发那科0iC数控系统PMC

数控机床电气分析与维修技能师资培训发那科数控系统篇控制单元伺服驱动I/O接口主轴电机伺服电机FANUC0i=?数控系统三大组成部分：CNC、伺服、PMC主控制系统是数控机床的大脑和中枢ComputerNumbericalControl数字电脑控制PMC与接口电路主要完成数控机床的逻辑动作控制ProgrammableMachineController可编程控制器伺服和主轴驱动是数控机床的四肢一般切削加工动作FANUC0i系统的构成FANUC0i系统的构成•PMC（programmablemachinecontrol）就是可编程的机床控制器，•将符号化的梯形图程序转化为一种机器语言格式，通过CPU对其进行译码和运算，将结果存储在RAM和ROM中，CPU高速读取其指令并输出执行。•简单地说，PMC的出现就是用软件替代传统的继电器的硬件电路，通过软件所描述的输入和输出逻辑关系，产生输出来驱动其所控制的外围电路。PMC的基本概念PMC的基本概念数控机床做为自动化控制设备，是在自动控制下进行工作的，数数控机床做为自动化控制设备，是在自动控制下进行工作的，数控机床所受控制可分为两类：控机床所受控制可分为两类：一类是最终实现对各坐标轴运动进行的一类是最终实现对各坐标轴运动进行的““数字控制数字控制””。如：对。如：对CNCCNC车床车床XX轴和轴和ZZ轴，轴，CNCCNC铣床铣床XX轴，轴，YY轴，轴，ZZ轴的移动距离，各轴运行的插补，补偿轴的移动距离，各轴运行的插补，补偿等的控制即为等的控制即为““数字控制数字控制””。。另一类为另一类为““顺序控制顺序控制””。对数控机床来说，。对数控机床来说，““顺序控制顺序控制””是在数控机床运行是在数控机床运行过程中，以过程中，以CNCCNC内部和机床各行程开关，传感器，按钮，继电器等的开关内部和机床各行程开关，传感器，按钮，继电器等的开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停，换向量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停，换向，刀具的更换，工件的夹紧，松开，液压，冷却，润滑系统的运行等进行，刀具的更换，工件的夹紧，松开，液压，冷却，润滑系统的运行等进行的控制。与的控制。与““数字控制数字控制””比较，比较，““顺序控制顺序控制””的信息主要是开关量信号。的信息主要是开关量信号。常把数控机床分为常把数控机床分为““NCNC侧侧””和和““MTMT侧侧””（即机床侧）两大部分。（即机床侧）两大部分。““NCNC侧侧””包包括括CNCCNC系统的硬件和软件，与系统的硬件和软件，与CNCCNC系统连接的外围设备如显示器，系统连接的外围设备如显示器，MDIMDI面面板等。板等。““MTMT侧侧””则包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等则包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。PMCPMC处于处于NCNC与与MTMT之间，对之间，对NCNC和和MTMT的输入、输出信号进行处理。的输入、输出信号进行处理。MTMT侧顺序控制的最终侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。结构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。PMC-CPUPMC-CPU存储器存储器输入回路输入回路输出回路输出回路主CPU主CPU输出回路输出回路输入回路输入回路输入输入输出输出机床侧输入输出信号系统侧信号CNCPMC程序I/O单元PMC的工作原理PMC的工作原理PMC回路1PMC回路2开关1继电器2开关1继电器2继电器1开关1开关1继电器2继电器1继电器2开关1继电器1继电器2Offon继电器回路结果：改变逻辑回路的顺序，输出结果也改变。PMC特点：从左到右、从上到下、循环往复。因此,PMC也称顺序程序，其扫描顺序为从左到右、从上到下、循环往复执行。PMC的最基本的特点：顺序和循环PMC从开头顺序执行到结束称之为循环处理周期，其时间的长短决定于PMC步数，周期越短信号的响应越好。PMC编程FANUC程序结构分一级程序和二级程序，其处理的优先级别不同。一级程序在每个8ms扫描周期时都先扫描执行，然后8ms当中PMC扫描的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的扫描后再顺序执行剩余的二级程序。因此，一级程序的长短也决定了二级程序的分隔数，同时也就决定了整个程序循环处理周期。因此一级程序编制尽量短，可以把一些需要快速响应的程序放在一级程序中。(例如：急停、限位等）PMC的程序结构PMC的程序结构要点：为了减少PMC循环处理周期时间，建议在保证程序的逻辑正确性前提下，减少一级程序的同时，可以采用子程序的结构处理。这样既可以使程序结构模块化，便于调试和维修，也可以在某些功能的子程序不用时，减少循环处理时间。PMC的程序结构PMC的程序结构PMC的信号地址PMC的信号地址机床操作面板操作面板用IO单元分线盘IOIOUNIT-MODELAIOLINK轴0i用IO单元I/O单元的种类I/O单元的种类I/OLink的设定I/OLink的设定对于系统所连接的IO单元，当其硬件连接后，其物理位置对于系统来说是通过组、基座、槽来确定的。→0组→1组→2组0基座1基座1槽对于机床侧的输入出信号来说，需要在硬件连接的基础上通过系统的软件设定（IOLINK设定）后其地址被系统所读取。组：系统和IO单元之间通过JDIA→JD1B串行连接，离系统最近的单元称之为第0组，依次类推。基座：使用IOUNIT-MODELA时，在同一组中可以连接扩展模块，因此在同一组中为区分其物理位置，定义主副单元分别为0基座、1基座。槽：在IOUNIT-MODELA时，在一个基座上可以安装5~10槽的IO模块，从左至右依次定义其物理位置为1槽、2槽、（其他的通用IO单元不分基座、槽号，定义为0基座、1槽）注：在设定IO-UNIT-MODELA单元时，要分清各槽上模块的输入/输出类型。对于模块的类型可以从模块上方名称标签区分。例：AID32A：32点输入模块（I-INPOUT）AOD16C：16点输出模块（O-OUTPUT）I/OLink的设定I/OLink的设定I/OLink的设定I/OLink的设定名称的定义要遵循发那科的设定要求，IO点数的设定是按照字节数的大小通过名称来实现的，根据实际的硬件单元所具有的容量。适用于通用、特殊IO单元的名称设定，n（1~8）字节/n适用于通用IO单元的名称设定，32个字节的输入OC03I适用于通用IO单元的名称设定，16个字节的输入OC02I适用于通用IO单元的名称设定，12个字节的输入OC01I输入名称输出名称适用于通用、特殊IO单元的名称设定，n（1~8）字节/n适用于通用IO单元的名称设定，32个字节的输出OC03O适用于通用IO单元的名称设定，16个字节的输出OC02O适用于通用IO单元的名称设定，8个字节的输出OC01O注：在设定单元的IO容量时，在各模块地址不冲突的条件下，可以定义比实际容量大的IO点数。当硬件连接完成后，通过系统的I/OLINK的软件设定，定义连接到每块I/O单元的地址使用范围。操作：进入I/OLINK设定画面JD1AJD1AJD1B0组1组组座槽组0的地址范围X8~X13/Y8~Y11，组1的地址范围X0~X5/Y0~Y31组1组0组0组I/OLink的设定I/OLink的设定其中机床侧的输入地址X中，有一些专用信号直接被CNC所读取并执行，因为不经PMC的处理，所以我们称之为高速处理信号。例：急停X8.4、原点信号X9、测量信号X4等。在内部地址中，中间继电器R9000~R9499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R9091.50.2秒周期信号R9091.61秒周期信号PMC-STOP-RUNPMC-RUN-STOPR9015.0R9015.1R9091.2PMC-RUN在内部地址中，T0~T8作为48ms精度级定时器、T9~T499作为8ms精度级定时器在PMC画面上设定和使用。在内部地址中，C0~C399作为计数器在PMC画面上设定和使用。在内部地址中，K0~K99可作为普通的保持型继电器在PMC画面上设定和使用，K900~K919为系统占用区（有确定的地址含义）。在内部地址中，A0~A249作为信息请求寄存器使用，用它可以产生外部的报警信息文本。在内部地址中，D0~D9999作为数据寄存器，可以在PMC中进行数据交换。对于PMC控制来说，就是采样机床侧的输入信号X和系统侧所反馈、输出命令（M、S、T）的F信号，经过PMC的软件处理（机床的逻辑关系）来产生控制机床运行所需要系统侧输出信号G（系统控制对象所需的信号）及机床侧的输出信号Y（机床侧的辅助机构的驱动信号）。对于X/Y信号来说不同的机床有不同的设计含义，而对于内部信号G/F来说每个信号都有确定的含义，下面就是来了解一台机床正常运行所需要的G/F信号的含义。机床保护信号操作模式速度倍率的处理运行信号M，S，T信号机床互锁信号报警处理机床准备信号急停信号急停条件G8.4复位信号O10；G01X100；。。。。M30G8.6/G8.7F1.1系统执行复位内部急停信号﹡G8.4外部急停信号﹡X8.4内部急停信号G8.6/G87外部急停信号F1.1机床限位信号+A1+A2+A3+A4-A1-A2-A3-A4ALM507ALM506忽略ALM506/507报警，可以通过参数No3004#5=1。当机床运行超过参数所设定的范围时，ALM500/501报警出现。负向移动范围（检测单位）No1321正向移动范围（检测单位）No1320当No1320＜No1321时，可以忽略ALM500/501报警。﹡G114﹡G116系统准备好伺服准备好（电机励磁）F0.6CNC准备好F1.7伺服准备好信号通常用来控制垂直轴的刹车，因此在维修中如果屏蔽垂直轴的话，该信号并不会消失，要防止垂直轴下滑。F0.6刹车操作模式MD1MD2MD4DNCIZRNG043MINCMHMJMMDIMRMTMMEMMEDTF003MREFF004MJ手动连续进给（JOG）101—0MREF回参考点（REF）101—1MH/MINC手轮/增量进给001——MMDI手动数据输入（MDI）000——MRMT远程运转（RMT）1001—MMEM自动运转（MEM）1000—MEDT存储器编辑（EDIT）110——NC输出信号方式MD1MD2MD4DNCIZRN手动运行信号进给轴方向选择信号-J1-J2-J3-J4G102+J1+J2J+3+J4G100正负方向信号同时接通时，轴不运行。JOG模式+G19.7为手动快速运行在参考点返回方式以及增量方式下，同样需要进给轴选择信号启动运行。手动进给速度=参数设定速度×手动进给倍率*JV8*JV9*JV10*JV11*JV12*JV13*JV14*JV15G011*JV0*JV1*JV2*JV3*JV4*JV5*JV6*JV7G010*JV15·······*JV0倍率111111111111110%111111111111100.1%··000000000000000%另外，在自动运转中也可作为空运转的倍率使用各轴的手动进给速度（mm/min)No1423手动快速进给倍率F01125%0150%10100%00倍率G14.0G14.1各轴快速移动倍率的F0速度（mm/min）No1421手动进给速度受手动进给快速速度钳制。N01424参数为0，则以No1420所设定的速度为手动快速速度。各轴手动快速移动