06-实验六_PMC典型控制与急停控制的实现[1]

1、实验六 PMC 典型控制与急停控制的实现一. 实验目的1. 掌握数 控机床 典型控制环节 的编程与 调试方 法。2. 掌握数 控机床 急停控制功能 的编程与 调试方 法、控 制流程 及控制 信号功能与状态等。二. 实验内容1.0i Mate-D PMC/L 型PMC典型控制环节的编程调试。2. 数控机 床急停 控制功能的编 程与调试 ，急停 控制信 号及其 地址。三. 实验设备1. FANUC 0i Mate-TD CK6132数控车床。2. FANUC 0i mate-MD XH7132数控加工中心机床。四. 实验要点1. 数控机床PMC程序控制常用环节编程与调试、梯形图状态变化与 查询。2

2、. 数控机床“急停”控制的程序结构及系统控制状态。五. 实验具体要求1. 规范实验，按规程操作机床。2. 机床通电时，严禁用手或导体去触碰机床各通电电器，确保人身 和设备安全。3. 掌握编程方法，提高PMC编程、调试能力。4. 提 高 机 床 控 制 功 能 的 调 试 / 诊 断 能 力 。5. 提高数控机床控制原理的应用能力。六. 相关知识与技能下面所有典型控制环节的功能是用PMC/ L型基本指令及功能指 令编程实现的，其他型号PMC的编程方法相同。1.PMC典型控制环节“常0”控制环节“常0”环节如图6-1所示。“常1”环节“常1”环节如图6-2所示。I LCXilIXXjIHl -oL

3、OGOLOCK)IKXiOR6W.0R600-0T1XK；1IR600 0R600.0R6000图6-1图6-2单脉冲输出环节图6-3所示为两种单脉冲输出控制环节，左图利用PMC内部元 件实现R600.1的单脉冲输出环节，当PMC上电时即输出一个脉冲； 右图为利用按键控制的R605.1单脉冲输出环节，脉冲接通时间约 为PMC的一个扫描周期，所以对于右图，按键的接通时间必须超 过一个扫描周期，否则R605.1无脉冲输出。LOGI-O-R600.0R605.1PR2-O-R6O5.2PRI-o-R600.1PR2-O-R6002MLK PR2 HIXO.O R6O5.2MLKX00LOGIIR60

4、0 0-R600 0LOG1 PR211ikFR600.0 R6OO.2LOG1TIR600.0图6-3互锁环节图6-4中虚线部分是为提高互锁可靠性而添加的，一般情况可 以不加。同时，也实现了 XI.0 与XI.1控制的直接切换，如电动 机的正、反转直接切换。闪烁或脉冲环节改变图6-5 中D300、D301、D305和 D306的设 定值，可改变R400.0或R400.1的脉冲输出频率/宽度。LM jILM21 IL2 T IMT I M-XI.0 | Xi.l | R605.2 ILM2 I ILM I 1L1II I M IXLt '_X1j0j R605.I图6-4!L1X3R6

5、05JIL2-oR605.2SUB3 IMRWXJD300FL2 ACTR400 ISUB30002TMRD3O5图6-5FLI ACT TlR4000FL1OR400.0i L2R400JDEE1605.4DRN 卄X6.0DIXDRNI -o- R605.3DRN2R6O5 4（6）FANUC 0i 系统内部寄存器 R9091R9091为FANUC Oi系统的内部定时器，其功能及应用如图6-6所示。一直关断C可用作常叩”信号）直接通（可用柞常T"信号）2JM）ms IM 4 （ 04 ms 幵、ms断*阿用于闪烁控制）秒眛冲估号（504 ms开、496 ms断.可用卜闵烁控制和定

6、时）图6-6（7）按键处理当按键第1次被按下时，一直记忆其接通状态；第2次再按下 时，取消其接通状态。以两台数控机床（车、铳床）空运行控制为 例，其程序可参考图6-7所示。DK?i3D36U3 DRN-O10i!S7 DRNL -oY48.yDRN1 DRN3TlE16053 D3MJ.5DRNI DKN3 r_II-RM5J图6-7图 6-7 中 的 X6.0 为 空 运 行 按 键 地 址 ，当 该 键 第 1 次 被 按 下 时 ， 按键指示灯 Y48.0 保持常亮，表明已记忆了按键第 1 次被按下的 状态，同 时 D360.3 、 G118.7 线圈保持“常通”状态；当 第 2次再 按

7、下该键时，按 键指示灯熄灭，所有线圈输出均为“断开”状 态。2. 实现机 床的急 停控制FANUC OD系统的急停控制输入地址为X2I.4(固定地址)，对应 的控制信号地址为G121.4 ,信号名称为“ *ESP ”(低电平有效信 号)。(1) 急 停信号 (*ESP G12I.4)功能：保证机床安全。当“ *ESP ”有效时，机床进入紧急停止 状态。*ESP信号被输入到CNC控制器、伺服放大器和主轴放大器， 一旦有效， CNC 控制复位且进入紧急停止状态， 伺服和主轴电动 机减速停止。 在电动机(含主轴)停止运转后， 才能断开电动机电 源(可通过PSM的MCC信号控制)。各轴的硬限位开关可作

8、为急停信号输入，使机床急停，以避免 因伺服反馈出现故障而使移动轴超出软限位。 机床移动轴的实际 停止位置超出软限位点的最大距离为 R/7500mm(R 为快速进给速 度 ， mm/min) ， 因 此 硬 限 位 开 关 必 须 设 在 该 距 离 之 外 。 机床锁住信号(MLK G117.1)功能： 主要用于程序检查， 该信号只对移动指令有效， M、 S、 T、B指令仍能正常执行，且FIN信号返回到NC。MLK信号有效时，仍进行脉冲分配，但不送到伺服电动机，位 置显示被更新；当执行G28指令时，位置显示上将显示G28指定 的值， 但机床移动轴无返回参考点的动作。(3) 互 锁信号 (*IL

9、K G117.0 、 *RILK X8.6)互锁信号是标准互锁*ILK还是高速互锁*RILK，由参数设定， 如 表 6-1 所 示 。表6-1互锁状态设置互锁信号参数备注标准互锁*ILKEILK=0(PRM#8.7)RILK=0(PRM#15.2)互锁仅对Z轴有效还是对所有轴有效(PRM#12.1), 由参数“ ZILK ”的设定决定高速互锁*RILKEILK=1RILK=1只要*ILK或*RILK有效，移动轴都将减速停止，与机床工作模 式无关。在AUTO模式时，若程序段中只有M、S、T指令，则执行 M S、T功能，直到含有轴移动指令的程序段，系统自动运行停止(程序运行停止)。*ILK或*RI

10、LK置“1 ”后，系统恢复工作。互锁信号生效(*ILK=0 或*RILK=0)后，电动机的移动量可按下式计算：C"Fm 610(爲 0 0)式中，Qax超程量，mmFm进给速度，mm/min ；Tc切削时间常数，ms；Ts伺服时间常数，通常Ts=33ms ；ACNC的处理时间，标准互锁信号时A=50ms ,高速互锁信号时A=16ms。Z 轴指 令注销(ZNG G103.6)功能：在自动或手动状态下当信号为“1 ”时均有效，只锁住Z轴，X、Y轴的移动及M、S、T指令功能照常执行。(5)坐标轴单向 移动锁 住信号+*MITn 、-*MITn、G142(M)、+*MIT1、-*MIT1 、

11、-*MIT2X8.2 8.5(T)功能：分别锁住各坐标轴的正向或反向移动。信号为“ 0”时 互锁功能有效。信号在自动运行中生效时，各轴停止移动。互锁信号(STLKG120.1 ,车床系统用)在AUTO或MDI方式时有效，信号为“ 1”时正在移动的轴减速 停止。执行时，若程序段中只有M S、T指令，则按程序段依次 执行，直到有轴移动指令的程序段时系统停止执行，且保持为 AUTO模式(STL=1 , SPL=0)。信 号为“ 0”时，系 统重新开始执行。Z轴正向超程限位信号(+*LZ X18.5 ,车床用) 在AUTO模式下，当一轴超程信号为“ 0 ”(有效)时，所有轴都 减速停止，并报警。 在J

12、OG模式下，只是超程信号为“ 0”的轴减速停止且此轴可反 向移动。 一旦超程信号为“ 0”，方向信号便存储起来，即使超程信号为“1 ”，轴在此方向仍不能移动，直到清除报警为止。超程时的停止距离：i .快速进给时：L1 二Vr(E t2 Tr /2 Ts)160 000式中，Vr快速进给速度，mm/min ;t1 限位开关信号延时，即从限位开关动作至+*LZ信号断开，ms；12接收器延时30ms ;Tr快速进给加/减速时间常数，ms；Ts伺服系统时间常数，调整时Ts通常设为33ms;L1减速距离,mm或in 。ii .切削进给时：, 1L2VC(t1t2TSTC)2C'12SC,60 0

13、00式中，L1减速距离，mm或in。t l、t 2 与i中相同；Vc最 大进给 速度，mm/min 或in/min ;Tc指数型加/减速时间常数，ms。(8) 伺服跟踪信号(*FLWU G104.5) *FLWU=1时不执行跟踪功能，误差量存入误差寄存器作为伺服误差。当伺服关断信号为“ 0”时，机床移动以补偿该误差。 *FLWU=0时跟踪功能有效。CNC的当前位置改变，并将误差寄存 器清为0。机床保持在误差为0的位置，当下一程序段CNC给 出绝对值指令时，机床移动到正确位置。当控制轴的位置控制无效(如急停或伺服报警、伺服断电) 时，机床移动则会产生位置误差。此时，跟踪信号可改变CNC 的当前位

14、置，并将位置误差寄存器清为0,等于执行了误差补 偿指令。跟踪功能一般用在手脉驱动电动机的情况中。(9) 误差检测信号(SMZ G126.6)信号有效时，在切削进给的两程序段转换处，控制单元需等待 前一程序段的加/减速完成后才执行下一程序段，消除拐角处的圆 弧。否则，CNC进给速度倍率不会为0，在拐角处的刀具轨迹将是 一个圆弧(切削不到位)o(10) 主轴停止信号(*SSTP G120.6)信号为“ 0”时，输出电压为0V，使能信号ENB为“ 0”，M05 不输出。该信号为“ 1”时，模拟电压输出为指令对应的值，使能 信号ENB为“ 1 ”。该信号不用时，总设为“ 1 ”。M03、M04、M05

15、 不在NC内部处理，由PMC与NC配合完成，主轴控制的有关信号 时序如图6-8所示。图6-8(11) 主轴使能信号(ENB F149.4)对于模拟主轴，由于主轴放大器可能有零点漂移，即使指定 S0,主轴也会以低速转动。此时，可用ENB信号作为使主轴转速 为0的条件。该信号也可用于串行主轴的控制。输出条件是当输出到主轴的命令为逻辑“ 0”时，ENB信号为 “ 0” ,否则该信号为“1 ” ,如图6-8所示。(12) “急停”的PMC控制上述控制信号不可能都作为急停控制，一般只指定G117.0和 G120.6 ,为了保证机床的安全，“急停”控制放在PMC的第1级 程序中处理，如图6-9和图6-10

16、所示。为了缩短PMC勺扫描周期，第1级程序中一般只处理急停控制。_11SUB 1END 1ESP -On Gm#Gl P.OSSTPGl»6EMERGENCY STOPENTEKLtX：K SlON/VLSPTNDI.F. STOPTlESP-SKMK.4flGOOOi.O*FT GOO却启*SST?，笆件f;小1i. :jSUB】 END I图6-9图 6-10七. 实验步骤1. 在台式电脑与CNC通讯断开的情况下，进行离线功能的PMC编程 实验，分别编制“常0 ”、 “常1 ”、单脉冲输出环节、互锁控制、 闪烁或脉冲环节、按键处理及内部寄存器R9091应用的PMC典型 控制环节程

17、序。2. 把编辑正确的PMC典型控制环节程序，分别独立嫁接在实验设备 的LEVEL1程序中，绝对不能把两个以上典型控制环节程序同时编 辑在同一 LEVEL1程序中。编写典型控制环节程序，应使用实际设 备设备存在的输入输出信号地址，其控制输出必须使用实际设备 PMC程序中还没有使用的哪些点，并且这些点也没有实际的硬件 连接输出。3. 在数控装置与台式电脑同时断电的情况下，连接两者之间的 RS232C串行口电缆。RS232C电缆连接完成后，启动数控装置和台 式电脑，设置串行通讯连接参数，建立并启动连接。（此步操作是另有实验完成，本次实验时此步由指导教师完成。）4. 在压下急停按钮，进给、快速、主轴转速三倍率开关处在最低值 位置时，启动台式电脑LADDER-川环境，把嫁接有单一 PMC典型 控制环节的设备PMC程序传入CNC中，检查急停信号的有效性， 如发现失效应立即切断数控装置电源。5. 在嫁接PMC典型控制环节PMC运行，且机床安全无误后，进行典 型控制环