FANUC系统用户自定义软操作开关功能的实现

牛志斌 李文斌 武俊光

（①山西机电职业技术学院，山西长治046011;②太原理工大学，山西太原030024;③太原第一机床厂，山西太原 030012）

目前，工业生产中使用的数控机床多采用自制机床面板，该面板需具备某些功能，如DNC加工、调度、手动绝对值、手轮中断等功能;带有液压控制系统的数控车床还需要具备卡盘内卡/外卡、台尾与Z轴连接、中心架体锁紧/松开等功能。这些功能若缺失，有时会给工业生产带来很多不便。针对机床某些特定控制功能的需要，FANUC系统允许用户使用自定义软开关功能，实现机床机械操作面板所不具备的功能。

1 软式操作面板控制功能介绍

当数控机床的机械操作面板不具备某些功能时，用户可以通过设置软操作开关来实现该功能。如表1所示，FANUC系统允许用户设定8个或者16个通用软式开关用于自由目标的控制，如DNC加工等功能，这些通用软式开关的名称可由用户自由命名。通用软式开关的状态通过输出信号（F072和 F074）通知PMC，PMC依据这些输出信号，就可以实现机床某些功能的控制。

表1 通用软式开关输出信号

2 参数设置

使用通用软式开关需要设定相关参数，如表2所示。No．8136#3代表是否使用软式操作面板，No．8136#4代表是否使用软式操作面板通用软式开关，No．7201#1代表通用软式开关的最大个数，No．7220～7399代表所设定的通用软式开关的名称，用户可以根据控制需要自由设定。图1所示为通用软式开关（1）～（8）的功能定义举例，开关（1）代表手动绝对值、开关（3）代表手轮中断、开关（4）代表卡盘内卡/外卡转换、开关（6）代表DNC加工。表3所示为通用软式开关（1）、（3）、（4）、（6）的名称及参数定义，用户可按照表中代码在对应参数中分别设置。图2所示为通用软式开关（1）的参数设置结果，其它开关与此类似。

表2 通用软式开关需要设定的相关参数

表3 通用软式开关（1）、（3）、（4）、（6）的参数定义

3 PMC控制程序的开发

3．1 手动绝对值功能的实现

手动绝对值功能可以将手动操作使刀具移动的位移叠加到自动运行的坐标值上，本例设置通用软式开关（1）实现该功能。当软开关接通时，将手动操作使刀具移动的距离叠加到坐标系上;当软开关关断时，由手动操作使刀具移动的距离不叠加到坐标系上。图3所示为手动绝对值控制梯形图，当在系统软式操作面板中设置软式开关（1）处于“开”状态时，对应PMC信号F0072．0的常开触点闭合，G0006．2接通，系统手动绝对值功能生效。反之，设置软式开关（1）处于“关”状态时，F0072．0的常开触点打开，G0006．2断开，系统手动绝对值功能失效。

3．2 手轮中断功能的实现

在自动运行方式（手动数据输入、存储器运行和DNC运行），以及存储器编辑方式中，通过旋转手摇脉冲发生器，即可重叠于基于自动运行的移动而进行手轮进给。手摇所引起的中断量，使工件坐标系和局部坐标系偏移，虽然机床移动，但是工件坐标系和局部坐标系中的坐标值保持不变。手轮中断主要用以在不改变自动操作方式的情况下，修正加工参数和尺寸。

本例设置软式开关（3）代表手轮中断，对应的PMC信号为F0072．2。图4所示为手轮中断控制梯形图，手轮中断可以通过机床操作面板上的手摇脉冲发生器或分离的手持单元两种方法操作。图中K0010．2为手轮中断X轴有效开关，K0010．3为手轮中断Z轴有效开关，K0001．2为手持单元有效开关，K0001．6为是否使用格林码选择手摇中断轴。设置软式开关（3）处于“开”状态时，手轮中断开关信号（F0072．2）为“1”。①当K0001．2=0，选择机床操作面板上的手摇脉冲发生器操作。由于系统工作在自动运行方式，自动运行中信号（F000．7）为“1”。当操作面板上轴选钮子开关接通时，X/Z轴选信号（X008．5）为“1”，手轮中断X轴有效（K0010．2）为“1”，手轮中断选择X轴信号（G0041．0）为“1”且 G0041．1为“0”，手轮中断X轴有效;反之，轴选钮子开关断开，G0041．0为“0”且G0041．1为“1”，手轮中断Z轴有效。②当K0001．2=1，选择分离的手持单元操作。K0001．6=0，X008．5=1 且 X004．5=0 时，G0041．0=1、G0041．1=0，手轮中断选择X轴;反之，X008．5=0且 X004．5=1时，G0041．0=0、G0041．1=1，手轮中断选择Z轴;K0001．6=1，X008．5=1 且 X004．5=0 时，R008．4=1 且R008．5=0，则 G0041．0=1、G0041．1=0，手轮中断选择X轴;反之，X008．5=1 且 X004．5=1 时，R008．4=0 且 R008．5=1，则 G0041．0=0、G0041．1=1，手轮中断选择Z轴。

3．3 卡盘内卡/外卡功能的实现

液压卡盘的卡紧动作有外卡、内卡之分，卡爪向中心卡紧为外卡;卡爪往外涨卡紧为内卡。用户可以根据实际加工需要使用软式开关更改卡盘的内外卡状态。本例设置软式开关（4）代表卡盘内外卡转换开关，对应PMC信号为 F0072．3。图5所示为卡盘内卡/外卡控制梯形图。当软式开关（4）处于“关”状态时，F0072．3的常闭触点闭合，为避免误操作，要求同时按下“手动（JOG）+排屑器停+系统复位”3个键，对应触点 X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分别闭合，卡盘外卡信号R0858．4接通且自锁;当软式开关（4）处于“开”状态时，F0072．3的常开触点闭合，同时按下“手动（JOG）+排屑器停+系统复位”3个键，对应触点 X0020．3、X0024．3 和 F001．1 分别闭合，卡盘内卡信号R0858．3接通且自锁;用户可根据 R0858．4和R0858.3的状态，实现卡盘的外卡和内卡功能。因篇幅关系，文中不再详述。

3．4 DNC加工功能的实现

DNC加工是指机床工作在RMT运行方式，一边读入NC程序，一边进行加工，即通常所说的在线加工;RMT运行方式下还可以指定程序执行的顺序和各程序的重复次数，即可执行调度运行。程序的读入可以通过RS－232C通讯接口或存储卡接口来实现，系统参数No．0020设为“0或1”为选择RS－232通讯接口，设定为“4”为选择存储卡接口。No．0138#7设为“1”代表从存储卡进行 DNC运行。本例设置软式开关（6）代表DNC加工，对应PMC信号为F0072．5。图6所示为DNC加工控制梯形图。当按下机床面板自动工作方式按键时，AUTO信号（X0020．2）状态为“1”，R0010．2输出有效且自锁，其常开触点闭合;在系统软式操作面板中设置软式开关（6）处于“开”状态时，PMC信号F0072．5的常开触点闭合，在PMC参数画面中设置K0007．7状态为“1”（该信号为是否使用DNC功能），G0043．5输出有效，DNC加工功能有效。反之，设置软式开关（6）处于“关”状态时，F0072．5的常开触点打开，G0043．5输出无效，DNC加工功能失效。

4 结语

FANUC系统软式操作面板功能具体分两种:（1）针对工作方式选择、JOG进给倍率选择等7组系统内部定义功能，可以利用参数（No．7200）来选择是机床操作面板的操作开关控制还是数控系统的软式开关控制，这些软开关的名称由FANUC系统设定。该方法主要用于代替机床操作面板在数控设备中实现基本控制功能。（2）针对数控机床的某些特定控制需要，用户可以设置通用软式开关用于自由目标的控制，该方法可以弥补现有数控机床某些特定控制功能的缺少，既满足了生产需要，也避免了重新设计、改造机床面板的弊端。由此，充分利用FANUC系统软式操作面板、软式开关，用户可以进一步开发数控机床的控制功能。

［1］刘永久．数控机床故障诊断与维修技术（FANUC系统）［M］．2版．北京:机械工业出版社，2010．

［2］BEIJING－FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3梯形图语言编程说明书 B－61863C［Z］．2001．

［3］BEIJING－FANUC PMC SA1/SB7梯形图语言补充编程说明书B－61863C－2/01［Z］．2001．

［4］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 车床系统/加工中心系统通用用户手册［Z］．2009．

［5］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 连接说明书（功能篇）［Z］．2009．

［6］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 参数说明书［Z］．2009．

［7］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D 维修说明书［Z］．2009．

［8］FANUC Series 0i－MODEL D FANUC Series 0i Mate－MODEL D CONNECTION MANUAL（HARDWARE）［Z］．2009．

［9］BEIJING－FANUD 0iD/0i－Mate D 简明联机调试资料［Z］．2009．