硅谷杂志：PMC在加工中心中的应用和维护 |
| 2012-12-11 12:13 作者：马金茹 邓三鹏 王旭 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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[硅谷网12月11日文] 据《硅谷》杂志2012年第18期刊文，PMC是数控机床的控制中心，简明阐述加工中心PMC的地址、程序结构和基本指令，以数控机床保护功能为例，说明通过PMC梯形图与CNC来如何交换信息实现控制，并介绍PMC的维护方法，为数控设备的维护与维修提出参考。
随着社会的发展，数控加工已在机械行业占有重要的地位。数控机床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术与一体，是典型的机电一体化产品，近年来，PMC在工业自动控制领域应用愈来愈多，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它同类产品难以比拟的。随着技术的发展，PMC在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多了。
1PMC基本概念
1.1PMC模块的定义
PLC在CNC装置中接收来自操作面板、机床上的各行程开关，传感器、按钮、强电柜里的继电器以及主轴控制、刀库控制的有关信号，经处理后输出，控制相应器件的运行。数控机床中PLC用于控制机床顺序动作时，称为PMC（ProgrammableMachineController）模块。
1.2PMC的地址
PMC程序中的地址，用于代表不同的信号。不同的地址分别有机床侧的输出（Y）、输入（X）信号、NC系统部分的输入（F）、输出线圈（G）信号、内部继电器（R）信息显示请求信号（A）、计数器（C）、保持型继电器（K）、数据表（D）、定时器（T）、标号（L）、子程序号（P）。
1.3PMC程序的结构
顺序结构由第一级程序、第二级程序及若干个子程序组成。将每一个功能类别的程序归纳到每一个子程序中，也就相当于将不同类型的文件归类到不同的文件夹中。使用子程序的结构增强了程序的可读性，当程序运行出现错误时，易于找出原因。
数控机床的PMC程序处理时间一般为几十毫秒到上百毫秒。为适应不同控制信号对响应速度的不同要求，第一级程序仅处理短脉冲信号，如急停、超程、进给暂停等紧急动作。第一级程序每执行一次。在向CNC的调试RAM中传送程序时，第二级程序被分割，第一级程序的执行将决定如何分割第二级程序，如果第一级程序的步数增加，那么在第二级动作的步数就相应减少，分割数变多，整个程序的执行时间变长，因此第一级程序应编的尽可能短。
2FANUCPMC的基本指令
FANUCPMC的基本指令共12条，基本指令和处理内容如下：
1）RD：读指令信号的状态，并写入STO中。在一个梯级开始的节点是常开点时使用。
2）RD.NOT：将信号的“非”状态读出，送入STO中，在你一个梯级开始的节点是常闭时使用。
3）WRT：输出运算结果（STO的状态）到指定地址。
4）WRT.NOT：输出运算结果（STO的状态）的“非”状态到指定地址。
5）AND：将STO的状态与指定地址的信号状态相“与”后，再置于STO中。
6）AND.NOT：将STO的状态与指定地址的信号的“非”状态相“与”后，再置于STO中。
7）OR：将指定地址的状态与STO相“或”后，再置于STO中。
8）OR.NOT：将指定地址的“非”状态与STO相“或”后，再置于STO中。
9）RD.STR：堆栈寄存器左移一位，并把指定地址的状态置于STO。
10）RD.NOT.STK：堆栈寄存器左移一位，并把指定地址的状态取“非”后再置于STO。
11）AND.STK：将STO的ST1的内容执行逻辑“与”，结果存入STO，堆栈寄存器右移一位。
12）OR.STK：将STO的ST1的内容执行逻辑“或”，结果存入STO，堆栈寄存器右移一位。
如RD100.5，其中，RD为操作指令码，100.5为操作数据，即指令操作对象。它实际上是PMC内部数据存储器某一单元中的一位。100.5表示第100号存储单元中的第5位。RD100.5执行的结果，就是把100.5这一位的数据状态“1”或“0”读出并写入结果寄存器STO中。下面为编程器向PMC输入的程序语句表。
RDX0010.2
RD.NOT.STKR0310.0
OR.STK
RD.STKR0402.4
RD.NOT.STKR0402.5
OR.STK
AND.STK
AND.NOTX0010.1
AND.NOTF0001.0
WRTR0310.0
3PLC与CNC之间的信息交换
在PMC中将CNC与PMC的数据交换功能称为“窗口数据读写功能”。利用本功能可以实现PMC与CNC之间的直接数据交换。例如，将CNC的刀具补偿值、工件坐标系原点偏置值、坐标轴的进给速度、主轴转速等CNC数据直接读入到PMC中，或从PMC写出到CNC中。
PLC与CNC之间的信息交换分两个方向进行：第一个方向是PLC向CNC发送信息，主要信息有M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等；第二个方向是CNC向PLC发送信息，主要信息有各种功能代码M、S、T的信息，手动/自动方式信息，各种使能信息等。
4典型FANUC加工中心PMC程序分析（以机床保护控制为例）
4.1超程保护电路程序分析
1）线路图
图1超程保护硬件电路
2）梯形图
图2超程保护PLC梯形图
3）指令介绍
X0008.0为X轴正向超程；X0008.1为X轴负向超程；X0008.2为Y轴正向超程；X0008.3为Y轴负向超程；X0008.5为Z轴正向超程；X0008.6为Z轴负向超程；X0012.7超程复位。
4.2X、Y、Z轴的动作程序分析
1）X、Y、Z轴运动控制线路图
图3X、Y、Z轴运动控制线路图
2）X、Y、Z轴运动控制梯形图（如图4所示）
图4X、Y、Z轴运动控制梯形图
3）指令介绍
X0012.2X轴正转
X0012.3X轴反转
X0012.4Z轴正转
X0012.5Z轴反转
G0100.0数据信号（对于外部数据输入）
G0102.0地址信号（对于外部数据输入）
G0100.1数据信号（对于外部数据输入）
G0102.1地址信号（对于外部数据输入）
G0100.2数据信号（对于外部数据输入）
G0102.2地址信号（对于外部数据输入）
4）动作分析
按下X轴正向移动按钮X0012.2，X轴自右向左正向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及X轴负向超程按钮X0008.0，解除超程。按下X轴负向移动按钮X0012.3，X轴自左向右负向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及X轴正向超程按钮X0008.1，解除超程。按下Y轴正向移动按钮X0010.6，Y轴由后往前正向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及Y轴负向超程按钮X0008.2，解除超程。按下Y轴正向移动按钮X0010.7，Y轴由前往后负向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及Y轴正向超程按钮X0008.3，解除超程。按下Z轴正向移动按钮X0012.4，Z轴自上而下正向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及Z轴负向超程按钮X0008.5，解除超程。按下Z轴正向移动按钮X0012.2，Z轴自下而上负向移动。若到达超程位置，则按下超程按钮以及Z轴正向超程按钮X0008.6，解除超程。按下快速按钮X0012.6以及X、Y、Z轴任意移动按钮，则X、Y、Z轴按其移动方向快速运动。
5加工中心PMC的维护
PMC在数控机床上起着非常重要的作用，在数控机床的维修过程中，这类故障占有比较大的比例，因此掌握用PMC查找故障的方法很重要。
5.1与PMC有关故障检测的思路和方法
1）根据机床故障号诊断故障。
2）根据机床动作顺序诊断故障。
3）根据控制对象的工作原理诊断故障。
6结论
综上所述，数控设备的维修人员应该熟练掌握数控机床各部分的控制原理及FANUC系统的控制原理、PMC的各项功能，在操作与维护过程中尽可能多地了解机床相关信息，严格遵守操作规程与维护规程，有重要意义。
作者简介：
马金茹（1981-）女，北京人，天津职业技术师范大学硕士生，北京电子科技职业学院助理讲师，研究方向：机电一体化技术。 |
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