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1、会计学1数控机床数控机床(sh kn j chun)的可编程的可编程控制器控制器第一页，共137页。8.1 数控机床数控机床(sh kn j chun)PLC 8.1.1 8.1.1 数控机床数控机床PLCPLC的控制对象的控制对象数数控控机机床床的的控控制制可可分分为为两两大大部部分分：一一部部分分是是坐坐标标轴轴运运动动的的位位置置控控制制；另另一一部部分分是是数数控控机机床床加加工工过过程程的的顺顺序序控控制制。在在讨讨论论PLCPLC、CNCCNC和和机机床床各各机机械械部部件件、机机床床辅辅助助装装置置(zhungzh)(zhungzh)、强强电电线线路路之之间间的的关关系系时时，常
2、常把把数数控控机机床床分分为为“NC“NC侧侧”和和“MT“MT侧侧”(”(即即机机床床侧侧)两两大大部部分分。“NC“NC侧侧”包包括括CNCCNC系系统统的的硬硬件件和和软软件件、与与CNCCNC系系统统连连接接的的外外部部设设备备。“MT“MT侧侧”包包括括机机床床机机械械部部分分和和其其液液压压、气气压压、冷冷却却、润润滑滑、排排屑屑等等辅辅助助装装置置(zhungzh)(zhungzh)以以及及机机床床操操作作面面板板、继继电电器器线线路路、机机床床强强电电线线路路等等。PLCPLC处处于于CNCCNC和和MTMT之之间间，对对NCNC侧侧和和MTMT侧侧的的输输入入、输输出出信信号
3、号进进行行处处理。理。2第1页/共137页第二页，共137页。MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最终受控对象的数量(shling)和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为CNC车床、CNC铣床、加工中心、FMC、FMS。3第2页/共137页第三页，共137页。PLC在数控机床中有三种不同的配置(pizh)方式。（1）PLC在机床一侧，代替了传统的继电器接触器逻辑控制，PLC有m+n个I/O点，如图81(a)所示。（2）PLC在电气控制柜中，PLC有m个IO点，如图8 1(b)所示。（3）PLC
4、在电气控制柜中，而IO接口在机床一侧，如图81(c)所示。这种配置(pizh)方式使CNC与机床接口的电缆大为减少。图 8-2所示为数控机床PLC的IO信号示意图。4第3页/共137页第四页，共137页。图8-1 PLC在数控机床中的配置(pizh)方式 5第4页/共137页第五页，共137页。图 8-2 数控机床(sh kn j chun)PLC的IO信号 6第5页/共137页第六页，共137页。1 机床操作面板控制将操作面板上的控制信号直接送入数控系统的接口信号区，以控制数控系统的运行。其中，包括M、S、T功能。(1)S功能处理。主轴转速可以用S二位代码或四位代码直接指定。在PLC中可容易
5、地用四位代码直接指定转速。如某数控机床主轴的最高、最低转速分别为3150 rmin和20 rmin，CNC送出S四位代码至PLC，将二十进制数转换为二进制数后送到限位器，当S代码大于3150时，限制(xinzh)S为3150，当S代码小于20时，限制(xinzh)S为20此数值送到DA转换器，转换成203150 rmin相对应的输出电压，作为转速指令控制主轴的转速。7第6页/共137页第七页，共137页。(2)T功能处理。数控机床通过PLC可管理刀库，进行自动刀具交换。处理的信息包括刀库选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命和刀具刃磨次数等。(3)M功能处理。M功能是辅助功能，根据不同(b
6、tn)的M代码，可控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换挡变速，主轴准停，切削液的开、关，卡盘的夹紧、松开及换刀机械手的取刀、归刀等动作。8第7页/共137页第八页，共137页。2 机床(jchung)外部开关信号的控制将机床(jchung)侧的控制开关信号送入PLC经逻辑运算后输出给控制对象。这些控制开关包括按钮、行程开关、接近开关、压力开关和温控开关等。3 输出信号控制PLC输出的信号经继电器、接触器或液压、气动电磁阀对刀库、机械手和回转工作台等装置进行控制，另外还有冷却、润滑和油泵电机等的控制。9第8页/共137页第九页，共137页。4 伺服控制控制主轴、伺服进给及刀库驱动的使能信号，
7、以满足伺服驱动的条件。5 报警处理控制当出现故障时，PLC收集强电柜、机床侧和伺服驱动的故障信号，将报警标志区中的相应报警标志位置(wi zhi)位，数控系统便显示报警号及报警文本以方便故障诊断。10第9页/共137页第十页，共137页。8.1.2 数控机床数控机床(sh kn j chun)PLC的形式的形式 1 1 内装型内装型PLCPLC内内装装型型PLCPLC从从属属于于CNCCNC装装置置，PLCPLC与与NCNC间间的的信信号号传传送送在在CNCCNC装装置置内内部部即即可可实实现现。PLCPLC与与MT(MT(机机床床侧侧)则则通通过过CNC CNC I IO O接接口口(ji(
8、ji ku)ku)电路实现信号传送，电路实现信号传送，如图如图8-38-3所示。所示。11第10页/共137页第十一页，共137页。图 8-3 内装型PLC的CNC系统(xtng)12第11页/共137页第十二页，共137页。内装型PLC有以下特点：(1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能，一般是作为一种基本的功能提供给用户的。(2)内装型PLC的性能指标(如IO点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等)是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的，其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统一起统一设计制造的。因此系统硬
9、件和软件整体结构十分紧凑，PLC所具有的功能针对性强，技术指标较合理、实用，较适用于单台数控机床及加工(ji gng)中心等场合。13第12页/共137页第十三页，共137页。(3)在系统的结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可单独使用一个CPU；内装型PLC一般(ybn)单独制成一块附加板，插装到CNC主板插座上，不单独配备IO接口，而使用CNC系统本身的IO接口；PLC控制部分及部分IO电路所用电源(一般(ybn)是输入口电源，而输出电源是另配的)由CNC装置提供，不另备电源。14第13页/共137页第十四页，共137页。(4)采用内装型PLC结构时，CNC系统具有(jyu)高级控
10、制功能，如梯形图编辑和传送功能等。目前,世界上著名的CNC厂家在其生产的CNC系统中，大多开发了内装型PLC功能。常见的有FANUC公司的FS0(PMCCD*2LM)、FS0 Mate(PMCCD*2LM)、FS3(PC-D)、FS-6(PC-A、PC-B)、FS1011(PMCI)、FS15(PMCN)；西门子公司的SINUMERIK810820；ACD*2B公司的8200、8400、8500等。15第14页/共137页第十五页，共137页。2 独立型PLC独立型PLC又称通用型PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的
11、CNC系统(xtng)框图如图8-4所示。16第15页/共137页第十六页，共137页。图 8-4 独立型PLC的CNC系统(xtng)17第16页/共137页第十七页，共137页。独立型PLC有以下特点：(1)独立型PLC的基本功能结构与前所述的通用型PLC完全相同。(2)数控机床应用的独立型PLC一般采用中型或大型PLC，IO点数一般在200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便、功能易于(yy)扩展和变换等优点。(3)独立型PLC的IO点数可以通过IO模块的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量I/O点的网络，以实现大范围的集中控制。18第17页/共
12、137页第十八页，共137页。8.1.3 8.1.3 数控机床常用数控机床常用I/OI/O元件元件1 1 控制开关控制开关在数控机床的操作面板上，常见的控制开关有：在数控机床的操作面板上，常见的控制开关有：（1 1）用用于于主主轴轴、冷冷却却、润润滑滑及及换换刀刀等等控控制制的的按按钮钮，这这些些按按钮钮内内部部往往往往装装有有信信号号灯灯，一一般般绿绿色色(l(l s)s)用用于于启启动动，红红色用于停止。色用于停止。（2 2）用用于于程程序序保保护护，钥钥匙匙插插入入方方可可旋旋转转操操作作的的旋旋钮钮式式可锁开关。可锁开关。19第18页/共137页第十九页，共137页。（3）用于紧急停止
13、(tngzh)，装有突出蘑菇形钮帽的红色紧停开关。（4）用于坐标轴选择、工作方式选择和倍率选择等，手动旋转操作的转换开关。（5）在数控车床中，用于控制卡盘夹紧、放松，尾座顶尖前进、后退的脚踏开关等。20第19页/共137页第二十页，共137页。2 行程开关行程开关在机床上主要(zhyo)用于坐标轴限位、执行机构如液压缸、气缸活塞的行程控制。21第20页/共137页第二十一页，共137页。3 接近开关接近是一种在一定的距离(几毫米至十几毫米)内检测物体有无的传感器。它给出的是高电平或低电平的开关信号，有的还具有较大的负载能力，可直接驱动(q dn)继电器工作。接近开关具有灵敏度高、频率响应快、重
14、复定位精度高、工作稳定可靠及使用寿命长等优点。许多接近开关将检测头与测量转换电路及信号处理电路做在一个壳体内，壳体上带有螺纹，以便安装和调整距离。同时在外部有指示灯，以指示传感器的通断状态。在数控机床中常用的接近开关有电感式、磁感应式、光电式及霍尔式等。22第21页/共137页第二十二页，共137页。图 8-5 电感式接近(jijn)开关(a)外形图;(b)位置检测图 23第22页/共137页第二十三页，共137页。电感式接近开关内部大多由一个高频振荡器和一个整形放大器组成。振荡器振荡后，在开关的感应面上产生交变磁场，当金属物体接近感应面时，金属体产生涡流，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停
15、振。振荡和停振两种不同的状态由整形放大器转换成开关信号，从而达到检测位置的目的。在数控机床上，电感式接近开关常用(chn yn)于刀库、机械手及工作台的位置检测。磁感应式接近开关又称磁敏开关，主要对气缸内活塞位置进行非接触式检测。图8-6 为用于气缸活塞控制的磁感应式接近开关示意图。24第23页/共137页第二十四页，共137页。图 8-6 磁感应式接近(jijn)开关 25第24页/共137页第二十五页，共137页。气缸缸体多用非导磁的铝合金制成，磁感应式接近开关固定在缸体外部。当活塞(husi)移动到磁感应式接近开关部位时，固定在活塞(husi)上的永久磁铁(磁性环)由于其磁场的作用，使磁
16、感应式接近开关振荡线圈中的电流发生变化，内部放大器将电流转换成输出开关信号，达到控制活塞(husi)行程的目的。根据气缸形式的不同，磁感应式接近开关有绑带式安装和支架式安装等类型。26第25页/共137页第二十六页，共137页。4 继电器在数控机床中，有各类指示灯、液压和气动系统中的电磁阀、伺服电动机的电磁制动器等为PLC输出开关量的控制。需要指出的是，内装式PLC的I/O采用 24 V 直流电源，由于受到输出容量的限制，直流开关输出量信号(xnho)一般用于机床强电箱中的中间继电器线圈和指示灯等，每个24 V中间继电器的典型驱动电流为数 10 mA。在开关量输出电路中，当被控制的对象是电磁阀
17、、电磁离合器等交流负载，或虽是直流负载，工作电压或电流超过PLC输出信号(xnho)的最大允许值时，应首先注意，中间继电器线圈上要并联续流二极管，以便当线圈断电时，为感应电流提供放电回路，否则极易损坏驱动电路。图8-7所示为内装式PLC的输出控制。27第26页/共137页第二十七页，共137页。图 8-7 内装式PLC的输出(shch)控制 28第27页/共137页第二十八页，共137页。8.2 FANUC PLC指令系统指令系统(zh ln x tn)8.2.1 8.2.1 概述概述 数数控控机机床床用用FANUC FANUC PLCPLC有有PMC-APMC-A、PMC-BPMC-B、PM
18、C-CPMC-C、PMC-DPMC-D、PMC-PMC-G G和和PMC-LPMC-L等等多多种种型型号号，它它们们分分别别适适用用于于不不同同的的FANUCFANUC数数控控系系统统，组组成成内内装装式式的的PLCPLC。PLCPLC编编程程使使用用惯惯用用的的继继电电器器符符号号和和简简单单的的逻逻辑辑指指令令、功功能能指指令令来来编编制制梯梯形形图图，其其读读写写存存储储器器RAMRAM主主要要用用于于存存放放(cnfng)(cnfng)随随机机变变化化的的数数据据、表表格格等等，接接有有锂锂电电池池能能实实现现断断电电自自保保，输输出出负负载载能能力力一一般般小小于于5 5 VAVA，
19、最最大大可可达达25 25 VAVA。FANUCFANUCPLCPLC的的输输入入信信号号是是来来自自机机床床侧侧的的直直流流信信号号，规规格格为为30 30 V V，16 16 mAmA。直直流流输输出出信号有两类：信号有两类：29第28页/共137页第二十九页，共137页。在FANUC系列的PLC中，有基本指令和功能指令两种指令，型号不同时，只是功能指令的数目有所不同，除此以外，指令系统是完全(wnqun)一样的。在基本指令和功能指令执行中，用一个堆栈寄存器暂存逻辑操作的中间结果，堆栈寄存器有9位，如图8-8 所示，按先进后出、后进先出的原理工作。“写”操作结果压入时，堆栈各原状态全部左移
20、一位；相反地，“取”操作结果时，堆栈全部右移一位，最后压入的信号首先恢复读出。30第29页/共137页第三十页，共137页。图 8-8 堆栈寄存器操作(cozu)顺序 31第30页/共137页第三十一页，共137页。8.2.2 基本基本(jbn)指令指令 表表 8-1 8-1 基本基本(jbn)(jbn)指令和处理内容指令和处理内容 32第31页/共137页第三十二页，共137页。基本指令格式(g shi)如下：0000.0指令操作码 地址号 位数操作数据 33第32页/共137页第三十三页，共137页。如RD100.6，其中，RD为操作指令码，100.6为操作数据，即指令操作对象。它实际上是
21、PLC内部数据存储器某一个单元中的一位。100.6表示(biosh)第100号存储单元中的第6位。RD 100.6执行的结果，就是把100.6这一位的数据状态“1”或“0”读出并写入结果寄存器ST0中。图 8-9 所示为梯形图的例子及用编程器向PLC输入的程序语句表。34第33页/共137页第三十四页，共137页。图 8-9 梯形图及语句(yj)表 35第34页/共137页第三十五页，共137页。值得说明的是，本例一部分是“块”操作形式。信号(xnho)1.0、1.1是一组，1.4、1.5又是一组，每一组中的两信号(xnho)是“与”操作，两组间又是“或”操作，组成一大块；信号(xnho)1.
22、2、1.3、1.6、1.7又是类似的情况，组成另一大块，两大块之间再进行“与”操作。36第35页/共137页第三十六页，共137页。8.2.3 8.2.3 功能指令功能指令数数控控机机床床用用的的PLCPLC指指令令必必须须满满足足数数控控机机床床信信息息处处理理和和动动作作控控制制的的特特殊殊要要求求，例例如如,CNC,CNC输输出出的的M M、S S、T T二二进进制制代代码码信信号号的的译译码码(DEC)(DEC)；机机械械运运动动状状态态或或液液压压系系统统动动作作状状态态的的延延时时(TMR)(TMR)确确认认(qurn)(qurn)；加加工工零零件件的的计计数数(CTR)(CTR)
23、；刀刀库库、分分度度工工作作台台沿沿最最短短路路径径旋旋转转和和现现在在位位置置至至目目标标位位置置步步数数的的计计算算(ROT)(ROT)；换换刀刀时时数数据据检检索索(DSCH)(DSCH)和和数数据据变变址址传传送送指指令令(XMOV)(XMOV)等等。对对于于上上述述的的译译码码、定定时时、计计数数、最最短短路路径径选选择择，以以及及比比较较、检检索索、转转移移、代代码码转转换换、四四则则运运算算、信信息息显显示示等等控控制制功功能能，仅仅用用一一位位操操作作的的基基本本指指令令编编程程，实实现现起起来来将将会会十十分分困困难难，因因此此要要增增加加一一些些具具有有专专门门控控制制功功
24、能能的的指指令令，这这些些专专门门指指令令就就是是功功能能指指令令。功功能能指指令令都都是是一一些些子子程程序序，应应用用功功能能指指令令就就是是调调用用相相应应的的子子程程序序。FANUC FANUC PLCPLC的的功功能能指指令令数数目目视视型型号号不不同同而而有有所所不不同同，其其中中PMC-APMC-A、C C、D D为为2222条条，PMC-BPMC-B、G G为为2323条条，PMC-LPMC-L为为3535条条。表表8-28-2所示为所示为PMC-LPMC-L功能指令和处理内容。功能指令和处理内容。37第36页/共137页第三十七页，共137页。表表8-2 PMC-L8-2 P
25、MC-L功能指令功能指令(zhlng)(zhlng)和处理内容和处理内容 38第37页/共137页第三十八页，共137页。表表8-2 PMC-L8-2 PMC-L功能指令和处理功能指令和处理(chl)(chl)内容内容 39第38页/共137页第三十九页，共137页。1 功能指令的格式功能指令不能使用继电器的符号，必须使用图 8-10 所示的格式符号。这种格式包括控制条件(tiojin)、指令标号、参数和输出几个部分。40第39页/共137页第四十页，共137页。图 8-10 功能(gngnng)指令格式及语句表 41第40页/共137页第四十一页，共137页。(1)控制条件。控制条件的数量和
26、意义随功能指令的不同而变化。控制条件存入堆栈寄存器中，其顺序是固定不变的。(2)指令。功能指令的种类可见表8-2，指令有三种(sn zhn)格式，格式1用于梯形图；格式2用于纸带穿孔和程序显示；格式3是用编程器输入程序时的简化指令。对于TMR和DEC指令在编程器上有其专用指令键，其他功能指令则用SUB键和其后的数字键输入。42第41页/共137页第四十二页，共137页。(3)参数。功能指令不同于基本指令，可以处理各种数据，数据本身或存有数据的地址可作为功能指令的参数，参数的数量和含义随指令的不同而不同。(4)输出。功能指令的执行(zhxng)情况可用一位“1”和“0”表示，把它输出到R1软继电
27、器，R1软继电器的地址可随意确定，但有些功能指令不用R1，如MOVE、COM、JMP等。43第42页/共137页第四十三页，共137页。2 部分功能指令说明1)顺序程序结束(jish)指令(END1、END2)END1：高级顺序程序结束(jish)指令；END2：低级顺序程序结束(jish)指令。指令格式：ENDi其中，i=1或2，分别表示(biosh)高级和低级顺序程序结束指令。44第43页/共137页第四十四页，共137页。一般数控机床的PLC程序处理时间为几十毫秒至上百毫秒，对数控机床的绝大多数信息，这个处理速度已足够了。但对某些要求快速响应的信号(xnho)，尤其是脉冲信号(xnho)
28、，这个处理速度就不够了。为适应对不同控制信号(xnho)的不同响应速度的要求，PLC程序常分为高级程序和低级程序。PLC处理高级程序和低级程序是按“时间分割周期”分段进行的。在每个定时分割周期，高级程序都被执行一次，定时分割周期的剩余时间执行低级程序，故每个定时分割周期只执行低级程序的一部分。也就是说低级程序被分割成几等分，低级程序执行一次的时间是几倍的定时周期，如图8-11 所示。45第44页/共137页第四十五页，共137页。图 8-11 高级(goj)程序和低级程序 46第45页/共137页第四十六页，共137页。由上述可知，高级程序越长，每个定时周期能处理的低级程序量就越少，这就增加了
29、低级程序的分割数，PLC处理程序的时间就拖得越长。因此，应尽量压缩高级程序的长度。通常只把窄脉冲信号以及必须传输到数控装置要求快速处理的信号编入高级程序，如紧急停止信号、外部减速信号、进给保持信号、倍率信号、删除信号等。END1在顺序(shnx)程序中必须指定一次，其位置在高级顺序(shnx)的末尾；当无高级顺序(shnx)程序时，则在低级顺序(shnx)程序的开头指定。END2在低级顺序(shnx)程序末尾指定。47第46页/共137页第四十七页，共137页。2)定时器指令(TMR、TMRB)在数控机床梯形图编制中，定时器是不可(bk)缺少的指令，用于顺序程序中需要与时间建立逻辑关系的场合。
30、功能相当于一种通常的定时继电器。（1）TMR定时器。TMR指令为设定时间可更改的定时器，指令格式及语句表如图 8-12 所示。48第47页/共137页第四十八页，共137页。图 8-12 TMR指令格式(g shi)及语句表 49第48页/共137页第四十九页，共137页。定时器的工作原理是：当控制条件ACT=0时，定时继电器TM断开；当ACT=1，定时器开始计时，到达预定(ydng)的时间后，定时继电器TM接通。定时器设定时间的更改可通过数控系统CRTMDI在定时器数据地址中来设定，设定值用二进制数表示。例如有:则4.5 s的延时数据通过(tnggu)手动数据输入面板(MDI)在CRT上预先
31、设定，由系统存入第203号数据存储单元。TM01即1号定时继电器，数据位为206.6。TMR2034.5sTM01206.650第49页/共137页第五十页，共137页。定时器数据的设定以50 ms为单位。将定时时间化为ms数再除以50，然后以二进制数写入选定(xun dn)的储存单元。本例定时4.5 s，即用4500 ms除以50得90，将90以二进制数表示为01011010，存入203号数据存储单元，该二进制数只占用16位的203号数据存储单元中的低8位。51第50页/共137页第五十一页，共137页。（2）TMRB定时器。TMRB为设定时间固定的定时器。TMRB与TMR的区别在于，TMR
32、B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(yq)被写入EPROM，所设定的时间不能用CRTMDI改写。52第51页/共137页第五十二页，共137页。3)译码指令(DEC)数控机床在执行加工程序中规定的M、S、T机能时，CNC装置以BCD代码形式输出M、S、T代码信号。这些(zhxi)信号需要经过译码才能从BCD状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状态。DEC功能指令的格式如图8-13 所示。53第52页/共137页第五十三页，共137页。图 8-13 DEC功能(gngnng)指令的格式 54第53页/共137页第五十四页，共137页。译码信号地
33、址是指CNC至PLC的二节字BCD码的信号地址，译码规格数据(shj)由译码值和译码位数两部分组成，其中译码值只能是两位数，例如,M30的译码值为30。译码位数的设定有三种情况：01：译码地址中的两位BCD码，高位不译码，只译低位码。10：高位译码，低位不译码 11：两位BCD码均被译码 55第54页/共137页第五十五页，共137页。DEC指令的工作原理是:当控制条件ACT=0时，不译码，译码结果继电器R1断开(dun ki)；当控制条件ACT=1时，执行译码，当指定译码信号地址中的代码与译码规格数据相同时，输出R1=1，否则R1=0。译码输出R1的地址由设计人员确定。例如，M30的译码梯形
34、图及语句表，如图8-14 所示。56第55页/共137页第五十六页，共137页。图8-14 M30译码梯形图及语句(yj)表57第56页/共137页第五十七页，共137页。4)旋转指令(ROT)旋转指令可以对刀库、回转工作台等实现选择最短途径的旋转方向；计算现在位置和目标位置之间的步数；计算目标前一个(y)位置的位置数或达到目标前一个(y)位置的步距数。ROT功能的指令格式及语句表，如图8-15 所示 58第57页/共137页第五十八页，共137页。图 8-15 ROT指令格式(g shi)及语句表 59第58页/共137页第五十九页，共137页。旋转指令有6项控制条件(tiojin)：（1）
35、指定起始位置数。RNO=0，旋转起始位置数为0；RNO=1，旋转起始位置数为1。（2）指定处理数据(位置数据)的位数。BYT=0，指定2位BCD码；BYT=1，指定4位BCD码。（3）选择最短路径的旋转方向。DIR=0，不选择，按正向旋转；DIR=1，选择。60第59页/共137页第六十页，共137页。（4）指定计算条件。POS=0，计算现在位置与目标位置之间的步距数；POS=1，计算目标前一个位置数或计算到达目标前一个位置的步距数。（5）指定位置数或步距数。INC=0，指定计算位置数；INC=1，指定计算步距数。（6）执行命令。ACT=0，不执行ROT指令(zhlng)，R1变化；ACT=1
36、，执行ROT指令(zhlng)，并有旋转方向输出。旋转方向输出：当选择最短路径时有方向控制信号，该信号输出到R1。当R1=0时，旋转方向为正(正转)；当R1=1时，旋转方向为负(反转)。若位置数是递增的,则为正转，反之，若位置数是递减的，则为反转。R1地址可以任意选择。61第60页/共137页第六十一页，共137页。5)数据检查(jinch)指令(DSCH)数据检查(jinch)指令可对表格数据进行检索，常用于刀具T代码的检索。DSCH功能的指令格式及语句表如图8-16 所示。62第61页/共137页第六十二页，共137页。图 8-16 DSCH功能(gngnng)的指令格式及语句表 63第6
37、2页/共137页第六十三页，共137页。数据检查指令有3项控制条件：（1）指定处理数据的位数。BTY=0，指定2位BCD码；BTY=1，指定4位BCD码。（2）复位信号。RST=0，R1不复位；RST=1，R1复位。（3）执行(zhxng)命令。ACT=0，不执行(zhxng)DSCH指令，R1不变化；ACT=1，执行(zhxng)DSCH指令，数据检索到时，R1=1；反之，R1=0。64第63页/共137页第六十四页，共137页。6)符合检查指令(CDIN)符合检查指令用来检查参考值与比较值是否一致(yzh)，可用于检查刀库、转台等旋转体是否到达目标位置等。功能指令格式如图8-17 所示。6
38、5第64页/共137页第六十五页，共137页。图 8-17 COIN功能(gngnng)指令 66第65页/共137页第六十六页，共137页。控制条件说明：（1）指定数据位数。BYT=0，处理数据为2位BCD码；BYT=1，处理数据为4位BCD码。（2）指定参考值格式(g shi)。DAT=0，参考值用常数指定；DAT=1，指定存放参考值的数据地址。（3）执行命令。ACT=0，不执行；ACT=1，执行COIN指令。（4）比较结果。R1=0，参考值=比较值。67第66页/共137页第六十七页，共137页。7)计数器指令(zhlng)(CTR)图 8-18 CRT指令(zhlng)格式 68第67
39、页/共137页第六十八页，共137页。指令(zhlng)格式说明：（1）指定初始值。CNO=0，初始值为0，CNO=1，初始值为1。（2）指定加或减计数器。UPDOWN=0，做加法计数器；UPDOWN=1，做减法计数器。69第68页/共137页第六十九页，共137页。8)逻辑“与”后传输指令(MOVE)逻辑“与”后传输指令的作用是把比较数据(shj)(梯形图中写入的)和处理数据(shj)(数据(shj)地址中存放的)进行逻辑“与”运算，并将结果传输到指定地址。也可用于将指定地址里的8位信号不需要的位消除掉。指令格式如图8-19 所示。70第69页/共137页第七十页，共137页。图 8-19
40、指令(zhlng)格式 71第70页/共137页第七十一页，共137页。当ACT=0时，MOVE指令(zhlng)不执行；当ACT=1时，MOVE指令(zhlng)执行。图 8-20 数据传输梯形图 72第71页/共137页第七十二页，共137页。图中，设处理数据地址0151中的数据为BCD码00000110(06)，参数(cnsh)1的高4位比较数据为1111，参数(cnsh)2的低4位比较数据为1111，由于参数(cnsh)1和2为全“1”，经与0151地址内的数据00000110相“与”后，其值不变，照原样传送到0164地址中。73第72页/共137页第七十三页，共137页。8.2.4
41、FANUC PLC8.2.4 FANUC PLC梯形图编制的一般规则梯形图编制的一般规则梯梯形形图图是是设设计计(shj)(shj)、维维修修等等技技术术人人员员经经常常使使用用的的技技术术文文件件。其其编编制制应应尽尽可可能能简简单单、明明了了，并并应应尽尽量量有有一一种种规规范范化化的的约约定定，通通常规定如下：常规定如下：（1)1)I IO O信信号号及及继继电电器器等等的的名名称称和和记记号号应应易易懂懂、确确切切，名名称称长长度度不不超超过过8 8个个字字符符，第第1 1个个字字符符用用字字母母P P代代表表正正，B B代代表表“非非”，N N代表负。代表负。如如B.SPB.SP是用
42、于自动操作的停止信号。是用于自动操作的停止信号。（2 2）梯梯形形图图中中的的继继电电器器，一一般般按按其其作作用用来来给给定定符符号号，且且字字母要大写。母要大写。74第73页/共137页第七十四页，共137页。（3）当出现PLC机床侧IO信号的名称与CNC设备连接手册中IO名称相同的情况时，应在机床侧的信号名称之后加“M”，以便(ybin)与CNC信号相区别。为区分CNC侧与机床侧信号，在画梯形图时常采用表8-3所示的图形符号。75第74页/共137页第七十五页，共137页。表表8-3 8-3 梯形图中的符号梯形图中的符号(fho)(fho)76第75页/共137页第七十六页，共137页。
43、1 编程器编程器可用于程序的输入、编辑、修改、校验及调试。编程器有三个插座，一个插座是与PLC的接口，通过连接电缆将编程器与PLC的RAM存储器相连接，编程器中的程序可传送到PLC的RAM中，在试验(TEST)方式下进行对程序的调试修改、校验等工作，程序调试完毕，编程器即可与PLC脱离；另一个插座是外部设备接口(EXT)，经此接口，编程器可与外部设备相连接，如接上FACIT4070穿孔机即可将程序输出制成穿孔纸带，若接上ASR33电传打字机，则能将程序打印成文本保存；第三个插座为EPROM插座，可插入(ch r)2716或2732 EPROM，当程序调试无误后，可将相应的EPROM插入(ch
44、r)插座，将程序写入EPROM，再将写好的EPROM插入(ch r)PLC中。77第76页/共137页第七十七页，共137页。图8-21程序编制流程图78第77页/共137页第七十八页，共137页。2 PLC纸带将程序穿孔纸带通过(tnggu)ASR33电传打字机的纸带阅读机送入PLC，并同时打印输出硬拷贝，也可用CNC侧纸带阅读机读入。3 EPROM用已写入程序的EPROM插入编程器的EPROM插座，应用编程器的输入键将程序写入PLC。79第78页/共137页第七十九页，共137页。8.3 PLC在数控机床在数控机床(sh kn j chun)控制中的应用控制中的应用 8.3.1 主轴定向控
45、制主轴定向控制加加工工中中心心在在进进行行加加工工时时，自自动动(zdng)交交换换刀刀具具或或精精镗镗孔孔时时要要用用到到主轴定向功能，主轴定向功能，其控制梯形图如图其控制梯形图如图8-22 所示。所示。图图中中，M06是是换换刀刀指指令令，M19是是主主轴轴定定向向指指令令，这这两两个个信信号号并并联联作作为为主主轴轴定定向向控控制制的的主主令令信信号号；AUTO为为自自动动(zdng)工工作作状状态态信信号号，手手动动时时AUTO为为“0”，自自动动(zdng)时时为为“1”；RST为为CNC系系统统的的复复位位信信号号；ORCM为为主主轴轴定定向向继继电电器器，其其触触点点输输出出到到
46、机机床床以以控控制制主主轴轴定定向向；ORAR为从机床侧输入的为从机床侧输入的“定向到位定向到位”信号。信号。80第79页/共137页第八十页，共137页。图 8-22 主轴定向(dn xin)控制梯形图81第80页/共137页第八十一页，共137页。为了检测主轴定向是否在规定(gudng)时间内完成，这里应用了功能指令TMR进行定时操作。整定时限为4.5 s，如在4.5 s内不能完成定向控制，将发出报警信号，R1即为报警继电器。82第81页/共137页第八十二页，共137页。8.3.2 主轴主轴(zhzhu)正、正、反转及齿轮换挡控制反转及齿轮换挡控制 图 8-23 轴换挡结构(jigu)简
47、图 83第82页/共137页第八十三页，共137页。图 8-24 主轴(zhzhu)换挡控制梯形图84第83页/共137页第八十四页，共137页。图 8-24 中各信号含义如下：HS.M 手动操作开关 AS.M 自动操作开关 CW.M 主轴正转按钮 CCW.M 主轴反转按钮 OFF.M 主轴停转按钮 SPLGEAR 齿轮低速(d s)换挡到位行程开关 SPHGEAR 齿轮高速换挡到位行程开关 LGEAR 手动低速(d s)换挡操作开关 HGEAR 手动高速换挡操作开关 85第84页/共137页第八十五页，共137页。程序(chngx)中应用了译码和延时两个功能指令，所涉及到的M功能是：M03
48、主轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停转 M41 主轴齿轮换低速挡 M42 主轴齿轮换高速挡 86第85页/共137页第八十六页，共137页。由梯形图控制可知，若在预定时间内齿轮换挡不成功，则通过时间继电器TM01常开触点(ch din)的延时闭合，发出主轴换挡错误信号SPERR。在主轴正、反转控制和高、低速换挡控制梯形图中，都有逻辑互锁关系，以免造成控制功能切换时发生故障。在执行电路中，主轴正、反转接触器电路中还要加上相应的互锁环节，以提高互锁的可靠性。87第86页/共137页第八十七页，共137页。8.3.3 刀库自动刀库自动(zdng)选刀控制选刀控制 1.刀套编码方式刀套编码方式是
49、对刀库中的刀套进行编码，并将与刀套编码相对应的刀具一一放入指定的刀套中，然后根据(gnj)刀套的编码选取刀具。图8-25 所示为采用刀套编码的选刀控制。图中，如采用与刀库同时旋转的绝对值编码器，则0112刀套编号对应的BCD码为00001100，112为刀具编号，刀具编号与刀套编号一一对应。当执行M06 T04指令时，首先将刀套7转至换刀位置，由换刀装置将主轴中的7号刀装入7号刀套内，随后刀库反转，使4号刀套转至换刀位置，由换刀装置将4号刀装入主轴内。由此可以看出，刀套编码方式的特点是只认刀套不认刀具，刀具在自动交换过程中必须将用过的刀具放回原来的刀套内。当刀库选刀采用刀套编码方式控制时，要防
50、止把刀具放入与编码不符的刀套内而引起的事故。88第87页/共137页第八十八页，共137页。图 8-25 刀套编码(bin m)选刀控制 89第88页/共137页第八十九页，共137页。2.随机换刀随机换刀在在随随机机换换刀刀方方式式中中，刀刀库库上上的的刀刀具具能能与与主主轴轴中中的的刀刀具具任任意意地地直直接接交交换换。随随机机换换刀刀控控制制方方式式需需要要在在PLC内内部部设设置置(shzh)一一个个模模拟拟刀刀库库的的数数据据表表，其其长长度度和和表表内内设设置置(shzh)的的数数据据与与刀刀库库的的容容量量和和刀刀具具号号相对应。相对应。如图如图8-26 所示为随机换刀方式刀库，