工業(yè)電氣控制技術(shù)第8章

第8章

可編程序控制器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用數(shù)控機(jī)床是裝有數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。FANUC和SIEMENS是全球最著名的數(shù)控系統(tǒng)制造商，他們都是將可編程控制器集成于數(shù)控系統(tǒng)中。可編程控制器與數(shù)控系統(tǒng)一起完成復(fù)雜的邏輯運(yùn)算、信號(hào)交換等功能。8.1數(shù)控機(jī)床及其PLC概述8.1.1數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床什么是數(shù)控技術(shù)？數(shù)控技術(shù)利用數(shù)字化信息對(duì)某一工作過(guò)程及運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)？用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱(chēng)為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)裝置、輔助控制裝置、反饋裝置等。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，也是數(shù)控機(jī)床的“大腦”。因此有時(shí)候也將數(shù)控裝置部分直接叫做數(shù)控系統(tǒng)。8.1.2數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.CNC控制部分：以機(jī)床工作臺(tái)（或刀架）的運(yùn)動(dòng)軌跡控制為顯著特點(diǎn)，通常只用來(lái)進(jìn)行復(fù)雜軌跡、精確定位等高精度、高速度加工設(shè)備的定位與運(yùn)動(dòng)的控制，其使用范圍單一，但對(duì)軌跡的準(zhǔn)確性和位置精度控制要求非常高。數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)包括兩大部分2.PLC控制部分：

PLC控制以開(kāi)關(guān)量為主，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的各種輔助動(dòng)作的控制，它在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)CNC內(nèi)部標(biāo)志以及機(jī)床的控制開(kāi)關(guān)、檢測(cè)元件、運(yùn)行部件的狀態(tài)，按照程序設(shè)定的邏輯順序?qū)Φ稁?kù)運(yùn)動(dòng)、換刀機(jī)構(gòu)、冷卻液等輔助動(dòng)作進(jìn)行控制。數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)控裝置CNCPLC輸入裝置輸出裝置操作面板MDI鍵盤(pán)、讀卡器、USB設(shè)備等顯示器、存儲(chǔ)卡、其它輸入端口等主軸放大器主軸電機(jī)進(jìn)給放大器進(jìn)給電機(jī)I/O模塊機(jī)床繼電器、電磁鐵、開(kāi)關(guān)、按鈕等機(jī)床本體檢測(cè)裝置8.1.3PLC在數(shù)控機(jī)床中的作用

及應(yīng)用形式1.作用（1）實(shí)現(xiàn)機(jī)床操作面板的控制。（2）

將機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)送入到PLC，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。（3）

將信號(hào)輸出到繼電器、接觸器、電磁鐵等元件，以控制其運(yùn)行。（4）將信號(hào)輸出到系統(tǒng)側(cè)，以改變系統(tǒng)的工作方式、進(jìn)給倍率、主軸停止、緊急停止等。（5）實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床輔助功能，如：自動(dòng)換刀、工件冷卻、機(jī)床潤(rùn)滑、機(jī)床照明等。（6）其他作用。如監(jiān)控診斷、用戶報(bào)警等功能。作用2.PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式（1）數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝式PLC內(nèi)裝式PLC，在設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)之初就將PLC和CNC結(jié)合起來(lái)考慮。

PLC和CNC之間的信號(hào)傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而有更寬的信息通道和更高的可靠性。

目前中、高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。2.PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式（2）獨(dú)立式PLC獨(dú)立式PLC也稱(chēng)外裝式PLC，它獨(dú)立于數(shù)控裝置，是具有獨(dú)立完成控制功能的PLC。采用這種應(yīng)用方式，可根據(jù)用戶自己的特點(diǎn)，選用不同專(zhuān)業(yè)PLC廠商的產(chǎn)品。

8.1.4PLC與數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床間的信息交換PLCCNC（系統(tǒng)側(cè)）MT（機(jī)床側(cè)）以PLC為中心以CNC和MT為兩側(cè)MT側(cè)至PLC：按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器等輸入信號(hào)PLC至MT側(cè)：繼電器、指示燈、電磁閥等輸出信號(hào)CNC至PLC：CNC的工作狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)、譯碼信息等PLC至CNC：用于改變CNC工作方式、實(shí)施控制等8.2FANUC數(shù)控PMC簡(jiǎn)介

FANUC是全球最大、最著名的CNC生產(chǎn)廠家之一，其產(chǎn)品以穩(wěn)定、可靠著稱(chēng)，在技術(shù)水平上居世界領(lǐng)先地位，產(chǎn)品占全球CNC市場(chǎng)的30%以上。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝式可編程控制器（PLC）又稱(chēng)為可編程機(jī)床控制器（ProgrammableMachineController，PMC）。因此PMC的本質(zhì)與PLC無(wú)異。8.2.1FANUC數(shù)控PMC性能規(guī)格PMC版本類(lèi)型PMC-SA1PMC-SB7PMC-LPMC典型數(shù)控系統(tǒng)0i-mateC0i-mateD0i-C0i-D編程方法梯形圖梯形圖梯形圖梯形圖梯形圖級(jí)別數(shù)2323第一級(jí)程序掃描周期8ms8ms8ms8ms基本指令執(zhí)行速度5μs/步0.033μs/步1μs/步25ns/步梯圖最大步數(shù)500024000500024000內(nèi)部繼電器R1100B8500B1500B8000B可變定時(shí)器TMR40個(gè)250個(gè)40個(gè)250個(gè)固定定時(shí)器TMRB100個(gè)500個(gè)100個(gè)500個(gè)保持型繼電器K20B120B120B200B數(shù)據(jù)表D1860B10000B3000B10000BI/Olink最大輸入點(diǎn)數(shù)X102410242562048I/Olink最大輸出點(diǎn)數(shù)Y1024102425620488.2.2FANUC數(shù)控PMC編程地址（1）X信號(hào)：由機(jī)床側(cè)輸入到PMC的信號(hào)(MT→PMC)，由“字節(jié)號(hào).位號(hào)”的方法表示。例如：X0.1（2）Y信號(hào)：由PMC輸出到機(jī)床側(cè)的信號(hào)(PMC→MT)，表示方法與X信號(hào)相同。8.2.2FANUC數(shù)控PMC編程地址（3）F信號(hào)：來(lái)自CNC側(cè)的狀態(tài)信號(hào)(NC→PMC)，這類(lèi)信號(hào)各地址的含義是由系統(tǒng)制造商確定的，用戶不能任意分配。各F信號(hào)詳細(xì)含義可以查閱FANUCPMC梯形圖語(yǔ)言編程說(shuō)明書(shū)。（4）G信號(hào)：由PMC輸出到NC側(cè)的控制信號(hào)(PMC→NC)，這類(lèi)信號(hào)各地址的含義是由系統(tǒng)制造商確定的，用戶不能任意分配。8.2.2FANUC數(shù)控PMC編程地址（5）內(nèi)部繼電器R：相當(dāng)于中間繼電器或輔助繼電器，它只能在PMC內(nèi)部供編程使用，不能驅(qū)動(dòng)外部元件。（6）信息顯示請(qǐng)求信號(hào)A：一般用于PMC外部報(bào)警信息顯示設(shè)置。

8.2.2FANUC數(shù)控PMC編程地址（7）定時(shí)器T：設(shè)置延時(shí)動(dòng)作時(shí)間。（8）計(jì)數(shù)器C：用于脈沖計(jì)數(shù)。（9）保持型繼電器K：主要用于外部設(shè)置梯形圖運(yùn)行的某些開(kāi)關(guān)量參數(shù)。（10）數(shù)據(jù)表地址D：該數(shù)據(jù)在系統(tǒng)斷電后仍可以保存而不會(huì)丟失，因此常被用作存儲(chǔ)刀具的數(shù)據(jù)表。8.2.3FANUC數(shù)控PMC

程序結(jié)構(gòu)及執(zhí)行原理

FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)PMC程序除PMC-SA1版本外，通常由第1級(jí)程序、第2級(jí)程序、第3級(jí)程序及子程序組成。

PMC-SA1版本只有第1級(jí)和第2級(jí)程序，沒(méi)有第3級(jí)程序及子程序SP。

FANUC數(shù)控PMC程序結(jié)構(gòu)及執(zhí)行原理SA1版本只有兩級(jí)程序SB7及以上版本可以包含子程序第一級(jí)程序每8ms掃描并輸出刷新一次第二級(jí)程序被分割成n份，第n份執(zhí)行完后再輸出刷新。8.2.4FANUC數(shù)控PMC編程方法

FANUC數(shù)控PMC編程一般使用梯形圖語(yǔ)言，這種方法編程簡(jiǎn)單易懂、功能強(qiáng)大，能實(shí)現(xiàn)FANUC數(shù)控PMC各種功能的編程。FANUC梯形圖編程方法（1）使用FANUC數(shù)控系統(tǒng)自帶的PMC編程器功能編輯；（2）使用FANUCLADDER-III軟件在電腦上編寫(xiě)，然后通過(guò)存儲(chǔ)卡傳入CNC系統(tǒng)，或使用通訊線纜載入CNC系統(tǒng)。1.使用系統(tǒng)PMC編程器編寫(xiě)1步：按[SYSTEM]按鈕2步：按擴(kuò)展軟鍵直到出現(xiàn)[PMC]，再按[PMC]軟鍵。3步：按擴(kuò)展軟鍵直到出現(xiàn)[EDIT]。4步：按[EDIT]，即可編輯PMC程序梯圖、參數(shù)等各項(xiàng)內(nèi)容2.使用LADDER軟件在電腦上編寫(xiě)使用LADDER軟件編輯程序編輯列表編輯標(biāo)題編輯系統(tǒng)參數(shù)編輯符號(hào)地址設(shè)置I/O模塊編輯PMC外部信息顯示梯形圖程序梯形圖程序結(jié)構(gòu)梯形圖程序顯示及編輯窗口基本指令編程功能指令編程8.3FANUCPMC編程實(shí)例數(shù)控機(jī)床PLC編程就是根據(jù)編程指令格式要求將一個(gè)又一個(gè)的控制任務(wù)的輸入與輸出的順序關(guān)系描述出來(lái)。各個(gè)控制任務(wù)之間可能是相互獨(dú)立的，也可能是相互有關(guān)聯(lián)的。8.3.1機(jī)床急停處理當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)任何緊急情況時(shí)，操作者只要按下緊急停止按鈕，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)急停報(bào)警，并且機(jī)床的所有加工動(dòng)作及輔助動(dòng)作（如：主軸旋轉(zhuǎn)、工作臺(tái)或刀架進(jìn)給、冷卻泵等）都要停止。急停是一種緊急操作動(dòng)作，從控制的安全角度考慮，數(shù)控機(jī)床的急停PMC編程信號(hào)（*ESP）采用的是負(fù)邏輯，所以機(jī)床急停功能PMC編程任務(wù)的本質(zhì)是急停解除PMC編程，如果沒(méi)有編寫(xiě)這個(gè)任務(wù)機(jī)床將始終處于急停未解除狀態(tài)。

1．急停外部線路連接常閉急停雙回路聯(lián)動(dòng)一回路由PLC將處理信號(hào)傳到系統(tǒng)另一回路直接送到伺服放大器，從而使伺服軸快速響應(yīng)急停信號(hào)2.編程元件地址表地址符號(hào)含義X8.4*ESP.K急停輸入銨鈕X5.0OVRLS.K解除超程按鍵X7.0+XLX軸正向極限開(kāi)關(guān)X7.1+ZLZ軸正向極限開(kāi)關(guān)X7.6-XLX軸負(fù)向極限開(kāi)關(guān)X7.7-ZLZ軸負(fù)向極限開(kāi)關(guān)G8.4*ESP急?？刂菩盘?hào)G71.1*ESPA主軸急?？刂菩盘?hào)符號(hào)前帶*號(hào)表示為“0”時(shí)有效X地址均為外部向PMC的輸入G地址為PMC向CNC輸出的控制信號(hào)3.梯圖程序分析（1）基本急停梯圖程序當(dāng)急停常閉按鈕未被按下時(shí)，此觸點(diǎn)X8.4為導(dǎo)通狀態(tài)則G8.4為1，此時(shí)急停解除，否則急停生效（2）硬件超程急停當(dāng)各軸正負(fù)方向任一限位開(kāi)關(guān)被壓下時(shí)，主網(wǎng)絡(luò)都會(huì)斷開(kāi)，從而使G8.4為0，系統(tǒng)急停生效需要解除超程急停則按下此按鈕，等待系統(tǒng)復(fù)位后，各軸就可以手動(dòng)離開(kāi)超程點(diǎn)了8.3.2數(shù)控機(jī)床工作方式選擇編程

人們對(duì)數(shù)控機(jī)床的任何一種操作，如手動(dòng)進(jìn)給、程序編輯、參數(shù)輸入、自動(dòng)加工等，都必須在數(shù)控系統(tǒng)的某一特定的工作方式下進(jìn)行。數(shù)控機(jī)床的工作方式轉(zhuǎn)換的操作方法通常有按鍵式和旋轉(zhuǎn)波段開(kāi)關(guān)式兩種

FANUC數(shù)控系統(tǒng)在未進(jìn)行工作方式的PMC編程時(shí)，只能處于MDI（ManualDataInput，手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入）工作方式。系統(tǒng)屏幕上顯示的當(dāng)前工作方式CKA6140工作方式梯形圖編程實(shí)例

機(jī)床操作面板上的七個(gè)按鍵，其功能分別是：自動(dòng)、編輯、MDI、DNC、回零、手動(dòng)、手輪。機(jī)床剛開(kāi)機(jī)時(shí)系統(tǒng)處于回零工作方式，當(dāng)用戶手動(dòng)按下工作方式中的任何一個(gè)按鍵時(shí)，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換到按鍵對(duì)應(yīng)的工作方式，原工作方式解除。工作方式編程元件地址表（1）PMC與機(jī)床側(cè)之間的I/O地址輸入地址輸出地址地址符號(hào)含義地址符號(hào)含義X5.1AUTO.K自動(dòng)輸入按鍵Y5.1AUTO.L自動(dòng)LED燈X5.2EDIT.K編輯輸入按鍵Y5.2EDIT.L編輯LED燈X5.3MDI.KMDI輸入按鍵Y5.3MDI.LMDILED燈X5.4DNC.KDNC輸入按鍵Y5.4DNC.LDNCLED燈X5.5HND.K手輪輸入按鍵Y5.5HND.L手輪LED燈X5.6JOG.K手動(dòng)輸入按鍵Y5.6JOG.L手動(dòng)LED燈X5.7REF.K回零輸入按鍵Y5.7REF.L回零LED燈分別對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床操作面板上的一個(gè)按鈕分別對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床面板上的一個(gè)狀態(tài)指示燈（2）PMC與CNC之間的I/O地址工作方式PMC→CNC的控制信號(hào)CNC→PMC的確認(rèn)信號(hào)G43.7（ZRN）G43.5（DNC）G43.2（MD4）G43.1（MD2）G43.0（MD1）自動(dòng)運(yùn)行（MEM）00001F3.5（MMEM）程序編輯（EDIT）00011F3.6（MEDT）MDI數(shù)據(jù)輸入（MDI）00000F3.3（MMDI）DNC在線加工（RMT）01001F3.4（MRMT）手輪進(jìn)給（HND）00100F3.1（MH）手動(dòng)連續(xù)（JOG）00101F3.2（MJ）回零（REF）10101F4.5（MREF）G信號(hào)（控制信號(hào)）是PMC編程的關(guān)鍵F信號(hào)常用來(lái)確認(rèn)系統(tǒng)的某種狀態(tài)3.工作方式梯圖程序分析數(shù)控機(jī)床工作方式PMC程序的關(guān)鍵就是要接收機(jī)床側(cè)的按鍵信號(hào)（X信號(hào)），然后根據(jù)按鍵信號(hào)的功能特點(diǎn)向CNC側(cè)輸出符合特定規(guī)律要求的控制信號(hào)（G信號(hào)）。機(jī)床的工作方式PMC梯圖程序，可分解為兩部分，一是對(duì)操作面板上工作方式的按鍵和指示燈的處理，二是對(duì)CNC側(cè)的控制信號(hào)的處理。

工作方式的按鍵和指示燈的處理梯形圖程序用[自動(dòng)]按鈕接通“自動(dòng)方式”狀態(tài)使“自動(dòng)方式”狀態(tài)自鎖保持用除當(dāng)前方式外，其他任何一種方式的按鈕來(lái)解除當(dāng)前方式其他方式的梯圖與自動(dòng)方式相似工作方式的按鍵和指示燈的處理梯形圖程序工作方式的按鍵和指示燈的處理梯形圖程序在其他方式都未打開(kāi)時(shí)，[回零]就有效，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)初始方式為[回零]工作方式的CNC側(cè)控制信號(hào)的處理梯形圖程序數(shù)控機(jī)床的工作方式是由G43.0、G43.1、G43.2、G43.5、G43.7這些信號(hào)組合起來(lái)控制的，所以編寫(xiě)梯形圖程序使每一個(gè)G信號(hào)在它們?yōu)椤?”的工作方式（根據(jù)PMC與CNC之間的I/O地址表）時(shí)接通左母線即可。工作方式的CNC側(cè)控制信號(hào)的處理梯形圖程序根據(jù)PMC與CNC之間的I/O地址表，G43.0應(yīng)在[自動(dòng)]、[編輯]、[DNC]、[手動(dòng)]、[回零]五種方式時(shí)為“1”工作方式的CNC側(cè)控制信號(hào)的處理梯形圖程序工作方式的其他控制信號(hào)G43.1、G43.2、G43.5、G43.7的處理方法與G43.0相似，梯形圖程序可仿照上一頁(yè)面編寫(xiě)。8.3.3系統(tǒng)運(yùn)行功能控制數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)加工零件過(guò)程中，用戶能對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制和操作，這就是數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行功能控制。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床一般至少包括循環(huán)啟動(dòng)、進(jìn)給暫停、單段執(zhí)行、選擇停、程序跳段、機(jī)床鎖住、空運(yùn)行等功能?？刂迫蝿?wù)介紹：在機(jī)床處于自動(dòng)方式或MDI方式時(shí)，按下[循環(huán)啟動(dòng)]按鈕，系統(tǒng)將開(kāi)始執(zhí)行數(shù)控加工程序。在執(zhí)行加工程序過(guò)程中按下[進(jìn)給保持]按鈕，系統(tǒng)在執(zhí)行完當(dāng)前加工程序段后暫停。單段執(zhí)行、選擇停、程序跳段、機(jī)床鎖住、空運(yùn)行等功能原理都相近，這些功能在處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)按一下對(duì)應(yīng)的功能按鍵將被開(kāi)啟，而當(dāng)它們處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)按一下對(duì)應(yīng)的功能按鍵此功能將被關(guān)閉。

梯圖程序分析

（1）程序單段執(zhí)行控制程序單段執(zhí)行只在自動(dòng)方式和MDI方式下有效，當(dāng)CNC側(cè)的單段執(zhí)行控制信號(hào)G46.1為1時(shí)，系統(tǒng)在執(zhí)行完每一行加工程序段后自動(dòng)進(jìn)入進(jìn)給保持狀態(tài)，當(dāng)再次按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕后，程序才執(zhí)行下一行程序段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件加工程序的逐段執(zhí)行。

程序單段執(zhí)行控制X0.0為機(jī)床控制面板上的“單段”按鈕地址由于掃描周期的存在使R200.1晚于X0.0一個(gè)周期后動(dòng)作R200.0產(chǎn)生為一個(gè)掃描周期的脈沖信號(hào)當(dāng)G46.1為“0”時(shí)，R200.0使G46.1變?yōu)?；當(dāng)G46.1為“1”時(shí)，R200.0使G46.1變?yōu)?。[自動(dòng)]和[MDI]兩種方式的判斷單段運(yùn)行的控制信號(hào)單段運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào)（2）選擇停控制當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行零件加工程序時(shí)遇到M00指令，則向PMC輸入信號(hào)DM00（F9.7）后，加工程序處于進(jìn)給暫停等待狀態(tài)，當(dāng)再次按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕時(shí)，程序繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行零件加工程序時(shí)遇到M01指令，則向PMC輸入信號(hào)DM01（F9.6），加工程序是否暫停保持取決于機(jī)床面板上的選擇停按鍵功能是否打開(kāi)。如果面板上的選擇停功能打開(kāi)則加工程序處于進(jìn)給暫停等待狀態(tài)，否則數(shù)控系統(tǒng)連續(xù)執(zhí)行后面的程序。（2）選擇?？刂铺輬D系統(tǒng)執(zhí)行到加工程序M00代碼時(shí)向PMC輸入F9.7信號(hào)自鎖系統(tǒng)執(zhí)行到加工程序M01代碼時(shí)向PMC輸入F9.6信號(hào)當(dāng)Y0.1選通時(shí)F9.6才有效[循環(huán)啟動(dòng)]按鈕（3）程序跳段程序跳段功能是系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行期間，為了方便對(duì)加工程序進(jìn)行測(cè)試，可以在某些程序段號(hào)前加一個(gè)斜杠符號(hào)標(biāo)識(shí)，這時(shí)系統(tǒng)將不執(zhí)行這段程序而跳到下一行程序段。程序跳段功能必須要編寫(xiě)PMC程序使其控制信號(hào)G44.0置1，若G44.0為0則系統(tǒng)不會(huì)跳過(guò)加斜杠的程序段而是正常順序執(zhí)行。（3）程序跳段梯圖程序跳段的控制信號(hào)（4）機(jī)床鎖住在零件的數(shù)控加工開(kāi)始之前，可以通過(guò)機(jī)床鎖住功能先執(zhí)行自動(dòng)運(yùn)行程序測(cè)試，通過(guò)圖像檢查零件程序是否正確。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，若機(jī)床鎖住信號(hào)G44.1為1，則系統(tǒng)停止向伺服電機(jī)輸出脈沖，將所有進(jìn)給軸鎖住，而軸位置狀態(tài)仍顯示變化。因此可以不進(jìn)行實(shí)際加工而通過(guò)圖像觀察位置顯示的變化。（4）機(jī)床鎖住梯圖程序跳段的控制信號(hào)（5）空運(yùn)行空運(yùn)行是數(shù)控機(jī)床以恒定的進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)而不執(zhí)行加工程序中所指定的進(jìn)給速度，常用于快速執(zhí)行程序檢查工作。（5）空運(yùn)行梯圖空運(yùn)行的控制信號(hào)（6）循環(huán)啟動(dòng)和進(jìn)給保持當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)在存儲(chǔ)器自動(dòng)加工運(yùn)行方式、DNC運(yùn)行方式或MDI方式時(shí)，手動(dòng)按下面板上的循環(huán)啟動(dòng)按鈕，則CNC進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始執(zhí)行零件加工程序。在自動(dòng)運(yùn)行期間，當(dāng)按下進(jìn)給保持（進(jìn)給暫停）按鈕時(shí)，CNC進(jìn)入運(yùn)行暫停狀態(tài)。循環(huán)啟動(dòng)的控制邏輯循環(huán)啟動(dòng)使用的是PMC到CNC的控制信號(hào)G7.2（ST）由“1”變?yōu)椤?”的下降沿，循環(huán)啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)按下（X0.6為1）時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)G7.2為1，當(dāng)松開(kāi)循環(huán)啟動(dòng)按鈕（X0.6為0）時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)由1變?yōu)?（信號(hào)的下降沿），系統(tǒng)執(zhí)行自動(dòng)加工，同時(shí)系統(tǒng)的循環(huán)啟動(dòng)狀態(tài)信號(hào)F0.5為1。進(jìn)給保持的控制邏輯進(jìn)給保持（進(jìn)給暫停）使用的進(jìn)給保持有效信號(hào)G8.5（*SP）。G8.5為負(fù)邏輯信號(hào)，即當(dāng)G8.5為0時(shí)系統(tǒng)處于進(jìn)給暫停狀態(tài)，此時(shí)即使遇到G7.2（ST）的下降沿信號(hào)系統(tǒng)仍然不能循環(huán)啟動(dòng)。只有當(dāng)G8.5保持為1時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)啟動(dòng)功能才能有效。循環(huán)啟動(dòng)和進(jìn)給保持的梯形圖實(shí)現(xiàn)選擇停功能進(jìn)給保持按鈕循環(huán)啟動(dòng)按鈕8.3.4速度倍率修調(diào)控制數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)給速度和主軸旋轉(zhuǎn)速度都可以通過(guò)倍率修調(diào)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的實(shí)際進(jìn)給速度是加工程序給定進(jìn)給速度（或系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定速度）與進(jìn)給倍率修調(diào)值相乘而得。1．控制任務(wù)介紹當(dāng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)時(shí)，可以使機(jī)床實(shí)際進(jìn)給速度在編程進(jìn)給速度F的0%～120%范圍內(nèi)進(jìn)行修調(diào)。

進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)2.編程元件地址表輸入地址符號(hào)說(shuō)明內(nèi)部繼電器X1.0F-S1進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)1R205.3～R205.0X1.1F-S2進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)2X1.2F-S3進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)3X1.3F-S4進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)4進(jìn)給倍率的控制信號(hào)分為手動(dòng)進(jìn)給和自動(dòng)運(yùn)行兩種方式的倍率控制信號(hào)。手動(dòng)進(jìn)給倍率使用*JV15～*JV0（G11、G10）控制；自動(dòng)運(yùn)行進(jìn)給倍率由*FV7～*FV0（G12）控制。進(jìn)給倍率與控制信號(hào)對(duì)照表

序號(hào)進(jìn)給倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)地址G11←G10（手動(dòng)進(jìn)給）G12（自動(dòng)運(yùn)行）倍率值%X1.3X1.2X1.1X1.0*JV15←*JV0十進(jìn)制*FV7←*FV0十進(jìn)制0000000000000

0000

000000000000000100011111111100110111-20111111101-32200111111111001101111-40111111011-54300101111110110100111-60111111001-76401101111110000010111-100111110101-1110501111111110000101111-200111101011-2120601011111010001000111-300111100001-3130701001111000001011111-400111010111-4140811001110110001110111-500111001101-5150911011110100010001111-600111000011-61601011111110010010100111-700110111001-71701111101110000010110111-800110101111-81801210101101110011010111-900110100101-91901310111101100011101111-1000110011011-1011001410011101010100000111-1100110010001-1111101510001101000100011111-1200110000111-1211203.代碼轉(zhuǎn)換指令CODB介紹代碼轉(zhuǎn)換指令CODB，作用是把二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成1字節(jié)、2字節(jié)或4字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

CODB指令的具體執(zhí)行過(guò)程是：先根據(jù)輸入、輸出關(guān)系編寫(xiě)一個(gè)數(shù)據(jù)表，根據(jù)表內(nèi)號(hào)（轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入地址內(nèi)的數(shù)據(jù)）的順序，把表內(nèi)數(shù)據(jù)（十進(jìn)制表示）自動(dòng)輸出到輸出地址中，并以1字節(jié)、2字節(jié)或4字節(jié)的二進(jìn)制方式存儲(chǔ)。3.代碼轉(zhuǎn)換指令CODB介紹RST：復(fù)位，當(dāng)RST為1時(shí)，停止轉(zhuǎn)換執(zhí)行條件，當(dāng)ACT為0時(shí)，不執(zhí)行CODB指令；當(dāng)ACT為1時(shí)，可以執(zhí)行CODB指令說(shuō)明：指定轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表中二進(jìn)制的字節(jié)數(shù)，0001表示1字節(jié)二進(jìn)制數(shù)，0002表示2字節(jié)二進(jìn)制數(shù)，0004表示4字節(jié)二進(jìn)制數(shù)。說(shuō)明：指定轉(zhuǎn)換表的范圍（0～255），數(shù)據(jù)表內(nèi)號(hào)開(kāi)始單元為0號(hào)，最后單元為n號(hào)，數(shù)據(jù)表的容量為n+1說(shuō)明：指定轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)所在數(shù)據(jù)表的表內(nèi)號(hào)地址。說(shuō)明：將數(shù)據(jù)表內(nèi)指定的1字節(jié)、2字節(jié)和4字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后輸出的地址手動(dòng)進(jìn)給倍率梯形圖程序設(shè)計(jì)

若機(jī)床的倍率波段開(kāi)關(guān)采用的格雷碼編碼，則在進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)給倍率梯形圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先將格雷碼轉(zhuǎn)換成普通二進(jìn)制碼。格雷碼轉(zhuǎn)換為普通二進(jìn)制碼（解碼）方法：

最左邊一位保持不變，從左邊第二位起，將每位與左邊一位解碼后的值“異或”，作為該位解碼后的值。

格雷碼轉(zhuǎn)換為普通二進(jìn)制碼程序

最左邊一位保持不變X1.2與R205.3作“異或”運(yùn)算從左邊第二位起，將每位與左邊一位解碼后的值“異或”，作為該位解碼后的值手動(dòng)進(jìn)給倍率梯形圖程序經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)單元R205內(nèi)的數(shù)據(jù)隨著倍率修調(diào)開(kāi)關(guān)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，呈0、1、2、……、15的順序變化。8.3.5手動(dòng)進(jìn)給控制手動(dòng)進(jìn)給是指數(shù)控機(jī)床在JOG進(jìn)給方式下，按住機(jī)床操作面板上的+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z等按鍵時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)軸將沿按鍵指定軸方向移動(dòng)。本實(shí)例將分析介紹數(shù)控機(jī)床這種手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給控制的PMC程序。機(jī)床的手動(dòng)進(jìn)給是各軸單獨(dú)實(shí)現(xiàn)控制的，其控制信號(hào)是：+X：G100.0，+Y：G100.1，+Z：G100.2；－X：G102.0，－Y：G102.1，－Z：G102.2。手動(dòng)進(jìn)給梯形圖程序+X按鈕地址回零時(shí)自鎖，不需要一直按住按鈕回零工作方式當(dāng)系統(tǒng)尋找到零點(diǎn)時(shí)F94.0變?yōu)?，使軸停止移動(dòng)僅JOG方式和增量方式時(shí)有效與反向進(jìn)給形成“互鎖”控制緊急復(fù)位或急停時(shí)軸停止進(jìn)給回零時(shí)坐標(biāo)移動(dòng)8.3.6手輪進(jìn)給控制手輪進(jìn)給是數(shù)控機(jī)床上非常重要、應(yīng)用非常廣泛的一種功能，數(shù)控機(jī)床在手動(dòng)對(duì)刀或小距離手動(dòng)進(jìn)給時(shí)，一般都要采用手輪進(jìn)給方式，它為操作者帶來(lái)了許多方便。便攜手輪操作方法是：將機(jī)床操作面板上的工作方式轉(zhuǎn)換到手輪方式（HND），再將便攜手輪上的軸選開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到要進(jìn)給的軸，將倍率開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到X1、X10、X100中的某一檔，然后順時(shí)針或逆時(shí)針搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，則機(jī)床相應(yīng)的軸就向正或向負(fù)方向以每個(gè)脈沖0.001mm、0.01mm、0.1mm的當(dāng)量進(jìn)給。數(shù)控銑床XK714手輪進(jìn)給的控制信號(hào)

G18.3(HS1D)G18.2(HS1C)G18.1(HS1B)G18.0(HS1A)選擇的機(jī)床坐標(biāo)軸0000無(wú)選擇0001第1軸0010第2軸0011第3軸0100第4軸（1）軸選信號(hào)數(shù)控銑床XK714手輪進(jìn)給的控制信號(hào)

（2）倍率信號(hào)手輪倍率MP2（G19.5）MP1（G19.4）X100X1001X10010X100011注：此表中的X100和X1000分別需要在參數(shù)No7113、No7114中設(shè)定。數(shù)控銑床XK714手輪進(jìn)給的梯圖程序

增量值對(duì)照控制信號(hào)表軸選對(duì)照控制信號(hào)表8.3.7數(shù)控車(chē)床主軸換檔控制

數(shù)控機(jī)床的主軸形式很多，主軸的工作要求區(qū)別也較大，所以關(guān)于主軸的PMC控制程序區(qū)別也很大，例如比較常見(jiàn)的有高低速換檔控制、正反轉(zhuǎn)控制、定向控制等。采用模擬主軸的數(shù)控車(chē)床，因無(wú)極變頻調(diào)速范圍不能滿足使用需要，所以在主軸箱的機(jī)械傳動(dòng)方面常設(shè)置2～4級(jí)機(jī)械換檔裝置以滿足低速大轉(zhuǎn)矩要求。1.控制任務(wù)介紹

數(shù)控系統(tǒng)的車(chē)床CKA6140為例，該機(jī)床采用的模擬主軸，主軸箱是帶有手動(dòng)換檔的高、低檔兩級(jí)機(jī)械調(diào)速結(jié)構(gòu)。主軸停止時(shí)，手動(dòng)轉(zhuǎn)換主軸箱前面的高、低速手柄，其中低速檔范圍是40～400轉(zhuǎn)/分鐘，高速檔范圍是280～2800轉(zhuǎn)/分鐘。說(shuō)明：

FANUC數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)3741、3742、3743可設(shè)置各檔位主軸的最高轉(zhuǎn)速。主軸換檔PMC程序的作用就是要通過(guò)掃描高、低檔位接近開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后傳送到CNC，CNC根據(jù)PMC處理的控制信號(hào)確定機(jī)床主軸當(dāng)前檔位的最高轉(zhuǎn)速是由參數(shù)3741、3742、3743中的哪一個(gè)決定。2.編程元件地址表（1）機(jī)床的高、低速檔位接近開(kāi)關(guān)的輸入地址：

地址檔位連接速度范圍X4.4高速擋接近開(kāi)關(guān)地址（常開(kāi)）280~2800X1.4低速擋接近開(kāi)關(guān)地址（常開(kāi)）40~400（2）PMC→CNC的換擋控制信號(hào)地址：

主軸最高轉(zhuǎn)速參數(shù)

GR2（G28.2）

GR1（G28.1）

3741（設(shè)定為2800r/min）

003742（設(shè)定為400r/min）

013743（設(shè)定為0）

103.CKA6140主軸手動(dòng)換檔梯圖程序固定定時(shí)器指令主軸旋轉(zhuǎn)指令主軸旋轉(zhuǎn)指令執(zhí)行2s后可執(zhí)行后面的指令代碼高速擋接近開(kāi)關(guān)低速擋接近開(kāi)關(guān)雙速換擋中始終為0；三速換擋中必須使用。低速時(shí)為1高速時(shí)為0G29.6為1時(shí)主軸才能起動(dòng)確保擋桿必須在高速或低速任一擋位時(shí)主軸才能起動(dòng)8.3.8用戶報(bào)警信息顯示當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)某些故障時(shí)，經(jīng)常在屏幕上方可以看到反映故障情況的報(bào)警信息，這些報(bào)警信號(hào)是用于數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的重要依據(jù)。報(bào)警信息號(hào)在1000之后信息，是用戶通過(guò)PMC編寫(xiě)的一種報(bào)警信息。任務(wù)介紹

FANUC數(shù)控PMC提供一種編程地址：信息顯示請(qǐng)求信號(hào)地址A。該地址的每一位可指向一條數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)的是用戶編寫(xiě)的各種信息數(shù)據(jù)。當(dāng)A地址的某一位變?yōu)?時(shí)，使用DISPB功能指令就可以將該位地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容顯示到屏幕上。

信息顯示數(shù)據(jù)的編寫(xiě)雙擊Message打開(kāi)信息編輯窗口編輯顯示信號(hào)用戶報(bào)警信息顯示梯圖程序信息顯示指令屏幕最多顯示8條信息當(dāng)A*.*為1時(shí)其信息被顯示8.3.9數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑控制數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)，為了使機(jī)床導(dǎo)軌、滾珠絲杠和軸承等部件穩(wěn)定工作，需要對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般采用定時(shí)自動(dòng)潤(rùn)滑方式，這種方式簡(jiǎn)單方便，免去了操作麻煩，平時(shí)操作者幾乎可以不用考慮機(jī)床潤(rùn)滑的工作，當(dāng)潤(rùn)