数控机床PLC控制基础知识

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项目5数控机床的PMC控制任务5.1PMC控制基础知识5.1.1数控机床PMC概述5.1.2数控机床PMC的信息传递5.1.3PMC顺序程序的执行5.1.4FANUCPMC基本逻辑指令 5.1.1数控机床PMC概述PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器PMC（ProgrammableMachineController）。CNC完成插补运算、译码、位置伺服控制等。PMC完成工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。数控机床的控制，由CNC和PMC协调配合共同完成。CNC主要完成哪些功能？PMC主要完成哪些功能？ PMC控制的机床辅助功能主要涉及到M、S、T指令：1、M指令功能—控制主轴的正反转及停止、有级调速主轴齿轮箱的变速、冷却液的开关、卡盘的松紧及换刀等。2、S指令功能—主轴转速的控制3、T功能—刀具功能 外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC基本单元PLC系统结构示意图 PLC采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作。其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期循环。PLC的工作过程示意图 用于数控机床的PLC一般分为两类：内装型PLC和独立型PLC。内装型（或集成型）PLCCNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（或集成型）PLC。内装型PLC是CNC装置的一部分。1.内装型PLC与CNC间的信息传送在CNC内部实现。2.PLC与机床之间信息传送则通过CNC的输入/输出接口电路来实现。3.一般不能独立工作。 具有内装型PLC的CNC系统 独立型（或外装型）以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制系统，称为独立型（或外装型）PLC。1.与CNC装置相对独立的,可以单独拿出来使用。2.功能易于扩展和变更。3.独立型PLC和CNC之间是通过输入输出接口连接的。 独立型PLC的CNC系统 5.1.2数控机床PMC的信息传递CNC、PLC和MT之间的信息传递：X：由机床向PMC的输入信号（MTPMC）Y：由PMC向机床的输出信号(PMCMT)F：由NC向PMC的输入信号(NCPMC)G：由PMC向NC的输出信号(PMCNC) PLC地址通常由三部分组成：1、地址类型；2、地址号；3、位号； 1、MT至PLC机床侧传递给PLC的信息主要是机床操作面板上各种开关、按钮等信息，包括机床启动与停止、工作方式选择、倍率选择、主轴的正反转和停止、切削液的开与关、卡盘的与松开、各坐标轴的点动控制、换刀指令、超行程限位、主轴伺服保护监控信号、进给系统运行准备信号等开关量信号。这些信号所占用PLC的输入单元地址均可由机床生产厂家的PLC程序设计者自行定义。 2、PLC至MTPLC至机床的信号是控制机床的执行元件，如电磁阀、继电器、接触器以及确保机床各运动部件状态的信号和故障指示等。这些信号所占用PLC的输出单元地址均可由机床生产厂家的PLC程序设计者自行定义。 3、CNC至PLCCNC至机床的信息主要是M、S、T、F等功能代码。S功能是指用几位代码指定主轴转速，在PLC中通过转换输出主轴转速控制指令；T功能是通过PLC管理刀库，进行自动刀具交换；M功能是辅助功能，根据不同的M代码，可控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换档变速，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；F功能是通过PLC控制伺服系统完成坐标轴进给率的输出。 4、PLC至CNCPLC送至CNC的信息主要是M、S、T、F功能应答信号及各坐标轴的基准点信号，机床运动部件的状态和故障等信息。所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。 5.1.3PMC顺序程序的执行1、顺序程序的构成PMC的工作是按梯形图上编写的顺序动作的。PMC的工作原理和PLC是一样的，实际上是一种扫描的工作原理，顺序程序从程序的开头执行到结束，执行完后，在从头开始，反复循环。顺序程序一般由两部分组成。第一级程序和第二级程序。第一级程序处理窄脉冲信号（对时间反应速度快的），第二级程序是顺序程序的主体部分。 第一级程序仅处理短脉冲信号，如急停、各轴超程、返回参考点减速、外部减速、跳步、到达测量位置和进给暂停信号。第二级程序是PLC程序的主体，被分割成几部分。 第一级程序每隔8ms执行一次，第二级程序被分隔。 第一级程序第二级程序子程序子程序结束图2-23顺序程序中的子程序子程序必须在第二级程序后指定。 FANUC系统PMC的分类:PMC—L/M：用于FANUC—OC/OD系统PMC—SA1：用于FANUC—Oi系统/OiMate系统PMC—SA3：用于FANUC—OiA系统PMC—SB7：用于FANUC—16i/18i/21i及OiB/OiC系统PMC—RB5/RB6：用于FANUC—16/18系统 基本指令包括RD、AND、OR等，在设计顺序程序时使用最多，但当顺序控制逻辑较为复杂时仅用基本指令编程常会十分困难，必须借助功能指令以简化编程功能指令如DEC、TMR等。PMC有两种指令：基本指令和功能指令5.1.4FANUCPMC基本逻辑指令 ①取指令RD指令格式：RD○○○○.○地址号位号功能：读取逻辑行第一个常开触点。梯形图符号：FANUCPMC基本指令 ②取反指令RD.NOT指令格式：RD.NOT○○○○.○地址号位号功能：读取逻辑行第一个常闭触点。梯形图符号： ③输出指令WRT指令格式：WRT○○○○.○地址号位号功能：将逻辑运算的结果输出到指定地址。梯形图符号： ④取反输出指令WRT.NOT指令格式：WRT○○○○.○地址号位号功能：将逻辑运算的结果取反后输出到指定地址。梯形图符号： ⑤逻辑与AND指令格式：AND○○○○.○地址号位号功能：串联一个常开触点。梯形图符号：RDX0.0ANDX0.1WRTY0.1 ⑥逻辑与非AND.NOT指令格式：AND.NOT○○○○.○地址号位号功能：串联一个常闭触点。梯形图符号：RD.NOTX0.0AND.NOTX0.1WRT.NOTY0.1 ⑦逻辑或OR指令格式：OR○○○○.○地址号位号功能：并联一个常开触点。梯形图符号：RDX0.0ORX0.1AND.NOTX0.2WRTY0.1 ⑧逻辑或非OR.NOT指令格式：OR.NOT○○○○.○地址号位号功能：并联一个常闭触点。梯形图符号：RDX0.0OR.NOTX0.1AND.NOTX0.2WRTY0.1 例1根据梯形图补写语句表 例2 例3 RDX1.0AANDX2.0A.BWRTR500.0A.BRDR500.0CAND.NOTX3.0C.DWRTR100.1C.DANDX4.0C.D.EWRTR50.1 梯形图编程原则按从上到下、从左到右的顺序编程。PLC从首句开始执行，到END指令结束并返回首句,若缺少END指令，不能正确执行程序。接点开始、线圈结束,接点是逻辑条件，线圈是逻辑结果，线圈是一行的结束，线圈右边不能有任何器件。一个接点可以使用任意次，一个线圈只能使用一次。 梯形图上的垂直分支线上不能有接点和线圈。 当多个接点先串联后并联时，按串联接点多少降序安排串联支路再将其并联。 当有多个并联块时，按接点数从多到少安排先并联后，再串联起来。 消除复杂组合。