任务7数控系统PLC指令系统

《数控维修技术》任务七数控系统PLC指令系统《数控维修技术》知识目标1.了解数控机床PLC用户程序的表达方法；2.熟悉编制PLC程序的步骤；3．熟悉FANUC数控系统PLC的编程指令。技能目标1.了解数控机床PLC用户程序的表达方法；2.熟悉编制PLC程序的步骤；3．熟悉FANUC数控系统PLC的编程指令。

教学目标《数控维修技术》课程引入可编程序控制器作为以计算机为核心的控制器，必然涉及到硬件和软件两个方面。对用户来讲，所谓硬件就是指其外部线路连接，主要是输入和输出信号的连接，这部分我们在上一个项目中已经学过了。而作为可编程序控制器的软件，就是指其程序。对用户来讲，PLC的程序就是面向生产过程的应用程序，即PLC用户程序。《数控维修技术》一．PLC程序的表达方法PLC用户程序的表达方法主要有两种：梯形图语句表《数控维修技术》1.梯形图PLC程序广泛采用体系那个图的表达方法，它采用类似继电器触点、线圈的图形符号，容易被从事电气设计的技术人员理解和掌握。《数控维修技术》1.梯形图

梯形图是由左右两条竖直母线（或称电力轨）和夹在母线之间的节点（或称触点）、线圈（或称继电器线圈）、功能指令块等构成的一个或多个网络。每个梯级有一行或者数行。梯形图两边的母线没有电源，当控制节点全部接通时，实际上并没有电流在梯形图中流过，只是在分析梯形图工作状态时沿用了继电器电路的分析方法，梯形图只描述了电路工作的顺序和逻辑关系。梯形图中的继电器线圈喝出点都分别被赋予一个地址。继电器控制线路的触点数是有限的，PLC则可以认为有无穷数量的继电器触点。《数控维修技术》1.梯形图梯形图使用和继电器逻辑电路相似的控制逻辑，但其工作顺序与继电器逻辑电路不同。梯形图按从上到下、从左到右的顺序，一个梯级一个梯级地顺序工作，从梯形图的开头顺序执行到梯形图的结束，再返回开头重新执行。从梯形图开始至结束的执行时间称为扫描周期或者循环周期。循环周期随第一级程序和第二级程序的步数而变化，步数越少，扫描周期越短，PLC的响应速度越快。梯形图的编程符号见P140表4-6。《数控维修技术》2.语句表语句表也称为指令表，每一个语句包括地址、操作码（也叫助记符）和操作数组成，不同厂家的ＰＬＣ，其助记符也不尽相同。语句表可以根据梯形图逐步写出，也可以直接写出。编写ＰＬＣ程序时，可以采用梯形图编程，也可以用语句表编程，两者之间可以互相转换。《数控维修技术》二．编制PLC程序的步骤1．确定控制对象的规格，算出输入/输出点数，估计控制规模 （1）输入/输出点数 输入点数是机床侧按钮、开关、继电器和接触器触点等连接的输入信号接口，输出点包括机床侧继电器、指示灯等输出信号接口。 （2）存储器容量等其它指标

PLC的处理时间、指令功能、定时器、计数器、内部继电器等技术规格、数量等也要满足要求。2．确定接口规格，分配I/O地址，编制地址表3．编制梯形图4．顺序程序的输入、调试《数控维修技术》5．系统调试 顺序程序的调试可分为仿真调试和联机调试。对典型的加工中心，联机调试的项目包括：（1）机床运行安全措施：急停按钮功能、进给轴正负方向超程保护、超程释放功能、刀具折断报警、停止运行控制；（2）NC工作方式检验：MDI、AUTO、EDIT、JOG、HANDLE等方式；（3）与程序运行有关的NC状态检验：循环启动、进给保持、单程序段、程序段跳过、辅助功能锁住、切削进给倍率选择、手动连续进给倍率选择、手轮倍率选择、快速移动及快速倍率选择；（4）指令代码译码控制检验：M、S、T代码译码控制；（5）主轴系统控制性能检验：主轴手动启停与正反转控制、主轴自动启停与正反转控制、主轴转速倍率选择、主轴准停控制、刀具的加紧松开及其指示灯显示控制；《数控维修技术》（6）液压系统的控制检验：液压泵电机的启停控制及过载安全保护；（7）冷却及排屑系统控制检验：冷却泵及排屑装置电机的启停和过载保护等；（8）润滑系统控制检验；（9）刀库及换刀控制调试：刀库自动与手动返回参考点控制、刀库手动步进控制、刀库手动与自动选刀换刀控制、刀库运行中紧急停止后恢复正常状态控制；（10）回转工作台控制调试：手动与自动返回参考点控制，手动与自动连续分度控制、转台夹紧、放松控制；（11）机床各功能部件故障报警控制检验。6．若程序运行正常，无需进行修改，则用PLC写入器向ROM写入7.系统运转8.顺序程序的保存9.顺序程序梯形图的打印，交付机床用户。《数控维修技术》三．PLC的编程指令1.指令的种类

PLC有两种编程指令，即基本指令和功能指令。

基本指令包括AND、RD、OR等，在设计顺序程序时使用最多，但顺序程序逻辑较为复杂时，仅用基本指令编程常会十分困难，这时就要用到功能指令以简化编程，功能指令有ＤＥＣ、MOVE等。《数控维修技术》三．PLC的编程指令功能指令用以实现数控机床信息处理和动作控制的特殊要求，功能指令可以处理的控制包括：——译码；——定时，用于机械部件或液压系统运动状态延时确认；——计数，加工零件计数；——最短路径选择，使刀库沿最短路径旋转；——比较；——检索；——转移；——代码转换；——运算；——信息显示等。《数控维修技术》常见的功能指令如下表：（教材P144）1 END1 SUB1 第1级程序结束2 END2 SUB2 第2级程序结束3 END3 SUB48 第3级程序结束4 TMR SUB3 定时器处理5 TMRB SUB24 固定定时器处理6 TMRC SUB54 追加定时器处理7 DEC SUB4 BCD译码处理34 DSCH SUB17 BCD数据检索35 DSCHB SUB34 二进制数据检索36 XMOV SUB18 BCD变址修改数据转送37 XMOVB SUB35 二进制变址修改数据转送38 ADD SUB19 BCD加法运算39 ADDB SUB36 二进制加法运算《数控维修技术》40 SUB SUB20 BCD减法运算41 SUBB SUB37 二进制减法运算42 MUL SUB21 BCD乘法运算43 MULB SUB38 二进制乘法运算44 DIV SUB22 BCD除法运算45 DIVB SUB39 二进制除法运算46 NUME SUB23 BCD常数赋值47 NUMEB SUB40 二进制常数赋值48 DISPB SUB41 信息显示49 EXIN SUB42 外部数据输入50 WINDR SUB51 CNC数据读取51 WINDW SUB52 CNC数据写入常见的功能指令如下表：（教材P144）《数控维修技术》52 DIFU SUB57 前沿检测53 DIFD SUB58 后沿检测54 EOR SUB59 异或55 AND SUB60 逻辑乘56 OR SUB61 逻辑和57 NOT SUB62 逻辑非58 END SUB64 程序结束59 CALL SUB65 有条件子程序调出60 CALLU SUB66 子程序调出61 SP SUB71 子程序开始62 SPE SUB72 子程序结束常见的功能指令如下表：（教材P144）《数控维修技术》功能指令格式功能指令的一般格式如图所示，其中待定参数包括：控制条件、指令、参数和输出几部分。《数控维修技术》 (1)控制条件每条功能指令控制条件的数量和含义各不相同。

(2)指令部分功能指令的种类见前面的表格。

(3)参数与基本指令不同，功能指令可处理数据。

(4)输出功能指令的操作结果用逻辑“1”和“0”状态输出到W1，W1地址由编程者任意制定。《数控维修技术》2.常见功能指令说明(1)程序结束指令END1和END2

END1是第一级程序结束指令；END2是第二级程序结束指令。《数控维修技术》2.常见功能指令说明(2)定时器指令在数控机床梯形图中，定时器是不可缺少的指令，功能相当于时间继电器。

1)定时器TMR。《数控维修技术》2.常见功能指令说明2)固定定时器TMRB。《数控维修技术》2.常见功能指令说明(3)译码指令数控机床在执行加工程序中规定的M、S、T功能时，CNC装置以BCD或二进制代码形式输出M、S、T代码信号。

1)DEC指令。《数控维修技术》2.常见功能指令说明2)DECB指令《数控维修技术》2.常见功能指令说明(4)计数器指令计数器的主要功能是进行计数，可以是加计数器，也可以是减计数器，它在保持型存储器的C区设定预定值。

1)计数器CRT《数控维修技术》①指定初始值。CN0＝0，初始值为0；CN0＝1，初始值为1。

②指定加或减计数器。UPDOWN＝0，加计数器，初始值取决于CN0；UPDOWN＝1，减计数器，计数器由预定值开始。

③复位。RST＝0，复位解除；RST＝1，W1＝0，计数器当前值恢复为初始值。

④计数信号。ACT＝0，计数器不工作，W1不变化；ACT为上升沿，计数器计数。当加计数器的当前值加到预定值或减计数器的当前值减为初始值时，W1＝1。2.常见功能指令说明《数控维修技术》

2)计数器CTRC2.常见功能指令说明《数控维修技术》(5)旋转指令旋转指令的主要作用是：控制旋转体，如刀架、旋转工作台等，实现沿着较短的路径选择旋转方向；计算当前位置到目标位置的步数；计算当前位置到目标位置前一位的位置数。

1)ROT指令。2.常见功能指令说明《数控维修技术》

①指定旋转体起始位置号。RN0＝0，旋转体位置号从0开始；RN0＝1，旋转体位置号从1开始。

②指定处理数据(位置数据)的位数。BYT＝0，两位BCD码(1B)；BYT＝1，4位BCD码(2B)。

③最短路径的旋转方向的选择与否。DIR＝0，无方向选择，旋转方向只有正向；DIR＝1，可选择方向，由旋转方向输出(W1)决定。

④指定运算条件。POS＝0，计算目标位置；POS＝1，计算目标位置前一位置。⑤指定位置或步数。INC＝0，计算位置数；INC＝1，计算步数。如果计算当前位置到目标位置前一位的位置数，指定INC＝0和POS＝1；如果计