FANUC系統(tǒng)用戶自定義軟操作開關功能的實現(xiàn)

牛志斌 李文斌 武俊光

（①山西機電職業(yè)技術學院，山西長治046011;②太原理工大學，山西太原030024;③太原第一機床廠，山西太原 030012）

目前，工業(yè)生產中使用的數(shù)控機床多采用自制機床面板，該面板需具備某些功能，如DNC加工、調度、手動絕對值、手輪中斷等功能;帶有液壓控制系統(tǒng)的數(shù)控車床還需要具備卡盤內卡/外卡、臺尾與Z軸連接、中心架體鎖緊/松開等功能。這些功能若缺失，有時會給工業(yè)生產帶來很多不便。針對機床某些特定控制功能的需要，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)允許用戶使用自定義軟開關功能，實現(xiàn)機床機械操作面板所不具備的功能。

1 軟式操作面板控制功能介紹

當數(shù)控機床的機械操作面板不具備某些功能時，用戶可以通過設置軟操作開關來實現(xiàn)該功能。如表1所示，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)允許用戶設定8個或者16個通用軟式開關用于自由目標的控制，如DNC加工等功能，這些通用軟式開關的名稱可由用戶自由命名。通用軟式開關的狀態(tài)通過輸出信號（F072和 F074）通知PMC，PMC依據(jù)這些輸出信號，就可以實現(xiàn)機床某些功能的控制。

表1 通用軟式開關輸出信號

2 參數(shù)設置

使用通用軟式開關需要設定相關參數(shù)，如表2所示。No．8136#3代表是否使用軟式操作面板，No．8136#4代表是否使用軟式操作面板通用軟式開關，No．7201#1代表通用軟式開關的最大個數(shù)，No．7220～7399代表所設定的通用軟式開關的名稱，用戶可以根據(jù)控制需要自由設定。圖1所示為通用軟式開關（1）～（8）的功能定義舉例，開關（1）代表手動絕對值、開關（3）代表手輪中斷、開關（4）代表卡盤內卡/外卡轉換、開關（6）代表DNC加工。表3所示為通用軟式開關（1）、（3）、（4）、（6）的名稱及參數(shù)定義，用戶可按照表中代碼在對應參數(shù)中分別設置。圖2所示為通用軟式開關（1）的參數(shù)設置結果，其它開關與此類似。

表2 通用軟式開關需要設定的相關參數(shù)

表3 通用軟式開關（1）、（3）、（4）、（6）的參數(shù)定義

3 PMC控制程序的開發(fā)

3．1 手動絕對值功能的實現(xiàn)

手動絕對值功能可以將手動操作使刀具移動的位移疊加到自動運行的坐標值上，本例設置通用軟式開關（1）實現(xiàn)該功能。當軟開關接通時，將手動操作使刀具移動的距離疊加到坐標系上;當軟開關關斷時，由手動操作使刀具移動的距離不疊加到坐標系上。圖3所示為手動絕對值控制梯形圖，當在系統(tǒng)軟式操作面板中設置軟式開關（1）處于“開”狀態(tài)時，對應PMC信號F0072．0的常開觸點閉合，G0006．2接通，系統(tǒng)手動絕對值功能生效。反之，設置軟式開關（1）處于“關”狀態(tài)時，F(xiàn)0072．0的常開觸點打開，G0006．2斷開，系統(tǒng)手動絕對值功能失效。

3．2 手輪中斷功能的實現(xiàn)

在自動運行方式（手動數(shù)據(jù)輸入、存儲器運行和DNC運行），以及存儲器編輯方式中，通過旋轉手搖脈沖發(fā)生器，即可重疊于基于自動運行的移動而進行手輪進給。手搖所引起的中斷量，使工件坐標系和局部坐標系偏移，雖然機床移動，但是工件坐標系和局部坐標系中的坐標值保持不變。手輪中斷主要用以在不改變自動操作方式的情況下，修正加工參數(shù)和尺寸。

本例設置軟式開關（3）代表手輪中斷，對應的PMC信號為F0072．2。圖4所示為手輪中斷控制梯形圖，手輪中斷可以通過機床操作面板上的手搖脈沖發(fā)生器或分離的手持單元兩種方法操作。圖中K0010．2為手輪中斷X軸有效開關，K0010．3為手輪中斷Z軸有效開關，K0001．2為手持單元有效開關，K0001．6為是否使用格林碼選擇手搖中斷軸。設置軟式開關（3）處于“開”狀態(tài)時，手輪中斷開關信號（F0072．2）為“1”。①當K0001．2=0，選擇機床操作面板上的手搖脈沖發(fā)生器操作。由于系統(tǒng)工作在自動運行方式，自動運行中信號（F000．7）為“1”。當操作面板上軸選鈕子開關接通時，X/Z軸選信號（X008．5）為“1”，手輪中斷X軸有效（K0010．2）為“1”，手輪中斷選擇X軸信號（G0041．0）為“1”且 G0041．1為“0”，手輪中斷X軸有效;反之，軸選鈕子開關斷開，G0041．0為“0”且G0041．1為“1”，手輪中斷Z軸有效。②當K0001．2=1，選擇分離的手持單元操作。K0001．6=0，X008．5=1 且 X004．5=0 時，G0041．0=1、G0041．1=0，手輪中斷選擇X軸;反之，X008．5=0且 X004．5=1時，G0041．0=0、G0041．1=1，手輪中斷選擇Z軸;K0001．6=1，X008．5=1 且 X004．5=0 時，R008．4=1 且R008．5=0，則 G0041．0=1、G0041．1=0，手輪中斷選擇X軸;反之，X008．5=1 且 X004．5=1 時，R008．4=0 且 R008．5=1，則 G0041．0=0、G0041．1=1，手輪中斷選擇Z軸。

3．3 卡盤內卡/外卡功能的實現(xiàn)

液壓卡盤的卡緊動作有外卡、內卡之分，卡爪向中心卡緊為外卡;卡爪往外漲卡緊為內卡。用戶可以根據(jù)實際加工需要使用軟式開關更改卡盤的內外卡狀態(tài)。本例設置軟式開關（4）代表卡盤內外卡轉換開關，對應PMC信號為 F0072．3。圖5所示為卡盤內卡/外卡控制梯形圖。當軟式開關（4）處于“關”狀態(tài)時，F(xiàn)0072．3的常閉觸點閉合，為避免誤操作，要求同時按下“手動（JOG）+排屑器停+系統(tǒng)復位”3個鍵，對應觸點 X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分別閉合，卡盤外卡信號R0858．4接通且自鎖;當軟式開關（4）處于“開”狀態(tài)時，F(xiàn)0072．3的常開觸點閉合，同時按下“手動（JOG）+排屑器停+系統(tǒng)復位”3個鍵，對應觸點 X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分別閉合，卡盤內卡信號R0858．3接通且自鎖;用戶可根據(jù) R0858．4和R0858.3的狀態(tài)，實現(xiàn)卡盤的外卡和內卡功能。因篇幅關系，文中不再詳述。

3．4 DNC加工功能的實現(xiàn)

DNC加工是指機床工作在RMT運行方式，一邊讀入NC程序，一邊進行加工，即通常所說的在線加工;RMT運行方式下還可以指定程序執(zhí)行的順序和各程序的重復次數(shù)，即可執(zhí)行調度運行。程序的讀入可以通過RS－232C通訊接口或存儲卡接口來實現(xiàn)，系統(tǒng)參數(shù)No．0020設為“0或1”為選擇RS－232通訊接口，設定為“4”為選擇存儲卡接口。No．0138#7設為“1”代表從存儲卡進行 DNC運行。本例設置軟式開關（6）代表DNC加工，對應PMC信號為F0072．5。圖6所示為DNC加工控制梯形圖。當按下機床面板自動工作方式按鍵時，AUTO信號（X0020．2）狀態(tài)為“1”，R0010．2輸出有效且自鎖，其常開觸點閉合;在系統(tǒng)軟式操作面板中設置軟式開關（6）處于“開”狀態(tài)時，PMC信號F0072．5的常開觸點閉合，在PMC參數(shù)畫面中設置K0007．7狀態(tài)為“1”（該信號為是否使用DNC功能），G0043．5輸出有效，DNC加工功能有效。反之，設置軟式開關（6）處于“關”狀態(tài)時，F(xiàn)0072．5的常開觸點打開，G0043．5輸出無效，DNC加工功能失效。

4 結語

FANUC系統(tǒng)軟式操作面板功能具體分兩種:（1）針對工作方式選擇、JOG進給倍率選擇等7組系統(tǒng)內部定義功能，可以利用參數(shù)（No．7200）來選擇是機床操作面板的操作開關控制還是數(shù)控系統(tǒng)的軟式開關控制，這些軟開關的名稱由FANUC系統(tǒng)設定。該方法主要用于代替機床操作面板在數(shù)控設備中實現(xiàn)基本控制功能。（2）針對數(shù)控機床的某些特定控制需要，用戶可以設置通用軟式開關用于自由目標的控制，該方法可以彌補現(xiàn)有數(shù)控機床某些特定控制功能的缺少，既滿足了生產需要，也避免了重新設計、改造機床面板的弊端。由此，充分利用FANUC系統(tǒng)軟式操作面板、軟式開關，用戶可以進一步開發(fā)數(shù)控機床的控制功能。

［1］劉永久．數(shù)控機床故障診斷與維修技術（FANUC系統(tǒng)）［M］．2版．北京:機械工業(yè)出版社，2010．

［2］BEIJING－FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3梯形圖語言編程說明書 B－61863C［Z］．2001．

［3］BEIJING－FANUC PMC SA1/SB7梯形圖語言補充編程說明書B－61863C－2/01［Z］．2001．

［4］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 車床系統(tǒng)/加工中心系統(tǒng)通用用戶手冊［Z］．2009．

［5］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 連接說明書（功能篇）［Z］．2009．

［6］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 參數(shù)說明書［Z］．2009．

［7］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 維修說明書［Z］．2009．

［8］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D CONNECTION MANUAL（HARDWARE）［Z］．2009．

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