牛志斌 李文斌 武俊光

（①山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西長(zhǎng)治046011;②太原理工大學(xué)，山西太原030024;③太原第一機(jī)床廠，山西太原 030012）

目前，工業(yè)生產(chǎn)中使用的數(shù)控機(jī)床多采用自制機(jī)床面板，該面板需具備某些功能，如DNC加工、調(diào)度、手動(dòng)絕對(duì)值、手輪中斷等功能;帶有液壓控制系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床還需要具備卡盤(pán)內(nèi)卡/外卡、臺(tái)尾與Z軸連接、中心架體鎖緊/松開(kāi)等功能。這些功能若缺失，有時(shí)會(huì)給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很多不便。針對(duì)機(jī)床某些特定控制功能的需要，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)允許用戶(hù)使用自定義軟開(kāi)關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)床機(jī)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(dāng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械操作面板不具備某些功能時(shí)，用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)置軟操作開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。如表1所示，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)允許用戶(hù)設(shè)定8個(gè)或者16個(gè)通用軟式開(kāi)關(guān)用于自由目標(biāo)的控制，如DNC加工等功能，這些通用軟式開(kāi)關(guān)的名稱(chēng)可由用戶(hù)自由命名。通用軟式開(kāi)關(guān)的狀態(tài)通過(guò)輸出信號(hào)（F072和 F074）通知PMC，PMC依據(jù)這些輸出信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床某些功能的控制。

表1 通用軟式開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)

2 參數(shù)設(shè)置

使用通用軟式開(kāi)關(guān)需要設(shè)定相關(guān)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(kāi)關(guān)，No．7201#1代表通用軟式開(kāi)關(guān)的最大個(gè)數(shù)，No．7220～7399代表所設(shè)定的通用軟式開(kāi)關(guān)的名稱(chēng)，用戶(hù)可以根據(jù)控制需要自由設(shè)定。圖1所示為通用軟式開(kāi)關(guān)（1）～（8）的功能定義舉例，開(kāi)關(guān)（1）代表手動(dòng)絕對(duì)值、開(kāi)關(guān)（3）代表手輪中斷、開(kāi)關(guān)（4）代表卡盤(pán)內(nèi)卡/外卡轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)（6）代表DNC加工。表3所示為通用軟式開(kāi)關(guān)（1）、（3）、（4）、（6）的名稱(chēng)及參數(shù)定義，用戶(hù)可按照表中代碼在對(duì)應(yīng)參數(shù)中分別設(shè)置。圖2所示為通用軟式開(kāi)關(guān)（1）的參數(shù)設(shè)置結(jié)果，其它開(kāi)關(guān)與此類(lèi)似。

表2 通用軟式開(kāi)關(guān)需要設(shè)定的相關(guān)參數(shù)

表3 通用軟式開(kāi)關(guān)（1）、（3）、（4）、（6）的參數(shù)定義

3 PMC控制程序的開(kāi)發(fā)

3．1 手動(dòng)絕對(duì)值功能的實(shí)現(xiàn)

手動(dòng)絕對(duì)值功能可以將手動(dòng)操作使刀具移動(dòng)的位移疊加到自動(dòng)運(yùn)行的坐標(biāo)值上，本例設(shè)置通用軟式開(kāi)關(guān)（1）實(shí)現(xiàn)該功能。當(dāng)軟開(kāi)關(guān)接通時(shí)，將手動(dòng)操作使刀具移動(dòng)的距離疊加到坐標(biāo)系上;當(dāng)軟開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，由手動(dòng)操作使刀具移動(dòng)的距離不疊加到坐標(biāo)系上。圖3所示為手動(dòng)絕對(duì)值控制梯形圖，當(dāng)在系統(tǒng)軟式操作面板中設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（1）處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)PMC信號(hào)F0072．0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，G0006．2接通，系統(tǒng)手動(dòng)絕對(duì)值功能生效。反之，設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（1）處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)0072．0的常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，G0006．2斷開(kāi)，系統(tǒng)手動(dòng)絕對(duì)值功能失效。

3．2 手輪中斷功能的實(shí)現(xiàn)

在自動(dòng)運(yùn)行方式（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)器運(yùn)行和DNC運(yùn)行），以及存儲(chǔ)器編輯方式中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，即可重疊于基于自動(dòng)運(yùn)行的移動(dòng)而進(jìn)行手輪進(jìn)給。手搖所引起的中斷量，使工件坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系偏移，雖然機(jī)床移動(dòng)，但是工件坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值保持不變。手輪中斷主要用以在不改變自動(dòng)操作方式的情況下，修正加工參數(shù)和尺寸。

本例設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（3）代表手輪中斷，對(duì)應(yīng)的PMC信號(hào)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(guò)機(jī)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(kāi)關(guān)，K0010．3為手輪中斷Z軸有效開(kāi)關(guān)，K0001．2為手持單元有效開(kāi)關(guān)，K0001．6為是否使用格林碼選擇手搖中斷軸。設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（3）處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，手輪中斷開(kāi)關(guān)信號(hào)（F0072．2）為“1”。①當(dāng)K0001．2=0，選擇機(jī)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(dòng)運(yùn)行方式，自動(dòng)運(yùn)行中信號(hào)（F000．7）為“1”。當(dāng)操作面板上軸選鈕子開(kāi)關(guān)接通時(shí)，X/Z軸選信號(hào)（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(hào)（G0041．0）為“1”且 G0041．1為“0”，手輪中斷X軸有效;反之，軸選鈕子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，G0041．0為“0”且G0041．1為“1”，手輪中斷Z軸有效。②當(dāng)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(shí)，G0041．0=1、G0041．1=0，手輪中斷選擇X軸;反之，X008．5=0且 X004．5=1時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(pán)內(nèi)卡/外卡功能的實(shí)現(xiàn)

液壓卡盤(pán)的卡緊動(dòng)作有外卡、內(nèi)卡之分，卡爪向中心卡緊為外卡;卡爪往外漲卡緊為內(nèi)卡。用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際加工需要使用軟式開(kāi)關(guān)更改卡盤(pán)的內(nèi)外卡狀態(tài)。本例設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（4）代表卡盤(pán)內(nèi)外卡轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)PMC信號(hào)為 F0072．3。圖5所示為卡盤(pán)內(nèi)卡/外卡控制梯形圖。當(dāng)軟式開(kāi)關(guān)（4）處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)0072．3的常閉觸點(diǎn)閉合，為避免誤操作，要求同時(shí)按下“手動(dòng)（JOG）+排屑器停+系統(tǒng)復(fù)位”3個(gè)鍵，對(duì)應(yīng)觸點(diǎn) X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分別閉合，卡盤(pán)外卡信號(hào)R0858．4接通且自鎖;當(dāng)軟式開(kāi)關(guān)（4）處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)0072．3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，同時(shí)按下“手動(dòng)（JOG）+排屑器停+系統(tǒng)復(fù)位”3個(gè)鍵，對(duì)應(yīng)觸點(diǎn) X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分別閉合，卡盤(pán)內(nèi)卡信號(hào)R0858．3接通且自鎖;用戶(hù)可根據(jù) R0858．4和R0858.3的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)卡盤(pán)的外卡和內(nèi)卡功能。因篇幅關(guān)系，文中不再詳述。

3．4 DNC加工功能的實(shí)現(xiàn)

DNC加工是指機(jī)床工作在RMT運(yùn)行方式，一邊讀入NC程序，一邊進(jìn)行加工，即通常所說(shuō)的在線加工;RMT運(yùn)行方式下還可以指定程序執(zhí)行的順序和各程序的重復(fù)次數(shù)，即可執(zhí)行調(diào)度運(yùn)行。程序的讀入可以通過(guò)RS－232C通訊接口或存儲(chǔ)卡接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)參數(shù)No．0020設(shè)為“0或1”為選擇RS－232通訊接口，設(shè)定為“4”為選擇存儲(chǔ)卡接口。No．0138#7設(shè)為“1”代表從存儲(chǔ)卡進(jìn)行 DNC運(yùn)行。本例設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（6）代表DNC加工，對(duì)應(yīng)PMC信號(hào)為F0072．5。圖6所示為DNC加工控制梯形圖。當(dāng)按下機(jī)床面板自動(dòng)工作方式按鍵時(shí)，AUTO信號(hào)（X0020．2）狀態(tài)為“1”，R0010．2輸出有效且自鎖，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合;在系統(tǒng)軟式操作面板中設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（6）處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，PMC信號(hào)F0072．5的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，在PMC參數(shù)畫(huà)面中設(shè)置K0007．7狀態(tài)為“1”（該信號(hào)為是否使用DNC功能），G0043．5輸出有效，DNC加工功能有效。反之，設(shè)置軟式開(kāi)關(guān)（6）處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)0072．5的常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，G0043．5輸出無(wú)效，DNC加工功能失效。

4 結(jié)語(yǔ)

FANUC系統(tǒng)軟式操作面板功能具體分兩種:（1）針對(duì)工作方式選擇、JOG進(jìn)給倍率選擇等7組系統(tǒng)內(nèi)部定義功能，可以利用參數(shù)（No．7200）來(lái)選擇是機(jī)床操作面板的操作開(kāi)關(guān)控制還是數(shù)控系統(tǒng)的軟式開(kāi)關(guān)控制，這些軟開(kāi)關(guān)的名稱(chēng)由FANUC系統(tǒng)設(shè)定。該方法主要用于代替機(jī)床操作面板在數(shù)控設(shè)備中實(shí)現(xiàn)基本控制功能。（2）針對(duì)數(shù)控機(jī)床的某些特定控制需要，用戶(hù)可以設(shè)置通用軟式開(kāi)關(guān)用于自由目標(biāo)的控制，該方法可以彌補(bǔ)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床某些特定控制功能的缺少，既滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要，也避免了重新設(shè)計(jì)、改造機(jī)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(kāi)關(guān)，用戶(hù)可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)數(shù)控機(jī)床的控制功能。

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

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

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

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