“項(xiàng)目積分”教學(xué)法在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試中的應(yīng)用

曹智軍 張鵬

摘 要 本文介紹了“項(xiàng)目積分”教學(xué)法在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試中的應(yīng)用。該方法可以使學(xué)生快速地掌握數(shù)控PMC控制技術(shù)，滿足企業(yè)實(shí)際崗位需求，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目積分 教學(xué)法 數(shù)控 PMC

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of "Project Integral" Teaching Method in"CNC

PMC Programming and Debugging" Course

CAO Zhijun[1], ZHANG Peng[2]

([1] Department of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Polytechnic, Zhengzhou, Henan 450046;

[2] Zhengzhou No.24 Senior High School, Zhengzhou, Henan 450007)

Abstract This article describes the application of "project integral" in "CNC PMC Programming and Debugging" course. The method makes students quickly grasp the NC PMC control technology, meet the actual job requirements, enhance the employability and competitiveness.

Key words project integral; teaching method; NC; PMC

0 引言

目前，著力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造業(yè)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，而數(shù)控PMC控制技術(shù)又是數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，所以熟悉和掌握PMC控制技術(shù)，可以更好地進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修，解決實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題和故障。

近幾年，隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)對(duì)數(shù)控高技能復(fù)合型人才和數(shù)控維修人才的需求正逐年增加。為此很多學(xué)校都開(kāi)設(shè)了課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試。為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)PMC控制技術(shù)，掌握經(jīng)過(guò)調(diào)試驗(yàn)證的真實(shí)工程實(shí)例，在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試教學(xué)中實(shí)踐“項(xiàng)目積分”教學(xué)法具有重要的意義。

1 PMC 的概念和功能

PMC（Programmable Machine Controller），就是內(nèi)置于CNC、用來(lái)執(zhí)行數(shù)控機(jī)床順序控制操作的可編程機(jī)床控制器。

PMC的功能是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行順序控制。即按照事先確定的順序或邏輯，對(duì)控制的每一個(gè)階段依次進(jìn)行的控制。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，“順序控制”是以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開(kāi)關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等的開(kāi)關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按照預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的起停與換向、刀具的更換、工件的夾緊與松開(kāi)、液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制?！绊樞蚩刂啤钡男畔⒅饕情_(kāi)關(guān)量信號(hào)。

PMC在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)的功能主要包括工作方式控制、速度倍率控制、自動(dòng)運(yùn)行控制、手動(dòng)運(yùn)行控制、主軸控制、機(jī)床鎖住控制、程序校驗(yàn)控制、硬件超程和急?？刂?、輔助電機(jī)控制、外部報(bào)警和操作信息控制等。

2 PMC 的信號(hào)和程序執(zhí)行

常把數(shù)控機(jī)床分為“NC側(cè)”和“MT側(cè)”兩大部分。“NC側(cè)”包括CNC系統(tǒng)的硬件和軟件，與CNC系統(tǒng)連接的外圍設(shè)備如顯示器，MDI面板等?！癕T側(cè)”則包括機(jī)床機(jī)械部分及其液壓、氣壓、冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助裝置、機(jī)床操作面板、繼電器線路、機(jī)床強(qiáng)電線路等。PMC的信息交換是以PMC為中心，在CNC、PMC和MT三者之間進(jìn)行信息交換。

PMC程序主要由兩部分構(gòu)成：第一級(jí)程序和第二級(jí)程序。第一級(jí)程序每隔8ms執(zhí)行一次，主要編寫(xiě)急停、進(jìn)給暫停等緊急動(dòng)作控制程序。第一級(jí)程序必須以END1指令結(jié)束。即使不使用第一級(jí)程序，也必須編寫(xiě)END1指令，否則PMC程序無(wú)法正常執(zhí)行。第二級(jí)程序每隔8譶 ms執(zhí)行一次，n為第二級(jí)程序的分割數(shù)。主要編寫(xiě)工作方式控制、速度倍率控制、自動(dòng)運(yùn)行控制、手動(dòng)運(yùn)行控制、主軸控制、機(jī)床鎖住控制、程序校驗(yàn)控制、輔助電機(jī)控制、外部報(bào)警和操作信息控制等程序，其程序步數(shù)較多，PMC程序執(zhí)行時(shí)間也較長(zhǎng)。第二級(jí)程序必須以END2指令結(jié)束。

3 “項(xiàng)目積分”教學(xué)法簡(jiǎn)介

“項(xiàng)目積分”教學(xué)法是把龐大、復(fù)雜的項(xiàng)目按工作過(guò)程層層細(xì)分成一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的子項(xiàng)目，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，又層層組合成整個(gè)完整的項(xiàng)目。該方法先由繁化簡(jiǎn)，再由簡(jiǎn)積繁，符合學(xué)生學(xué)習(xí)的一般規(guī)律，便于短時(shí)間內(nèi)掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。（下轉(zhuǎn)第208頁(yè)）（上接第179頁(yè)）

4 “項(xiàng)目積分”教學(xué)法在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試中的應(yīng)用

課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試中的項(xiàng)目?jī)?nèi)容全部為經(jīng)過(guò)調(diào)試驗(yàn)證的真實(shí)工程實(shí)例，便于學(xué)習(xí)者更好地掌握實(shí)踐技能，滿足企業(yè)實(shí)際需要。但是由于完整的數(shù)控PMC控制項(xiàng)目龐大且復(fù)雜，老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)若采用常規(guī)方法都非常麻煩，效果也不理想。為了便于老師教學(xué)，使學(xué)生更好地掌握PMC控制技術(shù)，在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試教學(xué)中應(yīng)用“項(xiàng)目積分”教學(xué)法具有重要的意義。

在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試進(jìn)行“項(xiàng)目積分”教學(xué)法的應(yīng)用中，是以配置有FANUC 0i Mate-MD系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床操作面板的KX-MK-001型多功能數(shù)控綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為平臺(tái)，將其整個(gè)龐大、復(fù)雜的PMC控制項(xiàng)目按其實(shí)現(xiàn)功能分解成各個(gè)一級(jí)子項(xiàng)目，安排在各章中；再在每章中把一級(jí)子項(xiàng)目分解成多個(gè)二級(jí)子項(xiàng)目，融合在項(xiàng)目案例、拓展實(shí)訓(xùn)和課后實(shí)訓(xùn)題當(dāng)中；然后在項(xiàng)目案例和拓展實(shí)訓(xùn)中，把較復(fù)雜的二級(jí)子項(xiàng)目按控制流程分解成多個(gè)三級(jí)子項(xiàng)目；最后在三級(jí)子項(xiàng)目的分析中，把較復(fù)雜的三級(jí)子項(xiàng)目再細(xì)分成多個(gè)四級(jí)子項(xiàng)目。這樣經(jīng)過(guò)項(xiàng)目的多次分解，一個(gè)龐大、復(fù)雜的項(xiàng)目變成了一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的四級(jí)子項(xiàng)目。當(dāng)學(xué)生按照每章的內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí)，先逐個(gè)學(xué)習(xí)各個(gè)簡(jiǎn)單的四級(jí)子項(xiàng)目，學(xué)完之后，自然地完成三級(jí)子項(xiàng)目的積分，依次類推，當(dāng)各一級(jí)子項(xiàng)目都學(xué)完了，又完成整個(gè)完整的控制項(xiàng)目的積分。

在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試進(jìn)行“項(xiàng)目積分”教學(xué)法的具體實(shí)踐中，首先按其實(shí)現(xiàn)功能分解為工作方式PMC控制、速度倍率PMC控制、自動(dòng)運(yùn)行PMC控制、主軸PMC控制、機(jī)床鎖住PMC控制、程序校驗(yàn)PMC控制、硬件超程和急停PMC控制、輔助電機(jī)PMC控制、外部報(bào)警和操作信息PMC控制共十個(gè)一級(jí)子項(xiàng)目；以一級(jí)子項(xiàng)目主軸PMC控制為例，其再分解為主軸M指令PMC控制、主軸手動(dòng)操作PMC控制、主軸M00和M01指令PMC控制、主軸S指令PMC控制共四個(gè)二級(jí)子項(xiàng)目；以二級(jí)子項(xiàng)目主軸M指令PMC控制為例，其又分解成準(zhǔn)備就緒PMC控制、主軸停止解除PMC控制、M指令譯碼PMC控制、主軸正反轉(zhuǎn)M指令PMC控制、主軸停止M05指令PMC控制和主軸M指令執(zhí)行結(jié)束PMC控制共六個(gè)三級(jí)子項(xiàng)目；以三級(jí)子項(xiàng)目主軸正反轉(zhuǎn)M指令PMC控制為例，其又分解為主軸啟動(dòng)條件滿足PMC控制、主軸正轉(zhuǎn)M03指令PMC控制和主軸反轉(zhuǎn)M04指令PMC控制共三個(gè)四級(jí)子項(xiàng)目。這樣經(jīng)過(guò)項(xiàng)目的多次分解，整個(gè)數(shù)控PMC控制項(xiàng)目變成了一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的四級(jí)子項(xiàng)目。

在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生先逐個(gè)學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的四級(jí)子項(xiàng)目主軸啟動(dòng)條件滿足PMC控制、主軸正轉(zhuǎn)M03指令PMC控制和主軸反轉(zhuǎn)M04指令PMC控制，學(xué)完之后，自然地完成三級(jí)子項(xiàng)目主軸正反轉(zhuǎn)M指令PMC控制的積分；當(dāng)三級(jí)子項(xiàng)目準(zhǔn)備就緒PMC控制、主軸停止解除PMC控制、M指令譯碼PMC控制、主軸正反轉(zhuǎn)M指令PMC控制、主軸停止M05指令PMC控制和主軸M指令執(zhí)行結(jié)束PMC控制都學(xué)完了，自然地完成二級(jí)子項(xiàng)目主軸M指令PMC控制的積分；當(dāng)二級(jí)子項(xiàng)目主軸M指令PMC控制、主軸手動(dòng)操作PMC控制、主軸M00和M01指令PMC控制和主軸S指令PMC控制都學(xué)完了，自然地完成一級(jí)子項(xiàng)目主軸PMC控制的積分；當(dāng)一級(jí)子項(xiàng)目工作方式PMC控制、速度倍率PMC控制、自動(dòng)運(yùn)行PMC控制、主軸PMC控制、機(jī)床鎖住PMC控制、程序校驗(yàn)PMC控制、硬件超程和急停PMC控制、輔助電機(jī)PMC控制、外部報(bào)警和操作信息PMC控制都學(xué)完了，又完成整個(gè)數(shù)控PMC控制項(xiàng)目的積分。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的“項(xiàng)目積分”教學(xué)法經(jīng)過(guò)在課程數(shù)控PMC編程與調(diào)試教學(xué)中多年的實(shí)踐，取得了明顯的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可以快速地掌握數(shù)控PMC控制技術(shù)，滿足企業(yè)實(shí)際崗位需求，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹智軍,肖龍.數(shù)控PMC編程與調(diào)試.北京:清華大學(xué)出版社,2010.