劉紅艷,張明偉,苗雅麗

(濟源職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系，河南 濟源 459000)

功能指令SUB25的應(yīng)用研究

劉紅艷,張明偉,苗雅麗

(濟源職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系，河南 濟源 459000)

為實現(xiàn)機床可編程控制器(PMC)程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在數(shù)控機床工作方式PMC程序段中引入功能指令SUB25代替常規(guī)的自鎖結(jié)構(gòu)，并結(jié)合排列組合的方法減少對機床物理輸入點(DI點)的占用，其結(jié)果經(jīng)生產(chǎn)驗證是切實可行的。合理利用功能指令SUB25的輸出特性，對于提高PMC程序的整體效能具有積極的作用和意義。

功能指令SUB25；工作方式；PMC程序；數(shù)控機床

0 引言

功能指令SUB25是FANUC系統(tǒng)常用的機床可編程控制器(PMC)編程指令之一，主要用于二進制數(shù)據(jù)的譯碼操作。工作方式選擇是數(shù)控機床操作的重要內(nèi)容，其對應(yīng)的PMC程序往往因為要求具有自鎖結(jié)構(gòu)而顯得較為冗長和繁雜。本文通過引入功能指令SUB25省略了自鎖結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了對機床工作方式PMC程序的優(yōu)化。

1 數(shù)控機床工作方式的選擇

FANUC機床常用的工作方式包括編輯、自動運行、手動數(shù)據(jù)輸入、手動進給、DNC運行和手動回參考點等。在選擇工作方式時，數(shù)控系統(tǒng)要求某一時刻只能有一種工作方式起作用，且該種工作方式必須能夠保持不變[1]。

G43信號是實現(xiàn)上述工作方式選擇的關(guān)鍵信號[2]，其定義見表1。通過所含5位數(shù)據(jù)的不同組合，G43信號與不同工作方式之間建立起一一對應(yīng)的關(guān)系見表2[3]，如編輯模式(EDIT)要求G43.0和G43.1的信號同時為1。因此，數(shù)控機床工作方式選擇的實質(zhì)就是將與該功能對應(yīng)的G43置1信號并聯(lián)起來，并通過自鎖實現(xiàn)功能保持的過程。

表1 G43信號的定義

表2 工作方式與G43信號的對應(yīng)關(guān)系

2 功能指令SUB25

FANUC的功能指令SUB25為二進制數(shù)據(jù)譯碼指令，該指令可一次性針對8個連續(xù)的數(shù)據(jù)進行譯碼。譯碼時，功能指令SUB25需先指定8個連續(xù)的數(shù)據(jù)，然后將外部輸入的信號與這8個數(shù)據(jù)進行比較，再將比較結(jié)果按位序輸出到指定的內(nèi)部繼電器或數(shù)據(jù)寄存器上并賦值，從而完成整個譯碼過程。

以數(shù)控機床輔助功能指令M代碼的譯碼過程為例，輔助功能指令M代碼存儲于數(shù)控機床可編程控制器PMC的代碼寄存器中，地址為F0010～F0013[4]，輔助功能指令對應(yīng)地址見表3。

當功能指令SUB25對數(shù)控機床輔助功能指令M代碼譯碼時，首先需要通過指定數(shù)據(jù)首地址的方式確定8個連續(xù)的數(shù)據(jù)。功能指令SUB25對輔助功能指令M代碼的譯碼指令如圖1所示。在圖1所示的PMC程序中，功能指令SUB25指定的數(shù)據(jù)首地址為F0010的#3，則其后直到地址F0011#2中的8個數(shù)據(jù)即為所需的數(shù)據(jù)(表3中M03～M10)。

表3 輔助功能指令對應(yīng)地址表

圖1 功能指令SUB25對輔助功能指令M代碼的譯碼指令

當數(shù)控機床從外部輸入M代碼后(如主軸正轉(zhuǎn)指令M03)，PMC將該外部指令與上述8個數(shù)據(jù)逐一進行比對，按照“相同為1，不同為0”的原則，即可獲得一組比較結(jié)果。如上述主軸正轉(zhuǎn)指令M03，因與所指定的8位數(shù)據(jù)的第1位相同，而與其后的7位不同，因此可得到比較結(jié)果00000001。其余M指令的比較結(jié)果的譯碼過程如圖2所示。

在獲得比較結(jié)果后，功能指令SUB25會將該結(jié)果按位序輸出到指定內(nèi)部繼電器或數(shù)據(jù)寄存器上，并將該位置上的值置1。由圖2可知，主軸正轉(zhuǎn)指令M03在獲得比較結(jié)果00000001后，功能指令SUB25會按位序?qū)⑵漭敵龅絻?nèi)部繼電器R0100的#0位，并將其內(nèi)賦值1，即R0100.0=1。當R0100.0得電后，便可觸發(fā)相應(yīng)的機床動作，從而實現(xiàn)主軸的正轉(zhuǎn)。

圖2 輔助功能指令M代碼比較結(jié)果的譯碼過程

使用功能指令SUB25時有3點需要特別注意：

1)指定數(shù)據(jù)的首地址一旦確定，就相當于定義了連續(xù)的8個數(shù)據(jù)[5]。

2)每個外部指令所對應(yīng)的包含8位二進制數(shù)的“比較結(jié)果”具有唯一性。

3)譯碼輸出的8位地址中僅能有一位狀態(tài)為1，且該譯碼輸出具有一定的持續(xù)性，直到有新的譯碼輸出將其覆蓋為止。

3 功能指令SUB25對機床工作方式PMC程序的優(yōu)化

常規(guī)的數(shù)控機床工作方式PMC編程如圖3所示。這種編程方式的缺點是：①結(jié)構(gòu)較為冗長，需要多次使用自鎖結(jié)構(gòu)；②占用機床較多的DI點，如圖3中的X0024.0～X0024.7。

使用功能指令SUB25編寫機床工作方式的PMC程序可有效地避免上述缺點。由本文第2部分所述注意事項的第3點可知，功能指令SUB25每次僅可以輸出1位狀態(tài)為1的信號，且該信號具有一定的持續(xù)性。這樣的輸出特性相當于是自鎖功能，因此，可以利用這一特性實現(xiàn)PMC程序的優(yōu)化。另外，圖3所示占用機床較多DI點的缺點，可以通過機床DI點排列組合的方式加以解決[6]。

圖3 常規(guī)的工作方式PMC編程

使用功能指令的工作方式PMC編程如圖4所示。功能指令SUB25實現(xiàn)工作方式PMC編程原理圖如圖5所示。根據(jù)以上分析，圖4所示的PMC程序可以將機床工作方式作為外部信號(X0000.2，X0000.4和X0000.6的排列組合)與功能指令SUB25的指定數(shù)據(jù)R0030.0～R0030.7(初始值均為0)進行比對，再將比較結(jié)果(見圖5中的“比較結(jié)果”部分)輸出到指定內(nèi)部繼電器R0031并將相應(yīng)位置上的值置1(見圖5中的“譯碼結(jié)果”部分)，最后按照表2的要求將置1信號與G43信號連通即可。以“編輯(EDIT)”方式為例，當選擇“編輯(EDIT)”時，對應(yīng)X0000.2，X0000.4，X0000.6的排列組合為000；與R0030.0～R0030.7的比較結(jié)果為11111111；功能指令SUB25的輸出結(jié)果為R0031.0=1。由表2可知，“編輯(EDIT)”方式要求G43.0和G43.1的信號同時為1，故將功能指令SUB25的輸出R0031.0=1分別與G43.0和G43.1的線圈相連即可(見圖4)。

圖4 使用功能指令的工作方式PMC編程

圖5 功能指令SUB25實現(xiàn)工作方式PMC編程原理圖

4 結(jié)論

圖4所示的包含功能指令SUB25的數(shù)控機床工作方式選擇PMC程序經(jīng)驗證是切實可行的。該方法充分利用功能指令SUB25的輸出特性，通過省略自鎖結(jié)構(gòu)并結(jié)合機床DI點排列組合的方式，使得PMC程序的結(jié)構(gòu)變得更加簡潔有效，這對于提高PMC程序的整體效能具有積極的作用和意義。

[1] 呼剛義,楊新剛,楊鵬.基于FANUC 0i Mate-MD系統(tǒng)的數(shù)控輔助功能M指令的PMC控制設(shè)計原理和程序?qū)崿F(xiàn)[J].機床與液壓,2013,41(22):123-124.

[2] 周蘭,陳少艾.FANUC 0i-D/0i Mate-D數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試與PMC編程[M].北京：機械工業(yè)出版社,2016:230.

[3] 唐國蘭,吳云忠.數(shù)控機床操作方式的PMC程序設(shè)計與應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機,2014(8):137.

[4] 揭曉.運用輔助功能代碼維修數(shù)控機床[J].金屬加工(冷加工)，2014(9):77-78.

[5] 龔仲華.數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試[M].北京：高等教育出版社,2012:211-212.

[6] 張志軍.FANUC數(shù)控機床操作面板PMC程序設(shè)計[J].自動化與儀器儀表,2015(7)：66-68.

Application Research of Function Instruction SUB25

LiuHongyan,ZhangMingwei,MiaoYali

(Department of Mechanical and Electrical Engineering,Jiyuan Vocational and Technical College,Jiyuan Henan 459000)

To optimize the structure of PMC program,the functional instruction SUB25 was introduced into the PMC program segment of the operational mode to replace the conventional self-locking structure,and the method of permutation and combination was used to reduce the occupancy of DI points,which was proved to be feasible by production verification.The rational use of the output characteristics of functional instruction SUB25 had a positive function and meaning on improving the overall efficiency of PMC program.

functional instruction SUB25;operational mode;PMC program;NC machine tool

2017-09-16

劉紅艷，講師，碩士。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.06.004

TP274

A

2095-4565(2017)06-0013-04

(責任編輯吳鴻霞)