第五章数控机床的可编程控制器

2020年9月16日星期三第五章数控机床的可编程控制器§5.3数控系统中PLC的信息交换及M、S、T功能的实现一、概述以PLC为中心，在CNC、PLC和MT之间的信息传递。•CNC系统、系统PMC及机床的信号关系:•�•FANUC系统常用的I/O装置•内置I/O模块•外置I/O单元•分线盘I/O模块•机床操作面板I/O卡•系统I/O单元•�•第二节FANUC系统PMC的功能指令•1.顺序程序结束指令（END1、END2、END）•�•FANUC系统PMC的功能指令•2.定时器指令（TMR、TMRB）•可变定时器TMR:TMR指令的定时时间可通过PMC参数进行更改。•固定定时器TMR:TMRB的设定时间编在梯形图中，在指令和定时器号的后面加上一项参数预设定时间，与顺序程序一起被写入FROM中，所以定时器的时间不能用PMC参数改写。•�•FANUC系统PMC的功能指令•3.计数器指令（CTR）•计数器主要功能是进行计数，可以是加计数，也可以是减计数。计数器的预置值形式是BCD代码还是二进制代码形式由PMC的参数设定（一般为二进制代码）。•�•FANUC系统PMC的功能指令•4.译码指令（DEC、DECB）•DEC指令的功能是：当两位BCD代码与给定值一致时，输出为“1”；不一致时，输出为“0”，主要用于数控机床的M码、T码的译码。一条DEC译码指令只能译一个M代码。•�•DECB的指令功能：可对1、2或4个字节的二进制代码数据译码，所指定的8位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数据位为1。主要用于M代码、T代码的译码，一条DECB代码可译8个连续M代码或8个连续T代码。•�•FANUC系统PMC的功能指令•5.比较指令（COMP、COMPB）•COMP指令的输入值和比较值为2位或4位BCD代码。•COMPB指令功能是：比较1个、2个或4个字节长的二进制数据之间的大小，比较的结果存放在运算结果寄存器（R9000）中。•�•FANUC系统PMC的功能指令•6.常数定义指令（NUME、NUMEB）•NUME指令是2位或4位BCD代码常数定义指令。•NUMEB指令是1个字节、2个字节或4个字节长二进制数的常数定义指令。•�•FANUC系统PMC的功能指令•7.判别一致指令（COIN）和传输指令（MOVE）•COIN指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、转台等旋转体是否到达目标位置等。•MOVE指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“与”运算，并将结果传输到指定地址。•�•FANUC系统PMC的功能指令•8.旋转指令（ROT、ROTB）•ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向；计算出回转体从当前位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的位置数。•�•FANUC系统PMC的功能指令•9.数据检索指令（DSCH、DSCHB）•DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（2位或4为BCD代码），并且输出其表内号，常用于刀具T码的检索。•�•FANUC系统PMC的功能指令•DSCHB指令的功能与DSCH一样也是用来检索指定的数据。但与DSCH指令不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。•�•FANUC系统PMC的功能指令•10.变地址传输指令（XMOV、XMOVB）•XMOV指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据，处理的数据为2位BCD代码或4位BCD代码。该指令常用于加工中心的随机换刀控制。•�•FANUC系统PMC的功能指令•XMOVB指令的功能与XMOV一样也是用来读取数据表的数据或写入数据表的数据。但与XMOV指令不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址形式指定。•�•FANUC系统PMC的功能指令•11.代码转换指令（COD、CODB）•COD指令是把2位BCD代码（0—99）数据转换成2位或4位BCD代码数据的指令。具体功能是把2位BCD代码指定的数据表内号数据（2位或4位BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。•�•FANUC系统PMC的功能指令•CODB指令是把2个字节的二进制代码（0—256）数据转换成1字节、2个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把2个字节二进制数指定的数据表内号数据（1字节、2个字节或4个字节的二进制数据）输出到转换数据的输出地址中。•�•FANUC系统PMC的功能指令•12.信息显示指令（DISPB）•该指令用于在系统显示装置（CRT或LCD）上显示外部信息，机床厂家根据机床的具体工作情况编制机床报警号及信息显示•信息号•信息数据•A0.1•1001EMERGENCYSTOP！•A0.2•1002DOORNEEDCLOSE！•A0.3•1003TOOLLIFEEXGAUST！•A0.4•2000PLEASECHECKGEARLUBEOILLEVEL！•�•第三节数控机床PMC控制应用举例•1.数控机床工作状态开关PＭC控制•(1)数控机床状态开关•�•（2）数控机床状态开关的功能•编辑状态(EDIT)：在此状态下，编辑存储到CNC内存中的加工程序文件。•存储运行状态（MEM）:在此状态下，系统运行的加工程序为系统存储器内的程序。•手动数据输入状态（MDI）：在此状态下，通过MDI面板可以编制最多10行的程序并被执行，程序格式和通常程序一样。•手轮进给状态（HND）：在此状态下，刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器微量移动。•�•（2）数控机床状态开关的功能•机床返回参考点（REF）：在此状态下，可以实现手动返回机床参考点的操作。通过返回机床参考点操作，CNC系统确定机床零点的位置。•DNC状态（RMT）：在此状态下，可以通过阅读机（加工纸带程序）或RS-232通信口与计算机进行通信，实现数控机床的在线加工。•手动连续进给状态（JOG）：在此状态下，持续按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀具沿着轴的所选方向连续移动。•�•（3）状态开关PMC控制梯形图•�•2.数控机床加工程序功能开关PＭC控制•(1)数控机床加工程序功能开关•�•机床锁住：在自动运行状态下，按下机床操作面板上的机床锁住开关，执行循环起动时，刀具不移动，但是显示器上每个轴运动的位移在变化，就象刀具在运动一样。•程序辅助功能的锁住：程序运行时，禁止执行M、S和T指令，和机床锁住功能一起使用,检查程序是否编制正确。•程序的空运转：在自动运行状态下，按下机床操作面板上的空运行开关，刀具按参数（各轴快移速度）中指定的速度移动，而与程序中指令的进给速度无关。•程序单段运行：按下单程序段方式开关进入单程序段工作方式。在单程序段方式中按下循环起动按钮后，刀具在执行完程序中的一段程序后停止。通过单段方式一段一段地执行程序，仔细检查程序。•(2)数控机床程序功能开关的作用•�•程序再起运行：该功能用于指定刀具断裂或者公休后重新起动程序时，将要起动程序段的顺序号，从该段程序重新起动机床。也可用于高速程序检查。程序的重新起动有两种重新起动的方法：P型和Q型（由系统参数设定）。•程序段跳过：在自动运行状态下，当操作面板上的程序段选择跳过开关接通时，有斜杠（/）的程序段被忽略。•程序选择停：在自动运行时，当加工程序执行到M01指令的程序段后也会停止。•程序循环起动运行：在存储器方式(MEM)、DNC运行方式(RMT)或手动数据输入方式（MDI）下，若按下循环起动开关，则CNC进入自动运行状态并开始运行,同时机床上的循环起动灯点亮。•程序进给暂停：自动运行期间进给暂停开关按下时，CNC进入暂停状态并且停止运行，同时，循环起动灯灭。•(2)数控机床程序功能开关的作用•�•(3)数控机床加工程序功能开关的PMC控制梯形图•�•3.数控机床倍率开关PＭC控制•进给倍率开关•主轴倍率开关•快移倍率开关•(1)数控机床倍率开关•�•(2)数控机床倍率开关的作用•进给速度倍率开关:通过进给倍率开关选择百分比（%）来增加或减少编程进给速度。•主轴速度倍率开关:使加工程序中指令的主轴速度S值乘以0％～254％的倍率。•快移倍率开关:数控机床无论自动运行快移速度还是手动快移速度是在系统参数中设定各轴的快移速度（倍率100%的速度），而加工程序中无需指定。自动运行中的快速移动包括所有的快速移动，如固定循环定位、自动参考位置返回等，而不仅仅是G00移动指令。手动快速移动也包含了参考位置返回中的快速移动。通过快速移动倍率信号可为快速移动速度施加倍率，快速移动速度倍率为F0、25%、50%和100%，其中F0由系统参数设定各轴固定进给速度。•�•（3）数控机床进给速度倍率和点动速度的PMC控制梯形图•�•4.数控机床润滑系统PＭC控制•数控机床润滑系统的电气控制要求•（1）首次开机时，自动润滑15秒（2.5秒打油、2.5秒关闭）。•（2）机床运行时，达到润滑间隔固定时间（如30分钟）自动润滑一次，而且润滑间隔时间用户可以进行调整（通过PMC参数）。•（3）加工过程中，操作者可根据实际需要还可以进行手动润滑（通过机床操作面板的润滑手动开关控制）。•（4）润滑泵电动机具有过载保护，当出现过载时，系统要有相应的报警信息。•（5）润滑油箱油面低于极限时，系统要有报警提示（此时机床可以运行）。•�•润滑系统电气控制线路•�•润滑系统PMC控制梯形图•�•5.数控机床辅助功能代码（Ｍ代码）PＭC控制•M00(程序停):中断程序执行的功能。程序段内的动作完成后，主轴及冷却停止。这以前的状态信息被保护，按循环起动按钮时可重新起动程序运行。•M01(程序选择停):只要操作者接通机床操作面板上的选择停按钮，就可进行与程序停相同的动作。选择停按钮断开时，此指令被忽略。•M02(程序结束):是指示加工程序结束指令。在完成该程序段的动作后，主轴及冷却停止，控制装置和机床复位。•M30(程序结束):是指示加工程序结束指令。在完成该程序段的动作后，主轴及冷却停止，控制装置和机床复位。程序自动回到程序的头。•M03、M04、M05:主轴正转、主轴反转及主轴停止指令。•M07、M08、M09:冷却液1、2打开及冷却液关指令。•M98、M99:子程序调用及子程序结束指令。•M19、M29:主轴定向停和刚性攻丝指令。•�•系统M代码控制时序图•�•辅助功能M代码PMC控制•�•SYSTEM•PMC•系统PMC画面功能及具体操作•�•[TOP]为返回梯形图开头的操作软键[BOTTOM]为返回梯形图结尾的操作软键[SRCH]为搜索梯形图中信号触点的操作软键[W-SRCH]为搜索梯形图中信号线圈的操作软键[N-SRCH]为搜索系统梯形图的行号的操作软键[F-SRCH]（需要按系统扩展键）为搜索系统梯形图中功能指令的操作软键•1.系统梯形图显示画面（PMCLAD）•�•2.系统梯形图的诊断画面（PMCDGN）•TITLE：显示PMC的标题画面，该画面可以显示系统梯形图的名称、PMC的类型、存储器的使用空间、梯形图程序所占的空间、信号注解所占的空间及信息注解所占的空间。•STATUS：显示系统PMC输入/输出信号的状态。•ALARM：系统PMC报警显示画面。•TRACE：系统PMC信号的跟踪画面显示。•�•系统PMC计数器画面•系统PMC的定时器画面•3.PMC参数画面（PMCPRM）•�•系统PMC保持型继电器画面（KEEPRL）•K00—K15为用户使用，机床厂家可根据机床的具体要求来设定，如机床是否使用第4轴控制、机床自动排削功能的选择等控制。K16—K19为系统专用区，用户不能作为他用，如K17.0为系统梯形图显示选择(设定为0时，表示显示系统梯形图)，K17.1为系统内装编辑功能是否有效(设定为1时,表示有效)。FANUC—0iB/0iC系统采用SB7类型PMC时，保持型继电器K900以上为系统专用区。•�