FANUC 0i系统的输入输出信号控制有两种形式.doc

fanuc 0i系统的输入/输出信号控制有两种形式，一种是来自系统内装i/o卡的输入/输出信号，其地址是固定的；另一种是来自外装i/o卡（i/o link）的输入/输出信号，其地址是有数控厂家在编制顺序程序时设定的，连同顺序程序存储到系统的from中，写入from中的地址是不能更改的。如果内装i/o卡控制信号与i/o link控制信号同时作用，内装i/o卡信号有效。fanuc 0ia系统的pmc多采用sa3型。1、 机床到pmc的输入信号地址(mtpmc)如果采用i/o link时机床到pmc的输入信号的地址号为x0x127；如果采用内装i/o卡时fanuc 0ia系统的信号输入地址为x1000x1011（96点输入）。有些输入信号不需要通过pmc而直接由cnc监控。这些信号的输入地址是固定的，cnc运行时直接引用这些地址信号。fanuc 0i系统的固定输入地址及信号功能见表4-4。2、 pmc到机床的输出信号地址（pmcmt）如果采用i/o link时pmc到机床的输出信号地址号为y0y127,如果采用内装i/o卡时fanuc 0ia系统的输出信号地址为y1000y1008（72点输出）。3、 pmc到cnc的信号地址（pmccnc）pmc到cnc的信号的地址号为g0g255这些信号的功能是固定的，用户通过程序（梯形图）实现cnc各种功能的控制。如系统急停控制信号为g8.4启动信号为g7.2暂停信号为g8.5、空运转信号为g46.7、外部复位信号为g8.7、程序保钥匙信号为g46.3g46.6、cnc系统状态信号为g43.0、g43.1、g43.2 g43.5、g43.7等。4、 cnc到pmc的信号地址（cncpmc）cnc到pmc的信号的地址号为f0f255，些信号的功能也是固定的，用户通过顺序程序（梯形图）确定cnc系统的状态。如cnc系统准备就绪信号为f1.7、伺服准备就绪信号为f0.6、系统报警信号为f1.0、系统电池报警信号为f1.2、系统复位信号为f1.1、系统进给暂停信号为f0.4、系统循环启动信号为f0.5、t码选通信号为f7.3、m码选通信号为f7.0、s码选通信号为f7.2等。5、 保持型继电器k的地址fanuc 0ia系统的保持型继电器地址为k0k19是系统专用继电器，不能作为他用。6、 中间继电器r地址 系统中间继电器可分为内部继电器r和外部继电器e两种。内部继电器的地址为r0r999，其中r900r999为系统专用。只有pmc-sb7才有外部继电器。1.1.1 加工中心工作状态开关pmc控制1、 系统的工作状态（1） 编辑状态（edit）在此状态下，编辑存储到cnc内存中的加工程序文件。编辑操作包括插入、修改、删除和字的替换。编辑操作还包括删除整个程序和自动插入顺序号。扩展程序编辑功能包括拷贝、移动和程序的合并。（2） 存储运行状态（men）又称自动运行状态。在此状态下，系统运行的加工程序为系统存储器内的程序。当选择了这些程序中的一个并按下机床操作面板上的循环启动按钮后，起动自动运行，并且循环启动灯点亮。存储器运行在自动运行中，当机床操作面板上的进给暂停按钮被按下后，自动运行被临时中止。当再次按下循环起动按钮后，自动运行又重新进行。（3） 手动数据输入状态（mdi）在此状态下，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。mdi运行适用于简单的测试操作。（在此状态下还可以进行系统参数和各种补偿值的修改和设定）（4） 手轮进给状态（hnd）在此状态下，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。使用手轮进给轴选择开关要进给的轴。手摇脉冲发生器旋转一个刻度时刀具移动的最小距离与最小输入增量相等。手摇脉冲发生器旋转一个刻度时刀具移动的距离可以放大1倍、10倍、100倍或1000倍最小输入增量（通过手轮倍率开关选择）。（5） 手动连续进给状态（jog）在此状态下，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。手轮连续进给最大速度又系统参数设定，进给虚度可以通过倍率开关进行调整。按下快速移动开关会使刀具快速移动（由系统参数设定），而不管jog倍率开关的位置，该功能叫做手动快速移动。（6） 机床返回参考点（ref）即确定机床零点状态（zrn）。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的操作，cnc系统确定机床零点的位置。（7） dnc运行状态（rmt）在此状态下，可以通过阅读机或rs-232通信口与计算机进行通信，实现数控铣床的在线加工。dnc加工时，系统运行的程序是系统缓冲区的程序，不占系统的内存空间，是目前数控机床的基本配置。2、 系统工作状态信号系统的工作状态由系统的pmc信号通过梯形图指定。系统工作状态与信号的组合如表1-2所示。表中的“1”为信号接通，“0”为信号断开。表1-2 系统工作状态与信号的组合工作状态系统及状态显示zrndnc1md4md2md1fs-0ig43.7g43.5g43.2g43.1g43.0程序编辑edit00011自动运行auto00001dnc运行rmt01001手动数据输入mdi00000手轮进给hnd00100手动连续进给jog00101快速进给rapid00101返回参考点zrn101013、 系统工作状态的pmc控制设计pmc梯形图，如下图所示：状态开关信号的输入/输出地址是由系统i/o link模块进行分配的。1.1.2 加工中心加工程序功能开关pmc控制1、 数控机床加工程序功能开关的用途及标准操作面板（1） 机床锁住在自动运行状态下，按下机床操作面板上的机床锁住开关，执行循环启动时，刀具不移动，但是显示器上每个轴运动的位移在变化，就像刀具在运动一样。系统有两种类型的机床锁住：所有轴的锁住（停止沿所有轴的运动）和指定轴的锁住（如立式数控铣床或立式加工中心是z轴锁住）。在机床锁住的状态下，可以执行m、s、t和b指令。fanuc-0i系统的机床所有轴锁住信号（mlk）为g44.1，机床每个轴锁住信号（mlk1mlk4）为g108.0、g108.1、g108.2、g108.3。机床所有轴锁住状态信号（mmlk）为f4.1。（2） 辅助功能锁住程序运行时，禁止执行m、s、t指令。一般与机床锁住功能一起使用，用于检查程序是否编制正确。m00、m01、m02、m30、m98和m99指令即使在辅助功能锁住的状态下也能执行。fanuc-0i系统的辅助功能锁住信号（afl）为g5.6。（3） 空运转在自动运行状态下，按下机床操作面板上的空运行开关，刀具按参数（各轴快移速度）中指定的速度移动，而与程序中指令的进给速度无关。快速移动倍率开关也可以用来更改机床的 移动速度。该功能用来在机床不装工件时检查刀具的运动，或通过坐标值的偏移功能（车床时x轴坐标值的偏移、数控立式铣床或立式加工中心时z轴坐标值的偏移）来检查刀具的运动。fanuc-0系统的程序空运转信号（drn）为g46.7，程序空运转状态信号（mdrn）为f2.7。（4） 程序单段运行按下单段方式开关进入单程序段工作方式。在单段方式中按下循环启动按钮后，刀具在执行完一段程序后停止。通过单段方式一段一段地执行程序，可仔细检查程序。fanuc-0系统的程序单段信号（sbk）为g46.1，程序单段状态信号（msbk）为f4.3。（5） 程序再起运行该功能用于指定刀具断裂或者公休后重新启动程序时，将要启动程序段的顺序号，从该段程序重新起动机床，也可用于高速程序检查。程序的重新启动有两种方法：p型和q型（由系统参数设定）。p型操作可以在任意地方重新启动，这种方法用于刀具破裂时的重新启动；q型操作时，重新启动之前刀具必须移动到程序的起始点（加工起始点）。fanuc-0i系统的程序再启动信号（srn）为g6.0，程序再启动状态信号（srnmv）为f2.4。（6） 程序段跳过在自动运行状态下，当操作面板上的程序段选择跳过开关接通时，有斜杠（/）的程序段被忽略。fanuc-0i系统的程序段跳过信号（bdt1）为g44.0，程序段跳过状态信号（mbdt1）为f4.0。（7） 程序选择停在自动运行时，当加工程序执行到m01指令的程序段后也会停止，这个代码仅在操作面板上的选择停止开关处于通的状态时有效。（8） 程序循环启动在存储器方式（mem）、dnc运行方式（rmt）或手动数据输入方式（mdi）下，若按下循环启动开关，则cnc进入自动运行状态并开始运行，同时机床上的循环启动灯点亮。系统循环启动信号为下降沿触发（信号st从1变0）。fanuc-0i系统的循环启动信号st为g7.2，循环启动状态信号（stl）为f0.5。（9） 程序进给暂停自动运行期间按下进给暂停开关时，cnc进入暂停状态并且停止运行，同时，循环启动灯灭。如再重新启动自动运行时，需按下循环启动按钮开关。fanuc-0i系统的进给暂停信号（*sp）为g8.5，进给暂停状态信号（spl）为f0.5。2、 加工中心加工程序功能开关的pmc控制输入/输出信号地址通过系统的i/olink模块进行地址的分配。如表1-2所示：启动按钮启动信号启动状态信号指示灯循环启动x6.1g7.2f0.5y6.1进给保持x6.0g8.5f0.4y6.0机床锁住x5.1g44.1f4.1y5.1程序单段x4.4g46.1f4.3y4.4程序段跳过x4.5g44.0f4.0y4.5空运转x5.2g46.7f2.7y5.2m、s、t锁住x5.3g5.6y5.3选择停x4.6r201.0y4.6程序再起x5.0g6.0f2.4y5.0如下图所示，循环启动按钮开关按下（x6.1为1）时，系统循环启动信号g7.2为1，当松开循环启动按钮（x6.1为0）时，系统循环启动信号由1变成0（信号的下降沿），系统执行自动加工，同时系统的循环启动状态信号f0.5为1。程序自动运行中，按下进给暂停按钮（x6.0为1），系统进给暂停信号g8.5为1，程序停止运行，同时系统进给暂停状态信号f0.4为1，当系统暂停状态信号为1时，系统的循环启动状态信号为0。机床锁住、程序单段、程序段跳过、程序再起、程序空运行、辅助功能锁住及程序选择停功能开关的pmc控制逻辑关系是相同的，只是信号的地址不同。下面以机床锁住功能开关为例，分析程序功能开关的pmc具体控制过程。当机床锁住功能开关x5.1按下，通过继电器r200.2和r200.3获得一个扫描周期的脉冲信号，继电器r200.2的常开点闭合，机床锁住信号g44.1和机床锁住状态指示灯y5.1为1并自保（松开机床锁住按钮时信号维持1不变）。当再次按下机床锁住按钮时，通过继电器r200.2的常闭点拉断机床锁住信号g44.1的自保回路，机床解除轴锁住状态，松开按钮后，机床锁住信号g44.1保持不变，仍然维持0状态。1.1.3 数控铣床倍率开关pmc控制1、 主轴转速倍率控制表3-1 主轴转速倍率选择spaspbspc50%11160%01170%01080%11090%100100%000110%001120%101主轴倍率旋钮开关接线图如下：主轴倍率pmc控制梯形图如下：分析：主轴转速倍率的大小由spa、spb、spc三个参数的组合决定。2、 进给倍率选择表3-2 进给倍率选择*ov1*ov2*ov4*ov80%111110%011120%101130%001150%010160%100170%0001100%1010110%0010130%0100150%0000进给倍率pmc控制梯形图如下：分析：进给倍率的大小可以通过选取ov1、ov2、ov4、ov8四个倍率信号的组合得出。1.1.4 加工中心润滑系统pmc控制数控机床润滑系统主要包括机床导轨、传动齿轮、滚珠丝杆及主轴箱等润滑，其形式有电动间歇润滑泵和定量式集中润滑等，其中电动间歇润滑泵用的较多，其润滑时间和每次泵油量可根据要求进行调整或用参数设定。x0.1为系统手动润滑输入信号，x0.6为润滑系统油面检测开关输入信号，作为系统润滑油面过低报警提示信号，x0.7为润滑系统短路或过载故障输入信号。首次开机，润滑时间由9号定时器确定。机床运行过程中，经过时间间隔为t7*c2延时后，机床自动润滑一次，润滑时间由8号定时器决定，从而完成一次润滑，机床周而复始地进行润滑。同时，油压低或油面低时都有报警。pmc控制梯形图下图所示：1.1.5 自动换刀控制程序设计回转式刀库是加工中心常用的自动换刀装置，下面我介绍下加工中心使用的是具有n个刀位的回转式刀库，设计按照cnc的t代码指令，完成刀库自动回转控制与减速定位的pmc程序。程序中使用二进制回转控制器指令，控制条件设定如下。rn0回转计数器的计数起始值选择rn0=1，起始值为1。dir捷径选择设定dir=1，判别下一步的回转方向。pos目标位置选择pos=1，计算到达目标位置前一步的步数。inc=1计算到达目标位置的步数。act=1执行rot旋转指令。w1=0回转方向为正转，w1=1回转方向为反转。f7.3为tf信号（t码选通信号）；回转体总的分度数指定总的刀位存储器d000；回转体当前位置定义为pmc的开关量输入x41.0x44.7;回转体目标位置定义cnc的t代码输入地址f26.0f29.7；r230r233需要转过的刀位数；r228.1:转向输出，“0”为正向，“1”为反向。减速判断与减速信号的输出：在tf有效期间，通过当前位置（x0041）与计算所得的前一位置（r0230）的比较，如当前位置与目标前一位置相同 ，则可从pmc的结果寄存器r9000.0中得到“1”信号，并且使得减速输出y5.5=1。到位判断和到位信号的输出：在tf（f7.3）有效期间，通过当前位置（x41）与cnc输出的目标位置（f26）的比较，如目标位置与当前位置相同，则从pmc的结果寄存器r9000.0中得到“1”信号，并且使得到位信号r228.3=1.正反转输出：在tf有效期间，通过回转计算器的转向输出r228.1控制转向，到位后使得转向输出为“0”。pmc控制梯形图如下。1.1.6加工中心辅助功能代码（m代码）pmc控制数控机床的辅助功能代码包括m代码、t代码和s代码。m代码用来指定主轴的正传、反转、主轴停止及主轴定向停止，冷却液的供给和关闭，工件或刀具的加紧和松开，刀具自动更换等功能的控制，表1-4为国际标准m代码的功能。当然机床厂家根据机床具体控制情况编写了辅助功能m代码，如主轴换挡功能、工作台的交换功能等。表1-4 数控机床标准m代码的功能m代码功能用途m00程序停中断程序执行的功能。程序段内的动作完成后，主轴及冷却停止。这以前的状态信息被保护，按循环启动按钮时可启动程序运行m01程序选择停只要操作者接通机床操作面板上的选择停按钮，就可进行与程序停相同的动作。选择停按钮断开时，此指令被忽略m02程序结束指示加工程序结束。在完成该程序段的动作后，主轴及冷却停止，控制装置和机床复位m03主轴正转驱动主轴正转旋转指令m04主轴反转驱动主轴反转旋转指令m05主轴停使主轴停止的指令m06换刀执行换刀指令。有的数控机床为调换刀执行的指定宏程序m07冷却1开打开冷却（冷却液）指令m08冷却2开打开冷却（喷雾）指令m09冷却关关闭冷却指令m19主轴定向停止使主轴在预定角度停止的指令m29刚性攻丝用主轴和进给电动机进行插补攻丝加工。在攻丝循环（g84）或逆攻丝循环（g74）之前使用m30程序结束指示加工程序结束。在完成该程序段的动作后，主轴及冷却停止，控制装置和机床复位。程序自动回到程序的开始m98子程序调用调用系统内存的子程序m99子程序结束回到调用子程序的程序段的下一个程序段m198子程序调用调用子程序外设（如外接计算机）的子程序m199子程序结束回到调用系统外设子程序的程序段的下一个程序段1、 m代码使用说明通常，在1个程序段中只能指定1个m代码。但是，在某些情况下，对某些类型的机床最多可指定3个m代码。在1个程序段中指定的多个m代码被同时输出到机床，这意味着与通常的一个程序段中仅有一个m指令相比，在加工中可实现较短的循环时间。通过pmc的译码后（第1个、第2个、第3个m代码输出的信号地址是不同的）同时输出到机床侧执行。在一个程序段中同时指定了移动指令和辅助功能代码m码时，系统有两种处理情况：第一种是移动指令与m代码指令同时被执行，如g00x0y0z50.m03s800，第二种是移动指令结束后才执行m代码指令，如g01x100.y50.f200m05。两种情况的具体控制选择是由系统编制m代码译码或执行m代码（pmc控制梯形图）时分配结束信号（den）决定的。即使机床辅助功能锁住信号（afl）有效，辅助功能m00、m01、m02和m30也可执行，所有的代码信号、选通信号和译码信号按正常方式输出。辅助功能m98和m99仍按正常方式执行，但不输出在控制单元中执行的结果。2、 m代码控制时序m代码读到程序中的m码指令时，就输出m代码指令的信息，fanuc-0i系统m代码信息输出地址为f10f13（4个字节的二进制代码）。通过系统读m代码的延时时间tmf（系统参数设定，标准设定时间为16ms）后，系统输出m代码选通信号mf，fanuc-0i系统m代码选通信号为f7.0。当系统pmc接收到m代码选通信号（mt）后，执行pmc译码指令（dec、decb），把系统的m代码信息译成某继电器为1（开关信号），通过是否加入分配结束信号（den）实现移动指令和m代码是否同时执行，fanuc-0i系统分配结束信号（den）为f1.3。m功能执行结束后，把辅助功能结束信号