[FANUC数控系统CNC与PMC编程分析] i5 cnc数控系统

  摘要:本文分析了FANUC PMC的特点,并初步指出了PMC的编程方法和编程过程的注意事项,进而提出编程中应该注意的重点和要点。   关键词:数控系统;FANUC;编程
  现在典型的数控系统都含有CNC控制装置和I/O逻辑处理装置。CNC装置完成插补、控制和监控管理等功能,而I/O逻辑处理主要都是PLC处理。FANUC数控系统也含有CNC控制器和PLC,但FANUC数控系统的PLC在该公司产品系列中把通常称谓的PLC称为PMC。其主要原因是通常的PLC主要用于一般的自动化设备,具有像输入、与、或、输出、定时器、计数器等功能,但是缺少针对机床的便于机床控制编程的功能指令,像快捷选刀、用于机床的译码指令等,一般PLC是没有的,而FANUC数控系统中PLC,除具有一般PLC逻辑功能外,还专门设计了便于用户使用针对机床控制的功能指令,故FANUC数控系统把数控系统中PLC称为PMC(可编程机床控制器)。
  1 FANUC 系统简介
  1.1 CNC是数控系统的核心,机床上I/O及外围设备与CNC数据交换,都要通过PMC处理,才能完成,PMC起着机床与CNC之间桥梁作用。
  1.2 机床本体上的信号进入PMC,输入信号为X地址信号,输出到机床本体信号为Y信号地址,因内置PMC和外置PMC不同,地址的编排和范围有所不同。
  1.3 根据机床动作要求,编制PMC程序,由PMC处理送给CNC装置的信号为G信号,CNC处理结果产生的标志位为F信号,直接用于PMC逻辑编程,各具体信号含义可以参考FANUC相关技术资料。机床本体上的一些开关量通过接口电路进人系统,大部分信号进入PMC控制器参与逻辑处理,处理结果送给CNC装置。
  1.4 其中有一部分高速处理信号如“DEC(减速)、ESP(急停)、SKIP(跳跃)”等直接进入CNC装置,由CNC装置来处理相关功能。CNC输出控制信号为地址信号,该信号根据需要参与PMC编程。
  因为现在的中高档数控系统已经把CNC、PMC(PLC)紧密结合在一起,数控系统柔性更强,CNC与PMC之间有G、F信号关联,而PMC与MT之间通过X、Y地址输入输出。外部信号要进入CNC以及CNC信号要输出控制机床,均需用户编制PMC程序。
  如要正确应用FANUC数控系统,必须要理解控制对象(机床)的动作要求,明确有哪些信号输入数控系统,数控系统要输出哪些控制信号,各个信号的作用和电平要求。掌握PMC和CNC装置之间G和F各个信号时序和逻辑要求,根据机床动作要求,分清哪些需要进入CNC装置(G信号),哪些信号(F信号)从CNC装置输出,哪些信号需要参与编制逻辑程序。最后在理解机床动作基础上,应用PMC编程指令,编制程序,对程序进行调试。
  2 FANUC PMC编程基本工作原理
  2.1 循环执行
  FANUC顺序程序从梯形图的开头执行直到梯形图结束。在程序执行完后,再次从梯形 图的开头执行,这被称为循环执行。从梯形图的开头直至结束的执行时间成为循环处理周期,它取决于控制的规模(程序步数)和第一级程序的大小,处理周期越短,信号的响应延迟越短,信号的响应能力也越强。
  2.2 执行的优先顺序(第一级、第二级)
  顺序程序由两部分组成:第一级程序部分和第二级程序部分,第一级程序每8ms执行一次,如果第一级程序较长,那么总的执行时间(包括第二级程序)就会延长因此编辑第一级程序时,应使其尽可能短。第二级程序每(8×n)ms执行一次,n为第二级程序分割数。程序编制完成后,在向CNC调试RAM中传送过程中,第二级程序被自动分割。如果使用计算机编程软件,编程结束后画面上显示一个循环所占用的时间。顺序程序构成如图。
  第一级程序:仅处理短脉冲信号。这些信号包括急停,各轴超程,返回参考点,减速,外部减速和进给暂停信号等。第二级程序的分割是为了执行第一级程序。
  第二级程序的分割:当最后(分割数为n)的第二级程序部分执行完后,程序又从头开始执行。这样当分割数为n时,一个循环的执行时间为(8×n)ms。第一级程序每8ms执行一次,第二级程序每(8×n)ms执行一次。
  在PMC-PA1软件版本中,8ms中的1.25ms用于执行第一和第二级程序,剩余时间由CNC使用。
  2.3 编程地址分类
  地址用来区分信号。不同的地址分别对应机床侧的输入、输出信号、CNC侧的输入、输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器(PMC参数)和数据表。每个地址由地号和位号(0~7)组成。表明信号名称和地址关系的信号表在编制顺序程序时可在CRT/MDI上或者通过计算机输入到PMC中。在编制PMC顺序程序时,需使用两类输入/输出地址:与PMC相关的输入/输出信号地址,经由I/O板的接收电路和驱动电路传送地址;与PMC相关的输人/输出信号,仅在存储器(例如RAM)中传送的地址。
  地址格式由如下所示用地址号和位号表示,如:X127.6,其中X127为地址号(字母后三位或四位数字),6为位号(0~7)。在地址号的开头必须指定一个字母用来表示下中所列的信号的类型。在功能指令中指定字节单位时,位号可以省略,如X127。
  PMC与CNC之间的基本的接口地址为:
  PMC→CNC相关信号,地址为F0~F255,具体信号参考有关技术资料。
  CNC→PMC相关信号,地址为G0~G255,具体信号参考有关技术资料。
  PMC与机床之间的地址(PMCMT):
  2.3.1 当使用FANUC I/O LINK时:
  PMC←MT 地址范围为X0~X127。
  PMC→MT 地址范围为Y0~Y127。
  2.3.2 当使用内装I/0地址时:
  PMC←MT地址范围为X1000~X1019。接口地址在上述范围内指定,硬件指定后,不能更改。
  PMC→MT地址范围为Y1000~Y1014。接口地址在上述范围内指定,硬件指定后,不能更改。此地址由硬
  2.3.3 接口地址固定的信号
  在FANUC数控系统PMC与机床之间信号有些地址是固定的,如“DEC(减速)、ESP(急停)、SKIP(跳跃)”等,必须确认从机床侧输入的信号连接在指定的地址上,因为CNC在运行时会直接引用这些地址信号。具体信号参考有关技术资料。
  2.3.4 如果同时使用I/O LINK和内装I/O卡,若I/O LINK和内装I/O指定相同地址,以I/O卡指定的地址有效。
  总之,FANUC系统编程,既有与其它CNC系统相同的共性,又有自己独有的特点。编程时,必须认证阅读编程手册,严格优化嵌入程序,减少系统占用时间,进而减小系统延迟,提高CNC系统的响应速度。
  
  课题编号:
  黑教育厅高职高专科研12515171
  
  作者简历:
  张智勇 ,1984年生,黑龙江林业职业技术学院,教师。
  尚文刚 1974年生,中国北车集团金缘钩缓车辆配件公司缓冲器分厂,高级工程师,从事方向电气设备维护。

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