三菱M64数控系统的特殊功能在专用机床上的应用.pdf

务l 泣 甸 化 三菱M6 4 数控系统的特殊功能在专用机床上的应用 M i t subi shi M64 s y st em ’ S s peci al f eat ur es on a dedi ca t ed m achi ne t ool appI i cat i ons 徐天奇 XU T i a n - q i 江汉大学 物理与信息工程学院 控制科学与工程系，武汉 4 3 0 0 5 6 摘要本文论述了开发三菱C N C 的特殊功能_ _ _ D D B 功能、 “ 宏程序读取P L C 信息”功能实现专用机 床特殊要求的关键技术。对专用机床制造商有参考价值。 关键词三菱O N C； D D B 功能；宏程序 ； 变量 中图分类号T G6 5 9 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 1 1 4 一 O 3 O o 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 上 ． 3 9- 1 问题的提出 某专用机床制造厂其专用机床采用三菱M6 4 数控系统 ，控制轴数 3 轴 ；除正常工作要求外， 其专机还有一些特殊的工作要求 1 自学习功能 要 求 系 统 能 学 习认 定 “各 工 位 的 位 置 数 据 ”⋯一 即在更换新产品时，通过手轮移动 “ 进给 轴 ”，确认各 “ 各工位 的位置数据 ”后 ，用 “ 一 键设定 ”就能将该 “ 工位数据 ”设定为 “ 手动定 位模式 ”下的 “ 定位距离 ”。这样在 “ 手动定位 模式 ”下 ，用不 同的 “ 指令 按键 ”就 可 以 “一 键”使进给轴运行到相应的 “ 工位”。 2 要求将通过 “ 直接数据读取 ”功能 以下 简称 “ DDB”读 出的 “ 各工位 的位置数据 ”作 为 自动加工程序 的 “ 运行位置 ”。 “ 运行位 置数 据 ”要用变量表示 。同时还要求能在显示屏上 显 示这些被读出的数据。 如何实现专机的工作要求呢 2 三菱C N C 特殊功能的应用 数控 系统 的主要功能在于 “ 定位 ”和 多轴联 动 以走 出复杂的 曲线 。但也还有许 多特殊功能 。 开发使用这些特殊功能，可 以使 系统满足客户 多 方面的要求 。笔者在仔细考虑 了专 用机床 的工作 要求后 ，决定采用数控系统 的一 些特殊功能来实 现其工作要求。 解决方案 1 通过 “ DDB功能 ”读 出进给轴 的 “ 当前 位置 ”。将 “ 位置数 据 ”送 至指 定的数据寄存器 D 术 l l 术 2 通过 “ 宏程序读 出P L C程序中的指定的数 据寄存器D料料的数值 ”，并将该值设定为指定的 ‘ ‘ 变量”； 3 以 “ 变量 ”作为加工程 序 中的 “ 位置数 据 ”。 2 ． 1 DD B 功能的应用 专用机床工作时 ，对应于同一系列 的不同规 格 工件 ，其 工位数 据 是不 同的 ，专 用机床 的 一 种 工作 要求 是能 够实 时读 出进给 轴 的 “当前 位 置 ”，并将不同的工位 的 “ 位置 ”数据经过 “ 学 习”代入指定的 “ 变量 ”。 虽然在显示屏上可以观察各运动 轴的 “ 当前 位置 ”数据 。但是 ，要将该 “ 当前位置”数据取 出，供P L C 程序使 用，还必 须使用三菱C NC 的 “ 直接数据通信功能⋯⋯ DD B”功能。 通过DDB功能可 以将CNC内的参数 ，报警信 息 ，当前工作模式 ，程序号 ，顺序号 ，各轴 的当 前运动位置等信息读出 I] P L C程序 中，这是C NC 系统 中NC与P L C 交换数据的一种通信方式，是通 过编制P L C程序的方法读取NC一侧的相关数据或 向NC一侧写入相关数据。 使用DDB 功能必须要在P L C程序 中编制相应 的程序，现在以读出 “ x轴当前位置 ”为例，介绍 DD B功能的使用 1 在进行DD B通信之前必须对通信模式进行 设定。其方法是用一组数据寄存器进行相关设定 图1 中的实例是对D1 0 0 起始的一组数据寄存器 进行设定。 在图l 所示的P L C 程序中，定义 以D1 0 0 为 “ 起 始号”的一组数据寄存器被用于进行 “ DDB”通 收稿日期2 0 1 1 - 0 8 -0 8 作者简介徐天奇 1 9 5 6一，男，山东人，副教授，本科，主要从事工业 自动化与测控技术方面的工作。 【 1 1 4 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 1 訇 化 信 。其 中 D1 0 0 ⋯一 定义 “ D DB 通信 ”通信模式，定义是 “ 读数据”还是 “ 写数据 ”； D1 0 1 ⋯一 设定欲读取数据所属的 “ 大区号”； D1 0 2 ⋯一 设定欲读取数据所属的 “ 小区号”； D1 0 3 ⋯一 设定欲读取数据的”字节长度 ” D1 0 5 ⋯一 设定 “ 轴号 ” 经过以上设定后，启动 “ S ． D DB A D1 0 0 ”指 令 ，就开始进行 “ D DB”数据通信，所读取的数 据就存放在D1 0 6 数据寄存器中。 通过 以上程序就实现 了读取数据的功能 。获 得了 “ 实时当前位置 “ 数据 。 2 ． 2对进给轴 “ 当前位置 “ 的处理 在手动模式下，直接用手轮运动x轴到各 “ 工 作点” 位置，用 “ 学习键 将该位置数据送入指 定的数据寄存器。这一过程的P L C 程序如下 D 2 0 0 兰前位 置D S 0 l i工 作证 0 5 0 2 2工 作证 D 5 0 3 3工 f t 位 手动 模式 下对 工作 证置曲 设 定 图2手动模式下对 “当前位置”的学习 在图2 所示的P L C 程序中 D5 0 1 ⋯一 1工位数据； D5 0 2 ⋯一 2工位数据； D5 0 3 ⋯一 3 工位数据； 在 手 动 定 位 模 式 下 ， 就 可 以 把 D5 0 1 ， D5 0 2 ， D5 0 3 当做 “ 手动定位 ”的 目标值。 2 ． 3使用 “ 宏程序读取P L C程序 中的相关信息 ” 在 自动加工程 序 中，需要把D5 0 1 ，D5 0 2 ， D 5 0 3 中的数值 作为 各工作位置，而且必须以 “ 变 量 ”的使用，作为 “ 变量 ”形式使用的好处其一 是可以使加工程序 柔性化 ，即一个加工程序可 以 对应加工流程 相同而加工尺寸不 同的加工工件 。 其二是可以在显示屏上直接观察到变量 的数值 ， 也就是加工位置的数据。 那么如何, P L C 程序中的数据变成NC加工程 序中的变量数值呢 这必须使用M6 4 C N C中的一种特殊功能即一 一 “ 宏程序读取P L C程序中的相关信息”，在三菱 C NC 系统 中 规定了一些系统变量，这些系统变量 对应规定的系统数据 ，在使 用宏程序读取P L C程 序 中的相关信息时必须使用这些 系统变量，其 中 有关 的系统变量定义如图3 所示。 图3与P L C 程序 中的软元件相关的 系统变量 一 个读取P L C程序 中的相关信息的宏程序就 是对这些系统变量进行赋值后，将其组合起来 。 据此编制相应的宏程序如图4 图4读取P L C 信 息的宏程序 在宏程序9 1 0 0 中 ，用系统变量 读出了P L C程 序中的D5 0 1 ， D5 0 2 ， D5 0 3中的数值。然后将其赋值 到 “ 公共变量 1 0 0 ， 1 0 2 ， 1 0 4 ”中，这是宏 程序P 9 1 0 0 的 关键。 “ 公共变量 1 0 0 ， 1 0 2 ， 1 0 4 ”可以在显示 屏上显示，也可以在加工程序中作为X轴的定位数 据 。将宏程序和通用加工程序组合起来 ，就实现 了专机的工作要求。 3 实用的主加工程序 经过以上处理，可以编制主加工程序如图5 所示。 【 下转第1 3 0 页】 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 - 0 2 上 【 1 1 5 1 三 工 三 工 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 劳l 造 匐 似 5 实际应用 上述 系统在经 改造的CA6 1 4 0 车 床上进 行了 实 际测试验证 。实验所用试件参数为 丝杠螺距 S 6 mm，外径 为4 2 mm，长4 5 0 mm。配 置MC Z 一 2 型主轴脉冲发生器，分辨率为1 0 2 4 线 。感应同步 器定尺精度为 1 ． 3 p m，有效使用长度为5 0 0 mm； 滑尺精度为 0 ． 7 p m。单片机A T 8 9 C 5 5 振荡频率为 f os c 2 4 M Hz。 为 了验证 系统有效性，将未D n i l, 偿 校正前该 机床加工的丝杠螺距 累积误差与补偿校正后所得 到 的的丝杠螺距累积误差进行 了对比，误差曲线 分别如图4 和图5 所示。 丝杠长度 图4丝杠补偿校正前螺距误差 曲线图 蠡 蠡 差0 图5 丝杠补偿校正后螺距误差 曲线图 从图中清楚看出，未加补偿的丝杠螺距累积误 差及其波幅，明显大于经补偿后的丝杠螺距误差。 6 结束语 实验结果表明，采用基于 自校正调节技术实现 螺距误差补偿是可行的。主轴角位移采用频率比对 测量 ，能有效提高主轴转角的测量精度，进而可为 螺距误差补偿创造条件。计数器采取双计数初值的 做法，有效避免了计数初值误差的引入。 目前该方 案已应用在普通车床的数控改造中。 参考文献 【 1 ]丑幸荣． 车 床螺纹加工系统的经济型数控 改造[ J 1 ． 机床 电 器， 2 0 0 7 3 1 8 2 0 ． [ 2 ]岳明君， 栾芝芸． 精密加工机床校正尺⋯． 制造技术与机 床， 1 9 9 6 3 1 7 1 8 ． 【 3 ]岳明君， 李春 阳， 宋现春 ． 滚珠丝杠精磨误差的实时补偿与 控i ti IJ [ J 】 ． 中国机械工程， 1 9 9 9 1 2 4 2 5 ． [ 4 】杨更更卅 佩青， 杨开 明等． 数控机 床丝杠传动 误差正反双 向补 偿 功 能 的实 现 【 J ] ． 组 合 机床 与 自动 化 加 工 技 术 ， 2 0 0 2 6 4 5 ． 【 5 】李炳 才， 嵇海 旭， 田相克． 丝杠行程误 差补偿技 术【 J 】 ． 机 床 与液压， 2 0 0 5 1 4 1 4 2 ． [ 6 ]李继中． 数控机床螺距误差补偿与分析[ J ] ． 组合机床与自 动化加工技术， 2 0 1 0 2 9 8 1 0 1 ． f 7 】杜保强， 周渭， 陈法喜， 等． 一种新型超高精度频标比对系统 的设计[ J J ． 仪器仪表学报， 2 0 0 9 ， 3 0 5 9 6 7 9 7 2 ． 蠢‘ 岛‘ j岛‘ 岛‘ 竞‘ 岛} {国‘ 出} 岛● 囊‘ 出‘ 岛‘ 岛‘ 岛‘ 岛‘ 岛I 岛● 岛‘ 岛} 岛‘ 蠡‘ 岛‘ 岛‘ 品I 【 上接第1 1 5 页】 图5 主加工程序 [ 1 3 0 1 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 0 2 上 主／ J n z _ 程序在开始就调用 “ 宏程序P 9 1 0 0 ”， 先读出 1 0 0 ， 1 0 2 ， 1 0 4 的变量值，在下面的程 序中就可以引用这些值做定位数据。 这就是能适应不同规格工件的加工程序。 4 结束语 ‘ 在实际生产中运行该程序，得到满意的效果。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m