FANUC数控系统PMC控制功能在数控伺服转塔冲床中的应用.pdf

重I 文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 21 2 0 1 0 0 3 0 0 3 8 0 3 F ANUC 数 控 系统 P M C 控 制 功 能在 数 控 伺 服 转 塔 冲床 中的应 用 王 立 勤 姜 丽 琴 1 济 南铸 造锻 压机 械研 究所 有 限公 司 山东济南 2 5 0 0 2 2 2 长 春数 控机床 有 限公 司 吉林长春1 3 0 0 3 3 摘 要 介 绍 了 F AN UC 系统 中 P MC轴控 制 功能 的应 用 具 体 阐述 了 P MC轴控 制程 序段 数据 信 号 的组 成 各 信号 的含义 和应 用 关键 词 机床技 术 P MC轴控 制功 能 数控 冲床 应用 中 图 分 类 号 T G3 8 5 1 文 献 标 识 码 B 1 引 言 随着 现代制 造业 的发 展 新 一代 的数 控伺 服转 塔 冲 床代 替 老 式 的机 械 和 液 压 数 控 冲床 已成 为必 然 数控 伺服转 塔 冲床具 有高柔 性 高效 性 高精 度 低噪 环保性 节 能 易 于维护 稳定 性好 等优 势 比同 类 数控 液压 冲床性 价 比更高 操作 更简 捷 更 可 以精 确 控 制滑块 行程 有利 于实现 压 窝 浅拉 深 等难度 大 的工艺 使生 产效 率更 高 产 品质 量更优 这些优 点 主要是 主驱 动采用 了交 流伺 服控制 技术 的结 果 数 控 系统 伺 服 驱动控 制模 块 交 流伺 服 电机及 编码 器 检 测元 件一 起组成 了伺 服主 驱动 的半 闭环反 馈控 制 系统 可 以实 现 主驱 动 的速 度 控制 运 动轨 迹 控制 位 置控制 等 在此 系统 控制 中 我 们应用 了数 控 系统 的 P MC控 制功能来 实 现主驱 动轴 的数 字位置 控 制 2 PM C 控 带 0 功 能 P MC是指 数 控 系统 的顺 序逻 辑 编程 系统 用 于 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 2 作者简介 王立勤 1 9 6 5 一 女 高工 从事机床 电气控制技 术研发 编辑控 制机 床动作 的所 有顺 序逻 辑控 制程序 一般 机床数 控 轴都 由数 控 系统 C NC直 接控 制 由系 统发 出给定 轴 的位移 和速度 指令 通过 伺 服驱 动系 统完 成 给定 轴 的各 种 指 定 运 行 当某 轴 的控 制 指 令 由 P MC发 出而 非 C NC发 出时 我们称 此 轴为 P MC控 制 轴 F ANUC系统 具有 这 种独 立 于 C NC直 接控 制 给定轴 的 P MC控 制 功 能 P MC能 直接 控 制 下列 操 作 快速 移动 指4 距 离 连续 进给 参 考 点返 回 进 给 速 控 制等各 种轴 控功 能操作 一个 轴是 C NC轴 还 是 P MC轴 可 由系 统特定 信号 定义 3 PMC控 制功能 应用 考虑 到 F ANUC系 统应 用 在伺 服 冲床上 的特殊 性 在 y轴送 料 过 程 中伺 服主 驱 动轴 z轴 的 冲 压运 行 即 z轴 的快速移 动 由数控 系统 发 出有关信 号进行 启 动 我们 定义 z轴 为 P MC轴 更方 便其 控制 使用 下面介 绍 z轴 作为 P MC轴是 如何 实现 其应用 的 3 1定 义 P MC轴 P MC提 供 4个 通 道 使 用 输入 和 输 出指 令控 制 这 些操 作 这 里 只选择 一个 通 道 通道 1 A组 由 参 数 No 8 01 0定 义选 此通 道 控制 z轴 设 定 Z轴 为 机 床 的 第 一 个 轴 于 是 设 定 参 数 为N o 8 0 1 0 A1 P1 A2 P O A3 P O A4 P O A5 P 0表 示 第 一 轴 z轴 是 受 通 道 1 A组 控 制 的 P MC轴 3 2定 义 P MC 轴 有 效 为使 Z轴 作 为 P MC轴 有效 需 要 设 定 Z轴 的 P MC选 择信 号 E AX1 为 1 相 应地 址 为 G1 3 6 0 编入 梯 形 图 图 1 图 1中 MA为 系统 准备好 常 1状 态 图 1 轴选信号的定义 3 3定义操 作 类型 从 F ANUC系统 定 义我 们 知 道 轴控 制 指 令 信 号 轴 控制 进 给速 度信 号 轴控 制数 据信 号 和程 序 段 停 止禁 止 信号 一起 决定 一个 完 整 的操作 这些 信 号 总称 为轴 控 制程 序段 数 据信 号 相 当于 C NC控 制 的 自动操 作 期 间执行 一个 程 序段 其 控制 信号 见 表 1 表 1 P MC轴控 制 一个程 序段 内的控 制信 号表 统称 信 号名 符号 数据类 型 程序段停止禁止信号 E MS B K g 位 轴控制的程序 轴控制指令信号 EC 0 g E C 6 g 字节 段数据信号 轴控制进给速度信号 E I F 0 g E I F 1 5 g 字 轴控制数据信号 E I D 0 g E I D 3 l g 2 字 1 轴 控 制 指令 信 号 EC O A EC 6 A相 应 地址 为 G1 4 3 0 一 G1 4 3 6 我 们 定义 z轴 为快速 定位 轴 使 用 快速移 动 指令 定 义用 0 0 h代 码 梯 形 网编程 如 图 2 所 示 图 2 定义 z轴为快速定位轴 图 2中 R 9 0 9 1 1为系统 常 l状 态 2 轴 控制进 给 速 度信 号 EI F 0A EI 5 A相 应 地 址为 G1 4 4和 G1 4 5两个 字 节 定 义 P MC轴快 速 移 动速 度 即 Z轴 的进 给速 度 梯形 图编程 如 图 3所 一 刁 图 3中 1 8 0 0 0 0为 z轴 最 大转速 单 位度 mi n Z 轴 我们 定义 为旋 转 轴 所 以此 速 度 5 0 0 r p m 这 里设 定参 数 No 8 0 0 2第 一位 P RD 1 用 轴控 制指 令 的进 N T 重重 1 I S UB 4 0 0 0 0 2 NUMEB 0 o O 0 1 8 0 0 0 0 G1 4 4 图 3 定义 z轴移动速度 给速 度 数 据作 为被 指令 的进 给 速度 如 果 P RD 0 则 使 用参 数 No 1 4 2 0的数据 作 为进 给速 度 3 轴 控 制数 据信 号 脚D0 A E I D3 1 A相 应地址 为 G1 4 6 G1 4 7 G1 4 8 G1 4 9四 个 字 节 根 据 E C O A EC 6 A用 到 0 0 h代 码 那 么在 这 里 E I DO A E I D3 1 A 定 义 为 z轴 移动 距离 梯 形 图编 程见 图 4 R1 0 O O S UB 4 5 0 0 0 4 MDVN F 56 G1 4 6 图 4 定义 z轴移动距离 图 4中 F 0 0 5 6为 通 过 宏 指 令 定 义 的 z轴 移 动 距 离值 R1 0 0 0为相 关启 动 Z轴 移 动 的信 号 这 样 当启动 Z轴 时 Z轴就 获得 了需 要移 动 的数 据值 4 程 序 段 停 止 禁 止 信 号 EMS B KA 相 应 地 址 为 G1 4 3 7 目前设 其 为 0 如果 需要 可 加 以应 用 通过 以上各 个编 程 确定 了 Z轴作 为 P MC轴 完 成 一个 独立 的程 序段 所 需要 的 各种数 据 3 4 P MC程序 段 的执 行 C NC可 以将 P MC的轴 控 功 能 存 贮 在 它 的缓 冲 区中 所 以 可 以顺序 执 行多 个 P MC控 制 的操 作 图 5表示 一 个 例子 在此 例 中 命 令 1 正 在 执行 命 令 2 和 3 被 储 存 在 缓 冲 区 中 并 且 命 令 4 已 经 发 出 P MC命令 段 1 段 2 段 3 段 4 段 5 设置轴控制程 C NC缓 冲区 序段数据信号 图5 P M C 程序段的执行举例 轴控 制程 序段数 据信 号 已设 定 当命令 1 的执行 完 成 时 命 令 2 从 等 待缓 冲 区 传 输 到执 行缓 冲区 命 令 3 从 输入 缓 冲 区传 输 到 等 待 缓 冲 区 命 令 4 传 输 到 输入 缓 冲 区作 为 指令 程 序 段 输 入 缓 冲 区接 收 的命 令 4 后 P MC把 命 令 5 发 送 到 C N C 轴控 制程 序 段数 据 信号 被设 定 命 令操作 时序 图参 见 图 6 1 2 J 3 4 5 在 这 些 间 隔期 间 新 程 序 段 不 能发 出 当 E BUF A和 EB S YA在 不 同 的逻 辑 状 态时 参见 表 2的介绍 从 上可见 一个 完整 操 作 一个程 序段 的执 行需要 轴控 制命 令 阅读 信 号 E BUF A和轴 控制 命令 阅读 完成 信 号 EB S YA逻 辑 状 态 的配 合 一 致 在 3 3中 已经 确 定 了 z轴 作 为 P MC轴 需 要 指令程序段 输入 E BUFg 输入 EBS Yg 输 出 输入缓 冲区 等待缓 冲区 执行缓 冲区 的控 制 程序 段数 据 因此 要 完 成 程序 段 的执 行 我 们 按 照 信 号 EB UF A和 E B S YA 逻 辑 状 态 的要 求 编 入 梯 形 图 图 7 2 3 1 执行开始 u 2 执行结束 执行开始 图 6 命令操作时序图 R1 01 1 G1 4 2 7 EBUF A 图 7 程序段的完成所需逻辑控制关系 图 7中 RI O 0 0为 相 关 启 动 z轴 移 动 的 信 号 G1 4 2 7为 信 号 EB UF A 的地 址 F 1 3 0 7为 信 号 EB S YA 的地 址 通过 以上 定义 和程序 的编 制 当 由有 关 的信 号 启 动 z轴后 可 以控 制 z轴 以输 入 的速 度 和位 移进 行轴 的移 动 实 现作 为 P MC轴 的控 制运 行 4结 语 以上 介 绍 了 如何 实 现 P MC轴最 基 本 的控制 功 能 如 何 获得程 序段控 制数 据 如 何根 据逻 辑要 求编 制逻 辑程序 等 内容 这里 仅仅是 抛砖 引玉 如果 要使 表 2 从 P MC输入 的 E B U F A信号和从 C N C输 出的 E B S Y A信号的异或 逻辑关 系决定 C NC缓 冲区的状 态 E B U F g E B S Yg 异或 X O R C N C缓 冲区状态 O 0 O 前一程序段已经读进 C N C 缓冲区 P M C 1 l O 可以发 出下个程序段 O O 1 前 一程序段还没有读完 正在读或等待 C N C l 1 缓 冲区变为可用 不 发出下个程序段也不反 转 E B U F g的逻辑状态 反转 E B U F g的状态 会使 已经发出的程序段 无效 z轴 真 正 投人 使 用 还需 要 完 善 z轴 的各 项 功 能 比如返 回参 考点 选 择 坐标 系 加入 辅助 功 能 等等 项 目