数控原理与系统-第6章课件-PMC

数控原理与系统

第6章可编程机床控制器6.1概述6.2数控机床用可编程控制器6.3PMC的梯形图6.4PMC的常用指令6.5梯形图的应用设计

第6章可编程机床控制器

6.1概述6.1.1可编程控制器的产生和发展

可编程控制器是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置,PLC与CAD/CAM和工业机器人已成为实现工业自动化的三大支柱。

1．可编程控制器的基本概念

可编程控制器(ProgrammableController)简称PC,个人计算机(PersonalComputer)也称PC，为了避免混淆，人们将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC(ProgrammablelogicController)，本书也采用PLC作为可编程控制器的简称，将PLC应用于数控机床的控制时，有的厂家将其称作PMC。第6章可编程机床控制器

6.1概述国际电工委员会(InternationalElectricalCommittee)在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”定义：第6章可编程机床控制器

6.1概述2．可编程控制器的发展公认的世界第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的；早期的PLC由分立元件和中小规模集成电路组成，可完成简单的逻辑控制及定时、计数功能；20世纪70年代初微处理器出现并引入，使PLC增加了运算、数据传送及处理、等功能,成为真正具有计算机特征的工业控制装置；为了方便熟悉继电接触控制系统的电气工程技术人员使用，PLC采用了和继电接触器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算的计算机存储元件都以继电器命名。人们称PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物；20世纪80年代初，PLC在先进工业国家中已获得了广泛的应用20世纪末期，PLC的发展特点是更加适应于现代工业控制的需要第6章可编程机床控制器

6.1概述3．可编程控制器的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）配套齐全，功能完善，适用性强（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎（4）系统设计周期短，维护方便，改造容易（5）体积小，重量轻，能耗低4．可编程控制器的应用领域（1）开关量的逻辑控制（2）模拟量控制（3）运动控制（4）过程控制（5）数据处理（6）通信及联网第6章可编程机床控制器

6.1概述6.1.2可编程控制器的原理与工作过程1．可编程控制器的硬件组成可编程控制器虽然外观各异，但其硬件结构大体相同。主要由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出器件(I/O接口)、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图如图6—1所示图6-1PLC控制系统示意图PLC电源单元编程器中央器处器输入存口接理出输口接模拟量输入开关量输入其它输入电磁阀接触器其它执行装置储PLC的基本结构第6章可编程机床控制器

6.1概述2．可编程控制器的软件

PLC要在上述硬件环境下运行，还需有相应的软件系统支持，PLC的软件系统包括系统软件和用户应用软件两大部分。至今为止还没有一种能适合于各种可编程序控制器的通用编程语言，由国际电工委员会(IEC)1994年5月在PLC标准中推荐的五种编程语言的表达方式如下：(1)梯形图(Ladderdiagram)(2)指令表(Instructionlist)(3)顺序功能图(Sequentialfunctionchart)(4)功能块图(Functionblockdiagram)(5)结构文本(Structuredtext)第6章可编程机床控制器

6.1概述3．可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机与PLC的工作方式有所不同：计算机一般采用等待命令的工作方式。如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式。当键盘有键按下或I/O口有信号时则中断转人相应的子程序。PLC在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是以循环扫描方式完成的。第6章可编程机床控制器

6.1概述(1)可编程控制器的分时处理及扫描工作方式PLC系统正常工作时要完成的任务有：①计算机内部各工作单元的调度、监控。②计算机与外部设备间的通讯。③用户程序所要完成的工作。这些工作都是分时完成的。每项工作又都包含着许多具体的工作，以用户程序的完成来说又可分为以下三个阶段：第6章可编程机床控制器

6.1概述1）输入处理阶段也称输入采样阶段。在这个阶段中，可编程序控制器读入输入口的状态，并将它们存放在输入数据暂存区中。在执行程序过程中，即使输入口状态有变化，输入数据暂存区中的内容也不变，直到下一个周期的输入处理阶段，才读入这种变化。2）程序执行阶段在这个阶段中，可编程控制器根据本次读入的输入数据，依用户程序的顺序逐条执行户程序。执行的结果均存储在输出状态暂存区中。3）输出处理阶段也叫输出刷新阶段。这是一个程序执行周期的最后阶段。可编程控制器将本次用户程序的执行结果一次性地从输出状态暂存区送到各个输出口，对输出状态进行刷新。

这三个阶段也是分时完成的。为了连续地完成PLC所承担的工作，系统必须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体工作。这种工作方式叫做循环扫描工作方式。第6章可编程机床控制器

6.1概述(2)PLC的扫描周期及其两种工作状态

PLC有两种基本的工作状态，即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态。运行状态是执行应用程序的状态停止状态一般用于程序的编制与修改图6-3给出了运行和停止两种状态

PLC在RUN工作状态时，执行一次图6-3所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1～100ms。

第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器6.2.1PMC的类型数控机床CNC系统内部处理的信息大致可分为两大类。一类是围绕着数控系统如何对刀具轨迹进行控制，即通过插补运算、位置控制、速度控制等单元对机床各坐标轴的运动进行控制，以控制刀具走出零件轮廓轨迹。这种控制坐标轴运动的连续数字量信息主要由CNC系统本身去完成，我们称这一部分为“数字控制”。然而，要完成机床加工过程的自动控制，仅有上述的数字控制部分还不够。另一类为刀具更换、主轴启停、换向变速、零件装卸、液压、冷却、润滑等辅助机械动作进行控制的离散开关量信息。这一类辅助机械动作一般是顺序执行的，所以我们称这一部分控制为“顺序控制”。完成顺序控制功能的装置称为顺序控制装置，现代CNC系统都必不可少地采用PLC作为顺序控制装置。它接收以二—十进制代码表示的S、T、M等机械顺序动作信息，经过信号处理，使执行环节作相应的开关动作。数控机床中为什么要有PLC？顺序程序的编制流程数控系统PMC程序的作用？对机床控制面板的各个按键、旋钮输入信号进行编译处理，以控制数控系统运行状态。对辅助功能指令（M、S、T）的译码，对辅助功能的接口信号进行译码处理，将它转化为相应的控制指令，通过与其它状态的逻辑运算控制机床的运行。如刀具交换、冷却启停、工作台交换等。机床外部输入输出信号的控制，将机床侧的各类开关信号送入PLC，经逻辑运算后，将运算结果送入到输出口，控制机床侧的动作，如：液压系统的启停、刀库（或转塔）、机械手、工作台交换机构等的控制。伺服控制，控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号，以满足伺服驱动的条件，控制机床的运行。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。存储运行状态（MEM）:在此状态下，系统运行的加工程序为系统存储器内的程序。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。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。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。机床返回参考点（REF）：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操作，CNC系统确定机床零点的位置。

DNC状态（RMT）：在此状态下，可以通过阅读机（加工纸带程序）或RS-232通信口与计算机进行通信，实现数控机床的在线加工。作用1：对机床控制面板各个按键、旋钮输入信号进行编译处理以控制数控系统运行状态。例：数控机床工作状态开关PＭC控制

系统工作状态与接口和信号的对应关系列表工作状态信号状态ZRNDNC1MD4MD2MD1接口地址G43.7G43.5G43.2G43.1G43.0编辑EDIT--011自动运行AUTO(MEM)-0001手动数据输入MDI--000手轮HND--100手动连续近给JOG0-101返回参考点REF(ZRN)1-101DNC运行RMT-1001表中，1为信号接通，0为断开,-为无关0，1都无效2）输入/输出地址分配：数控机床状态开关信号的输入/输出地址是由数控系统的I/OLINK模块进行分配的。编辑状态：输入信号（面板操作开关）地址为X4.1，输出信号（指示灯）地址为y4.1。自动运行：输入信号（面板操作开关）地址为X4.0，输出信号（指示灯）地址为y4.0。远程运行：输入信号（面板操作开关）地址为X4.3，输出信号（指示灯）地址为Ｙ4.3。手轮进给：输入信号（面板操作开关）地址为X6.7，输出信号（指示灯）地址为y6.7.手动数据输入：输入信号（面板操作开关）地址为X4.2，输出信号（指示灯）地址为y4.2。手动连续进给：输入信号(面板操作开关)地址为X6.5，输出信号（指示灯）地址为y6.5。返回参考点：输入信号（面板操作开关）地址为X6.4，输出信号（指示灯）地址为y6.4。信号F3.6表示系统处于编辑状态；信号F3.5表示系统处于自动运行状态；信号F3.3表示系统处于手动数据输入状态；信号F3.4表示系统处于DNC状态；信号F3.2表示系统处于手动连续进给状态；信号F3.1表示系统处于手轮控制状态；信号F4.5表示系统处于返回参考点状态。状态开关PMC控制梯形图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，按循环起动按钮时可重新起动程序运行。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):是指示加工程序结束指令。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。

M30(程序结束):是指示加工程序结束指令。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头。M03、M04、M05:主轴正转、主轴反转及主轴停止指令。M07、M08、M09:冷却液1、2打开及冷却液关指令。M98、M99:子程序调用及子程序结束指令。M19、M29:主轴定向停和刚性攻丝指令。作用2：对辅助功能指令（M、S、T）的译码例：数控机床辅助功能代码（Ｍ代码）PＭC控制系统M代码控制时序图辅助功能M代码PMC控制以前学习的PLC和数控机床PMC的区别？显示器用户外部计算机

CNC装置CNC

I/O接口电路机床操作面板强电电路行程开关、机床电气等主轴驱动装置进给驱动装置进给电机主轴电机冷却、润滑液压等辅助设备

PLC

I/O接口电路第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。它根据输入的离散开关量信息，在内部进行逻辑运算，并完成输出功能。CNC系统中用PLC实现控制的类型可分为内装型和独立型两类。(1)独立型PLC(stand-alone-type)独立型PLC实际上是通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能够独立完成CNC系统所要求的控制任务。独立型PLC与数控机床之间的关系如图6-4所示。早期国产的NC系统，在不具备内装PLC的情况下，采用独立型PLC。独立型PLC的特点是：可根据数控机床对控制功能的要求灵活选购或自行开发。有自己的I／O接口电路，PLC与CNC装置、PLC与机床侧的连接都通过I／0接口电路连接。PLC本身采用模块化结构，装在插板式笼箱内，I／O点数可通过I／O模块或插板的增减灵活配置。可以扩大CNC的控制功能，可以形成两个以上的附加轴控制。在性能／价格比上不如内装型PLC。第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器(2)内装型PLC(built-in-type)

内装型PLC是指PLC内含在CNC装置内，从属于CNC装置，并与CNC装置集于一体，如图6-5所示。由于PLC的硬件和软件都被作为CNC系统的基本功能而统一设计，其性能指标也由CNC系统来确定。内装型PLC与所从属的CNC装置之间的信号传送均在PLC内部进行，并且内装型PLC一般也不单独配置I/O接口，而是通过CNC装置本身的I/O电路完成输入/输出功能。这样内装型PLC的硬件电路既可以单独设计在其本身的印刷电路板内，也可安排在CNC装置的某一块电路板中(如有的数控系统将内装型PLC电路设计在CNC装置的CPU板上)。内装型PLC既可以与CNC共用一个CPU，也可以为PLC设置专用的CPU。前者可更充分地利用CNC装置中微处理器的余力来完成PLC功能，并且使用元器件较少，但I/O点数不可能太多，规模也有限，一般适用于PLC功能相对简单的场合。后者由于有自己的CPU专门负责PLC的功能，能力较强，适合于规模较大、逻辑复杂、动作速度要求较快出控制场合。显示器输入/输出设备外部计算机CNC装置CNCPLC

I/O接口电路机床操作面板强电电路、行程开关、机床电气等主轴驱动装置进给驱动装置进给电机主轴电机冷却、润滑液压等辅助设备图6-5内装型PLC的CNC系统框图S

M,T显示器用户外部计算机

CNC装置CNC

I/O接口电路机床操作面板强电电路行程开关、机床电气等主轴驱动装置进给驱动装置进给电机主轴电机冷却、润滑液压等辅助设备图6-4独立型PLC的CNC系统框图

PLC

I/O接口电路第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器现在的CNC系统一般都具有内装型PLC。本章以FANUC0i系统的PLC—PMCSax型号来介绍数控机床可编程序控制器的控制信号、编程指令及控制应用。不同的数控系统生产厂家，其内装型的PLC所使用的编程语言、信号定义是不同的。FANUC公司所用的编程语言是梯形图，本章主要介绍该梯形图的编程指令及其应用。因FANUC公司将其CNC系统内装的PLC称为PMC，故以后的介绍沿用这一称谓。第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器6.2.2PMC的控制对象1．PMC的控制信号PMC的控制信号来自两个部分，一个是机床MT侧，一个是NC侧，如图6-6所示（1）MT侧的信号(X信号、Y信号)（2）NC侧的信号(G信号、F信号)数控系统机床接收驱动负载电源公共端DI/DOGFXY*ESP,*DECx等保持型继电器Counter(C)Timer(T)Keeprelay(K)Datatable(D)Variabletable(D)中间继电器(R)第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器2．S、T、M功能的处理（1）S功能处理S功能主要完成对主轴转速的控制，常用S2位或S4位代码指定。所谓S2位代码，是指用S代码后跟随2位十进制数字来指定主轴转速。应首先制定2位代码与主轴转速的对应表，通过PMC处理可以比较容易地用S2位代码指定主轴转速。所谓S4位代码，是指用S代码后跟随4位十进制数字，可直接指定主轴转速。S4位代码表示转速的范围为0～9999r/min,它的处理过程相对于S2代码形式要简单一些。CNC装置送出S代码(如四位代码)进入PMC，经过电平转换(独立型PMC)、限位控制和D/A变换，最后输出给主轴电机伺服系统。其中限位控制是使当S代码对应的转速大于规定的最高转速时，限定在最高转速。当S代码对应的转速小于规定的最低速度时，限定在最低转速。为了提高主轴转速的稳定性，增大转矩，调整转速范围，还可增加1～2级机械变速档,通过PMC的M代码功能实现控制。第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器（2）T功能的实现T功能即为刀具功能，T代码后跟随2～5位数字表示要求的刀具号和刀具补偿号。数控机床根据T代码通过PLC可以管理刀库，自动更换刀具。即根据刀具和刀具座的编号，可以简便、可靠地进行选刀和换刀控制。根据取刀/换刀位置是否固定，可将换刀功能分为随机存取换刀控制和固定存取换刀控制。在随机存取换刀控制中，取刀和换刀与刀具座编号无关，换刀位置是随机变动的。在执行换刀的过程中，当取出所需的刀具后，刀库不需转动，而是在原地立即存入换下来的刀具，由数控系统记忆每把刀具在刀库中的实际位置。这时取刀、换刀、存刀一次完成，缩短了换刀时间，提高了生产效率，但刀具的控制和管理要复杂一些。在固定存取换刀控制中，被取刀具和被换刀具的位置都是固定的，也就是说换下的刀具必须放回预先安排好的固定位置。显然这种方法增加了换刀时间，但其控制要简单些。第6章可编程机床控制器

6.2数控机床用可编程控制器（3）M功能处理M功能也称为辅助功能。PMC完成的M功能是很广泛的，根据不同的M代码，可控制主轴的正反转及停止，主轴齿轮箱的变速，冷却液的开、关，卡盘的夹紧和松开，以及自动换刀装置机械手取刀、归刀等运动。辅助功能的执行条件是不完全相同的。有的辅助功能在经过译码处理送到工作寄存器后就立即起作用，有些辅助功能要等到它们所在程序段中的坐标轴的运动完成之后才起作用，还有一些辅助功能一旦被编入执行后便一直有效，直至被注销或取代为止。根据这些辅助功能动作类型的不同，在译码后的处理方法也有所差异。6.2.3PMC的信号存储器及地址PMC对机床侧和NC侧的输入/输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器PMC参数）和数据表进行分别存储，共分为4个存储器，如图6-7所示。每个存储器内对不同的信号又用不同的地址加以区分。每个地址由地址号和位号（0～7）组成（对应8个信号）。格式为：在地址号的开头必须指定一个字母，4位数字的前零可省略，用来表示信号类型，可用字母及指令范围地址表如表6-1所示。在功能指令中指定字节单位的地址时，小数点及位号可以省略，如X127。

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6.2数控机床用可编程控制器数控机床PMC的参数有哪些？G\F信号是系统设定的，X\Y信号编程维修者自定义，G\F信号可查询faunc地址说明书第6章可编程机床控制器

6.3PMC的梯形图6.3.1梯形图的结构顺序程序从梯形图的开头执行直至梯形图的结束，在程序执行完后，再次从梯形图的开头执行，因而称作循环执行。上升沿产生单脉冲的时序图AABBCABC下降沿产生单脉冲的时序图ABACBABC单信号接通断开时序图DCCDDCD

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6.3PMC的梯形图从梯形图的开头直至结束的执行时间称为循环处理时间，它取决于控制的规模（步数）和第一级程序的大小。处理周期越短，信号的响应能力也越强。问题的产生：一般数控机床的PMC程序的处理时间为几十毫秒至上百毫秒，对数控机床的绝大多数信号来说，这个速度已经足够了。但有些信号，尤其是脉冲信号，要求响应的时间约20ms。解决方法：为适应整机控制信号的不同响应要求，PMC程序结构通常分为两部分，第一级程序和第二级程序，如图6-10所示。第一级程序部分又称高级程序；第二级程序部分又称低级程序。第一级程序每8ms执行一次。如果第一级程序较长，那么总的执行时间（包括第二级程序）就会延长。因而编制第一级程序时，应使其尽可能短（急停，限位）。PMC程序的结构第6章可编程机床控制器

6.3PMC的梯形图一级程序在每个8ms扫描周期时都先扫描执行，然后8ms当中PMC扫描的剩余时间再扫描二级程序，如果二级程序在一个8ms中不能扫描完成，它会被分割成n段来执行，在每个8ms执行中执行完一级程序的扫描后再顺序执行剩余的二级程序。在PMC-PA1/SA1/SA3中，8ms当中的1.25ms用于执行第一级程序和第二级程序，剩余时间由NC使用。要点：为了减少PMC循环处理周期时间，建议在保证程序的逻辑正确性前提下，减少一级程序的同时，可以采用子程序的结构处理。这样既可以使程序结构模块化，便于调试和维修，也可以在某些功能的子程序不用时，减少循环处理时间。第6章可编程机床控制器

6.3PMC的梯形图3．梯形图程序使用子程序时顺序程序的构成子程序必须在第二级程序后指定，以SP开始，至SPE结束。整个子程序必须在顺序程序结束指令END之前结束。子程序的构成如图6-12所示。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用PMC指令分为基本指令和功能指令两种类型6.4.1PMC的基本指令RDRD.NOTWRTWRT.NOT其余基本指令参考《FANUCPMC梯形图语言说明书》P57第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用6.4.2PMC的功能指令在数控机床顺序控制程序编制时，对于译码，定时，计数，最短路径方向选择以及比较、检索、转移、代码转换、数据四则运算、信息显示等功能，仅用一位操作的基本指令编程，实现起来将会很困难，程序会变得很庞大。因此，系统提供了具有专门控制功能的子程序，即功能指令来简化编程，这些功能指令的使用，使顺序程序的编制变得简单方便。功能指令数量随PMC的型号不同会有所增减，例如：PMCA、C、D有功能指令22种，PMCB有23种，PMCL有35种，PMCM有44种，而PMCSB7有70种。功能指令的功能在各PMC型号中是相同的。PA1、SA1、SA3的功能指令见表6-5。功能指令的作用？功能指令功能名用于梯形图，命令名用于纸袋穿孔和程序显示第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用1．功能指令通用格式及含义（1）格式：因为功能指令不能用继电器信号表示，所以必须使用图6-14所示的格式，格式中包括控制条件，指令，参数、W1。图6-14所示的功能指令的代码和运行结果状态见表6-6。功能指令计算结果将设置在R9000到R9005（功能指令操作结果寄存器）中。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用（2）控制条件控制条件的数目和意义根据功能指令而变化。控制条件输入到寄存器中，如表6-6所示。输入顺序是固定的，不能改变或忽略。对于在控制条件中有RST的功能指令，RST享有最高优先权，即RST=I，尽管ACT=0，RST动作也执行。（3）指令输出指令种类在表6-5中给出，编程器有功能指令TMR和DEC的专用键，分别通过T和D键输入，其他功能指令通过S键和其后数据给定，当通过继电器信号输入指令时，使用软键来输入。（4）参数输入与基本指令不同，功能指令可处理数字值。包含在数据中的参考数据和地址可通过参数来输入，数目和意义随功能指令变化，在编程器中使用P键来输入参数。（5）Wl输出当功能指令的操作结果为1位二进制时(1或0)，将其输出至Wl，其地址由编程者自由决定。其意义根据功能指令的不同而有所变动。请注意有些功能指令没有Wl。（6）要处理的数据功能指令处理的数据为二一十进制(BCD)数或二进制代码。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用功能指令计算结果寄存器(R9000~R9005)见图6-15所示。功能指令的计算结果设置在这些寄存器中。如果需要查看或利用功能指令计算结果，应在功能指令执行完毕后立即查看寄存器的信息，否则，在下一功能指令执行完毕后信息会丢失。寄存器计算信息不能在顺序程序的不同级别中传送。比如，当减法指令(SUBB)在第一级程序中执行后，在第二级程序中，不可能通过查看R9000~R9005的寄存器获得这些信息。寄存器的计算结果可保存到同一级程序中的下一功能指令执行完毕止。设在其中的信息根据功能指令的不同而有所区别。它可被顺序程序读出，但不可被写入。图6-15中的寄存器为6字节寄存器(R9000~R9005)，其中的数据可按1位或1字节为单位查看。若读取R9000第一位数据时，可使用指令RD.R9000.1第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用2．部分功能指令说明程序结束指令:END1、END2、END1）END1（SUB1）：高级（第一级）程序结束指令。在顺序程序中必须出现一次，可在高级程序末尾，或在没有高级程序时，排在低级（第二级）程序开头。2）END2（SUB2）：低级（第二级）程序结束指令。在低级程序的末尾指定。3）END（SUB64）：梯形图程序的结束指令。功能指令END表明梯形图程序的结束。END必须放在梯形图程序的最后。程序结束指令的梯形图格式如图6-16所示。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用定时器指令：TMR、TMRB、TMRC

在数控机床的顺序控制中，由于机械动作的滞后，动作完成或达到稳定状态都需要有一定的时间。例如主轴、卡盘、转台、卡具的夹紧/松开、液压，气动、润滑、冷却、冲洗、排屑、刀具交换、工件托盘的交换工作中状态延时，液压缸、气缸、电磁阀动作的完成，压力，流量等动作的确认，都需要使用定时器指令。还有，在梯形图中为逻辑顺序的需要而建立的各种信号的时序关系，也需要使用定时器指令。1)TMRTMR指令为设定时间可改的定时器，指令格式如图6-17所示，对应代码表见表6-7第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用TMR定时器是延时导通定时器，延时时间按定时器号设定在固定的存储地址中。其工作原理是：当控制条件ACT=0时，定时继电器TM断开；当ACT=1时，定时器开始计时，到达预定的时间后，定时继电器TM接通。设定定时器可以由CNC的DPL／MDI单元进行设置。对于l至8号定时器，设定时间的单位为48ms，对于9至40号定时器设定时间的单位为8ms。对于定时器1至8，少于48ms的时间被舍弃。定时器9至40设定的时间以8ms为单位，任何余数都要被忽略，例如，如果设置为38ms，余数6(38=8X4+6)被舍弃，实际设定的时间仅为32ms。需要注意的是，如果定时器号有重复，或超出允许范围，其工作将无法预料。TMR定时器在主轴定向中的应用实例。顺序程序中定时器的功能相当于继电器硬线逻辑电路中的延时继电器。梯形图如图6-18所示。在加工中心机床加工过程中，在自动换刀或镗孔加工前有时需要使用主轴定向功能。当选择自动工作方式时，AUTO为“1”，当M06(换刀指令)或M19(主轴定向指令)为“1”时，主轴定向继电器ORCM为“1”，且执行主轴定向功能，同时使定时器TMR初始化，假如在4．5s（根据需要设定）内定向没有到达，则TM01为“1”，并使Wl为“1”，Wl可以接通指示灯或蜂鸣器，以指示定向有误，并终止加工程序的执行。假如在4．5s之内定向到达，则ORAR的常闭触点为“0”，W1就为“0”。表示主轴已实现定向，可以按加工程序继续运行。TMRTMRBTMRB是延时时间固定的延时导通定时器。延时预定时间将和顺序程序一起被写入或固化在存储器中，不能通过数控系统CRT/MDI来改写。设计者决定定时继电器在内部继电器中的地址。TMRB定时器的定时器号为〔1～100〕，预置时间为（8～262136ms），预置时间以8ms为单位，余数忽略定时器在数控机床报警灯闪烁电路的应用数控机床在执行加工程序中规定的M、S、T机能时，CNC装置以BCD代码形式输出M、S、T代码信号。这些信号需要经过译码才能从BCD状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状态。DEC、DECBDECB二进制译码第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用计数器指令:CTR,CTRC

数控机床中有许多计数控制，如刀库刀位的计数、转台分度的计数以及多工作台交换等。使用计数器指令不仅能完成计数工作，而且还能对刀位、转台分度等的现在位置进行记忆，即使停电关机，记忆仍能保持。有CTR：计数器指令CTRC：二进制数据计数器指令。此类计数器可用作预置型计数器或环形计数器。计数器中的预置值或计数值的数字数据可通过系统参数以BCD格式或二进制格式使用。用作预置型计数器时，当达到预置值时输出一信号，预置值可以通过DPL/MDI设置或在顺序程序中设置。用作环形计数器时，达到预置值后，通过给出另一计数信号返回初始值。此计数器可用于存储旋转工作台的位置，如图6-26所示。计数器控制条件：①指定初始值（CNO）CNO=0，计数器初始值为0；CNO=1，计数器初始值为1。②指定加计数或减计数（UPDOWN）UPDOWN=0，做加法计数器；UPDOWN=1，做减法计数器。③复位（RST）RST=0时，不进行复位；RST=1，进行复位，复位时R1变为“0”，计数器累加值变为初始值。④计数信号（ACT）ACT=0，计数器不动作，R1不会变化；ACT=1，计数器在ACT上升沿时进行计数动作。计数器号：计数器编号为1～20。计数到达输出（W1）：当计数器达到预置值或设定值时，输出R1=1。W1的地址可任意决定。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用计数器应用举例：预置型计数器梯形图见图6-27。对要加工的工件数进行计数，达到预置值时，输出一信号。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用代码转换指令:COD、CODBCOD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。,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。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用CODB指令是把2个字节的二进制代码（0—256）数据转换成1字节、2个字节或4个字节的二进制数据指令。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。由X1005.0~X1005.3输入的4位二进制格式的倍率选择代码，即000（0000）～015（1111）构成的十六个编码之一，存入R526地址中，并根据转换表将转换的结果即所选择的主轴倍率值输出到G30中，CNC根据G30中的数值实现对主轴的倍率控制。逻辑乘数据传送（MOVE）该指令的作用是把比较数据（梯形图中写入的）和处理数据（数据地址中存放的）进行逻辑乘即逻辑“与”运算，并将结果传输到指定地址。该指令还可用于将指定地址里的8位信号不需要的位清零。MOVE指令的梯形图格式如图6-32所示。图6-33所示为MOVE指令应用举例的梯形图。图6-33中，某一编码信号与另一信号共用由机床输入的地址X35。用MOVE指令可将编码信号从X35中分离出来，存于某一地址如R210二进制数据比较:COMPB

旋转控制指令可以对刀库、回转工作台等实现最短路径的旋转方向的选择；计算现在位置和目标位置之间的步数；计算目标前一个位置的位置数或达到目标前一个位置的步距数。ROT：旋转控制指令；ROTB：二进制旋转控制指令。ROT指令的梯形图格式见图6-28所示。旋转控制指令:ROT、ROTB刀库旋转控制第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用ROT指令的控制条件：①指定刀库、转台等旋转部件的起始位置数（RNO）。RNO=0，旋转起始位置数为0；RNO=1，旋转起始位置数为1。②指定要处理的位置数据的位数（BYT）。BYT=0，指定2位BCD码；BYT=1，指定4位BCD码。③是否由最短路径选择旋转方向（DIR）。DIR=0，不选择，旋转正向仅为正向；DIR=1，由最短路径选择旋转方向。④指定操作条件（POS）。POS=0，计算现在位置与目标位置之间的步距数；POS=1，计算目标前一个位置的步距数。⑤指定位置数或步距数（INC）。INC=0，指定计算位置数；INC=1，指定计算步距数。⑥执行命令（ACT）。ACT=0，不执行ROT指令，W1不变化；ACT=1，执行ROT指令，并有旋转方向输出。第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用旋转位置数：给出转台分度位置数或刀库容量。当前位置地址：指定存储当前位置的地址。目标位置地址：指定存储目标位置的地址(或指令值)。如存储CNC输出的T代码的地址。运行结果输出地址：计算转台或刀库等部件要旋转的步数，到达目标位置或前一位置的步数。当要使用计算结果时，总要检测ACT是否为1。旋转方向输出：当选择最短路径时有方向控制信号，该信号输出到W1。当W1=0时，旋转方向为正（正转）；当W1=1时，旋转方向为负（反转）。若位置数是递增的则为正转，反之，若位置数是递减的则为反转。W1地址可任意选择第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用ROTB为二进制旋转控制指令。在ROT指令中，表明旋转部件分度位置数的参数在编程中是一个固定数据，而ROTB指令可以为旋转部件分度位置号指定一个地址，即使在编程后仍允许改变。ROTB指令所处理的数据均为二进制格式。ROTB指令的控制条件、控制使用等其它内容与ROT相同，只是控制条件之一的BYT已从ROTB中去除，数据格式的指定已成为ROTB的参数之一ROTB第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用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。COIN指令的梯形图格式如图6-34所示。一致性检测指令（COIN）一致性检测指令（COIN）DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（2位或4为BCD代码），并且输出其表内号，常用于刀具T码的检索。DSCHB为二进制数据检索指令，与DSCH指令一样用于检索数据表中的数据。数据检索指令（DSCH、DSCHB）第6章可编程机床控制器

6.4PMC的常用指令及应用换刀PMC编程案例：换刀方式：

固定刀具位置选刀换刀控制方式：一般用于无换刀机械手换刀控制。

随机刀具位置选刀换刀控制方式：加工中心配置了换刀机械手时，机床就可以采用随机换刀。该方式中，通过换刀机械手的中间过渡，刀库上的刀具能与主轴上的刀具任意地直接交换。数据检索指令（DSCH、DSCHB）、一致性检测指令（COIN）、旋转控制指令ROT、ROTB指令、逻辑乘数据传送（MOVE）指令在数控机床换刀控制中的应用。PMC编程案例1：固定刀具位置选刀换刀首先对刀库中的刀套按顺序进行逐一编码，并将与刀套编码相对应的刀具一一放入指定的刀套中，然后根据刀套的编码选取刀具，刀具号就是刀套号，刀具的识别以刀套为准，因此，称为按刀套编码选刀的固定选刀方式。在换刀过程中，要先将主轴上的刀具放回其对应刀套内，再去找要更换的新刀，保证刀套与其内所装刀具始终保持一致，否则刀具就会发生事故。教材P182固定刀具位置选刀逻辑流程图及PMC控制梯形图PMC编程案例2：随机刀具位置选刀