《数控机床故障诊断与维修》-项目８

任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ８.１.１数控机床ＰＭＣ概述数控系统除了对数控机床的各坐标轴进行连续控制外，还对机床主轴正反转与启停、工件的夹紧与松开、换刀及机械手控制、工位工作台交换、液压与气动、切削液开关以及润滑等辅助工作进行顺序控制。对于数控机床，ＰＬＣ是通过对程序的周期扫描来进行数控机床外围辅助电气部分的逻辑顺序的自动控制装置，ＦＡＮＵＣ数控系统把这种装置称为可编程机床控制器ＰＭＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＭａｃｈｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ），即利用内置在ＣＮＣ的ＰＬＣ执行机床的顺序控制（主轴旋转、换刀和机床操作面板的控制等）。下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ新型数控机床的可编程控制器可实现主轴和附加轴的ＰＭＣ控制。数控系统ＰＭＣ的信息交换是指以ＰＭＣ为中心，在ＰＭＣ、ＣＮＣ和机床间的信息交换。ＣＮＣ到ＰＭＣ的信号：各种功能代码Ｍ、Ｓ、Ｔ的信息；手动／自动方式信息；各种使能信息。ＰＭＣ到ＣＮＣ的信号：Ｍ、Ｓ、Ｔ功能的应答信息；各坐标轴对应的机床参考点。ＰＭＣ到ＭＴ的信号：控制机床的执行元件（电磁阀、继电器和接触器）的信号；各种状态指示；故障报警。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣＭＴ到ＰＭＣ的信号：机床操作面板输入信息；其上各种开关、按钮的信息。ＦＡＮＵＣ系统的数控机床采用内装型ＰＬＣ，即可编程机床逻辑控制器ＰＭＣ。其系统框图如图８－１所示。目前ＦＡＮＵＣ系统中的ＰＬＣ均为内装型ＰＭＣ。内装型ＰＭＣ的性能指标（如输入／输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间和功能指令数目）是由所属的ＣＮＣ系统的规格、性能以及适用机床的类型等确定的。其硬件和软件都被作为ＣＮＣ系统的基本组成与ＣＮＣ系统统一设计制造。ＣＮＣ系统、ＰＭＣ及机床的信号关系如图８－２所示。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣＣＮＣ侧包括ＣＮＣ系统的硬件、软件以及ＣＮＣ系统的外部设备。ＭＴ侧包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、润滑和排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器电路和机床强电电路等。ＭＴ侧顺序控制最终对象的数量随数控机床的类型、结构以及辅助装置等的不同而有很大的差别。ＰＬＣ、ＣＮＣ和机床间的信息交换。对于不同数控系统，所交换的信息内容、数量各有区别，但基本思路和作用是一样的。对于不带ＰＬＣ的数控系统产品，其信息交换主要以开关量为主，并通过ＣＮＣ与ＰＬＣ之间的硬件Ｉ／Ｏ连接来实现。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ对于内装ＰＬＣ的数控系统产品，其不仅可通过开关量交换信息，而且可以通过内部寄存器、内部标志位等交换信息，在ＣＮＣ与ＰＬＣ之间无须硬件Ｉ／Ｏ连接，数据处理能力强，可靠性高。ＦＡＮＵＣ系统可以分为两部分：控制伺服电动机和主轴电动机动作的系统部分以及控制辅助电气部分的ＰＭＣ。ＦＡＮＵＣ系统信息交换如图８－３所示。ＰＭＣ的程序称为顺序控制程序，用于机床或其他系统顺序控制，使ＣＰＵ执行算术处理。顺序程序的编制步骤如下：１）根据机床的功能确定Ｉ／Ｏ点的分配情况。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ２）根据机床的动作和系统的要求编制梯形图。３）利用系统调试梯形图。４）将梯形图程序固化在ＲＯＭ芯片内。ＰＭＣ程序的工作原理可以简述为：由上至下，由左至右，循环往复，顺序执行。因为它是按程序指令的顺序执行，应注意到在微观上与传统继电器控制电路的区别，后者可认为是并行控制的。ＰＭＣ顺序程序的地址表明了信号的位置。这些地址包括对机床的输入／输出信号和对ＣＮＣ的输入／输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器以及数据表等。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ每一地址由地址号（每８个信号）和位号（０～７）组成，可在符号表中输入数据，表明信号名称与地址之间的关系。地址有以下种类，不同类型的地址其符号也不相同。Ｘ：机床至ＰＭＣ的输入信号（ＭＴ→ＰＭＣ）；Ｙ：ＰＭＣ至机床的输出信号（ＰＭＣ→ＭＴ）；Ｆ：ＣＮＣ至ＰＭＣ的输入信号（ＣＮＣ→ＰＭＣ）；Ｇ：ＰＭＣ至ＣＮＣ的输出信号（ＰＭＣ→ＣＮＣ）；上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣＲ：内部继电器；Ｄ：非易失性存储器。８.１.２ＦＡＮＵＣＰＭＣＩ／Ｏ接口装置类型及Ｉ／ＯＬｉｎｋ地址设定１．ＦＡＮＵＣＰＭＣＩ／Ｏ接口装置类型ＦＡＮＵＣ系统常用的Ｉ／Ｏ装置有机床操作面板模块、操作盘Ｉ／Ｏ模块、外置Ｉ／Ｏ单元、内置Ｉ／Ｏ模块、分线盘Ｉ／Ｏ模块、ＦＡＮＵＣＩ／ＯＵｎｉｔ－Ａ／Ｂ、Ｉ／ＯＬｉｎｋ轴，如表８－１所示。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ２．Ｉ／Ｏ单元Ｌｉｎｋ地址的设定和分配ＦＡＮＵＣＩ／ＯＬｉｎｋ使用一个串行总线，将ＣＮＣ控制器、分布式Ｉ／Ｏ模块和机床操作面板连接起来，在各设备间高速传送Ｉ／Ｏ信号（位数据）。用来连接Ｉ／ＯＬｉｎｋ的两个插座分别叫作ＪＤ１Ａ和ＪＤ１Ｂ。对所有单元（具有Ｉ／ＯＬｉｎｋ功能）来说，电缆总是从一个单元的ＪＤ１Ａ连接到下一单元的ＪＤ１Ｂ。ＦＡＮＵＣ系统Ｉ／Ｏ装置Ｌｉｎｋ的连接图如图８－４所示，ＦＡＮＵＣＩ／ＯＬｉｎｋ设定和地址分配画面如图８－５所示。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ８.１.３ＰＭＣ在数控机床中的控制作用１．机床操作面板的控制数控机床操作面板有两种：标准操作面板和机床厂家操作面板。机床操作面板上的各按键和开关信号（如工作方式选择、倍率开关、辅助动作按键等）都是直接进入ＰＭＣ，这些信号由ＰＭＣ程序进行逻辑处理后，给机床输出相应的控制信号，或送给ＣＮＣ做进一步处理，从而控制机床的运动。数控机床操作面板上的各种指示灯信号则由ＰＭＣ的输出信号控制。２．机床外部开关量输入信号控制上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ将机床侧的开关量输入信号送到ＰＭＣ，这些开关量信号包括各类控制开关，如行程开关、接近开关、液位开关、压力传感器和温度开关等。将这些信号送入ＰＭＣ，由ＰＭＣ进行逻辑运算后，送给ＣＮＣ或直接输出给机床侧实现相应的控制功能。这些输入元件的故障率较高，故障形式有应闭合而未闭合、断开或接触不良等。３．输出信号控制ＰＭＣ输出的信号经外围强电控制电路中的继电器、接触器、液压或气动电磁阀等输出给控制对象，用于控制机床侧的辅助动作。如电动刀架正反转、变频器电源接通、主轴正反转、刀库的正反转、机械手换刀、工作台回转、冷却泵与润滑泵的开启或关闭等。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ４．控制伺服和变频使能控制主轴和进给伺服驱动装置的使能信号以满足伺服驱动条件，通过驱动装置驱动主轴电动机、进给电动机和刀架电动机。８.１.４ＰＭＣ的性能及规格ＦＡＮＵＣ０ｉ系统有０ｉＡ、０ｉＢ、０ｉＣ、０ｉＤ四个系列。ＦＡＮＵＣ０ｉＡ系统的ＰＭＣ可采用ＳＡ１、ＳＡ３两种类型，一般系统配置为ＳＡ３。ＦＡＮＵＣ０ｉＢ／０ｉＣ／０ｉＤ系统的ＰＭＣ可采用ＳＡ１、ＳＢ７两种类型，一般系统配置为ＳＢ７。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣＦＡＮＵＣ０ｉＭａｔｅＣ／０ｉＭａｔｅＤ系统的ＰＭＣ常采用ＲＡ。即使同一类型的ＰＭＣ在不同系统中其性能也有所不同。ＦＡＮＵＣ０ｉ系统ＰＭＣ的性能和规格见表８－２。ＦＡＮＵＣ０ｉ系统ＰＭＣ的特点：１）系统的ＰＭＣ顺序程序作为系统的用户文件存储在系统的ＦＲＯＭ中，顺序程序的备份、修改及恢复都非常方便。２）ＰＭＣ信号传递采用ＦＡＮＵＣ系统的Ｉ／ＯＬｉｎｋＢＵＳ总线（ＦＳＳＢ）控制，不仅增加了输入／输出点数（标准配置为１０２４点入／１０２４点出），而且大大提高了系统的传输速度和运行的可靠性。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ３）ＰＭＣ具有丰富的功能指令（ＰＭＣ－ＳＢ７有９９条功能指令），可完成数控机床的复杂控制。增加了信息继电器（ＰＭＣ－ＳＡ３为２００个，ＰＭＣ－ＳＢ７为２０００个），便于机床厂家编写机床报警信息，也方便用户维修。４）ＰＭＣ具有信号跟踪功能，该功能可检查信号变化的履历（记录了信号状态的变化），便于用户对故障原因的分析和处理。５）系统具有内装ＰＭＣ编辑功能，便于对系统梯形图的修改。６）ＦＡＮＵＣ０ｉＣ／０ｉＤ系统的ＰＭＣ还增加了“ＰＭＣ的强制功能”，通过ＰＭＣ的强制功能（ＰＭＣ信号的置“１”或“０”）可以很方便地判断数控机床故障的部位。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ７）利用存储卡或ＬＡＤＤＥＲ－Ⅲ编程软件对系统的梯形图及ＰＭＣ参数进行备份和恢复备份，把备份的梯形图或修改后的梯形图重新写入ＦＲＯＭ中。ＦＡＮＵＣ０ｉＣ／０ｉＤ系统还可利用ＬＡＤＤＥＲ－Ⅲ编程软件进行顺序程序的在线传输控制。８.１.５内装Ｉ／Ｏ卡和Ｉ／ＯＬｉｎｋ地址分配接口是ＣＮＣ、ＰＭＣ、ＭＴ之间传递信号和控制信息的连接通道，其信息状态表示：“１”为通；“０”为断。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ地址用来区分信号，即给信号命名加以区别，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、保持型继电器和数据表。在编制ＰＭＣ程序时所需的地址类型如图８－６所示。ＦＡＮＵＣ０ｉ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；另一种是来自系统外装Ｉ／Ｏ卡（Ｉ／ＯＬｉｎｋ）的输入／输出信号，其地址是由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／ＯＬｉｎｋ控制信号同时作用，则内装Ｉ／Ｏ卡控制信号有效。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ１．机床到ＰＭＣ的输入信号地址（ＭＴ→ＰＭＣ）采用Ｉ／ＯＬｉｎｋ时，其输入信号地址为Ｘ０～Ｘ１２７；采用内装Ｉ／Ｏ卡时，ＦＡＮＵＣ０ｉＣ系统的输入信号地址为Ｘ０～Ｘ１１。２．ＰＭＣ到机床侧的输出信号地址（ＰＭＣ→ＭＴ）采用Ｉ／ＯＬｉｎｋ时，其输出信号地址为Ｙ０～Ｙ１２７；采用内装Ｉ／Ｏ卡时，ＦＡＮＵＣ０ｉＣ系统的输出信号地址为Ｙ０～Ｙ８。３．ＰＭＣ到ＣＮＣ的输出信号地址（ＰＭＣ→ＣＮＣ）上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ其地址号为Ｇ０～Ｇ２５５，这些信号的功能是固定的，用户通过顺序程序实现ＣＮＣ的各种控制功能。系统急停信号地址为Ｇ８.４；循环启动信号地址为Ｇ７.２；进给暂停信号地址为Ｇ８.５；空运转信号地址为Ｇ４６.７；外部复位信号地址为Ｇ８.７；程序保护钥匙信号地址为Ｇ４６.３～Ｇ４６.６；ＣＮＣ系统状态信号地址为Ｇ４３.０、Ｇ４３.１、Ｇ４３.２、Ｇ４３.５、Ｇ４３.７。４．ＣＮＣ到ＰＭＣ的输入信号地址（ＣＮＣ→ＰＭＣ）其地址号为Ｆ０～Ｆ２５５，这些信号的功能是固定的，用户通过顺序程序确定ＣＮＣ系统的状态。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣＣＮＣ系统准备就绪信号地址为Ｆ１.７；伺服准备就绪信号地址为Ｆ０.６；系统报警信号地址为Ｆ１.０；系统电池报警信号地址为Ｆ１.２；系统复位信号地址为Ｆ１.１；移动指令分配结束信号地址为Ｆ１.３；系统进给暂停信号地址为Ｆ０.４；系统循环启动信号地址为Ｆ０.５；Ｔ码选通信号地址为Ｆ７.３；Ｍ码选通信号地址为Ｆ７.０；Ｓ码选通信号地址为Ｆ７.２。５．定时器地址（Ｔ）可变定时器：４０个，Ｔ０１～Ｔ４０。Ｔ０１～Ｔ０８时间设定最小单位为４８ｍｓ；Ｔ０９～Ｔ４０时间设定最小单位为８ｍｓ。上一页下一页返回任务１认识ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ固定定时器：ＰＭＣ为ＳＡ３，有１００个；ＰＭＣ为ＳＢ７，有５００个。时间设定最小单位为８ｍｓ。６．计数器地址（Ｃ）系统共２０个计数器，Ｃ１～Ｃ２０。７．保持型继电器（Ｋ）８．中间继电器地址（Ｒ、Ｅ）９．信息继电器地址（Ａ）１０．数据表地址（Ｄ）１１．子程序号地址（Ｐ）１２．标号地址（Ｌ）上一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程８.２.１ＦＡＮＵＣ系统的ＰＭＣ语言１．ＰＭＣ的梯形图程序数控机床中采用ＰＭＣ实现开关量的控制。ＰＭＣ程序语言是梯形图，又叫ＬＡＤＤＥＲ图。程序执行过程是从梯形图的开头从上到下，由左至右，到结尾后再返回程序头继续循环执行，如此周期性地往复扫描ＣＮＣ、ＭＴ接口地址信息，顺序执行。梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点的串、并联，最后是线圈与右母线相连。如图８－７所示，先执行第１梯级，然后第２梯级、第３梯级……最后再返回程序头。下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，其两端没有电源。可以想象成左右两侧垂直母线之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。梯形图编程符号见表８－３。２．ＰＭＣ编程指令编写ＰＭＣ程序时通常有两种方法，第一种是使用助记符语言（ＲＤ、ＲＤ.ＮＯＴ、ＷＲＴ、ＡＮＤ和ＯＲ等ＰＭＣ基本指令）写成语句表来编程，另一种是使用梯形图符号编程。使用梯形图符号编程不需要理解ＰＭＣ指令就可以直接进行程序编制，简单易行，方便快捷。图８－８中采用了两种编程方法（梯形图和语句表）。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＰＭＣ基本指令只是对二进制位进行与、或、非的逻辑操作，适于完成一些简单的控制，如图８－９所示。数控机床用ＰＭＣ指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的特殊要求。如ＣＮＣ输出的Ｍ、Ｓ、Ｔ二进制代码信号的译码，机械动作的延时确认，加工零件的计数等，禁用基本指令编程，其实现起来很困难，要增加一些专门控制的功能指令。８.２.２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ的功能指令１．顺序程序结束指令（ＥＮＤ１、ＥＮＤ２、ＥＮＤ）ＦＡＮＵＣＰＭＣ采用的是２级顺序程序的构架。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程第１级是每隔８ｍｓ进行读取的程序，主要处理急停、跳转、超程以及进给暂停等紧急动作。不使用第１级程序时，也要编写ＥＮＤ１命令。第２级程序主要编写普通的顺序程序，如ＡＴＣ（自动换刀装置）、冷却液的开关等。在第２级上因为有同步输入信号存储器，所以输入脉冲信号时，其信号宽度应大于扫描时间。ＰＭＣ子程序主要是将重复执行的处理和模块化的程序作为子程序登录，然后用ＣＡＬＬ或ＣＡＬＬＵ命令由第２级调用。如果程序中不使用第１级程序，则必须在ＰＭＣ程序开头指定ＥＮＤ１，否则ＰＭＣ无法正常运行。ＰＭＣ梯形图的最后必须用顺序程序结束指令ＥＮＤ结束，如图８－１０所示。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程２．定时器指令（ＴＭＲ、ＴＭＲＢ）可变定时器ＴＭＲ：该定时器为延时定时器。定时时间可通过ＰＭＣ参数进行修改。控制条件：当ＡＣＴ＝０时，输出定时器ＴＭ０１＝０；当ＡＣＴ＝１时，经设定时间后，输出定时器ＴＭ０１＝１。定时器号：ＰＭＣ－ＳＡ３为１～４０，１～８号的定时单位为４８ｓ，最大为１５７２.８ｓ。９号以后的定时单位为８ｓ，最大为２６２.１ｓ。工作原理如图８－１１所示。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程当ＡＣＴ＝０，断开定时器；ＡＣＴ＝１，启动定时器，接通后经设定时间时，ＴＭ０１＝１，输出即接通。固定定时器ＴＭＲＢ：ＴＭＲＢ的设定时间编写在梯形图中，在指令和定时器号的后面加上一项参数预设定时间，与顺序程序一起被写入ＦＲＯＭ中，所以定时器的时间不能用ＰＭＣ参数改写。该定时器为设定时间固定的延时定时器，用功能指令参数指定时间。如图８－１２和图８－１３所示。控制条件：ＡＣＴ＝０，断开定时器；ＡＣＴ＝１，启动定时器，经设定时间时，输出即接通。定时器号：１～１００。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程设定时间：用ｍｓ为单位的十进制数设定时间，最大为２６２１３６。３．计数器指令（ＣＴＲ）计数器的主要功能是进行计数，可以是加计数，也可以是减计数。计数器的预置值形式是ＢＣＤ代码还是二进制代码由ＰＭＣ的参数设定（一般为二进制代码），如图８－１４所示。控制条件：ＣＮ０＝０：计数器的初始值为０。ＣＮ０＝１：计数器的初始值为１。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＵＰＤＯＷＮ＝０：加计数器，初始值为ＣＮ０设定。ＵＰＤＯＷＮ＝１：减计数器，初始值为计数器预置值。ＲＳＴ＝１：将计数器复位。累计值被复位，加计数器，根据ＣＮ０的设定变为０或１，减计数器时变为计数器预置值。ＡＣＴ＝１：Ｍ０变成１的上升沿计数。Ｗ１：计数结束输出。加计数器为最大值；减计数器为最小值，其值为１。计数器号：ＰＭＣ－ＳＡ３为１～２０。４．译码指令（ＤＥＣ、ＤＥＣＢ）上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＤＥＣ指令的功能：当两位ＢＣＤ代码与给定值一致时，输出为“１”；不一致时，输出为“０”，主要用于数控机床的Ｍ码、Ｔ码的译码。一条ＤＥＣ译码指令只能译一个Ｍ代码，如图８－１５所示。说明：数控机床在执行加工程序中规定了Ｍ、Ｓ、Ｔ功能时，ＣＮＣ装置以ＢＣＤ码或二进制码形式输出Ｍ、Ｓ、Ｔ代码信号。这些信号需要经过译码才能从ＢＣＤ或二进制状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状态。该指令就是对２位ＢＣＤ码进行译码，当与指示的值相同时，Ｗ１接通，如不一致，则Ｗ１断开。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程译码条件：ＡＣＴ＝１，进行译码；ＡＣＴ＝０，不进行译码；Ｗ１＝１，译码已一致。译码信号地址：制订译码对象地址。译码方式：ＤＥＣＢ的指令功能：可对１、２或４个字节的二进制代码数据译码，当所指定的８位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数据位为１。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程主要用于Ｍ代码、Ｔ代码的译码，一条ＤＥＣＢ代码可译８个连续Ｍ代码或８个连续Ｔ代码。译码格形式指定：代码数据的形式为０００１表示１字节长；０００２表示２字节长；０００４表示４字节长。代码信号地址：制订进行译码的数据的起始地址。译码指示：８个译出代码号的第１个号。译码结果输出地址：由译码指示指定号的译码结果被输出到位０，＋１号的译码结果被输出到位１，＋７号的译码结果被输出到位７。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程译码结果输出：ＤＥＣＢ译码指令的格式及应用如图８－１６所示。５．比较指令（ＣＯＭＰ、ＣＯＭＰＢ）ＣＯＭＰ指令的输入值和比较值为２位或４位ＢＣＤ代码数值，把比较结果输出到Ｗ１。ＢＹＴ＝０：比较２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：比较４位ＢＣＤ码。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程Ｗ１＝０：基准数据＞比较数据；Ｗ１＝１：基准数据≤比较数据。输入数据格式指定：０表示基准数据为常数，１表示基准数据为指定地址。ＣＯＭＰ比较指令的格式及应用如图８－１７所示。ＣＯＭＰＢ指令功能：比较１个、２个或４个字节长的二进制数据之间的大小，比较的结果存放在运算结果寄存器（Ｒ９０００）中。ＣＯＭＰＢ比较指令的格式及应用如图８－１８所示。６．常数定义指令（ＮＵＭＥ、ＮＵＭＥＢ）上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＮＵＭＥ指令是２位或４位ＢＣＤ代码常数定义指令，其格式及应用如图８－１９所示。ＢＹＴ＝０：进行处理的数据为２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：进行处理的数据为４位ＢＣＤ码。ＡＣＴ＝１：执行ＮＵＭＥ指令。ＮＵＭＥＢ指令是１个字节、２个字节或４个字节长二进制数的常数定义指令，其格式及应用如图８－２０所示。７．判别一致指令（ＣＯＩＮ）和传输指令（ＭＯＶＥ）上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＣＯＩＮ指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、转台等旋转体是否到达目标位置等，其格式及应用如图８－２１所示。ＢＹＴ＝０：比较２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：比较４位ＢＣＤ码。Ｗ１＝０：基准数据≠比较数据；Ｗ１＝１：基准数据＝比较数据。输入数据格式指定：０表示基准数据为常数，１表示基准数据为指定地址。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＭＯＶＥ指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“与”运算，并将结果传输到指定地址，其格式及应用如图８－２２所示。８．旋转指令（ＲＯＴ、ＲＯＴＢ）ＲＯＴ指令用来判别回转体的下一步旋转方向，计算出回转体从当前位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的位置数，一般用于数控机床自动换刀装置的旋转控制，其格式及应用如图８－２３所示。ＲＮ０＝０：回转体的位置号是从０开始的连续号；ＲＮ０＝１：回转体的位置号是从１开始的连续号。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＢＹＴ＝０：回转体的位置号是２位ＢＣＤ（１字节）的数据；ＢＹＴ＝１：回转体的位置号是４位ＢＣＤ（２字节）的数据。ＤＩＲ＝０：不判别下一步回转方向，始终正转；ＤＩＲ＝１：判别下一步回转方向，方向输出到Ｗ１。ＰＯＳ＝０：计算到达目标位置的步数；ＰＯＳ＝１：计算到达目标位置前一步的步数。ＩＮＣ＝０：计算目标位置的号；ＩＮＣ＝１：计算到达目标位置的步数。ＡＣＴ＝１：执行ＲＯＴ指令。Ｗ１＝０：回转方向为正转；Ｗ１＝１：回转方向为反转。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程回转体分度数：设定回转体转位的数目。当前位置地址：存储回转体当前步数的起始地址。目标位置地址：存储目标位置的起始地址。结果输出地址：算出的步数的输出地址。ＲＯＴＢ指令与ＲＯＴ指令的功能基本相同，ＲＯＴＢ可用地址指定回转体的分度数，处理的数值都为二进制形式，其格式及应用如图８－２４所示。格式指定：１表示１字节长；２表示２字节长，４表示４字节长。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程回转体分度数：设定回转体转位的数目；当前位置地址：存储回转体当前步数的起始地址。目标位置地址：存储目标位置的起始地址；结果输出地址：算出的步数的输出地址。９．数据检索指令（ＤＳＣＨ、ＤＳＣＨＢ）ＤＳＣＨ指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（２位或４位ＢＣＤ代码），并且输出其表内号，常用于刀具Ｔ码的检索，其格式及应用如图８－２５所示。说明：检索指定的数据是否存在于数据表内，并输出表内号数。ＢＹＴ＝０：检索２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：检索４位ＢＣＤ码。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＲＳＴ＝１：断开无检索数据的输出Ｗ１；Ｗ１＝１：当无检索数据时，输出即接通。ＤＳＣＨＢ指令的功能与ＤＳＣＨ一样也是用来检索指定的数据。但与ＤＳＣＨ指令的不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形式，而且为了能使用地址指定数据表的数据个数，即使在ＲＯＭ制作完成后，仍可调整表的容量；数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。ＤＳＣＨＢ指令的格式及应用如图８－２６所示。ＲＳＴ＝１：断开无检索数据输出Ｗ１；Ｗ１＝１：当没有检索数据时，接通输出。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程形式指定：１表示１字节；２表示２字节；４表示４字节。１０．变地址传输指令（ＸＭＯＶ、ＸＭＯＶＢ）ＸＭＯＶ指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据，处理的数据为２位ＢＣＤ代码或４位ＢＣＤ代码。该指令常用于加工中心的随机换刀控制，其格式及应用如图８－２７所示。ＢＹＴ＝０：数据表的数据为２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：数据表的数据为４位ＢＣＤ码。ＲＷ＝０：从数据表读取数据；ＲＷ＝１：把数据写入数据表。ＲＳＴ＝１：断开出错输出Ｗ１；ＡＣＴ＝１：执行ＸＭＯＶ命令。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程Ｗ１＝１：被指定的表内号超过数据表的数据时，即出错报警。ＸＭＯＶＢ指令的功能与ＸＭＯＶ一样，也是用来读取数据表的数据或写入数据表的数据。但与ＸＭＯＶ指令的不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址形式指定。ＸＭＯＶＢ指令的格式及应用如图８－２８所示。１１．代码转换指令（ＣＯＤ、ＣＯＤＢ）ＣＯＤ指令是把２位ＢＣＤ代码（０～９９）数据转换成２位或４位ＢＣＤ代码数据的指令。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程具体功能是把２位ＢＣＤ代码指定的数据表内号数据（２位或４位ＢＣＤ代码）输出到转换数据的输出地址中。一般用于机床面板倍率开关的控制，其格式及应用如图８－２９所示。ＢＹＴ＝０：变换数据表的数据为２位ＢＣＤ码；ＢＹＴ＝１：变换数据表的数据为４位ＢＣＤ码。ＲＳＴ＝１：把错误输出Ｗ１复位；ＡＣＴ＝１：执行ＣＯＤ命令。Ｗ１＝１：变换输入号超过了变换数据数，数据出错。变换输入数据地址：指定表内号的地址（１字节）。变换输出数据地址：变换结果的存储地址。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＣＯＤＢ指令是把２个字节的二进制代码（０～２５６）数据转换成１个字节、２个字节或４个字节的二进制数据指令，其格式及应用如图８－３０所示。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。ＲＳＴ＝１：把错误输出Ｗ１复位；ＡＣＴ＝１：执行ＣＯＤ命令。Ｗ１＝１：变换输入号超过了变换数据数，数据出错。形式指定：１表示１字节长；２表示２字节长；４表示４字节长。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程变换输入数据地址：指定表内号的地址（１字节）。变换输出数据地址：变换结果的存储地址。１２．信息显示指令（ＤＩＳＰＢ）ＤＩＳＰＢ指令格式如图８－３１所示。１３．数据变换指令（ＤＣＮＶ）数据变换指令ＤＣＮＶ把１或２字节的数据从二进制变换成ＢＣＤ码，或从ＢＣＤ码变换成二进制码，ＤＣＮＶ指令格式如图８－３２所示。控制条件：ＢＹＴ＝０，变换１字节的数据；ＢＹＴ＝１，变换２字节的数据。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＣＮＶ＝０：从二进制码变换成ＢＣＤ码；ＣＮＶ＝１：从ＢＣＤ码变换成二进制码。ＲＳＴ＝１：把出错输出的Ｗ１复位；ＡＣＴ＝１：执行数据变换命令。Ｗ１＝１：输入数据应为ＢＣＤ码的地方，如果已是二进制码，或从二进制码变换成ＢＣＤ码时超过指定字节长即进行出错报警。８.２.３数控机床ＰＭＣ控制应用举例１．数控机床工作状态开关ＰＭＣ控制（１）数控机床状态开关上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程数控机床工作状态开关如图８－３３所示。（２）系统工作状态信号系统工作状态与信号的组合如表８－４所示。（３）状态开关ＰＭＣ控制梯形图系统工作状态的ＰＭＣ控制梯形图如图８－３４所示。２．数控机床加工程序功能开关ＰＭＣ控制（１）数控机床加工程序功能开关数控机床操作面板的加工程序功能开关如图８－３５所示。（２）功能开关信号地址ＦＡＮＵＣ０ｉ系统功能开关信号地址如表８－５所示。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程（３）数控机床加工程序功能开关的ＰＭＣ控制梯形图数控机床加工程序功能开关的ＰＭＣ控制梯形图如图８－３６所示。３．数控机床倍率开关ＰＭＣ控制（１）数控机床倍率开关数控机床倍率开关如图８－３７所示。（２）数控机床倍率开关的作用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。ＦＡＮＵＣ０ｉ系统进给倍率信号地址为Ｇ１２。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程主轴速度倍率开关使加工程序中指令的主轴速度Ｓ值乘以０％～２５４％的倍率。ＦＡＮＵＣ０ｉ系统主轴倍率信号地址为Ｇ３０。快移倍率开关：数控机床无论是自动运行快移速度还是手动快移速度都是在系统参数中设定各轴的快移速度（倍率１００％的速度），而加工程序中无须指定。自动运行中的快速移动包括所有的快速移动，如固定循环定位、自动参考位置返回等，而不仅仅是Ｇ００移动指令。手动快速移动也包含了参考位置返回中的快速移动。通过快速移动倍率信号可为快速移动速度施加倍率，快速移动速度倍率为Ｆ０、２５％、５０％和１００％，其中Ｆ０由系统参数设定各轴固定进给速度。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程ＦＡＮＵＣ０ｉ系统快移倍率信号地址为Ｇ１４.０、Ｇ１４.１。（３）数控机床进给速度倍率和点动速度的ＰＭＣ控制梯形图如图８－３８所示，倍率开关的输入信号地址为Ｘ４０.０、Ｘ４０.１、Ｘ４０.２、Ｘ４０.３、Ｘ４０.４，通过ＭＯＶＥ指令发送到继电器Ｒ１００中。Ｆ３.２、Ｆ３.３、Ｆ３.４、Ｆ３.５分别为系统的ＪＯＧ、ＭＤＩ、ＤＮＣ、ＭＥＭ状态信号，作为功能指令的选通条件。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程通过ＣＯＤＢ指令把开关位置指定表格的数据转换成二进制数值，分别送到继电器Ｒ１０２（进给速度倍率）和Ｒ１０４（点动连续进给速度）中。因速度倍率和点动速度信号为负逻辑控制，故需通过逻辑非指令ＮＯＴ分别把Ｒ１０２、Ｒ１０４数值转换后输送到系统进给速度倍率信号Ｇ１２和系统点动连续速度信号Ｇ１０中，从而完成ＰＭＣ控制。４．数控机床润滑系统ＰＭＣ控制数控机床润滑系统的电气控制要求：１）首次开机时，自动润滑１５ｓ（２.５ｓ打油、２.５ｓ关闭）。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程２）机床运行时，达到润滑间隔固定时间（如３０ｍｉｎ）自动润滑一次，而且用户可以对润滑间隔时间进行调整（通过ＰＭＣ参数）。３）加工过程中，用户还可根据实际需要进行手动润滑（通过机床操作面板的润滑手动开关控制）。４）润滑泵电动机具有过载保护，当出现过载时，系统要有相应的报警信息。５）当润滑油箱油面低于极限时，系统要有报警提示（此时机床可以运行）。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程如图８－３９和图８－４０所示，ＱＦ７为润滑泵电动机的短路器，实现电动机的短路与过载保护。用户通过系统ＰＭＣ控制输出继电器ＫＡ６，继电器ＫＡ６常开控制接触器ＫＭ６线圈，实现润滑泵自动控制。ＱＦ７为短路器的常开点，作为系统润滑泵过载与短路保护的输入信号；ＳＬ为润滑系统油面检测开关；ＳＢ５为机床面板上的手动润滑开关；ＫＡ１为机床就绪继电器的常开点，作为机床就绪的输入信号；ＨＬ为机床润滑报警灯的输出信号。上一页下一页返回任务２ＦＡＮＵＣ系统ＰＭＣ语言及编程机床首次开机时，机床准备就绪信号Ｘ１６.７为１，启动润滑泵电动机（Ｙ０.５输出），同时启动固定定时器１５，机床自动润滑１５ｓ（２.５ｓ打油、２.５ｓ关闭）后，固定定时器１５的延时断开常闭点Ｒ５２６.６切断自动润滑回路，机床停止润滑，完成首次开机自动润滑操作。上一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障８.３.１数控机床系统ＰＭＣ画面功能及具体操作ＦＡＮＵＣ数控系统可通过屏幕对ＰＭＣ实施操作，进行ＰＭＣ梯形图的动态显示，监控并诊断ＰＭＣ的各种输入／输出信号状态；也可对定时器、计数器、保持型继电器和数据表等寄存器进行设定和显示；还能够对梯形图进行编辑等，由此来判断和查找数控机床故障位置。基本操作步骤：ＳＹＳＴＥＭ→ＰＭＣ显示ＰＭＣ画面。１．系统动态梯形图显示画面（ＰＭＣＬＡＤ）下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障在图８－４１中，“ＴＯＰ”为返回梯形图开头的操作软键，“ＢＯＴＴＯＭ”为返回梯形图结尾的操作软键，“ＳＲＣＨ”为搜索梯形图中信号触点的操作软键，“Ｗ－ＳＲＣＨ”为搜索梯形图中信号线圈的操作软键，“Ｎ－ＳＲＣＨ”为搜索系统梯形图行号的操作软键，“Ｆ－ＳＲＣＨ”（需要按系统扩展键）为搜索系统梯形图中功能指令的操作软键。梯形图的查找：１）用光标移动键和翻页键可以变更显示位置；２）“始／终”软键用于查找梯形图的开头和末尾；输入线圈或触点的“地址和位”，按“ＳＲＣＨ”软键；上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障３）输入“功能指令号”→“Ｆ－ＳＲＣＨ”或者键入“线圈指令名”→“Ｗ－ＳＲＣＨ”。２．系统梯形图的诊断画面（ＰＭＣＤＧＮ）在图８－４２中：ＴＩＴＬＥ：显示ＰＭＣ的标题画面，该画面可以显示系统梯形图的名称、ＰＭＣ的类型、存储器的使用空间、梯形图程序所占的空间、信号注解所占的空间及信息注解所占的空间；ＳＴＡＴＵＳ：显示系统ＰＭＣ输入／输出信号的状态；ＡＬＡＲＭ：系统ＰＭＣ报警显示画面；ＴＲＡＣＥ：系统ＰＭＣ信号的跟踪画面显示。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障ＦＡＮＵＣ数控系统提供ＰＭＣ诊断画面设定功能，维修人员灵活使用内置ＰＭＣ编程器的各项功能，既可用于调试ＰＭＣ程序，又可保护ＰＭＣ程序不易被修改。３．ＰＭＣ参数界面（ＰＭＣＰＲＭ）在ＰＭＣ基本界面上按软键“ＰＭＣＰＲＭ”，再按扩展“＋”软键，能够显示ＰＭＣ的参数界面。如图８－４３所示，可以分别打开“ＴＩＭＥＲ”（定时）、“ＣＯＵＮＴＲ”（计数器）、“ＤＡＴＡ”（数据）、“ＫＥＥＰＲＬ”（保持型继电器）等界面。按光标键，把光标移到希望修改的地址号码上，输入数值，按功能键“ＩＮＰＵＴ”，数据被输入。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障４．系统ＰＭＣ保持型继电器画面（ＫＥＥＰＲＬ）系统ＰＭＣ保持型继电器画面如图８－４４所示。Ｋ００～Ｋ１５为用户使用，机床厂家可根据机床的具体要求来设定，如机床是否使用第４轴控制、机床自动排削功能的选择等控制。Ｋ１６～Ｋ１９为系统专用区，用户不能作为他用，如Ｋ１７.０为系统梯形图显示选择（设定为０时，表示显示系统梯形图），Ｋ１７.１为系统内装编辑功能是否有效（设定为１时，表示有效）。ＦＡＮＵＣ０ｉＣ／０ｉＤ系统采用ＳＢ７类型ＰＭＣ时，保持型继电器Ｋ０～Ｋ９９为用户使用，Ｋ９００以上为系统专用区。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障５．ＰＭＣ的维护诊断界面（ＰＭＣＭＮＴ界面）在ＰＭＣ基本界面上按软键“ＰＭＣ维护”（ＰＭＣＭＮＴ），能够显示ＰＭＣ的维护界面，在该界面中可以分别显示“信号状态”“Ｉ／ＯＬｉｎｋ”“ＰＭＣ报警”和“Ｉ／Ｏ”等界面。６．梯形图监控画面梯形图监控画面可显示触点和线圈的ＯＮ／ＯＦＦ状态，以及功能指令参数所定义的地址的内容。８.３.２通过ＰＭＣ诊断故障数控机床出现的大部分故障都是通过对ＰＬＣ梯形图的输入／输出点的状态进行监控而查出的。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障如有些故障可在屏幕上不产生报警信息，只是有些动作不执行，则可以跟踪ＰＬＣ梯形图的运行来确诊此故障。但有些故障的ＰＬＣ变化过程快，通过监视Ｉ／Ｏ状态无法跟踪到，此时就需要通过ＰＬＣ进行动态跟踪，实现观察Ｉ／Ｏ瞬间的变化，根据ＰＬＣ的动作和数控工作原理做出诊断。１．常见ＰＭＣ故障诊断方法１）观察ＰＭＣ状态，判断开关量是否已输入。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障在ＭＤＩ方式→ＰＭＣ基本界面→“ＰＭＣＤＧＮ”→“ＳＴＡＴＵＳ”界面输入开关量或直接观察梯形图相应开关量的通断，若逻辑为“１”或通，表示ＭＴ、ＣＮＣ侧连接没有问题；若不通，则检查外部电路。对于Ｍ、Ｓ、Ｔ指令，可以在ＭＤＩ方式下写一段程序验证，并在执行的过程中观察相应的地址位。２）观察ＰＭＣ状态，判断开关量是否已输出。观察所输出开关量或系统变量是否正确输出，若没有，则检查ＣＮＣ侧，分析是否有故障。３）检查相关电气元件的状态。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障检查由输出开关量直接控制的电气开关或继电器是否动作，若没有动作，则检查连线或元件。检查由继电器控制的接触器等开关是否动作，若没有动作，则检查连线或元件。４）检查执行单元状态。检查执行单元，包括主轴电动机、伺服电动机等。５）观察ＰＭＣ动态梯形图，结合系统的工作原理，查找故障点。２．分析主轴正反转ＰＭＣ控制的梯形图数控机床的主轴不转、只能一个方向转或转向不对，可通过图８－４５和图８－４６的梯形图进行诊断。上一页下一页返回任务３通过ＰＭＣ诊断故障３．ＰＭＣ实现刀架换刀诊断１）首先确认刀架电动机运转正常，换刀、锁紧等动作都准确无误。２）进入系统参数编辑状态，选择ＰＭＣ系统参数，更改刀具锁紧时间、换刀超时时间和正转延时时间参数，观察刀架换刀动作是否正常，并用手扳动刀架，判断刀架是否锁紧，观察