数控机床PMC编程及调试实训指导书.docx
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数控机床PMC编程及调试实训指导书
数控机床PMC编程与调试
实训指导书
V3.1版
前言
通电前的检查
对照电气原理图,检查线路。
序号
检查事项
是否正常
解决方法
备注
1
各电源的相电阻及对地电阻。
若中间经过空气开关、交流接触器、保险等器件,应手动令这些器件导通测量。
1.所有线端对地电阻测量时不能有短路(零线除外,系统24V电源的负端是和系统外壳等电位的)
2.交流线端之间不应存在相互短路
2
电源变压器的进出线顺序,务必检查。
如:
伺服变压器、220V控制变压器等。
不能接反
否则烧变压器
3
开关电源,24V正负是否正确,之间是否有短路现象。
4
检查所有24V继电器线圈接线是否正确。
5
检查数控系统供电24V正负是否正确。
6
启停控制回路连接是否正确,连接是否牢靠。
7
变频器进出电源务必检查,R、S、T输入接三相380V电源,U、V、W输出接电机。
8
变频器控制回路连接是否正确,连接是否牢靠。
9
检查各回路导线、电缆的规格是否符合设计要求。
通电检查
1.合上电柜的电源总开关,测量三相进线的电压,每两相间电压为AC380V±10%,各相对地电压为AC220V±10%
2.测量伺服变压器的输出电压。
副边每两相间的电压为AC200V(-15%~10%),若副边各相间电压异常,应检查伺服变压器的原边与副边,不能倒置
3.测量开关电源的输入电压AC220V±10%和输出电压DC24V±10%是否正常
任务一FANUCPMC简介
一、FANUCPMC的概念
1、PMC(ProgrammableMachineController),就是内置于CNC、用来执行数控机床顺序控制操作的可编程机床控制器。
2、PMC在数控机床上实现的功能主要包括工作方式控制、速度倍率控制、自动运行控制、手动运行控制、主轴控制、机床锁住控制、程序校验控制、硬件超程和急停控制、辅助电机控制、外部报警和操作信息控制等。
二、FANUCPMC的信号
PMC的信息交换是以PMC为中心,在CNC、PMC和MT三者之间进行信息交换,如图所示。
CNC系统、系统PMC及机床的信号关系
1.X信号
X信号为机床输出PMC的信号,主要是机床操作面板的按键、按钮和其他各种开关的输入信号。
个别X信号的含义和地址是FANUCCNC事先定义好的,用来作为高速信号由CNC直接读取,可以不经过PMC的处理,如急停信号。
2.Y信号
Y信号为PMC输出到MT的信号,主要是机床执行元件(电磁阀、接触器、信号灯)的控制信号,以及状态和报警指示等。
3.G信号
G信号为PMC输出到CNC的信号,对系统部分进行控制和信息反馈(如轴互锁信号、M代码执行完毕信号等)。
所有G信号的含义和地址都是FANUCCNC事先定义好的,PMC编程人员只能使用。
4.F信号
F信号为CNC输出到PMC的信号,主要是反映CNC运行状态或运行结果的信号。
系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态,以及请求相关机床动作的信号(如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等),反馈到PMC中去进行逻辑运输,作为机床动作的条件及进行自诊断的依据,其地址从F0开始所有F信号的含义和地址都是FANUCCNC事先定义好的,PMC编程人员只能使用
三、FANUC0iDPMC的基本规格
PMC规格
0i-DPMC
0i-DPMC/L
0iMate-DPMC/L
编程语言
梯形图
梯形图
梯形图
梯形图级别数
3
2
2
第一级程序执行周期
8ms
8ms
8ms
基本指令执行速度
25ns/步
1μs/步
1μs/步
梯形图程序容量
最大约32000步
最大约8000步
最大约8000步
基本指令数
14
14
14
功能指令数
93
92
92
CNC接口-输入F
768B×2
768B
768B
CNC接口-输出G
768B×2
768B
768B
DI/DOI/OLink-输入(X)
最大2048点
最大1024点
最大256点
DI/DOI/OLink-输出(Y)
最大2048点
最大1024点
最大256点
程序保存区(FLASHROM)
最大384KB
128KB
128KB
四、FANUC0i-D/0iMate-DPMC的地址分配
信号种类
PMC类型
0i-DPMC
0i-DPMC/L
0iMate-DPMC/L
F
F0~F767
F1000~F1767
F0~F767
F0~F767
G
G0~G767
G1000~G1767
G0~G767
G0~G767
X
X0~X127
X200~X327
X0~X127
X0~X127
Y
Y0~Y127
Y200~Y327
Y0~Y127
Y0~Y127
内部继电器(R)
R0~R7999
R0~R1499
R0~R1499
系统继电器(R9000)
R9000~R9499
R9000~R9499
R9000~R9499
扩展继电器(E)
E0~E9999
E0~E9999
E0~E9999
信息显示(A)请求
A0~A249
A0~A249
A0~A249
可变定时器(TMR)
T0~T499
T0~T79
T0~T79
可变计数器(CTR)
C0~C399
C0~C79
C0~C79
固定计数器(CTRB)
C5000~C5199
C5000~C5039
C5000~C5039
保持继电器(K)-用户区域
K0~K99
K0~K19
K0~K19
保持继电器(K)-系统区域
K900~K999
K900~K999
K900~K999
数据表(D)
D0~D9999
D0~D2999
D0~D2999
标签(LBL)
L1~L9999
L1~L9999
L1~L9999
子程序(SP)
P1~P5000
P1~P512
P1~P512
五、PMC程序结构
第一级程序每隔8ms执行一次,主要编写急停、进给暂停等紧急动作控制程序,其程序编写不宜过长,否则会延长整个PMC程序执行时间。
第一级程序必须以END1指令结束。
第二级程序每隔8×nms执行一次,n为第二级程序的分割数。
第二级程序必须以END2指令结束
梯形图概要
在PMC程序中,使用的编程语言是梯形图(LADDER)。
对于PMC程序的执行,可以简要地总结为,从梯形图的开头由上到下,然后由左到右,到达梯形法结尾后再回到梯形图的开头、循环往复,顺序执行,从梯形图的开头直到结束所需要的执行时间叫做循环处理时间。
它取决于控制规模的大小。
梯形图语句越少,处理周期时间越短,信号响应速度就越快。
一、PMC基础
1.梯形图由触点、线圈、连线组成。
名称
又名
符号
可以使用的地址
常开触点
开点
XYFGR
常闭触点
闭点
结果输出
线圈
YGR
2.触点的性质与特点
1)触点可以在程序中无限次使用,它不像物理继电器受到实际触点数量的限制。
2)在任何时刻触点的状态是唯一的,常开和常闭不可能同时为1。
3.线圈的性质与特点
梯形图的线圈并非实际存在的物理继电器,程序中线圈的输出是将PMC内部存储器的二进制数据位赋值(0或1)二进制数据的“位”置1,线圈得电;二进制数据的“位”置0,线圈断电。
4.连线
梯形图中的“连线”的性质代表指令在PMC中的处理顺序关系,它不存在实际电流
顺序:
从上到下,从左到右
二、PMC编程
1.在机床控制面板上找到一个按键,找到其对应的X输入地址,Y指示灯输出地址。
2.备份梯形图与参数
3.删除第二级梯形图
4.输入梯形图
5.按下对应按键(X2.7),观察效果;松开按键,观察效果
6.输入梯形图
7.按下对应按键(X2.7),观察效果;松开按键,观察效果;
按下对应按键(X2.5),观察效果;松开按键,观察效果
8.输入梯形图
9.按下对应按键(X2.7),观察效果;松开按键,观察效果;再次按下按键(X2.7)观察效果。
任务二机床工作方式
一、情景分析
如图所示为数控机床工作方式开关,a为波段开关形式,b为按键形式。
二、案例任务
工作方式切换按键可实现方式的转换以及相应指示灯的显示具体功能见下表
数控机床工作开关的功能
方式
符号
功能
编辑状态
EDIT
编辑存储到CNC内存中的加工程序文件。
自动运行状态
MEM
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
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
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。
手动连续进给状态
JOG
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。
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。
三、案例步骤分析
1.方式选择信号是由MD1、MD2、MD4的三个编码信号组合而成的,可以实现程序编辑EDIT、存储器运行MEM、手动数据输入MDI、手轮/增量进给HANDLE/INC、手动连续进给JOG、JOG示教、手轮示教,此外,存储器运行于DNC1信号结合起来可选择DNC运行方式。
手动连续进给方式与ZRN信号的组合,可选择手动返回参考点方式:
方式选择的PMC输入信号MD1(G43.0),MD2(G43.1),MD4(G43.2),DNC1(G43.5),ZRN(G43.7),方式选择的PMC输出信号为F。
PMC与CNC之间相关工作方式的I/O信号见表
PMC与CNC之间相关工作方式的I/O信号
运行方式
PMC→CNC信号
CNC→PMC
信号F
G43.7
ZRN
G43.5
DNC1
G43.2
MD4
G43.1
MD2
G43.0
MD1
EDIT编辑
0
0
0
1
1
F3.6
MEM自动
0
0
0
0
1
F3.5
MDI
0
0
0
0
0
F3.3
HND手轮
0
0
1
0
0
F3.1
JOG手动
0
0
1
0
1
F3.2
REF回零
1
0
1
0
1
F4.5
2.亚龙559数控操作面板通过I/Olink总线与CNC系统连接,面板输入输出信号见表
输入信号(按钮)
输入X地址及符号
输出信号(灯)
输出Y地址及符号
EDIT
EDIT
MEM
MEM
DNC
DNC
MDI
MDI
HND
HND
JOG
JOG
REF
REF
4.PMC程序设计
1.编写任意方式选择按键按下接通内部继电器R
2.编写方式选择信号G43.0,并自锁
3.编写方式选择信号G43.1,并自锁
4.编写方式选择信号G43.2,并自锁
5.编写方式选择信号G43.7,并自锁
6.编写工作方式确认Y信号,由F接通Y
四、辅助工作方式
1.机床锁
机床锁住信号MLKG44.1接通后,机床的各个NC控制轴停止进给,机械各轴停止移动,但各轴工件坐标系坐标值仍然按照程序指令更新.执行此类操作时所导致的工件坐标和机械坐标的偏差应引起充分注意,否则可能会导致机床误动作。
2.空运行信号
DRNG46.7接通后,机床不再按照程序中指令的速度移动,而是按照参数设定的空运行速度和运行状态(G00/G01)以及手动进给倍率所决定的速度移动。
3.单段运行(单节运行)
单程序段信号SBKG46.1接通后加工程序逐段运行,每个程序段执行完成
后系统处于进给停止状态,要启动下个程序段的运行,需要重新按下操作面板的循环启动按键。
4.跳段
程序段跳过信号BDTG44.0接通后加工程序段前标记有“/”符号的部分被系统忽略,不再执行。
程序选择停止信号OPTMR246.0接通后,加工程序运行到包含M01的程序段时系统进入进给停止状态,而在信号未接通时,系统忽略程序中的M01代码。
任务三机床手动运行
一、情景分析
1.将工作方式置于JOG模式,选择XYZ中的任意一轴,再同时按下【快速进给】和机床轴进给方向键【+】或【-】,则对应工作台向正或负方向快速移动。
2.JOG手动进给倍率和快速进给倍率有效。
机床面板
二、案例步骤分析
1.互锁信号处理
互锁信号是低电平有效的信号,当信号为0时,禁止轴移动,在自动换刀装置(ATC)和托盘交换装置(APC)等动作过程中,可以使用该信号禁止轴的移动。
各轴名称前有字母I,表示机床处于互锁状态。
IX
IY
IZ
互锁信号有两种:
全轴互锁G8.0和各轴互锁信号G130.0-G130.7
2.相关参数
参数NO.3003
举例:
加工中心机械手换刀时,需将机床Z轴锁住,取机械手扣刀信号X10.4低电平有效,当机械手扣刀时梯形图如下
3.轴选信号产生
X+G100.0Y+G100.1Z+G100.2A+G100.3
X-G102.0Y-G102.1Z-G102.2A-G102.3
4.查找按键X地址及相应指示灯地址
5.确认倍率开关有效
查G10G11信号不能全为0或全为1
6.检查相关参数。
PMC程序设计
1.互锁信号处理
2.轴选信号产生
向X正向移动
向X负向移动
向Z正向移动
向Z负向移动
3.手动快速按键按下接通G19.7(手动快速选择信号)和Y2.1(灯)
三、倍率编程
1.编程进给倍率
通过旋转进给倍率开关,可对数控机床X、Y、Z的编程进给倍率进行0%-120%范围内的修调,实际进给速度为编程的F值乘以开关倍率值。
2.手动连续进给倍率
通过旋转进给倍率开关,可对数控机床X、Y、Z的手动连续进给倍率进行0%-120%范围内的修调,实际进给速度为系统参数NO.1423所设定的值乘以开关倍率值。
3.快速进给倍率
通过机床控制面板按键F0F25F50F100可对快速进给倍率进行四个档位的调整,实际进给速度为参数NO.1420所设定的值乘以开关倍率值。
二、案例任务
任务要求:
实现数控机床倍率开关的功能
任务说明:
操作模式建立好后,机床的运行在各种方式下都要有运行的速度,其速度值是设定在参数中的,而PMC需要提供给NC的速度输出的倍率控制,从而产生实际的速度输出。
1.手动进给速度
1)相关参数
2)PMC输出信号
手动速度倍率信号为16位信号,地址为G10、G11,负逻辑信号(即为0*esp)有效。
以0.01%为单位,倍率值在0~655.34%的范围内。
该信号值与倍率的关系如表所示
2.编程进给速度倍率开关
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。
1)相关参数
2)PMC输出信号
G12信号状态与编程进给速度倍率对应关系(G12也是负逻辑信号)
3.选择快速进给倍率F0F25F50F100被选中时对应的灯亮,均未被选中时默认F100
1)相关参数
2)查找附录GF信号,与JOG快速倍率相关的I/O信号
3)设计PMC程序,输入并验证
4.PMC程序功能指令
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。
一般用于数控机床面板倍率开关的控制。
数据格式指定:
指定转换数据表中二进制数据的字节数,0001表示一个字节的二进制数,0002表示2个字节的二进制数
数据表容量:
指定数据转换数据表的范围(0-255),数据表的开头为0号,数据表的最后单元号位n,则数据表的容量为n+1
转换数据输入地址:
指定转换数据所在数据表的表内地址,一般可通过机床面板的开关来设定该地址的内容
转换数据输出地址:
指数据表内的1个字节、2个字节或4个字节的二进制数据转换后的输出地址
RST:
错误输出复位当RST=0时取消复位(输出复位不变),当RST=1时候转换数据错误,输出为0(复位)
ACT(执行条件):
ACT=0时,不执行CODB指令;ACT=1时执行CODB指令
5.PMC程序设计
1)找出进给速度倍率波段开关相应的X输入信号接通R信号。
PMC与机床之间相关倍率处理I/O信号
倍率开关
输入X信号
X1.0X1.2X1.4X1.6
2)用CODB(二进制代码转换)功能把R转换为G10或G12地址
参数
JOG
MEM/MDI
ACT
F3.2
F3.5/F3.3
数据格式指定
2
1
数据表容量
16
16
转换数据输入地址
R204
R204
转换数据输出地址
G10、G11
G12
数据表
-(实际倍率╳100+1)
-(实际倍率+1)
3)查找F0F25F50F100对应的X按键地址和Y灯地址
按键名称
X地址
Y地址
F0
F25
F50
F100
4)查看相关参数1420、1421、1424,并合理设置,最快为1000mm/min
5)F0键按下,接通R206.0和Y2.2
F25键按下,接通R206.2和Y2.4
F50键按下,接通R206.4和Y2.6
F100键按下,接通R206.6和Y2.8
R206.0或R206.4有输出,G14.0为1
R206.0或R206.2有输出,G14.1为1
G14.0和G14.1均无输出,默认F100按键灯亮
任务四主轴功能编程
一、主轴转速控制
1.主轴速度控制概述
数控机床的主轴需要进行速度控制,以满足不同加工工艺要求,例如在程序中输入M03S500时,系统会对指令进行处理,从而控制主轴达到指令的要求。
这个过程是通过PMC程序与相关参数来完成的,所以需要对主轴速度的PMC控制进行掌握。
FANUC数控系统硬件对主轴速度的控制信号有两种接口:
一种是按串行数字方式传送数据(CNC主轴速度指令)的接口,称主轴串行输出,另一种是按输出模拟电压量方式传送主轴速度指令的接口,称为主轴模拟量输出。
前一种必须使用系统专用的主轴放大器和电动机,另一种使用模拟量控制主轴驱动单元(如变频器)和普通三相异步电动机或变频专用电动机。
主轴速度信号是串行输出还是模拟量输出,是由机床厂家根据用户需求设计决定的。
2.主轴相关参数
参数号解释设定值
3105#2主轴速度显示1
3106#5主轴倍率显示1
3716#0模拟主轴0
3717主轴放大器1
3720主轴编码器脉冲数4096
3730主轴模拟输出的增益调整995
3735主轴最低钳制速度0
3736主轴最高钳制速度1400
3741主轴最大速度1400
3772主轴上限钳制,设0不钳制0
3701#1无解释1
3706#6主轴速度输出时0
3706#7主轴的电压的极性0
3798#0ALM所有主轴的主轴报警0
3030M代码后允许的位数0
3031S代码后允许的位数0
8133#5不使用串行主轴1
3、案例步骤分析
主轴转速实现
使用二进制赋值功能指令定义D1为50主轴倍率按键实现时,系统上电,执行逻辑乘后数据转送指令,将D1中的内容50送给主轴倍率信号G30,即系统上电后,默认主轴倍率50%
NUMEB指令
定义二进制常数D1为50,即开机后默认主轴倍率为50%
用MOVE指令将D1中的数值传到G30中
取主轴升速按键X6.1的单脉冲R207.2
取主轴降速按键X5.6的单脉冲R207.4
二进制加法功能指令实现按键一次,主轴倍率增加10%,当累加到最大倍率R205.5时G30不再增加
二进制减法功能指令实现按键一次,主轴倍率降低10%,当降低到最小倍率R205.4时G30不再减小
使用二进制赋值功能指令定义D4为70
使用BCD一致性比较指令,比较G30与D4中内容是否相等,若相等则导通R205.4,即判断主轴倍率是否为70%
使用二进制赋值功能指令定义D7为120
使用BCD一致性比较指令,比较G30与D7中内容是否相等,若相等则导通R205.5,即判断主轴倍率是否为120%
二、主轴转向控制
(一)主轴转向实现
1.FANUC中PMC到CNC的控制信号
信号名
功能
含义
G70.0
机床准备完毕
0:
MCC断开
1:
MCC接通
G70.6
定向指令
0:
通常指令
1:
定向指令
G70.5
主轴正转指令
0:
停止
1:
主轴正转
G70.4
主轴反转指令
0:
停止
1:
主轴反转
G71.1(*ESPA)
急停
0:
急停
1:
准备运行
G29.6(*SSTP)
主轴停指令
0:
主轴停
1:
主轴转动
2.案例任务
设计与调试PMC程序具体要求如下
1)手动模式下,实现主轴正转、反转、停止;
2)自动模式下,M03实现主轴正转、M04实现主轴反转、M05实现主轴停止;
3)主轴正转、反转、停止灯有效。
3.分析步骤
1)使用常1信号导通机床准备好信号G70.7和主轴停信号G29.6
2)查找主轴正转、反转、停止按键及相应信号灯,在手动(F3.2)、手轮(F3.1)方式下,控制主轴正反转。
建议正转、反转分别用线圈R7.0和R7.1输出,注意自锁。
3)M代码译码处理
当辅助功能F7.0为1时,系统把M代码进行二进制译码,输入M03时,对应译出结果为R10.0,以此类推
4)正反转信号译码结果中转处理
主轴正转时,R10.0为1反转R10.1为0停止R10.2为0,输出中转R信号为R40.0;
主轴反转时,反转R10.1为1R10.0为0停止R10.2为0,输出中转R信号为R40.1
5)G70.4和G70.5信号处理
手动正转信号R7.0和自动正转信号R40.0并联输出G70.5和相应的Y继电器;
手动反转信号R7.
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- 数控机床 PMC 编程 调试 指导书