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卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)置PLC |
| 發(fā)布時間：2020/5/4 |
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)置PLC
1.卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC概述
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)置PLC通常又稱PMCoFANUC系列的不同數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC有PMC—L、PMC—M、PMC—P、PMC—SB7、PMC—SAl、PMC—SA3、PMC—SA5等多種型號。PMC的順序程序一般使用梯形圖編程并可以由編程裝置轉(zhuǎn)換成機器碼并寫入數(shù)控系統(tǒng)鵝EPROM中，當然，輸入過程中有時需要借助于語句表或助記符輸入。各種型號PMC翁輸入腧出信號容量及接線方法與通用PLC產(chǎn)品類似。
FANUC系列PMC的指令系統(tǒng)由基本指令和功能指令構(gòu)成。不同型號的PMC有完全一樣的指令系統(tǒng)，但功能指令的數(shù)目不同，提供給用戶使用的最大程序存儲空間也不同，必須在具體的CNC系統(tǒng)允許的程序步數(shù)和地址范圍內(nèi)使用。
FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)的CNC、PMC和卷板機床電路之間的信號聯(lián)系及地址分類示意圖。
在卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)的PMC編程時，可以使用的地址類型如下。
1)PMC的輸入信號X(卷板機床電路輸入一PMC)
PMC的輸入信號是來自卷板機床電路的按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、卷板機床操作面板按鍵等的物理連接點，用符號x、位和數(shù)單元地址數(shù)來表示?？梢允褂玫膞信號的數(shù)目隨CNC型號有所不同，位數(shù)從0～7。有的CNC個別x信號為固定用途，不可任意使用，這些X信號的使用應(yīng)遵循具體CNC型號的規(guī)定。
例如，輸入信號x2.1連接卷板機床操作面板的x+按鍵，則當卷板機床操作面板的x+按鍵被按下時，PMC程序識別該信號的狀態(tài)為“1”。同樣，如果x3.4為某數(shù)控車床刀位信號T1，當?shù)都苄D(zhuǎn)到1號刀位，x3.4的狀態(tài)變?yōu)椤?”，PMC可以立即獲得該信號，判斷刀架狀態(tài)，進行換刀控制。
同普通PLC輸入信號一樣，一般來說用戶可以自己分配和定義輸入信號，但在FANUC系統(tǒng)PMC的使用中，有一些x信號的地址是固定的，在硬件設(shè)計和編程時必須接固定的輸入信號。例如，x8.4為緊急停止輸入信號地址，X9.0～X9.4為第1-5軸參考點返回減速信號地址，X4.7為跳過信號輸入地址等。
2)PMC的輸出信號Y(PMc_卷板機床電路)
PMC的輸入信號是用來向卷板機床側(cè)輸出內(nèi)置PLC(PMC)運行的執(zhí)行結(jié)果，驅(qū)動具體的執(zhí)行機構(gòu)正確動作，例如，繼電器、電磁閥、信號燈等，用符號Y、單元地址數(shù)和位數(shù)來表示。可以使用的Y信號的數(shù)目隨CNC型號有所不同，位數(shù)從0～7，不能被任意使用的單元或位應(yīng)遵循具體CNC型號的規(guī)定。例如，某數(shù)控加工中心PMC的輸出信號Y9.2翹主軸順時針轉(zhuǎn)輸出信號，Y9-3為主軸逆時針轉(zhuǎn)輸出信號，Y8.4為主軸松刀輸出信號等。
Nc基本程序和PMC程序是兩個軟件模塊，它們之間沒有直接的物理連接，只有內(nèi)信號的連接。從PMC發(fā)向NC的內(nèi)部信號地址用符號G、位數(shù)和單元地址數(shù)表示。信嘲內(nèi)容和地址是CNC系統(tǒng)設(shè)計時就確定下來的，只能按照定義編寫PMC文件。從PMC期向NC的G信號有很多，G信號反應(yīng)了PMC運行的結(jié)果，這些G信號中有的反應(yīng)卷板機床的狀態(tài)，有的則是向NC發(fā)出一些請求。例如，G114.0一G114.4為第1～5軸正向超程信號，G116.0～G116.4為第1～5軸負向超程信號，當NC接收這些信號中有一個或多個為“0”時，NC即停止軸運動，并且出現(xiàn)相應(yīng)的超程報警。
4)從NC發(fā)向PMC的內(nèi)部信號F(NC--'PMC)
由NC發(fā)出的可供PMC讀取使用的內(nèi)部信號地址用符號F、位數(shù)和單元地址數(shù)來表示。F信號的內(nèi)容和地址和G信號類似，也是CNC系統(tǒng)設(shè)計時就確定下來的。從NC發(fā)向PMC的F信號有很多，這些F信號反應(yīng)了NC當前的運行狀態(tài)，PMC根據(jù)這些F信號的狀態(tài)的不同，運行的結(jié)果也有所不同。例如，F(xiàn)0.5為自動運行啟動中，此信號向PMC通知自動運行處在啟動中(動作中)的，PMC可以根據(jù)這一信號的狀態(tài)控制三色燈(卷板機床運行狀態(tài)指示燈)中的綠燈的狀態(tài)。
5)PMC中其他信號
R信號、K信號、D信號、T信號、C信號等代表的信號類型如表1所示。
表1 PMC其他信號類型表
字符 | 信號類型 | R | 內(nèi)部繼電器 | A | 信息顯示請求信號 | C | 計數(shù)器 | K | 保持型繼電器 | D | 數(shù)據(jù)表 | T | 可變定時器 | L | 標號 | P | 子程序號 |
另外，PMC順序程序的設(shè)計從編制梯形圖開始。梯形圖由繼電器觸點和功能指令構(gòu)成。梯形圖中所表示的邏輯關(guān)系構(gòu)成順序程序。輸入順序程序的方法有兩種：一種輸入方法使用助記符語言(LD、AND、OR等PMC指令)。另一種方法使用繼電器符號。通過使用相應(yīng)的繼電器觸點、符號和功能指令符號輸入順序程序。在使用繼電器符號方法是，可以使用梯形圖格式，并且不用理解PMC指令格式即可進行編程。實際上，即使順序程序由梯形圖方法輸入，在系統(tǒng)內(nèi)部也被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的PMC指令。
2.卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的基本指令
在執(zhí)行順序程序時，邏輯運算的中間結(jié)果存儲在一個寄存器中，這個寄存器由9位組成，如圖8-71所示。執(zhí)行指令(RD等)暫存運算中間結(jié)果時，如圖8-71所示，將當前存儲的狀態(tài)向左移動一位壓棧。湘反，執(zhí)行指令(AND等)取出操作結(jié)果是，右移一位出棧。該寄存器按照堆棧原理工作，即最后進入的最先被取出。
堆棧寄存器(暫存運算的中間結(jié)果) 正在執(zhí)行運算的結(jié)果
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的基本指令共有14個，表2所示為基本指令及其功能。
表2基本指令和功能
序號 | 指令 | 功能 | 1 | RD | 讀入指定的信號狀態(tài)并設(shè)置為ST0中 | 2 | RD．NOT | 將讀入的指定信號的邏輯狀態(tài)取非后設(shè)置到ST0中 | 3 | WRT | 將邏輯運算結(jié)果(STO的狀態(tài))輸出到指定的地址 | 4 | TNOT | 將邏輯運算結(jié)果(ST0的狀態(tài))取非后輸出到指定的地址 | 5 | AND | 邏輯與 | 6 | AND．NOT | 將指定的信號狀態(tài)取非后邏輯與 | 7 | oR | 邏輯或 | 8 | OR．NOT | 將指定的信號狀態(tài)取非后邏輯或 | 9 | RD．STK | 將寄存器的內(nèi)容左移1位，把指定地址的信號狀態(tài)設(shè)到ST0中 | 10 | RD．NOT．STK | 將寄存器的內(nèi)容左移1位，把指定地址的信號狀態(tài)取非后設(shè)趔ST0中 | 11 | AND．STK | ST0和STl邏輯與后，堆棧寄存器右移1位 | 12 | oR．STK | ST0和STl邏輯或后，堆棧寄存器右移1位 | 13 | SET | ST0和指定地址中的信號邏輯或后，將結(jié)果返回到指定地址中 | 14 | RST | ST0的狀態(tài)取反后和指定地址中的信號邏輯與后，將結(jié)果返回到指定地址中 |
3.卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的功能指令
數(shù)控系統(tǒng)需要對數(shù)控卷板機床所有的邏輯順序進行控制，例如，冷卻、刀庫選擇、機械手動作等。還需要對數(shù)控卷板機床的設(shè)備安全進行保護，例如，電動機過載報警、刀位信號異常報警等。要實現(xiàn)這么多、這么復(fù)雜的功能，單單運用基本指令是很難實現(xiàn)的，這就需要功能指令，例如，譯碼、編碼、計時器、計數(shù)器、子程序調(diào)用等。卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)配置的PMC根據(jù)信號的不同功能指令的數(shù)量也不同，表3所示為PMC—SA3的功能指令和處理過程。
表3功能指令和過程處理
序號 | 指令 | 處理過程 | 1 | ENDl | 第一級順序程序結(jié)束 | 2 | END2 | 第二級順序程序結(jié)束 | 3 | TMR | 定時器 | 4 | TMRB | 固定定時器 | 5 | TMRC | 定時器 | 6 | DEC | 譯碼器 | 7 | DECB | 二進制譯碼 | 8 | CTR | 計數(shù)器 | 9 | CTRC | 計數(shù)器 | 10 | RoT | 選擇控制 | 11 | ROTB | 二進制旋轉(zhuǎn)控制 | 12 | COD | 代碼轉(zhuǎn)換 | 13 | CODB | 二進制代碼轉(zhuǎn)換 | 14 | MOVE | 邏輯乘數(shù)據(jù)傳送 | 15 | MOVoR | 邏輯或后數(shù)據(jù)傳送 | 16 | MOVB | 一字節(jié)數(shù)據(jù)傳送 | 17 | MOVW | 兩字節(jié)數(shù)據(jù)傳送 | 18 | MOVN | 任意字節(jié)數(shù)據(jù)傳送 | 19 | COM | 公共線控制 | 20 | COME | 公共線控制結(jié)束 | 21 | JMP | 跳轉(zhuǎn) | 22 | JMPE | 跳轉(zhuǎn)結(jié)束 | 23 | JMPB | 標號跳轉(zhuǎn)1 | 24 | JMPC | 標號跳轉(zhuǎn)2 | 25 | LBL | 標號 | 26 | PARI | 奇偶校驗 | 27 | DCNV | 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 | 28 | DCNVB | 擴展數(shù)據(jù)交換 | 29 | CoMP | 比較 | 30 | COMPB | 二進制數(shù)值比較 | 31 | COIN | 一致判斷 | 32 | DSCH | 數(shù)據(jù)搜尋 | 33 | DSCHB | 二進制數(shù)據(jù)搜尋 | 34 | XMOV | 變址數(shù)據(jù)傳送 | 35 | XMOVB | 二進制變址數(shù)據(jù)傳送 | 36 | ADD | 加法運算 | 37 | ADDB | 二進制加法運算 | 38 | SUB | 減法運算 | 39 | SUBB | 二進制減法運算 | 40 | MlH． | 乘法運算 | 41 | MULB | 二進制乘法運算 | 42 | DIV | 除法運算 | 43 | DIVB | 二進制除法運算 | 44 | NUhIE | 定義常數(shù) | 45 | NUMEB | 定義二進制常數(shù) | 46 | DISPB | 擴展信息顯示 | 47 | EXll | 外部數(shù)據(jù)輸入 | 48 | AXICTL | PLC軸控制 | 49 | WnqDR | 讀CNC口數(shù)據(jù) | 50 | W帥W | 寫CNC窗口數(shù)據(jù) | 51 | MMC3R | 讀MMC3窗口數(shù)據(jù) | 52 | MMC：3W | 寫MMC3窗口數(shù)據(jù) | 53 | CWR | 讀MMC2窗口數(shù)據(jù) | 54 | MMCⅥnⅣ | 寫MMC2窗口數(shù)據(jù) | 55 | DⅢD | 上升沿檢測 | 56 | DmU | 下降沿檢測 | 57 | EOR | 異或 | 58 | AND | 邏輯乘 | 59 | OR | 邏輯或 | 60 | NOT | 邏輯非 | 61 | END | 梯形圖程序結(jié)束 | 62 | CALL | 調(diào)用子程序 | 63 | CALLU | 無條件調(diào)用子程序 | 64 | SP | 子程序 | 65 | SPE | 子程序結(jié)束 |
65 SPE 子程序結(jié)束
功能指令一般是由控制條件、指令、參數(shù)和輸出四個部分組成。由于指令的不同，可能不是所有功能指令都完全有這四個部分?？刂茥l件對功能指令的執(zhí)行、復(fù)位等進行控制，因功能指令的不同，控制條件的數(shù)量和意義都會不同。功能指令的參數(shù)可能是常數(shù)也可能是數(shù)據(jù)地址由功能指令決定，參數(shù)可以指定功能指令的執(zhí)行方式、處理數(shù)據(jù)的存放地址等。功能指令的輸出反應(yīng)的意義也隨指令的不同而不同，有的執(zhí)行出錯、有的執(zhí)行結(jié)束等。
這里對卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的部分功能指令做簡單的說明。
1)順序程序結(jié)束指令
順序程序結(jié)束指令有ENDl(第一級順序程序結(jié)束)、END2(第二級順序程序結(jié)束)。
 
圖72 ENDl梯形圖格式 圖73 END2梯形圖格式
ENDl在順序程序中必須給出一次，可在第一級程序末尾，或當沒有第一級程序時，排在第二級程序開頭。END2在第二級程序末尾給出。
第一級程序每8ms執(zhí)行一次?？梢蕴幚硪恍┮箜憫?yīng)快的短脈沖信號。例如，急停、跳轉(zhuǎn)、超程等，不使用第一級程序時只編寫EDNl指令。第二級程序每8xn ms執(zhí)行一次。為第二級程序的分割數(shù)。在開始執(zhí)行第二級程序時，PLC會把二級程序分割成，z份。每個8ms只執(zhí)行一份。第一級與第二級程序的時間分割如圖8-74所示。當最后分割數(shù)為咒的二級程序執(zhí)行完后，程序又從頭開始執(zhí)行。
2)定時器指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC有三個定時器指令，一是TMR延時導(dǎo)通定時器，定時時間在使用定時器對應(yīng)的T地址中設(shè)定；二是TMRB用做時間固定的延時導(dǎo)通定時器，定時時間在PMC程序中設(shè)定，不可改動；三是TMRC是用地址設(shè)定定時時間的延時導(dǎo)通定時器。
定時器是TMR功能指令使用示例。圖中TMR指令使用的是4號定時器，定時使用在4號定時器對應(yīng)的T地址中設(shè)置?？刂茥l件ACT為中間繼電器R22.6，當ACT為“1”開始定時，經(jīng)過設(shè)置的時間，繼電器T22.7置“1”輸出，當ACT為“0”時定時器復(fù)位。
定時器TMRB功能指令的使用示例。圖中TMRB指令使用的是1號定時器，定時時間為100ms，執(zhí)行情況與TMR指令類似。控制條件ACT為X13.0為“1”時開始定時，lOOms后R50.1置“1”輸出，X13.0為“0”時定時器復(fù)位。
定時器TMRB功能指的使用令示例
定時器TMRC功能指令的使用示例。圖中TMRC參數(shù)“0001”是設(shè)定定時器的精度為48ms，定時時間由D10中的數(shù)據(jù)設(shè)定，R100開始的連續(xù)4個字節(jié)，作為系統(tǒng)作業(yè)區(qū)，供定時器工作時使用。
3)譯碼指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的譯碼指令有DEC和DECB，主要用于M功能和T功能的譯碼，這兩個指令用法和功能類似。這里只對DECB進行介紹，DECB可對l、2、4字節(jié)的二進制代碼數(shù)據(jù)譯碼，所指的八位連續(xù)數(shù)據(jù)之一與代碼數(shù)據(jù)一致時，對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)位為1。不一致時，輸出數(shù)據(jù)為0。譯碼指令DECB的使用示例。當控制條件ACT中F7.0為1時，執(zhí)行譯碼。若F10中數(shù)據(jù)為16，則R2.0置“1”；若F10中數(shù)據(jù)為17，則R2.1、R2.0置“1”；連續(xù)8位以此類推。
4)計數(shù)器指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的計數(shù)器指令有CRT、CRTC。計數(shù)器指令CRT的使用示例。這里使用的是1號計數(shù)器，預(yù)置值在1號計數(shù)器對應(yīng)的C地址中設(shè)定。CRT指令的控制條件有四個，共同控制指令的執(zhí)行方式。若CN0＝0計數(shù)器的初始值由0開始；若CN0=I計數(shù)器的初始值由1開始。若UPDOWN=0加計數(shù)器(初始值為CN0的設(shè)定)：若UPDOWN=I減計數(shù)器(初始值為計數(shù)器預(yù)置值)。ACT為計數(shù)輸入信號，ACT出現(xiàn)一次上升沿，計數(shù)器計數(shù)一次，計數(shù)到后Y13.0置“1”輸出。當計數(shù)到，ACT再出現(xiàn)一次上升沿，計數(shù)器復(fù)位，Y13.0置“0”，停止輸出。若RST=0，計數(shù)器運行；若RST=I，計數(shù)器計數(shù)值復(fù)位且輸出位清零。
5)旋轉(zhuǎn)控制指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的旋轉(zhuǎn)控制指令有ROT、ROTB。旋轉(zhuǎn)控制指令主要用于回轉(zhuǎn)控制，如加工中心的刀庫、數(shù)控車床的刀架等。根據(jù)總位置數(shù)，當前位置、目標位置得出旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)動的位置數(shù)。旋轉(zhuǎn)控制指令ROTB的使用示例。ROTB的參數(shù)有5個，“0001”設(shè)定數(shù)據(jù)長度為1B，D100中數(shù)據(jù)為要進行旋轉(zhuǎn)控制部件的總位置數(shù)，R23中數(shù)據(jù)為旋轉(zhuǎn)部件當前位置號，R28中數(shù)據(jù)為旋轉(zhuǎn)部件目標位置號，R30為計算結(jié)果輸出地址。ROTB指令的控制條件也有5個。CNO=0初始位置由0開始；CNO：l初始位置由1開始。DIR=0旋轉(zhuǎn)方向固定為正向；DIR=I進行旋轉(zhuǎn)方向選擇，旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)最短路徑選擇正負向。POS=0根據(jù)目標位置計算結(jié)果；POS=I根據(jù)目標前一位置的計算結(jié)果。INC=0時，計算的結(jié)果為位置數(shù)；INC=I時，計算結(jié)果為步數(shù)。如要計算目標位置的前一位置，指定INC=0和POS=I。如要計算當前位置與目標位置之間的差距，指令I(lǐng)NC=1和POS=0。ACT=0時，不執(zhí)行ROTB指令；AcT=1時，執(zhí)行ROTB指令。R10.4為旋轉(zhuǎn)方向輸出，R10.4為“O”沒有輸出，表示旋轉(zhuǎn)方向為正方向；R10.4為“1”有輸出，表示旋轉(zhuǎn)方向為負方向。
6)代碼轉(zhuǎn)換指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的代碼轉(zhuǎn)換指令有COD、CODB。代碼轉(zhuǎn)換指令必須有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入地址、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出地址。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入地址中數(shù)據(jù)為轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表內(nèi)號，執(zhí)行指令后將該表內(nèi)號對應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出地址中。轉(zhuǎn)換指令CODB的使用示例?！?002”設(shè)定數(shù)據(jù)長度為2B，“00,16” 設(shè)定數(shù)據(jù)容量為16，R13為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入地址，G10為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出地址。CODB指令的控制條件有兩個，ACT=0時，不執(zhí)行CODB指令；ACT=1時，執(zhí)行CODB指令。RST=0不復(fù)位：RST=1將錯誤輸出復(fù)位。圖8—81中R35.1為錯誤輸出，當執(zhí)行代碼轉(zhuǎn)換出錯時，R35.1置“1”輸出。CODB指令下方的即是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表。
7)數(shù)據(jù)比較指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC數(shù)據(jù)比較指令有COMP、COMPB。該類指令是將輸入數(shù)值與比較數(shù)值進行大小比較，并輸出比較結(jié)果。數(shù)據(jù)比較指令COMPB的使用示例。“1001”設(shè)定輸入數(shù)據(jù)為地址，數(shù)據(jù)長度為1B；D50為輸入數(shù)據(jù)；F26為對比數(shù)據(jù)。COMPB指令的控制條件ACT為R9091.1。當ACT=0時，不執(zhí)行指令；當ACT=I時，執(zhí)行指令，對比F26和D50中的數(shù)據(jù)，比較結(jié)果在運算結(jié)果寄存器R9000中。若F26=D50，則R9000.0置“1”；若F26>D50則R9000.1置“1”。
8)一致性檢測指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC一致性檢測指令為COIN。檢測輸入值與比較值是否一致。
一致性檢測指令COIN的使用示例?！?001”設(shè)定用地址指定輸入數(shù)據(jù)，R200為輸入數(shù)據(jù)地址，R300為比較數(shù)據(jù)地址?？刂茥l件有兩個BYT和ACT。BYT=0處理數(shù)據(jù)為BCD兩位；BYr_1處理數(shù)據(jù)為BCD四位。ACT卸：不執(zhí)行，輸出不變；ACＤ：執(zhí)行指令，根據(jù)結(jié)果改變輸出。若R200=R300，則R10.3置“1”輸出；若R200≠R300，則R10.3置“0”沒輸出。
9)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送指令
卷板機床FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC數(shù)據(jù)傳送指令有MOVB、MOVW、MOVN，分別是傳送單字節(jié)數(shù)據(jù)、雙字節(jié)數(shù)據(jù)、任意字節(jié)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送指令MOVB的使用示例。當ACT=0時，不執(zhí)行指令；當ACT=I時，執(zhí)行指令，將C7中數(shù)據(jù)傳送到R24中。
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