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一文搞定FANUC PMC

 

FANUC系统的PMC在哪里呢?我们似乎无法看见完全的PMC。其实,FANUC PMC是典型的与CNC集成在一起的内装式PLC,其CPU存储器就在CNC控制单元的主板上。

 

由于PMC与机床电器无法直接连接,要通过I/O单元,因此,典型的FANUC PMC控制系统的硬件如图1所示。

一文搞定FANUC PMC
图1 FANUC PMC硬件组成

I/O单元与PMC CPU通过接口JD1A/JD51A传输信号,而机床侧输入输出元件与I/O单元则通过接口CB104、CB105、CB106、CB107传输信号。

 

1

 

外部标准输入/输出信号

 

 

FANUC机床侧标准输入/输出信号接入电路如图2所示。输入信号电路称为RV(Receiver),它将机床侧的开关信号进行滤波和电平转换,以便CPU可以读入。

 

输出信号电路称为DV(Driver),CPU通过光耦使晶体管通断,以控制外部直流负载。CPU输出使晶体管(三极管)导通,通过三极管输出驱动中间继电器等负载。每个中间继电器的典型驱动能力为200mA。

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图2 FANUC外部标准输入/输出信号

 

继电器线圈上要并联二极管,以便当线圈断电时,为感应电流提供放电回路,否则极易损坏三极管驱动电路。这个二极管称为续流二极管。

 

2

 

PMC信号地址及种类

 

 

(1)地址表示

每个PMC输入/输出接口(interface)信号用地址(address)来区别。所谓地址是指与机床侧的输入/输出信号、与CNC之间的输入/输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器、数据表等各信号的存在场所的号码。

 

PMC地址由字节组成,即一个地址可以表示8个信号。地址由地址号和位号组成,地址号的前面必须要有一个字母,它表示信号的种类。如图3所示,记作X9.0~X9.7,书写时高位在左,低位在右

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图3 PMC信号地址表示

 

某一个信号可以采用助记符(symbol)方便记忆,如X9.3这个地址表示第4轴回参考点时的减速信号,*DEC4(通常是英文简写)就是其助记符;G8.4是紧停信号,*ESP就是其助记符。

(2)地址种类

FANUC PMC地址种类(address type)主要有X、Y、G、F等,如图4所示。CNC 与PMC之间的G、F 信号及地址是由FANUC公司定义的,PMC设计编程者只可使用不能改变,而CNC与机床(MT)之间的X、Y信号及地址是由PMC设计编程者自行定义。不过,少数 X信号地址已经由 CNC固定,它们是需要CNC紧急处理并执行的事件或动作,如急停按钮输入地址固定是X8.4。戳此FANUC PMC信号表

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图4 PMC信号种类及关系

 

另外,PMC 本身还存在imaginary address,包括了R、A、T、C、K、D,如表1所示。这些地址无法用仪器测量到,而只能通过PMC诊断监控其状态变化。T、C、K、D数值也称为PMC参数,存放在SRAM中,由后备电池保持。

1 PMC信号地址及范围

种类

信号传输

地址范围

备注

X

输入信号

MT→PMC

X0~X127

物理接线,不可当线圈使用

Y

输出信号

PMC→MT

Y0~Y127

物理接线

G

输出信号

PMC→CNC

G0~G767

CNC控制信号,Goes to CNC

F

输入信号

CNC→PMC

F0~F767

CNC状态信号,From CNC,不可当线圈使用

R

内部继电器

R0~R1999

R0~R1499

梯形图中的中间结果寄存器,Internal Relay, 无物理接线

A

信息请求信号

A0~A24

Alarm, 共200条信息可用

T

可变定时器

T0~T79

Timer, 共40个定时器可用

C

计数器

C0~C79

Counter, 共20个计数器可用

K

保持型继电器

K0~K19

Keep relay

D

数据表

D0~D1859

Data table

 

(3)信号说明

X信号对应面板上按钮(push button)、按键(key)、各种开关传感器触点(rotary switch, pressure switch, contact),称为输入元件。厂家需进行物理接线。

 

Y信号控制指示灯(LED)、小继电器(relay)、线包(solenoid),称为输出元件。厂家需进行物理接线。

 

G信号根据机床操作的要求及CNC系统本身应具备的功能而设计好的、使CNC 执行工作的指令。当线圈(coil)使用,也可当触点(contact)使用。“G”可理解为Goes to CNC。

 

F信号反映CNC运行状态(status)的标志,表明CNC正处于某一状态。不能当线圈用,只能当触点用。“F”可理解为From CNC。

一文搞定FANUC PMC

视频:PMC信号说明

例如,视频中循环启动按钮触发后,由PMC读入其地址X1.0,去接通G7.2,G7.2变成“1”时启动加工程序的执行,CNC只认G地址信号

 

又如,垂直轴制动器松开的条件是伺服已上电,此时由CNC给出状态信号F0.6,PMC输出地址Y1.0,Y1.0变成“1”时,制动器松开。如果因某种原因导致伺服断电,F0.6就会变成“0”,则制动器抱紧。

 

初学者提醒:X信号Y信号与XY轴的概念不同;G信号F信号与G代码F代码的概念不同。别混淆了!

3

 

PMC程序及编程软件

P

 

由于PMC是对机床及相关设备进行逻辑控制,因此PMC程序也称为顺序程序(sequence program),CPU中执行算术运算的顺序程序可用梯形图(LADDER)表示。梯形图由触点和线圈组成,类似于强电继电器电路,易于理解,如图5所示。

一文搞定FANUC PMC图5 PMC梯形图

 

PMC程序可以利用系统内置的编程器(built-in programmer)直接在CNC系统上进行编程,也可以采用FANUC数控系统专用的FANUC LADDER Ⅲ软件(PC programmer)在电脑上实现对PMC 程序的离线编辑、输入/输出、显示、监控、运行等功能,尤其是新机床的PMC程序调试更是如此。

 

FANUC LADDER Ⅲ软件是WINDOWS环境下的PMC编程平台,而机床厂(MTB)通过这个平台根据机床具体动作要求编制的梯形图程序就是PMC用户程序。

 

4

 

 基本指令与功能指令

 

 

PMC梯形图是一种逻辑控制的语言,能否读懂,取决于是否理解图中的指令组成。FANUC PMC编程指令分为基本指令(basic instruction)和功能指令(functional instruction)两种类型。

 

基本指令是在设计顺序程序时用得最多的指令,它们执行1位运算,例如AND(与)、OR(或)、NOT(非)等。执行一个基本指令称为1步,每1步的执行时间是非常短的,如1μs/步。

 

在编制顺序程序(梯形图)时,有些功能,如控制时间、控制捷径换刀时的旋转,很难用只执行位运算的基本指令来实现。功能指令应运而生,它是为了方便用户编制复杂功能而使用的PMC程序指令。功能指令都是一些子程序(subprogram),应用功能指令就是调用相应的子程序。

 

5

 

案例:0i Mate-D PMC/L

 

 

FANUC 0i Mate-D内置PMC的型号是PMC/L,L代表Low,是用于低端机床的PMC。此PMC没有专用的CPU,与CNC共用CPU。其主要规格如表2所示。

表2 PMC/L规格表

程编方式

梯形图

程序级数

2

第一级执行周期

8ms

基本指令的平均处理时间

1μs/

程序容量

8000

基本指令

14

功能指令

92

内部继电器

1500字节

保持型存储器

3000字节

可变定时器

80个字节,2字节/

计数器

80个字节,4字节/

最大输入点数

256

最大输出点数

256

 

一文搞定FANUC PMC

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  1. 测绘PMC硬件连接图。

  2. 查询数控设备上输入/输出元件的PMC地址(用诊断法和强制法),将查询结果记录在下列表中。

一文搞定FANUC PMC

▲ 铣床控制面板

 

一文搞定FANUC PMC▲ 车床控制面板

表3-1 输入信号表(样例

序号

输入地址

功能用途

英文

元件形式

(英文)

1

*X8.4

急停

emergency stop

急停按钮

emergency stop button

2

X11.6

程序保护

program protect

钥匙旋钮

key switch

 

表3-2 组合输入信号表(如,进给速度修调)

X   

(高位)

X   

X   

X   

X    

(低位)

倍率(%

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

10

 

表4 输出信号表

序号

输出地址

功能用途

英文

元件形式

(英文)

1

Y0.6

X轴参考点指示

reference indication

指示灯

light

2

Y4.0

冷却启动

coolant motor start

中间继电器

relay

备注:

在浙江亚龙数控铣床实训台上(1)输入/输出信号列表

表3-1:51个X信号,用2页纸,用操作9查询

表3-2:15个组合X信号,用2页纸,用操作9查询

表4:57个Y信号,用2页纸,未知Y地址用操作1、6、10查询

 

(2)信号地址范围

X:X0~X15

Y:Y0~Y7

 

(3)元件形式

输入元件指按钮、按键、钥匙旋钮、蘑菇头按钮、行程开关等;

输出元件指中间继电器、指示灯等。

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(教学设计/汤彩萍        文/汤彩萍) 

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