基于凱恩帝系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床工作方式的設(shè)計(jì)與分析

林政江

摘要：針對(duì)配置凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，為保證數(shù)控機(jī)床工作方式功能控制的簡(jiǎn)便可靠，設(shè)計(jì)基于MOVE、SFRN、COD、MOVOR功能指令控制的工作方式，包括硬件控制電路的設(shè)計(jì)，編制相關(guān)工作方式控制梯形圖，實(shí)際應(yīng)用表明，PMC程序的可讀性強(qiáng)，易移植。為其它數(shù)控機(jī)床的工作方式的設(shè)計(jì)提供一種簡(jiǎn)捷實(shí)用的解決思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;工作方式;KND數(shù)控系統(tǒng);功能指令;PLC

0? 引言

一般數(shù)控機(jī)床有編輯（EDIT）、自動(dòng)（AUTO）、手動(dòng)（JOG）、手輪（MPG）、單動(dòng)輸入（MDI）、在線加工（DNC）、回零（HOME）7種工作方式，根據(jù)不同的加工狀態(tài)選擇合適的工作方式。工作方式的選擇是通過(guò)硬件和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在操作面板上安裝有工作選擇波段開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)連接到數(shù)控系統(tǒng)的IO輸入輸出模塊上，同時(shí)在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝PLC里面編制好方式選擇控制梯形圖，梯形圖中處理IO輸入模塊上的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的變化，控制數(shù)控系統(tǒng)中G信號(hào)和F信號(hào)，而每一個(gè)固定的G、F信號(hào)和工作方式是一一對(duì)應(yīng)的，也就是G和F信號(hào)有效了，工作方式也就正確了。

1? 工作方式功能介紹

要想進(jìn)行工作方式設(shè)計(jì)，首先介紹一下數(shù)控機(jī)床七種工作方式的含義。

①EDIT：程序編輯方式，在此狀態(tài)下可以在數(shù)控系統(tǒng)程序區(qū)編輯需要加工的程序。

②AUTO：自動(dòng)加工方式，在這種狀態(tài)下，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行事先已經(jīng)輸進(jìn)去的加工程序。

③JOG：手動(dòng)移動(dòng)方式，在這種狀態(tài)下，按下操作面板上的各個(gè)伺服軸的進(jìn)給方向按鈕，軸就可以向?qū)?yīng)的方向移動(dòng)。

④MPG：手輪移動(dòng)方式，可以用操作面板上的手搖脈沖發(fā)生器（簡(jiǎn)稱手輪）控制伺服軸的移動(dòng)。

⑤MDI：?jiǎn)蝿?dòng)輸入方式，有點(diǎn)類似AUTO工作方式，它可以自動(dòng)執(zhí)行單程序段。

⑥D(zhuǎn)NC：在線加工方式，有的加工程序比較大，而數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存容量比較小，無(wú)法全部存到數(shù)控系統(tǒng)中，此時(shí)可以用網(wǎng)線將系統(tǒng)與電腦相連，實(shí)時(shí)讀取電腦中的程序進(jìn)行加工。

⑦HOME：回參考點(diǎn)方式，機(jī)床各坐標(biāo)軸回參考點(diǎn)時(shí)，要撥到此方式下才能進(jìn)行回零。

2? 凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)工作方式選擇的原理

凱恩帝K2000MC3i數(shù)控系統(tǒng)的工作方式與G信號(hào)和F信號(hào)地址的關(guān)系如表1所示，凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)中的G信號(hào)和F信號(hào)地址定義是固定的，用戶無(wú)法修改，而X信號(hào)和Y信號(hào)地址用戶是可以自己定義的[2]，例如設(shè)計(jì)的梯形圖使G48.0為1時(shí)，G48.1、G48.2、G48.3、G48.4、G48.5為0時(shí)，這些G信號(hào)由PLC送給CNC，當(dāng)CNC接收到這些G信號(hào)后，系統(tǒng)工作方式自動(dòng)進(jìn)入回零方式（HOME），如表1所示，同時(shí)CNC輸出F71.2、F71.0、F69.7信號(hào)（由0變?yōu)?）給PLC，系統(tǒng)屏幕所顯示的工作方式變?yōu)榛亓惴绞?，以便提醒操作者此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)處于回零方式。

3? 數(shù)控機(jī)床工作方式的設(shè)計(jì)與分析

3.1 X信號(hào)輸入地址與G信號(hào)地址的定義

因?yàn)閿?shù)控機(jī)床操作面板上的工作方式有七種（段位0至段位6，二進(jìn)制即000至110）。因此輸入信號(hào)的地址X與G信號(hào)的地址關(guān)系如表2所示，例如當(dāng)波段開(kāi)關(guān)撥到單動(dòng)輸入方式（MDI）時(shí)，X46.7、X46.6、X46.5為011，配合相應(yīng)的梯形圖處理，使得G28.2、G28.1、G28.0為000，即系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)入單動(dòng)輸入方式（MDI）。

3.2 工作方式選擇控制電路設(shè)計(jì)

該數(shù)控機(jī)床所有工作方式的選擇是通過(guò)輸入信號(hào)X46.5至X46.7之間的配合來(lái)完成的，工作方式選擇控制電路如圖1所示，工作方式選擇功能有3個(gè)輸入信號(hào)連接到凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)CN8接口上[3]，分別被定義為X46.5、X46.6、X46.7，圖1中三個(gè)開(kāi)關(guān)的公共端接到A01接口上，這個(gè)接口提供直流24V，例如當(dāng)開(kāi)關(guān)旋到編輯工作方式時(shí)，X46.5閉合，X46.6和X46.7斷開(kāi)，那么此時(shí)X46.5=1，X46.6=X46.7=0，系統(tǒng)切換到編輯工作方式。

3.3 工作方式梯形圖設(shè)計(jì)與分析

工作方式梯形圖如圖2所示，先通過(guò)MOVE（邏輯乘數(shù)據(jù)傳送）指令將G28的后三位清空，然后通過(guò)MOVE（邏輯乘數(shù)據(jù)傳送）指令將X46的高3位（X46.5、X46.6、X46.7）傳送給R850，通過(guò)SFRN（寄存器右移N位）指令[4]將R850里的數(shù)據(jù)右移5位，從高3位移動(dòng)到低3位中去。通過(guò)COD（代碼轉(zhuǎn)換）指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)放置到R853中，最后通過(guò)MOVOR（邏輯或后的數(shù)據(jù)傳送）指令將R853里面的數(shù)據(jù)傳送到G28里，從而達(dá)到X信號(hào)與G信號(hào)進(jìn)行溝通的目的，確定了工作方式。

4? 結(jié)語(yǔ)

實(shí)際應(yīng)用表明波段開(kāi)關(guān)工作模式采用多種功能指令MOVE、SFRN、COD、MOVOR編制相關(guān)梯形圖更簡(jiǎn)潔明了，易于查看，易于移植，檢查維修方便。

參考文獻(xiàn)：

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