FANUC系统培训教案.docx
《FANUC系统培训教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FANUC系统培训教案.docx（111页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
FANUC系统培训教案
开始讲PMC
数控系统除了对机床各坐标轴的位置进行连续控制（即插补运算）外，还需要对机床主轴正反转与起停，工件的夹紧与松开，刀具更换，工位工作台交换，液压与气动控制，切削液开关，润滑等辅助工作进行顺序控制，顺序控制由可编程控制器完成，由于发那科PLC和机床系统做成一体，为内装型，称为PMC.
发那科PMC分为：
PMC-L/MPMCSA1/SA2/SA3SB7等几个版本，要注意你的机床上所用的版本，在PMC的PMCDGN中显示
PMC程序特点：
PMC也称顺序程序，其扫描从上向下，从左向右，例如：
（有图）
按下SW，则线圈A吸合，A吸合后，其常闭触点打开，故线圈B不吸合，不得电，因PMC自上向下顺序动作。
PMC程序结构：
发那科程序结构分一级程序（用END1结束）和二级程序（用END2作为结束标志）。
一级程序在每个8MS扫描周期都先执行，然后8MS当中PMC扫描剩余时间再扫描二级程序。
如果二级程序在一个8MS中不能扫描完成，它会被分割成N段来执行。
在每个8MS执行中执行完一级程序扫描后再顺序执行剩余的二级程序。
因此一级程序为实时响应，对输入信号立即处理，所以一些急停，超程，抱闸，机床进给保持（暂停）等放在一级程序中，以便快速处理，因此减小一级程序的长度，可使整个程序处理速度加快。
（有图）
由图可见一级程序短，占用的扫描时间少，故可用较多时间多执行二级程序，则整个程序执行时间会缩短。
PMC信号分析
X为机床到PMC的输入信号，地址有固定和设定两种，对应面板按扭以及各种开关等。
Y为PMC给机床的输出信号，地址同样有固定和设定两种，通常输出控制小继电器，再去控制大接触器，控制电机或各种电磁阀。
F为CNC到PMC的信号，主要包括各种功能代码MST的信息，（即M辅助功能，S转速和T选刀功能）手动/自动方式及各种使能信息，每种含义都是固定的，是发那科公司都定义好的，我们只能使用，不使赋值，不能当线圈用，只能是触点，如当读到编写加工程序中M代码时S500M03,CNC会发出F7.0为1信号，M功能选通信号，我们只能使用F7.0的状态，不能用梯图使F7.0为1或0是错误。
（有图）
图示为刹车线圈电路图
G为PLC到CNC侧的信号，主要包括MST功能的应答信号和各坐标轴对应的机床参考点等
G代码地址是固定的，是发那科公司定义好的，但是与F信号不同的是可以在梯图中当线圈使用，当然更可以当触点用，如（有图）
主轴急停
G信号以以当线圈时，即我们可以在梯图中使其置1导通或置0截止（失电）
作为初学者一定要搞清加工程序中G代表插补指令，F代表进给速度，而在梯形图中，GF分加别代表PLC和CNC之间控制信号，请大家记牢。
若遇到F信号触点不闭合，只能考虑条件不满足导致CNC没有应答信号，不要试图强制导通它。
信号的一些常见问题：
1.正负逻辑问题。
正逻辑，高电平有效，低电平无效。
负逻辑，高电平无效，低电平有效。
在发那科系统中，负逻辑信号前面带有*，如急停信号*ESP,*ESP为符号（SYMBOL）前面有*表示低电平有效，其地址（ADDRESS）为G8.4,当G8.4为0时，急停命令有效，机床处于急停状态。
换言之，要使机床处于正常状态，必须使G8.4为1，其对应线圈应吸合。
一个信号有两种表达方式，符号（SYMBOL）和地址（ADDRESS）
符号有助于理解信号意义，通常是用英文简写信号含义。
如G8.4是地址*ESP是符号
2.常开点和常闭点
X输入信号一般有如下两种情况，24V电源通过常开或常闭开关输入PLC（有图）
发那科中用-‖-表示常开点，（有图）表示常闭点。
用高亮度或粉红色表不信号接通，
用暗色或灰色表示信号关断。
如何理解常开和常闭何时导通，何时关断，记住一句话
有高电平输入PLC时，对应常开点闭合，常闭点断开。
对于上图，不按下ST1X0.0常开点为0
（没有高电平进入PLC）常闭点为1
按下ST1时X0.0常开点为1
（有高电平输入PLC）常闭为点0
同样对于ST2，不按下ST2时，X0.1常开点为1
（有高电平输入PLC）常闭点为0
按下ST2时，X0.1常开点为0
（没有高电平进入PLC）常闭点为1
输出Y信号，当某个输出信号接通时，输出一个触点闭合信号。
（有图）
如图，梯形图中Y10.0闭合，高亮度或粉红色，其提供一个触点信号，Y10.0触点闭合，外部KA吸合。
如果Y10.0在梯形图中吸合，却不提供一个闭合触点，说明PLC有问题。
3.输入/输出电源问题
发那科系统输入/输出型号信号电源一般为直流24V,
I/OLINK模块有单独的电源供电，电源接口部分常称为CPD1,
I/OLINK出故障首先要注意电源提供好了没有，内部保险是否烧毁
内部I/O模块X输入信号电源由外部提供，一般通过I/O板上的保险提供给标有（24V）的针脚，所有X信号从此引脚得电。
内部I/O模块Y输出信号电源一般由DOCOM脚提供，需要将外部24V电源提供给DOCOM脚,再由DOCOM分配给各个触点，然后输出给继电器或电磁阀。
PMC地址分配
字符
符号种类
种类
OI-B/OIBMATEB
PMC-SA1
PMC-SB7
X
机床给PMC的输入信号（MT→PMC）
X0-X127
X0-X127
X200-X327
X1000-X1127
Y
PMC输出给机床的信号（PMC→MT）
Y0-127
Y0-Y127
Y200-Y327
Y1000-Y1127
F
NC给PMC的输入信号（NC→PMC）
F0-F255
F0-F767
F1000-F1767
F2000-F2767
F3000-F3767
G
PMC输出给NC的信号（PMC→NC）
G0-G255
G0-G767
G1000-G1767
G2000-G2767
G3000-G3767
R
内部继电器
R0-R999
R9000-9099
R0-R7999
R9000-R9499
E
外部继电器
-
E0-E7999
A
信息显示请求信号
信息显示状态信号
A0-A24
-
A0-A249
A9000-A9249
C
计数器
C0-C79
C0-C399
C500-C5199
K
保持继电器
K0-K19
K0-K99
K900-K919
T
可变定时器
T0-T79
T0-T499
T9000-T9499
D
数据表
D0-D1859
D0-D9999
L
标志号
-
L1-L9999
P
子程序号
-
P0-P2000
其中机床侧的输入地址X中，有一些专用信号直接被CNC所读取，因为不经过PMC的处理，我们称之为高速处理信号。
例：
急停X8.4,原点减速信号X9，测量信号X4。
在内部地址中，中间继电器R9000-R1000之间的地址被系统所占用不要用于普通控制地址。
R9000.0
数据比较位，输入值等于比较值
R9000.1
数据比较位，输入值小于比较值
R9091.0/1
常0/1信号
R9091.5
0.2秒周期信号
R9091.6
1秒周期信号
R9015.0
RUN
STOP有图
R9015.1
R9015.0有图
R9091.2
R9091.2有图
R9015.0在PMC运行后，产生一个脉冲信号，作为PMC运行信号
R9015.1在PMC停止前，输出一个下降沿逻辑，作为检测PMC停止信号，在PMC停止后产生一个急停信号，
R9091.2与PMC运行同步信号
内部地址中，T0-T8作为48MS精度定时器，T9-T499作为8MS精度级，定时器在PMC画面上设定和使用。
内部地址中，C0-C399作迷为计数器在PMC画面是设定和使用。
内部地址中，K0-K99可作为普通的保持型继电器在PMC画面上设定各使用，K900-K919为系统占用区（有确定的地址含义），通常并上或串上一个K接点，可以添加或删除某种功能。
内部地址中，A0-A249作为信息，请求寄存器使用，用它产生外部的报警信息文本。
内部地址中，D0-D9999作为数据寄存器，可以在PMC进行数据交换。
内部地址中，P0-P2000为子程序号，在PMC可以通过CALL（有条件调用）,CALLU（无条件调用）子程序，子程序完成一些特定的功能。
内部地址中，L1-L9999作为标志号，PMC顺序程序用，标志号进行分块，系统通过PMC的标号跳转指令JMPB或JMP跳到所指定标号的程序进行控制。
PMC基本控制电路
1.自锁回路（有图）
A按下后，C吸合
A松开后，由C的触点实现自锁
B为停止，B断开后，回路断开
2.互锁回路（有图）
在C回路中串入D的常闭点，在D回路中，串入C的常闭点，两个回路实现互锁，C和D不会同时吸合。
3.逻辑O回路（有图）
由于R0.0断电器回路永远不会常开和常闭同时吸合，故R0.0永远不会吸合，R0.0一直为0。
FANUC1618Oi中专用继电器R9091.0
4.逻辑1回路（有图）
上电时R0.0由其常闭点得电而吸合，通过其常开触点实现自锁，所以R0.1一直为1
FANUC1618Oi中有专用继电器R9091.1
5.上升沿触发脉冲信号电路（有图）
接下X2.0时，R2.0吸合，下一步，R2.1吸合，
循环下去，再执行到R2.0回路时，因R2.1为1，故R2.0断开，R2.0为一个与X2.0同步吸合的脉冲信号。
6.下降沿触发脉冲电路（有图）
分析：
按下X0.1时，R0.1吸合，R0.2断开。
松开X0.1时，由于R0.1还保持吸合，故R0.2吸合
下一步，R0.1断开，循环下去，在执行到R0.2时，
由于R0.1断开，所以R0.2失电
所以R0.2是在X0.1松开后，下降沿时产生一个脉冲信号，
7.RS触发电路（有图）
分析：
按下X0.1,后松开，R0.2产生一个脉冲信号。
Y0.1通过R0.2（常开点）和Y0.1（常闭点）吸合一下
循环执行后，通过R0.2（常闭点）和Y0.1（常开点）自锁。
再按一下X0.1,R0.2产生一个脉冲信号，将R0.2（常闭点）Y0.1（常开点）自锁回路切断，Y0.1松开。
动作结果按一下X0.1Y0.1吸合
再一下X0.1Y0.1断电
7.异或电路（有图）
C=A_B+AB_此为逻辑电路中异或回路。
AB相同电平时C为0，不吸合
AB不相同时，C为1，吸合
PMC的功能指令
数控机床的PLC指令必须要满足特殊要求，由于数控机床动作复杂，仅靠基本指令很难实现，功能指令即是实现一些特定功能的指令，其实都是一些子程序，应用功能指令就是调用相应的子程序。
一程序结束指令
|---END1----|第一级PMC程序区结束指令，第一级程序为快速执行程序区，每8MS执行一次，主要处理系统急停，超程，进给暂停等紧急动作
|---END2-----|第二级程序用来编写普通顺序程序，系统会根据第二级程序的长短分成若干段，每8MS顺序执行一段，为主程序区。
|---END------|PMC结束指令，在END和END2之间是子程序。
二.定时器指令
定时器用来定时，用于程序中需要与时间建立逻辑关系的场合，都是通电延时继电器。
分为可变定时器（TMR）和固定定时器（TMRB）
通电延时可以理解为对信号的一种确认，某个信号动作之后，相应的继电器并不立刻动作，而是延迟一定时间，信号仍旧保持，输出继电器才吸合。
如卡盘作夹紧动作，夹紧到位开关闭合后，相应继电器并不马上吸合，使主轴旋转，而是延迟一定时间，假设为1秒后，夹紧到位开关仍旧吸合，说明夹紧牢靠，输出继电器才吸合，主轴开始旋转，确保安全，
1.可变定时器（TMR）
TMR指令的定时时间可通过PMC参数中TIMER中可修改
工作原理：
当ACT=1,吸合后，延迟设定时间后，定时继电器吸合
当ACT=0,定时继电器断电，
定时器号1-8号最小单位为48MS
9号以后最小单位为8MS
定时继电器：
作为可变定时器的输出，定时继电器地址由机床厂家设计者决定，一般采用中间继电器R图示
PMCPRM（TIMER）#001
NOADDRESSDATA
001T0000
002T0020
003T0030
NO代表定时器号
DATA设定时间，单位为MS,以十进制直接设定。
2.固定定时器（TMRB）
在梯形图中设定时间，与梯形图一起存入FROM中，不能在梯形图PMC参数中改写。
一般用于固定机床时间的控制，不需要用户改写（换刀时间，润滑时间）
例：
（有图）
X0.1闭合，延时5秒钟，后50.0得电，其触点闭合，A0.0报警。
（有图）
X0.2过载信号，通常是常闭。
正常时，梯图中X0.2常开点闭合，常闭点断开，
R50.0不得电。
过载后，X0.2断开，X0.2常开点为0。
X0.2常闭点为1，
R50.0延时5秒后得电，，常开点吸合，A0.0报警。
三.计数器指令
计数器完成计数指令，可以是加计数，可以是减计数
CN0=0从0开始计数0，1，N
CN0=1从1开始计数1，2，…N
UPDOWN=0,加计数
UPDOWN=1,减计数
RST清除计数值
ACT由0变1时上开沿计数
计数器号：
其内部在PMC中PMCPRM→COUNTER
预置值占两个字节，当前计数值占两个字节
PRESET:
预置值
CURRENT:
当前值
计数器输出（W1）:
当计数器为加计数器时，计数到预置值时，W1=1,当计数器为减计数器时，计数到初始值时W1=1
举例：
刀库旋转时，数刀套程序，X3.5数刀开关，每转一个刀位，X3.5点亮一次。
R0.0为0，从0开始计数，此出错，应从1开始。
R56.0为0时正转，加计数
为1时反转，减计数。
R50.0为计数脉冲，计数器中值计数
C1中记忆的是刀库当前刀座号。
所谓当前刀套即是刀库中处于等待换刀位置的刀套号。
注：
有的刀库有一正一反两个数刀开关，此时应将另一开关取其常闭点，例如X4.5,两个计数器计数作比较，相等，证明数刀正确，否则错误。
有的刀库用数刀计数器和数刀套计数器相比较，刀库旋转电机转一圈，刀套转一个刀位，两者相比较，相同正常，不同报警。
共同的目的：
防止数刀开关出故障，记错刀套号，互相参照一下。
注意：
在刀库上还有原点开关，回一次原点，则将计数器赋值一次。
X0.2原点开关，R51.0为原点脉冲
原点脉冲将计数器C1赋值为1，重新计数。
四.译码指令
数控机床执行加工程序中的MST功能时，当系统读到这些代码时，
CNC装置以BCD或二进制代码形式输出MST代码的F信号给PMC，这些信号需要PMC经过译码才能从BCD或二进制状态转换成具有特定含义的一位逻辑状态。
（M辅助功能，S主轴转速功,T刀具选择功能）
即完成数→位转换，将一个数通过译码后成为某些位变为1。
BCD译码为DEC,二进制译码DECB两种
关于码制问题在此讲一下，应该说是许多人面临的问题，大多数人不是很清楚。
二进制码
只有两个数码0和1，每一位具有特定的权
二进制整数的权是2的乘方，
二进制小数的权是2的负次方，
同样8进制的16进制，其权分别为8和16的乘方
BCD码，全称BINARY-CODED-DECIMAL
二进制编码的十进制码，总体上说是十进制，但每一位用二进制来表示，是用四位二进制码来表示。
其中常用8421-BCD码
使用了0000-1001这十种状态，其余1010-1111为禁用码。
举例：
表示数13
纯二进制为（00001101）
BCD码（00010011）
此说明一下，1个字节即8个单个位。
每一个0或1，称一个位（BIT），8位称为一个字节（BYTE）
两个字节（16位），称为一个字（WORD），32位称双字（DOUBLEWORD）。
在看发那科信号[PMC地址一览表]时一般看到1248下标时，多是BCD码形式的信号。
如S1S2S4S8
二进制码在梯图中常用0001代表一个字节（0-255）
0002代表二个字节（0-65535
0004代表四个字节（数更大）
BCD码在梯图中常用BYTE=0两位BCD码（0-99）
BYTE=1四位BCD码（0-9999）
MST功能的输出
CNC在执行加工程序时，遇到其中MST功能时，以F□□的形式输出，送给PMC执行，
M代码：
O系统中，F151，其内容M功能的BCD码
（M28M24M22M21M18M12M14M11）
1618Oi系统F10-F13,其内容为二进制M代码
（M00～M31）
加工编写的程序如遇到M13F151译出:
00010011
F10译出:
00001101
注意两者是不同的
S代码：
O系统中F152,其内容为S功能的BCD码，
（S28S24S22S21S18S14S12S11）
1618Oi系统F22-F25,内容为二进制S代码，
（S00～S31）
T代码：
O系统中，F153,其内容为T功能的BCD码
（T28T24T22T21T18T14T12T11）
1618Oi系统F26-F29，其中T功能的二进制码
（T00～F31）
下面还要讲MST选通信号，或称读信号
即CNC遇到加工程序的MST指令时，会输出相应的指令信息，
经过延时时间，通常为16MS，可以通过系统设定，还会输出一个选通信号或称之为读信号。
M选通（读M代码）信号MF
O系统F150.0
1618Oi系统F7.0
S选通（读S代码）信号SF
O系统F150.2
1618Oi系统F7.2
T选通（读T代码）信号TF
O系统F150.3
1618Oi系统F7.3
最后一个概念
对M的译码，其目的是变成一个个中间继电器线圈的吸合，去控制外部的一些动作，如液压开启，卡盘夹紧松开，门开关等。
上述铺垫完成后，讲一下DEC和DECB指令
1.DEC指令（译BCD码）
DEC指令的功能是当两位BCD码与给定值一致时，输出为“1”，不一致时输出为0，DEC指令主要用于机床的M码和T码的译码，一条DEC指令译码只能译一个M代码
格式包括以下几个部分：
控制条件ACT=0不执行译码指令
ACT=1执行译码指令
译码信号地址：
指定包含两位BCD码的信号地址
（F151F152F153O系统）
译码方式：
包括：
译码数值译码位数
译码数值即要译码的两位BCD代码（F151F152F153中的）
译码位数：
01只译低4位
10只译高4位
11高低位均译
译码输出：
指定地址的译码数与要求的译码值相等时为1，
否则为0。
（有图）
执行程序M20时，通过译码，使R50.0得电，R50.0触点吸合，Y10.1吸合，通过Y10.1提供一个触点去控制刀套上升或下降，或者液压油泵开关，可自已定义。
除一些约定俗成的M00，M01，M03，M04，M05，M08，M09，M19之外,不同厂家，其它M代码各不相同，都是自已可编写的。
2.DECB（译二进制码）
DECB指令的功能是，可对1，2或4个字节的二进制代码数据译码。
所指定的8位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数据位为1，DECB主要用于MT代码的译码，一条DECB可译8个连续的MT代码。
格式有如下项：
译码格式指定：
00011个字节的二进制代码
00022个字节的二进制代码
00044个字节的二进制代
译码信号地址：
给定一个存储代码数据的地址（F10）
译码指定数：
给定要译码的8个连续数字的第一位（从何处开始译）
译码结果输出：
给定一个要输出译码结果的地址（放在哪里）
一个字节共8位，可译M0-M255范围，已经足够。
二个字节共16位，可译M0-M32767
|---‖---DECB0001
F7.0F10
0003
R300
从M03开始一直可译到M10,（M03M04M05M06M07M08M09M10）共8位，加工程序中，遇到某个M指令，相应R300的某个位会接通为1，控制外部电路，完成相应功能。
SB7中有新指令，可执行多字节译码，不再拘限于一个字节。
指令格式中，NNX
NN多个字节译码的字节数
00-01单字节译码译8位
02-99多字节译码字节数
X译码数据长度
|----‖----DECB994------|
F10
3
R0
991译F10
992译F10,F11
994译F10-F13
本例可译M3-M795（3+99×8=795）
起始数：
M3-M795
输出继电器:
R0.0-R98.7
M3-M795M代码即为加工程序中的M指令。
第四天上午：
五.比较指令
比较指令用于比较：
输入值和比较值的大小，主要用于数控机床编程的T代码和实际刀号的比较，同样分BCD指令和二进制比较指令。
1.COMP（BCD比较）
COMP指令的输入值和比较值为2位或4位BCD代码，
指令格式有如下项：
指定数据大小：
BYT=0处理数据（输入值和比较值）为BCD码
BYT=1处理数据为4位BCD码
控制条件：
ACT=0不执行比较指令
ACT=1执行比较指令
输入数据格式：
0：
用常数指定输入基准数据
1：
用地址指定输入基准数据。
基准数据（输入值）：
输入的数据（常数或常数存放地址）
比较数据地址：
（比较值）指定存放比较数据的地址
比较结果输出：
输入值﹥比较值，W1=0
（前面）（后面）
输入值≤比较值，W1=1
在这讲解一下常数和地址的概念
常数代表一个具体数值，如1，2，3，4等等
地址是一个寄存器，里边有存储内容。
地址如果存放一个常数，称为直接寻址，（A）
地址中如果存放一个地址，称为间接寻址（（A））
2.COMPB（二进制数之间比较）
COMPB指令功能是比较1个，2个或4个字节长的二进制数据之间比较大小，比较结果存放在运算结果寄存器（R9000）中
控制条件：
ACT=0,不执行比较指令。
ACT=1,执行比较指令
输入数据格式□00□
↓→格式指定↓→指定数据长度
0常数1一个字节
1地址2二个字节
4四个字节
基准数据（输入数据）：
输入的数据（常数或常数存放地址）
比较数据地址（比较值）：
指定存放比较数据的地址
比较寄存器R9000:
基准数据（输入值）=比较数据
R9000.0=1
基准数据（输入值）﹤比较数
升级会员 