基于PLC的FANUC系统速度倍率控制研究.pdf

务l 甸 化 基于P L C 的F A N U C 系统速度倍率控制研究 Res ear ch of speed r at i o con t r oI o f F ANUC s ys t em based on PLC 赖思琦 。 ，黄恒 L AI Si q HUANG Hen g 1 ． 西南科技大学 工程技术中心，绵阳 6 2 1 0 1 0 ；2 ． 西南科技大学 制造科学与工程学院，绵阳 6 2 1 0 1 0 摘要针对配置F AN U C 0 i MD 系统加工中心，为保证速度倍率功能工作稳定可靠。设计了基于格雷 码形式的P L O 速度倍率控制程序，包括面板输入信号的设定，格雷码转换为二进制代码数 据、G 信号的输入等，为类似加工中心的设计提供了新的思路。 关键词F A N U C；格雷码 ；P L O；速度倍率控制 中图分类号T P2 7 3 文献标识码B 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 2 0 2 上 一0 0 5 6 0 2 Do i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n． 1 0 0 9 -0 1 3 4． 2 0 1 2． 2 I- ． 2 1 0 引言 加工中心在使用时 ，其进给速度和主轴转速经 常需要调整。一般情况下，使用操作面板上的旋转 进给速度倍率开关 ，可以对x、Y、z 三个轴向的进 给速度在0 ％- 1 2 0 ％范围内进行修调 ，其实际进给 速度为编程F 值乘以开关倍率值 ；而旋转主轴转速 倍率开关可对主轴转速进行5 0 ％～ 1 2 0 ％范围内的修 调 ，其实际转速为编程S 值乘以开关倍率值 。 格 雷码 采用绝对编程方式 ，是一种具有反射 特性和循环特性的单步 自补码，它 的循环和单步 特性消除 了随机取数时出现重大误差的可能 ，反 射和 自补特性使求反非常方便 。由于 自然二进制 码直接从数／ 模转换器转换成模拟信号时，在某些 情 况下会使数字 电路产生很大的尖峰 电流脉冲 ， 而格雷码采用数字排序 ，所有相邻 整数在数字表 示 中只有一个数字发生变化 ，从而大大减少了从 一 个状态到下一个状 态时的逻辑混淆 。因此，格 雷码是一种错误最小化的可靠编程方式 。我单位 的加工 中心均采用F ANUC 0 i 数控 系统 ，其P L C 程 序 由我单位技 术人 员 自主设计 ，其 中进给速度和 主轴转速的倍率控制部分采用格雷码形式编写 ， 程序简短清晰 ，且工作效率高，稳定性好。 1 输入信号介绍 编程进给速度倍率开关与主轴转速倍率开关 都在标准F A Nu C系统机床子面板上。 编 程 进 给 速度 倍 率 开关 的X信 号地 址 为 X2 0 ． 0、 X2 0． 1 、 X20 ． 2、 X2 0- 3、 X2 0． 4 主轴转速倍率开关的x信号地址为X2 0 ． 6 、 X2 0． 7、 X21 ． 0 倍率开关电气连接如图l 所示。 机床主面板 机床 子面板 图 1 倍 率 开 关 电 气连 接 图 这些输入信号组合为不 同码 ，可 以对应两个 开关上 的每一个档位 。进给速度倍率开关的输入 信号为5 个 ，其格雷码值为5 位；主轴转速倍率开 关的输入信号为3 个 ，其格雷码值为3 位 。任何两 个相邻码值之 间只有一位变化 ，可 消除误差 ，其 倍率与码值的转换关系如表1 、表2 所示。 表1进给倍率值转换表 倍率值 X 2 0 ． O ～ X 2 0 ． 4 倍率值 X 2 0 ． 0 - X 2 0 ． 4 倍率值 X 2 O ． 0 ～ X 2 0 ． 4 ／ ％ 格雷码 ， o 格雷码 q 格雷码 0 0 0 0 0 0 l 5 O 0 l 0 0 8 0 0 l 0 O l 1 0 0 0 0 1 2 0 0 I 1 0 O 9 0 O 1 0 0 0 2 0 0 0 l 1 3 0 0 l 1 Ol 9 5 l 1 0 0 0 4 0 0 0 1 O 4 0 0 l 】 l 1 1 O O 1 1 0 0 1 6 O 0l 1 0 5 0 O 1 l 1 0 1 O 5 l 1 O l 1 8 O 0l 1 1 6 0 0 l 0 l O l 1 0 l l O 1 O l 0 0 O 1 0 l 7 0 0 l 0 1 1 l 2 O l 1 l 1 0 收稿日期2 0 1 1 ～ O 8 2 5 作者简介赖思琦 1 9 7 6一 ，男，IN l l ． g N人，讲师，硕士，主要从事机械设计制造、数控技术的教学及科研工作。 [ 5 6 1 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 0 2 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 违 訇 似 表2主轴转速倍率值转换表 信号为G3 0 ， “ 1 ”时有效 ，其地址为 倍 率值 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 l 1 0 l 2 0 ， X20． 6 ～X21． 0 0 0 0 O 01 Ol 1 O1 0 1 1 O 1l l l O 1 1 0 0 格雷码 2 编程进给速度倍率P k ． C 控制 在F AN UC 0 i 系统P L C中，编程进给速度倍率 控制信号为G1 2 ， “ 0 ”时有效，其地址为 l l l I l l 另外 ，在P L C中设 内部常1 信号R 6 1 1 ． 7 ，作为 执行条件。 在编程 中，首先使用逻辑乘数据传送MOVE 指令将X2 0 的输入信 号与 “ 0 0 0 1 1 1 1 I ”进行逻辑 乘，排除不需要的位数 ，将X2 0 ． 0 X2 0 ． 4 输入值 即进给倍率格雷码值存入R 9 0 0 中，再通 过二进制 代码转换C ODBt 令将表1 内所对应的倍率值 以二 进制形式传送 U R 9 3 0 中。由于G1 2 为负逻辑有效 信号 ，因此需要使用逻辑负NOT 指令将R9 3 0 中的 数据取反 ，再传送到G1 2 中，其P L C 程序屏幕截 图 如图2 所示 。 图2编程进给倍率P L C 梯形 图 例如，当进给速度倍率开关为 1 2 0 ％的档位 ， X2 0 输入格雷码 为1 1 1 1 0 ，即 内部地址R9 0 0 的内 容为1 1 1 1 0 ，通过C OD Bt 令，将表1 内1 1 1 1 0 的对 应数 1 2 0 传送 1| R 9 3 0 中。再经过NOT 指令取反 ， 即将 1 2 0 的二进制0 1 1 1 1 0 0 0 取反为 1 0 0 0 0 1 1 l 传送 到 G1 2中， 向CNC输 入编 程进 给速 度倍 率信 号 * FV0 FV7。 3 主轴转速倍率P L C 控制 在F ANUC 0 i 系统P L C中，主轴转速倍率控制 L S O V 7 l S O V 6 l S O V 5 l S O V 4 l S 0 V 3 f S O V 2 I S O V 1 『 S O V 0 在P L C中内部信号R6 1 1 ． 7 作为执行条件 ，设为 常 1 。 在编程 中，X2 0 ． 6 、X2 0 ． 7 、X2 1 ． 0 分别输 出到 R 7 5 0 ． 0 、R 7 5 0 ． 1 、R7 5 0 ． 2 ，即将主轴转速倍率格雷 码值存入R7 5 0 中，再通过二进制代码转换CODB 指令将表2 内所对应的倍率值 以二进制形式传送到 G 3 0 中，其P L C程序屏幕截 图如图3 所示 。 图3主轴转速倍 率P L C 梯形图 若主轴转速倍率开关档位设为1 2 0 ％时，X 2 0 ． 6 为 “ 1 ”，X2 0 ． 7 、X2 1 ． 0 都 为 “ 0 ”，输 入格雷 码为 1 0 0 ，即内部地址R7 5 0 的内容为 1 0 0 ，通过 C ODB t 令 ，将表2 内1 0 0 的对应数 1 2 0 以二进制形 式0 1 1 1 1 0 0 0 输入N63 o ，向C NC 输入主轴转速倍率 信号S O V0 S OV7 。 4 结束语 在F ANUC 0 i 系统中，编程进给速度和主轴转 速 ，包括手动连续进给和快速进给均可采用格雷 码形式来设计P L C 速度倍率控制程序 。该方法利用 格雷码编码可靠，错误最小化的特点，在我单位 加工 中心上 长时间使用 ，工作稳定可靠，准确无 误，为类似设备的设计提供了范例。 参考文献 [ 1 】F AN UC P MC 梯形 图语 言编程说 明书． 北京F A NU C 公 司． 【 2 】曹智军， 肖龙． 数控P MC 编程与调试[ M】 ． 北京 清华大 学出 版社， 2 0 1 0 ． [ 3 ]宋松． 图解F A N UC P MC 编程与应用[ M] ． 北京 机 械工业 出 版社， 2 0 1 1 ． 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 一 O 2 上 [ 5 7 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m