FANUC数控系统连接与调试实训 课件 8.主轴控制

执行M功能123主轴转速控制

主轴控制4XXXXXXXX主轴调整画面执行M功能CNC机床DI/DOPMCM/S/T/B代码梯形图控制的顺序回路驱动回路接收回路强电盘操作面板O0001；……M07;……M30CNC机床的刀具选择、主轴转速的指定以及辅助动作开关的通、断地址T、S、M、B以及后面的数值指令。这种控制是通过PMC进行的。下面的框图表示了控制信号的流程。每一种辅助功能都有对应的代码选通信号

以M功能为例，实现过程如图示中的①～⑥注意：如果希望在相同的程序段中指令移动指令、暂停等的完成后执行对应的动作，请等待分配完成信号DEN成为“1”（1）用加工程序指令M功能时，M代码用4字节（32位）的二进制数输出。以下用M03为例说明M代码的工作流程。指令主轴正转（M03）时，上述4字节数据为：

F0010=00000011 F0011=00000000 F0012=00000000 F0013=00000000

#7#6#5#4#3#2#1#0地址F0010M07M06M05M04M03M02M01M00地址F0011M15M14M13M12M11M10M09M08地址F0012M23M22M21M20M19M18M17M16地址F0013M31M30M29M28M27M26M25M24（2）M代码读取M功能S功能T功能代码寄存器F10~F13F22~F25F26~F29触发信号F7.0F7.2F7.3完成信号G4.3

在M代码输出后，延迟由参数3010所设定的时间，输出M代码读取指令MF信号。MF信号，表示输出的M代码信号已确定PMC时设定为0，而使用外部PLC时，考虑CNC一侧驱动回路和另一侧接收回路时间上的差异而确定设定值。指令超过设定位数的M代码时，发生003号报警。参数3010MF信号的延迟时间（3）M代码译码用PMC进行M代码译码。使用DECB指令，一次可以连续译8个连续的M代码（可多个，参看后续功能指令部分的详细讲解）例子中，M03开始每8个为一组，共12组进行译码。指令主轴正转M03时，R10.0为1.PMC利用该信号执行M功能。#7#6#5#4#3#2#1#0R10DM10DM09DM08DM07DM06DM05DM04DM03M代码执行

一旦执行主轴正转指令M03，主轴正转信号SFR变为1。M功能结束后M代码变为0，M代码编码后的DM03信号也变为0。鉴于此，要使用SFR信号做成保持回路。主轴反转指令M04或主轴停止指令M05实行时，主轴正转信号SFRA变为0.

如果希望在相同程序段中指令的移动指令、暂停等的完成后执行对应的动作，请等待分配完成信号DEN为1。此信号通知向PMC侧发送的辅助功能、主轴功能、刀具功能、第二辅助功能等以外的同一程序段内的其它指令全都已经完成，处在等待来自PMC侧的完成信号状态的事实。#7#6#5#4#3#2#1#0F0001DEN代码结束M功能执行结束后，把辅助功能结束信号（FIN）送至CNC。辅助功能结束信号（FIN），对于M、S、T功能是共用信号。在同一程序段上M、S、T同时指令时，所有功能结束后，把辅助功能结束信号号（FIN）置1。上面的示例中，FIN信号的程序段在第二级程序段中编写。#7#6#5#4#3#2#1#0地址Gn004FIN程序控制的M代码

M00，M01，M02，M304个M代码，由CNC直接输出，不需要PMC译码处理。#7#6#5#4#3#2#1#0地址Fn009DM00DM01DM02DM30M98，M99的处理是在CNC内部进行处理的，不需要PMC进行处理。也不输出MF和M代码。M功能名称动作M00程序停止停止自动运行M01选择停止接通机床操作面板上的选择停止按钮时，与M00功能相同。M02程序结束程序的结束。自动运行时，回到程序头。M30M98子程序调用调用子程序。M99子程序结束回到调用子程序的程序段的下一个程序段。常用M代码M代码功能用途M00程序停止中断程序执行的功能程序段内的完成后，主轴及冷却停止。这以前的状态被保存，按自动运行按钮时，可重新启动自动运行。M01选择停止只要操作者按接通机床操作面板上的选择停止按钮，就可进行与程序停止相同的动作。选择停止按钮断开时，此指令被忽略。M02程序停止指示加工程序结束的指令。在完成该程序段的动作后，主轴及冷却停止，控制系统和机床复位。M03主轴顺时针方向旋转驱动主轴按顺时针方向旋转的指令。M04主轴逆时针方向旋转驱动主轴按逆时针方向旋转的指令。M05主轴停止使主轴停止的指令，冷却也停止。M06换刀执行换刀的指令，但不含刀具选择。使用此指令也不可以停止主轴和冷却。M07冷却1开冷却（冷却液）的指令M08冷却2开冷却（喷雾）的指令M09冷却停止关掉冷却的指令M10M11夹紧松开执行机床滑板、工件、夹具、主轴等夹紧和松开的指令。M19主轴固定位置停止使主轴在预定角度停止的指令。（主轴定向）M29刚性攻丝用主轴和进给电机进行插补攻丝加工。在攻丝循环（G84）或逆攻丝循环（G74）之前的指令。M30程序结束是指示加工程序结束的指令。在结束该程序段的动作后，主轴及冷却停止。控制系统和机床复位。程序光标回到程序段头。主轴转速控制串行主轴分线盒（1）（2）（3）模拟主轴用位置编码器模拟主轴变频器JA41JA40CNC主板第3串行主轴JA48JA7A-1（通道1）JA7A-2（通道2）主轴的接线

注释

（1）当使用1个串行主轴时，直接从NC的JA41连接到主轴放大器。当使用2个

主轴时，从第1主轴放大器的JA7A到第2主轴放大器。（2）当使用第3串行主轴时，使用主轴指令分线盒。从NC的JA41到分线盒。从分线盒上的JA7A-1到第1主轴放大器。从分线盒上的JA7A-2到第3主轴放大器。（3）模拟主轴使用位置编码器时，编码器直接连接到JA41。参数的设定

各主轴所属通道时的参数设定参数982各主轴所属的通道号参数3717各主轴对应的放大器号

但该参数设定为0时，该主轴属于第一通道。

数据范围：0～最大控制主轴数 各主轴所对应的放大器号的设定

0：放大器没有连接

1：使用连接于1号放大器的主轴电机

2：使用连接于2号放大器的主轴电机

n：使用连接于n号放大器的主轴电机

在参数画面，主轴电机分别用S1，S2……表示 仅使用模拟主轴时设定为1所使用的主轴放大器的种类选择参数#7#6#5#4#3#2#1#03716

A/S

#0：A/S 0： 使用模拟主轴

1： 使用串行主轴参数#7#6#5#4#3#2#1#03702EMS#：1EMS 0：使用多主轴控制

1：不使用多主轴控制参数3772各主轴最高钳制转速该参数设定为0时，不进行主轴最高转速钳制。

铣床系统多主轴控制时,No3736主轴电机最高钳制转速无效。2个主轴的连接CNC主轴放大器模块JA41(主板)PCR-E20MDK-SL-A(PCR-EV20MDT)JA7BPCR-EV20MDT

1.（+5V）为在NC和主轴放大器之间通过光缆连接情况下，光缆适配器工作所需要的电源信号。不使用光缆的场合，该信号无需连接。

[]表示的管脚号为功能扩展时预留的信号管脚。

2.第2串行主轴的接线从第1主轴放大器上连接出来。3个主轴的连接当最大要连接3个串行主轴时，需要串行主轴分线盒（A13B-0180-B001）进行连接。主轴放大器侧接线接口JA7A-2（第2通道）主轴放大器侧接线接口JA7A-1（第1通道）CNC侧接线接口JA484-M3

串行主轴分线盒不是密封结构的，需要同CNC一样安置在密封的柜体内。 而且盒子应该用螺钉固定，必须进行接地处理。3主轴连接框图3主轴接线图JA41(主板

)PCR-E20MDK-SL-A(PCR-EV20MDT)JA48PCR-E20MDTCNC

串行主轴分线盒

1.（+5V）为在NC和主轴放大器之间通过光缆连接情况下，光缆适配器工作所需要的电源信号。不使用光缆的场合，该信号无需连接。2.<>表示的管脚号为功能扩展时预留的信号管脚。主轴放大器接线·

速度表·负载表·模拟倍率α位置编码器接近开关α位置编码器S外置BZi传感器风扇电机电机断路器2电机内置传感器接地从CNC的JA41或者SPM的JA7A到SPM的JA7B的接线。屏蔽JA41JA7AJA7B接地板

接地板

或电机内置速度检测器MZi传感器和主轴放大器模块SPM的JYA2间电缆接线图。SPMJYA2MZi传感器电机

由tyco电子AMP制造外壳：178289—6插头：1—175217—2串行主轴的初始化设定按照下面的操作，进行主轴参数（参数4000号以后）的初始化设定在下面的参数设定主轴电机的电机代码参数4133主轴电机代码

电机代码一览表请查看电机参数说明书 例如：αi1/10000的电机代码为302。2.下面的参数设定为1参数#7#6#5#4#3#2#1#04019PRL #7：PRL 0： 不执行主轴电机参数初始化

1： 执行主轴电机参数初始化3.断开所有电源、然后再上电。主轴控制方法名称功能串行接口用于连接敝公司的主轴电机/放大器。主轴放大器和CNC之间进行串行通信，交换转速和控制信号。模拟接口用模拟电压控制主轴电机转速的方法。12位二进制用12位二进制代码控制主轴电机转速的方法。电机转速定向速度输出极性PMCM03，M04，M05，M19﹡SSTPSOVSF，GR1O~GR3O（M）GR1，GR2（T）SORR01O~R12OR01i~R12iSINDSGNSSIN﹡ESPA，SFR，SRVSST，SAR，ALMA通信功能S指令M指令主轴电机的转速控制CNC控制软件，根据由加工程序指令的S代码和在参数上设定的主轴电机和主轴的传动比，求得主轴电机的转速。参数3031S代码允许的位数设定主轴电机和主轴的传动比主轴电机以额定转速旋转时，用参数设定各变速档对应的主轴转速。12位电机二进制转速409500参数3741参数3742参数3743S指令3741第1档主轴最高转速[rpm]3742第2档主轴最高转速[rpm]3743第3档主轴最高转速[rpm]3744第4档主轴最高转速[rpm]铣床系统可以使用3档变速，车床系统可以使用4档变速。不使用相关档位的参数设定为0。主轴电机的上限速度和下限速度额定10000rpm的电机在8000rpm以下使用时的设定。不使用功能时设定4095。参数3736主轴电机的上限转速[rpm]参数3735主轴电机的下限转速[rpm]额定10000rpm的电机在100rpm以上使用时的设定。不使用功能时设定0。档位切换方式A铣床系统用变速装置，档位切换方式A（参数3705#2=0）设定主轴电机的上限转速。409500参数3741参数3742参数3743S指令12位电机二进制转速参数3736参数3735档位切换方式B铣床系统用变速装置，档位切换方式B（参数3705#2=1）设定主轴各档的上限转速。此参数对铣床系统有效。12位电机二进制转速409500参数3741参数3742参数3743S指令参数373637523751参数37353751主轴电机1-2档换挡转速[rpm]3752主轴电机2-3档换挡转速[rpm]换挡信号（M型）铣床用换挡信号：GR1O，GR2O，GR3O，SF

在加工程序上用S功能指令主轴转速时，CNC控制软件按参数求得主轴电机转速和换挡信号进行控制。换档信号输出到PMC。PMC根据SF信号选择所指令的档位。档位选择后送回辅助功能完成信号（FIN）。#6：SFA 0：只在档位切换时输出SF（F0007.2）。

1：执行S指令时输出SF（F0007.2）。地址#7#6#5#4#3#2#1#0F34GR3OGR3OGR3O参数#7#6#5#4#3#2#1#03705SFA换挡信号（T型）

车床上，在加工程序中使用M代码功能进行档位切换。用以下信号把选择的档位输入到CNC。地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn028

GR2GR1

档位100档位201档位310档位411PMC控制主轴转速输出主轴电机速度指令：R01O~R12O由CNC控制软件求得的主轴电机转速指令，以12位2进制值通知PMC。主轴电机速度指令选择信号：SIND

此信号置1时，可由PMC输入的12位2进制值控制主轴电机的转速。地址#7#6#5#4#3#2#1#0Fn036R08OR07OR06OR05OR04OR03OR02OR01OFn037————R12OR11OR10OR09O地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn033SINDPMC控制主轴转速主轴电机速度指令极性指令信号：SGN用此信号可切换由PMC输入的主轴电机速度指令的符号。主轴电机速度指令信号：R01I～R12I用以下12位信号，可由PMC直接控制主轴电机转速。

地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn033SGN地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn032R08IR07IR06IR05IR04IR03IR02IR01IGn033————R12IR11IR10IR09I串行接口间信号（CNC

串行主轴放大器）地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn070MRDYAORCMASFRASRVACTH1ACTH2AORCMAGn071*ESPAARSTA信号名名称含义MRDYA机床准备好0：MCC断开1：MCC接通ORCMA主轴定向0：通常指令1：定向SFRA主轴正转指令0：停止1：正转SRVA主轴反转指令0：停止1：反转CTH1ACTH2A离合器/档位选择CTH1ACTH2A00高档

01中高档

10中低档

11低档*ESPA主轴停止0：急停1：运行准备ARSTA报警复位从1到0下降沿复位串行接口间信号（串行主轴放大器

CNC）地址#7#6#5#4#3#2#1#0Fn045ORARATLMALDT2LDT1SARASDTASSTAALMA信号名名称备注ORARA定向完成参数4075TLMA转矩限制中LDT2负载检测信号2在参数4027的值以上的负载状态为1LDT1负载检测信号1在参数4026的值以上的负载状态为1SARA主轴速度到达在参数4022的值以内为1SDTA速度检测在参数4023的值以内为1SSTA主轴停止在参数4024的值以内为1ALMA报警中—串行接口间信号（CNC

串行主轴放大器）地址#7#6#5#4#3#2#1#0Gn029*SSTP主轴停止，该信号为0，则切断输出至主轴伺服的速度命令。

主轴倍率信号：SOVx

地址#7#6#5