhuǎn)換為加工代碼， 此時(shí)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(duì)“世紀(jì)星”系統(tǒng)的使用難度。 4、輪廓計(jì)算器的使用（選件） 在一般手工編制零件輪廓加工程序時(shí)， 為確定輪廓，需事先計(jì)算出每一段直線或圓弧的完整幾何信息， 如對(duì)于直線，需起點(diǎn)和終點(diǎn)；對(duì)于圓弧需起點(diǎn)、 終點(diǎn)、圓心、方向。這樣，對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的輪廓，由于要處理切點(diǎn)交點(diǎn)等的計(jì)算，要實(shí)現(xiàn)在線編制加工程序是很困難的。 “世紀(jì)星” 系統(tǒng)提供了輪廓計(jì)算器功能解決上述問題， 只要使用系統(tǒng)預(yù)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(dòng)計(jì)算輪廓元素間的交點(diǎn)、 切點(diǎn)等信息， 并自動(dòng)生成零件的加工代碼， 避免了手工編程時(shí)繁瑣的坐標(biāo)計(jì)算，提高了編程的效率。 “世紀(jì)星”系統(tǒng)提供了輪廓計(jì)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、圓弧；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(yùn)動(dòng)指令選擇 (加工，快移 )、加工速度指定 參數(shù)絕對(duì)坐標(biāo)輸入 輪廓圖形顯示，每輸入一輪廓元素，均有對(duì)應(yīng)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(dòng)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(duì)刀方法的使用

14、 車床系統(tǒng)根據(jù)是否采用標(biāo)準(zhǔn)刀具， 對(duì)刀方法可以分為絕對(duì)刀偏法和相對(duì)刀偏 法。一般的數(shù)控系統(tǒng)只提供絕對(duì)刀偏法和相對(duì)刀偏法的一種作為刀具偏置的設(shè)定 方法，但實(shí)際的用戶往往卻對(duì)兩種對(duì)刀方法都有使用需求。因此，一種對(duì)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(jì)星”系統(tǒng)則通過參數(shù)的設(shè)定， 使用戶可選擇兩種對(duì)刀方法的任一種使用，這極 大地方便了用戶的使用。 絕對(duì)刀偏法和相對(duì)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(duì)刀偏法例 2 相對(duì)刀偏法 %O0001 ；絕對(duì)刀偏法編程示例 G92 X100 Z0 ；不是必要的 M03 S300 T0101；指定刀偏號(hào)為01 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 Z0 T0202；指定刀偏號(hào)為02 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 X100 Z0 M05 M30 %O0002 ；相對(duì)刀偏法編程示例 G92 X100 Z0；必須要 M03 S300 T0101；指定刀偏號(hào)為01 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 Z0 T0100 ；取消刀偏 T0202；指定刀偏號(hào)為02 G01 Z-10 X30 Z-20 X100 G01 X100 Z0