数控机床IO控制讲义Word文件下载.docx

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DO

X1000～

1011

G0000～

0255

PMC

ST1DOORST

X0.1X0.0G000.7

ST2

X5.7

STLSTL

F0.5Y0.1

CNC

X

G

F

Y

Y1000～1008

F0000～

图

（一）内装式PLC输入/输出信息

1．PLC与CNC的信息交换。

这组输入/输出信号仅在寄存器中传送，其信号含义和地址均由CNC厂家指定，我们只可使用，不可改变和增删。

1.1CNC传送至PLC的信息，在一般数控机床中，CNC传递给PLC的信息主要有M、S、T等功能代码等。

这些信息经过PLC的处理作为PLC的输出信号向机床侧输出如：

刀架旋转、主轴停止等信号。

M00～M31辅助功能代码，信号地址是F010～F013。

这些从计算机向PLC发出的信号是二进制的代码如:

76543210

M07M06M05M04M03M02M01M00

F010

MF辅助功能选通，信号地址是F007#0。

MA准备结束信号，信号地址是F001#7。

T00～T31刀具功能代码信号信号地址是F026～F029

TF刀具功能选通信号信号地址是F007#3

数控机床的辅助功能代码近百个。

数控系统的不同，辅助功能代码的含义也会不同，差别很大。

一般只有M0～M5及M30的含义是一致的。

随着数控技术的发展，两位数的辅助功能代码已不够用，所以现代数控已有不少使用三位数的M代码。

在FANUC0i系统中，把M200～M215和M300～M315定义为第2M功能代码和第3M功能代码。

1.2PLC至CNC的信息，这包括PLC给CNC的关于机床的运动状态、主轴的连锁等信息。

MFIN辅助功能结束信号地址是G005#0

TFIN刀具功能结束信号地址是G005#3

2、PLC与MT之间的信息传递。

这组输入/输出信息是由机床厂家指定与地址对应的信号。

需要注意的是，该组信号是通过I/O模块进行交换的。

机床厂家不同，设备不同，控制对象的不同都会使地址对应的信号不同。

因此设备厂家会随机床资料提供输入输出信号表或在电器原理图中标注出I/O口地址的全部信号。

这个表或图是我们诊断PLC故障中必不可少的条件。

需要妥善保管。

如某数控加工中心的输入输出的部分地址信号图：

压力刀库正转刀库反转刀夹放松刀夹夹紧夹紧到位

P

24VX022.7X016.0X016.1X016.2X020.0X020.1

PLCDI/DO

PLCDI/DO

Y044.0Y044.1Y044.2Y044.3Y046.0Y046.1

KA4KA5KA6KA7HL1HL2

0V

反转正转NC给定手动电压报警速度变化

指示

一般内装式PLC采用直流+24V电源,容量有一定限制,所以一般对于象交流接触器,电磁阀,电磁离合器等交流负载和工作电压或工作电流超过PLC输出信号最大允许容量时采用直流小型继电器作为中间继电器过渡的方法。

每个输出点的容量约几百毫安，如果采用外接DI/DO模快则使用外接电源，可以根据外接负载的大小，选择不同容量的电源模块。

2.1、PLC向机床传递信息。

主要是控制机床的执行元件（如继电器、电磁阀），满足自动换刀装置、刀架与工作台夹紧、松开机构的驱动控制要求、启动冷却、液压和润滑装置，确保各种状态及故障的显示。

2.2机床向PLC传递信息，MT传送给PLC的信息主要有机床操作面板上的操作元件信息，如各座标轴的定向起动、刀架回转方向的选择、数控系统的起动、进给停止等按钮开关信息，各座标轴的运动限位、刀库夹紧、放松、到位等限位开关信息。

此外，还有一条高速处理信号。

它是作为顺序程序中第一级程序处理的。

仅处理短脉冲信号。

这些信号包括急停，各轴超程，返回参考点减速，外部减速，跳步，到达测量位置和进给暂停信号。

3、PLC的地址

地址是用来区分信号。

不同的地址分别对应机床侧和CNC侧的输入、输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器和数据表。

每个地址由地址号和位号组成。

在PMC中地址主要有四个类型：

内部继电器

机床侧信号

CNC侧信号

PMC

非易失性存储器

（1）计数器

（2）保持型继电器

（3）数据表

（4）可变定时器

2、非易失性存储器的含义是：

即使系统断电，存储器中的内容也不会丢失。

图

（二）

字母

信号类型

FANUC0iPMC－SA3

来自机床侧输入信号

X0－X127外装I/O卡

X1000－X1019内装I/O卡

由PMC输出到机床侧的信号

Y0－Y127外装I/O卡

Y1000－Y1014内装I/O卡

来自CNC侧的输入信号

F0－F255

由PMC输出到CNC的信号

G0－G255

R

R0－R1499

R9000－R9117

A

信息显示请求信号

A0－A24

C

计数器

C0－C79（计数器个数20）

K

保持型继电器

K0－K19

T

可变定时器

T0－T79（定时器个数40）

D

数据表

D0－D1859

1、机床侧输入的信号固定地址如：

*ESP:

X1008.4;

SKIP:

X1004.7*DEC1:

X1009.0等NC运行时直接引用这些地址的信号。

4、R9000到R90099为PMC系统程序保留区域，这个区域中的继电器不能用作顺序程序中的输出继电器。

5、K17～K19为PMC系统程序保留区域，不能用于顺序程序中的输出继电器。

4、I/O硬件接口概况（FANUC0iA系统）

CNCI/O

I/Olink

DI/DO

二PLC顺序程序

1、顺序程序的概念

所谓顺序程序是指对机床及相关设备进行逻辑控制的程序。

顺序程序的编制是由编制梯形图开始的，而梯形图可以理解为CPU中算术运算的执行顺序。

PLC编程软件的作用就是编制顺序程序。

2、PLC顺序程序的执行过程

PLC顺序控制是由软件实现的，它和一般的继电器电路的工作原理不尽相同。

在一般继电器控制电路中，各继电器在时间上完全可以同时动作，而PLC的工作过程是基于顺序扫描的工作方式；

CPU每一时刻只能执行一个操作而不能同时执行多个操作，CPU按程序规定的顺序依次执行各个操作。

在一般继电器电路中，当继电器

ABD

ACE

图（三）

A动作时，继电器D和E可同时动作（当然触点B和C都闭合时）。

在PLC顺序控制中，当继电器A动作时，（D、E不是同时动作的）继电器D首先动作，然后继电器E才动作（尽管先后动作的时间相差微秒级，但这个概念不能错。

PMC-SA3基本指令处理时间0.15s/步）。

顺序程序从梯形图的开头执行直到梯形图结束而且在程序执行完后，再次从梯形图的开头执行，这被称作循环执行。

从梯形图的开头到结束的执行时间称为循环处理周期。

3、PLC程序执行的优先循序

PLC循序程序由两部分组成：

第一级程序部分和第二级程序部分。

顺序程序

第一级程序（高速顺序）SUB1

指定第一级程序结束分割1

第二级程序（通常顺序）分割2

SUB2分割n

指定第二级程序结束图（四）

第一级程序的执行周期是8ms，第二级程序执行时间是8×

nms，（n为第二级程序的分割数）这样第二级程序的执行周期是8×

nms。

在FANUC的PMC中，8ms当中的1.25ms用于第一和第二级程序的执行，剩余的时间由NC使用。

8ms周期时间

第一级

（1）

（1）

（1）

（1）

第二级

（2）－1

（2）－2

（2）－n

（2）－1

图（五）

三PMC的指令

1、基本指令

基本指令是设计顺序程序时最常用的指令，它们执行一位运算。

1.1基本指令的格式

RD○○○○·

○

指令地址号位号

序号指令序号指令

1RD8ORNOT

2RDNOT9RDSTK

3WRT10RDNOTSTK

4WRTNOT11ANDSTK

5AND12ORSTK

6ANDNOT13SET

7OR14RST

2、功能指令：

在基本指令难于编制某些机床动作时，采用功能指令来简化编程。

在FANUC—0i系统PMCSA3中，功能指令有66种，PMCSA1中有49种.

2.1功指令的格式：

控制条件参数

AB

1.01.1

CD

指W1

R2.4R3.1

RSTR10.1

令

（1）

（2）（3）（4）

R5.1

ACT

R7.1

76543210

R9000

R9001

R9002

R9003

R9004

R9005

功能指令操作结果寄存器

a、控制条件：

控制条件的数目和意义根据功能指令而变化。

b、控制条件中的RST的功能指令有最高优先权。

c、参数：

与基本指令不同，功能指令可处理数字值。

包含在数据中的参考数据和地址可通过参数来输入，数目和意义随功能指令变化。

d、W1：

当功能指令的操作结果为1位二进制时（1或0），将其输出至W1，其地址由编程者自由决定。

其意义根据功能指令的不同而有所变动。

（有些功能指令没有W1）

e、要处理的数据：

功能指令处理的数据为二——十进制（BCD）数或二进制代码。

*

2．2常用功能指令

a、END1（第一级顺序程序结束）

END1

（SUB1）

格式代码：

一般用在一级程序的最后，在没有一级程序时也要写在整个顺序程序的句首。

b、END2（第二级顺序程序结束）

END2

（SUB2）

格式代码：

c、TMR（定时器）

○○

TMR

SUB3

TM00

000．0000.0

控制条件指令定时器号定时继电器

TM00