黃 風

（武漢三菱工控技術服務中心，湖北武漢 430070）

為了加快生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)廠家要求其使用的數(shù)控專用機床在正常的全自動加工程序下，還要通過外部操作隨時驅(qū)動某一軸的運動。在基于三菱M70數(shù)控系統(tǒng)的基礎上，筆者為其開發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)中的“中斷宏插入”功能，“手動自動同時有效功能”，“手動定位功能”，將3種功能結合使用，滿足了客戶的要求。

1 專用數(shù)控機床的工作要求

某客戶的數(shù)控專用機床，采用三菱M70數(shù)控系統(tǒng)，有3運動軸，其中第2軸做上料架軸。該機床的全自動工作程序如下:

N10 M20——上料架前進上料;

N20（正常加工循環(huán)+上料架退回原位裝料）;

N30 M80——上料架前進卸料+上料。（這一工步的動作包括上料架前進卸下已經(jīng)加工完畢的工件并執(zhí)行第2工件上料）。

在全自動的加工循環(huán)中，最后一步的“上料架前進卸料+上料”動作是必須等待工件加工完畢后才執(zhí)行，而觀察實際生產(chǎn)過程，“上料架前進”的動作可以提前執(zhí)行。生產(chǎn)方要求，只要工人裝料完畢，就使上料架前進到“上料工位”，待上一工件加工結束后，直接卸下，換上“待加工工件”，這樣就節(jié)省了“上料架前進”的這一段時間，加快了生產(chǎn)節(jié)拍。

2 M70數(shù)控系統(tǒng)的“功能開發(fā)”

對于M70數(shù)控系統(tǒng)而言，這一要求的實質(zhì)是:在自動加工過程中，只要接到某一外部操作信號，就啟動某一軸運動，而且，正常的加工過程不受影響，照常運行。而在通常的加工程序中，各軸的運行是按照預先編制“加工程序”的指令運行的。不受外部信號的影響。

如何才能滿足客戶的要求呢?

2．1 啟用 M70CNC的“中斷”功能

M70CNC中的“中斷功能”是指在正常加工程序執(zhí)行過程中，一旦接到外部中斷信號，就停止執(zhí)行當前正常程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行預先編制的“中斷程序”，在“中斷程序”執(zhí)行完畢后又返回執(zhí)行“主程序”。

如果將中斷功能設置成為在主加工程序的“當前程序段”執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行中斷程序，這樣可以不影響主加工程序的連續(xù)性。

P9200是一種常規(guī)的中斷程序:

中斷程序P9200

N10 G90 G1 Y1000 F300——Y軸前進到上料工位。

N20 M99

這一中斷宏程序顯然不能滿足客戶要求，因為正常主程序被停止轉(zhuǎn)而執(zhí)行上料軸的動作，實際加工時間沒有減少反而影響了正常的加工過程。實用的“中斷程序”必須沒有時間上的占用，即該中斷程序只發(fā)出“啟動上料軸前進”的指令，不等該軸運動到位（運動到位由別的方式檢測），就結束中斷程序，返回主程序。

2．2 啟用手動－自動同時有效功能

“手動自動同時有效功能”——這一功能是指在自動模式下，使某一軸的手動功能也有效，手動功能包括“JOG點動模式”、“手輪模式”和“手動定位模式”。為滿足客戶的要求，可以使用“手動定位模式”。

在“手動定位模式”下，可以預先設定“定位位置”，只要發(fā)出啟動信號，就可以直接運動到該位置。

這樣，“中斷程序”可以編制如下:

P9300——中斷程序

N10 M40——進入“手動自動同時有效”模式;

N20 M42——設置手動定位模式的運行位置，坐標系，速度，插補方式，加減速時間;

N30 M43——發(fā)出“啟動”指令;

N40 M99——中斷程序結束，返回主程序。

P9300這一中斷程序能夠滿足客戶要求，該中斷程序全部使用M指令，對M指令的處理全部在PLC程序后臺處理完成，不占用執(zhí)行加工程序的時間，從表面上看，主加工程序一直沒有停頓執(zhí)行。

相關的PLC程序編制如圖1所示。

3 M70 CNC中使用“手動定位模式”的關鍵

使用“手動定位模式”要在PLC程序內(nèi)做大量的設置，PLC程序的編制相對繁復。

在三菱M70CNC數(shù)控系統(tǒng)中，與“手動定位模式”有關的接口如下:

（1）手動定位模式——YC03（PTP）

當YC03=ON時，系統(tǒng)進入“手動定位模式”?！笆謩佣ㄎ荒Ｊ健笨梢栽凇白詣樱謩油瑫r有效”狀態(tài)中使用;“手動定位模式”與其他的“手動”模式不同，由于它具有“定位”的功能，所以與定位有關的因素都必須進行設定。

（2）運動軸的選擇

在實際操作中首先必須選定需要進行手動定位的軸，這需要在PLC程序中處理。M70系統(tǒng)提供了3個“手動定位”操作站，就象大型設備有3個手輪一樣。所以必須選擇“手動定位”操作站。再選定運動軸。運動軸的選擇信號如下:

YCA0～YCA7——第1站相關信號（軸選擇）;

YCA8～YCAF——第2站相關信號（軸選擇）;

YCB0～YCB7——第3站相關信號（軸選擇）。

（3）定位距離的設定;

下列3個文件寄存器用于設置各軸的運行位置:

R2544——第1站移動距離;

R2548——第2站移動距離;

R2552——第3站移動距離。

在PLC程序中必須向以上的R寄存器里寫進需要運行的距離。如圖1。

（4）高速加減速模式——YCB8

當需要高速加減速時，YCB8=ON。但使用高速加減速模式時機床常常會引起伺服系統(tǒng)報警。故一般YCB8=OFF;在程序中可以不編制。本例中設置YCB8=OFF。

（5）軸獨立運行——YCB9

當兩個以上的軸同時定位時，需選擇是聯(lián)動還是獨立運行。當YCB9=ON時，各軸獨立運行;當YCB9=OFF時，各軸聯(lián)動運行。本例中設置YCB9=ON。

（6）運行速度的確定——YCBA

當YCBA=OFF時，運行速度為手動運行速度，即與JOG點動運行相同的速度;當YCBA=ON時，運行速度為自動運行速度（F），即在自動模式下用F指令指定的速度。本例中設置YCBA=OFF。但本運行速度是否有效要取決于“YCBB（CXS4）”。

（7）快進速度選擇——YCBB（CXS4）

當YCBB=OFF時，運行速度為快進速度，并且快進倍率有效。即相當于G0的速度。定位動作一般是采用快進方式的;當YCBB=ON時，運行速度由YCBA確定。本例中設置YCBB=OFF。

（8）坐標系選擇——YCBC（CXS5）

既然是定位，就必然需要確定坐標系。YCBC就是用于確定所采用的坐標系。當YCBC=OFF時，采用機械坐標系;移動量以機械坐標系為準;當YCBC=ON時，采用工件坐標系;移動量以工件坐標系為準。本例中設置YCBC=OFF。

（9）絕對值/增量值的選擇——YCBD

當YCBD=OFF時，選擇絕對值，這時YCBC所確定的坐標系有效;當YCBD=ON時，選擇增量值，這時移動量與坐標系無關，而只與當前位置有關。本例中設置YCBC=OFF。

（10）啟動/停止——YCBF/YCBE

當以上所有的限制條件都設定完畢后，還有2個最重要的信號:“啟動”和“停止”。

YCBE是一個B接點信號。當YCBE=OFF時，軸移動停止。而且當YCBE從OFF變成ON時，軸又重新開始移動。這與“自動暫?！钡墓δ懿煌枰貏e注意。如果不需要停止，就不必對此編程。

當YCBF=ON時，定位運動開始。注意，這個信號的下降沿脈沖有效。

當然，這是最重要的信號。

在對以上各接口的定義充分理解后，編制PLC程序如圖2所示。

4 結語

為了滿足客戶對加快生產(chǎn)節(jié)拍的要求而在M70數(shù)控系統(tǒng)的基礎上開發(fā)了“中斷功能”、“手動－自動同時有效功能”、“手動定位功能”。通過巧妙地編制主加工程序和PLC程序。實現(xiàn)了客戶的要求。該專用機床經(jīng)過2年的使用，反映良好。