浅析FANUC0iD系统数控机床PMC编程方法
AnalysisofPMCProgrammingMethodforCNCMachineToolofFANUC0iDSystem
雷楠南LEINan-nan
（三门峡职业技术学院机电工程学院，三门峡472000）
（DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，SanmenxiaPolytechnic，Sanmenxia472000，China）
摘要：研究了FANUC0iD系统PMC信号的分类及传送方法，以数控机床手轮进给控制为例，介绍了手轮进给轴的选择及手轮倍
率控制的PMC程序编制方法。以快速进给倍率控制为例，介绍了手动快速进给倍率PMC程序编制方法。通过PMC程序调试，实现了
相应控制功能。
Abstract:TheclassificationandtransmissionmethodofPMCsignalinFANUC0iDsystemarestudied.TakingthehandlefeedcontrolofNCmachinetoolasanexample,theprogrammingmethodofPMCprogramforhandleratecontrolandtheselectionofhandlefeedaxisareintroduced.Takingthefastfeedratecontrolasanexample,theprogrammingmethodofmanualfastfeedratePMCisintroduced.ThroughdebuggingthePMCprogram,thecorrespondingcontrolfunctionsarerealized.
关键词：FANUC0iD系统；PMC信号；手轮倍率；快速进给；PMC程序Keywords:FANUC0iDsystem；PMCsignal；handlemultiplier；fastfeed；PMCprogram
DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2019.04.040
1概述
数控机床控制功能的实现主要通过可编程控制器PLC来实现，目前，数控机床上的PLC与CNC系统都是采用集成方式。独立型PLC控制系统输入侧连接输入设备，输出侧连接输出设备，编程时只涉及输入、输出信号；与独立型PLC控制系统相比，数控机床上的PLC控制还涉及到与CNC系统的信号交换，因此数控机床PLC编程要比独立型PLC编程复杂的多。在FANUC0iD系统中，PLC与CNC集成在一起又称为可编程机床控制器PMC（ProgrammableMachineController）。PMC在数控机床上实现的控制功能主要包括：机床工作方式控制、速度倍率控制、手动与自动运行控制、主轴控制、冷却与润滑控制、硬件超程控制等[1]154-157。本文以数控机床上手轮控制及手动快速进给倍率控制为例来介绍PMC程序编制方法。
2FANUC数控系统PMC信号分类及传输
在FANUC0iD系统数控机床上，通常把PMC信号分为两类：机床侧（MT）信号与数控系统（CNC）侧信号。MT侧信号主要有冷却、润滑、行程保护、液压、气压等辅助控制开关信号，CNC侧信号为数控系统厂家规定的与PMC进行交换的信号，如图1所示为FANUC0iD系统PMC控制信号传输及交换方法[2]298。
图1FANUC0iD系统PMC控制信号交换
数控机床PMC编程时，所有控制信号的交换是以PMC为中心，在CNC、PMC与MT三者之间进行传输交
———————————————————————换。CNC系统传送至PMC的信号为F信号，PMC传送至基金项目：河南省三门峡市科技攻关项目：弧齿圆柱齿轮双面加
CNC系统的信号为G信号；G信号是使CNC执行某种运
工专用机床的研制与开发（项目编号：2016010111）。
行控制的信号，F信号则是反映CNC运行状态或结果的
作者简介：雷楠南（1983-），男，河南灵宝人，三门峡职业技术学院
信号，这两种信号的编程地址及含义是CNC系统厂家定机电工程学院，讲师，工学硕士，研究方向为数控技术、
义好的，编程时只能查阅手册使用。PMC与MT之间交换机械设计制造。④基于参数化设计的汽车焊装夹具设计制造，有效缩
短新车型的开发周期，提升汽车零部件制造企业的核心竞争力。
5结语
汽车焊装夹具是汽车生产制造中的重要工艺装备，焊装夹具的设计水平直接影响到汽车车身的焊接质量。通过利用SolidWorks中的系列零件设计表的功能，为零件生成一系列的配置，再调用SolidWorksAPI对象显示所需配置。参数化的建模在数字化生产中成为产品稳定的品质保证，有效地提高设计夹具的效率，大幅度地降低了设计人员的工作量，减少工作劳动时间避免重复劳动，得到了具有稳定质量及可靠性的新设计。由此可见，参数化的设计对新车型的开发、生产都具有非常重要的意义。
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InternalCombustionEngine&Parts
的信号为X、
Y信号，X信号为MT传送至PMC的信号，Y信号则是PMC输出至MT的信号。X信号主要为机床操作面板上的按键、按钮信号及其它各种开关信号；Y信号为机床执行元件的控制信号、报警及指示灯信号等。在FANUC0iD系统上，除个别X信号的地址及含义由CNC系统厂家规定，如X8.4只能用于急停输入信号；其余X信号、所有Y信号均可由PMC编程人员定义使用。在进行PMC编程时，必须先确定X信号、Y信号地址，并明确CNC系统侧的G信号、F信号地址后，才能着手编程。
3手轮进给控制PMC编程3.1手轮进给轴选择PMC控制
在FANUC0iD系统中，
手轮进给轴的选择通常是利用手轮上的旋转开关来选择相应的“X”“Y”“Z”轴。对于CNC系统而言，手轮进给轴的选择主要是通过HS1D（G18.3）、HS1C（G18.2）、HS1B（G18.1）、HS1A（G18.0）四个G18信号的不同组合来确定，手轮进给轴对应的G信号组合如表1所示[3]96-97。
表1手轮进给轴选择信号
HS1D（G18.3）HS1C（G18.2）HS1B（G18.1）HS1A（G18.0）
进给轴
0
000无进给轴0001第1轴（X轴）0010第2轴（Y轴）0011第3轴（Z轴）
在进行手轮进给轴选择PMC编程时，可根据第1、2、3轴所对应的HS1D（G18.3）、HS1C（G18.2）、HS1BG18.1）、HS1A（G18.0）信号状态，通过编程使G18信号各位状态满足“0”或“1”的组合要求。观察表1可知，手轮进给轴选择第1、2、3轴时，对应的HS1D（G18.3）、HS1CG18.2）信号均为“0”，所以在PMC编程时可不作处理；只编程使HS1B（G18.1）、HS1A（G18.0）信号状态满足表1中的组合要求即可。
图2手轮进给轴选择控制PMC梯形图
如图2所示为手轮进给轴选择控制PMC梯形图，其中X0002.0、X0002.2、X0002.4分别为手轮X、Y、Z轴选择开关；F0003.1为手轮工作模式信号。在使用手轮控制机床坐标轴运动时，必须先通过机床工作方式按键选择“手轮”模式，使F0003.1信号为“1”。当通过手轮上的旋转开关选择X轴时，X0002.0信号处于接通状态，从而使R0004.2线圈得电为“1”；接着，利用R0004.2触点接通G0018.0线
·89·
圈，使其为“1”。同时，利用R0004.2常闭触点使G0018.1
线圈始终处于断开状态，即信号为“0”；此时可满足第1轴（X轴）信号组合状态。当通过手轮上的旋转开关选择Y轴时，X0002.2信号处于接通状态，从而使R0004.3线圈得电为“1”；接着，利用R0004.3触点接通G0018.1线圈，使其为“1”。同时，利用R0004.3常闭触点使G0018.0线圈始终处于断开状态，即信号为“0”；因此，可满足第2轴（Y轴）信号组合状态。当通过手轮上的旋转开关选择Z轴时，X0002.4信号处于接通状态；因为X0002.0、X0002.2信号为“0”，所以R0004.2、R0004.3线圈均为“0”状态；利用R0004.2、R0004.3的常闭触点可分别使G0018.0、G0018.1线圈处于接通状态，使其信号均为“1”，满足第3轴（Z轴）信号组合状态。
3.2手轮进给速度倍率PMC控制
在FANUC0iD系统中，手轮进给轴倍率的确定由MP1（G19.4）与MP2（G19.5）两个G19信号的不同组合来确定，手轮进给轴倍率对应的G19信号组合如表2所
示[4]96-97。
在进行手轮进给轴倍率PMC编程时，可根据MP1（G19.4）与MP2（G19.5）信号组合状态，通过编程使G19信号各位状态满足“0”或“1”的组合要求即可。
表2手轮进给轴倍率信号
MP2
（G19.5）MP1（G19.4）
手轮倍率0
0
×101×101
0
×100
图3手轮进给轴倍率控制PMC梯形图
如图3所示为手轮进给轴倍率控制PMC梯形图，其
中X0000.1、X0000.3分别为手轮进给轴对应的倍率“×1”、×10”按键。在图3所示PMC程序中，当手轮上的“×1”“、×10”倍率按键未按下时，R0004.6、R0004.7线圈均未接通，利用其常闭触点可接通G0019.5线圈，使其为“1”；同时，由于G0019.4线圈未接通，故其信号为“0”；按照表2中G19的组合，可知手轮进给轴倍率默认选择为“×100”。若手轮上的“×1”倍率按键按下时，由X0000.1接通R0004.6线圈，使其为“1”；利用其常闭触点可分别断开G0019.4、G0019.5线圈，使其信号均为“0”；此时，手轮进给轴倍率选择为“×1”。若手轮上的“×10”倍率按键按下时，由X0000.3接通R0004.7线圈，使其为“1”；利用其常开触点可接通G0019.4线圈，使其信号为“1”；利用其常闭触点可断开G0019.5线圈，使其信号为“0”；由此实现手轮进给轴倍率选择为“×10”。手轮上的轴选与倍率选择PMC程序编
（（“·90·内燃机与配件
制完成后，手轮功能才能正常运行。
4快速进给倍率控制PMC编程
经常利用机在FANUC0iD系统数控机床运动过程中，
床操作面板上的快速移动倍率按键“F0%”、“F25%”、“F50%”、“F100%”来控制各进给轴运动速度。各轴快速移动倍率“F100%”的移动速度是通过系统参数1420设定，各轴快速移动倍率“F0%”的移动速度则通过系统参数1421进行设定。快速移动倍率信号ROV2（G14.1）、ROV1
[5]72-73
（G14.0）可组合出四种快速进给倍率如表3所示。
表3快速进给倍率信号
序号
ROV2（G14.1）
ROV1（G14.0）
1
100
快速进给倍率
F0%F25%F50%F100%
12341010
如图4、5所示为快速进给倍率控制PMC梯形图，其中X0010.6、X0011.2、X0011.0、X0011.4分别为机床操作面板上的快速进给倍率“F0%”、“F25%”、“F50%”、“F100%”按键。在进行快速进给倍率PMC编程时，可根据表3中快速进给倍率“F0%”、“F25%”、“F50%”、“F100%”所对应的G14.1、G14.0信号的组合状态，通过编程使G14信号各位状态满足“0”或“1”的组合要求即可。
图4快速进给倍率G14.0信号控制梯形图
形图，从表3可知，使G14.0信号为“1”的快速进给倍率为
“F0%”、“F25%”，故应利用其倍率按键X0010.6、X0011.2来接通G14.0线圈并使其自锁；如图5所示为快速进给倍率G14.1信号PMC控制梯形图，从表3可知，使G14.1信号为“1”的快速进给倍率为“F0%”、“F50%”，故应利用其倍率按键X0010.6、X0011.0来接通G14.1线圈并使其自锁。CNC系统上电后，由于R0000.3线圈需延时接通，故利用其常闭触点可分别接通G14.0、G14.1线圈并使其自锁；因为G14.0、G14.1信号均为“1”，所以对应的快速进给倍率为“F0%”，即系统上电后默认的快速进给倍率为“F0%”。此外，在回参考点方式下，可由R0033.0触点接通G14.0线圈并使其自锁；由R0033.0常闭触点断开G14.1线圈，可见回参考点情况下对应的快速进给倍率为“F25%”。利用快速进给倍率按键，可实现相应的G14.0、G14.1信号组合。在快速进给倍率为“F25%”时，ROV1（G14.0）信号为“1”、ROV2（G14.1）信号为“0”，所以按下倍率按键X0011.2时，不仅要使其接通G14.0线圈，还应使其断开G14.1线圈，故在G14.1线圈回路中串联X0011.2的常闭触点。在快速进给倍率为“F50%”时，ROV1（G14.0）信号为“0”、ROV2（G14.1）信号为“1”，所以按下倍率按键X0011.0时，不仅要使其接通G14.1线圈，还应使其断开G14.0线圈，故在G14.0线圈回路中串联X0011.0的常闭触点。而在快速进给倍率为“F100%”时，ROV1（G14.0）、ROV2（G14.1）信号均为“0”、所以按下倍率按键X0011.4时，G14.1、G14.0线圈均应处于断开状态，故在G14.1、G14.0线圈回路中串联X0011.4的常闭触点。通过图4、图5程序的编制，可实现机床操作面板上快速进给倍率功能。
5结束语
数控机床PMC编程的关键是要明确CNC、PMC与MT三者之间的信号传送、交换关系，结合文中编程实例可知，要编制出完整的程序还需进一步弄清楚相应的G信号、F信号的编程地址及含义。从文中PMC程序可知，数控机床PMC编程方法与独立型的PLC编程方法相同，只不过需要另外处理PMC与CNC系统之间的G信号、F信号交换。FANUC数控系统厂家为方便用户编程，一般会为用户提供标准的PMC参考程序，用户只需根据使用需要在此基础上修改或编制少量的PMC程序即可。明确和掌握PMC编程方法不仅有助于阅读、使用系统PMC程序，而且对于数控机床故障诊断与排除有重要的现实意义。
参考文献：
图5快速进给倍率G14.1信号控制梯形图
如图4所示为快速进给倍率G14.0信号PMC控制梯
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