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1、FANUC数控系统用户宏程序与量仪的配合应用【摘要】介绍FANUC 0I-A系统用户宏程序与测量仪在双端面磨床电气控制系统中的应用及数 控程序设计。关键词控制程序用户程序I/O 口输入、输出信号测量仪目前，国内设计的数控磨床的位置控制系统，由于砂轮的脱粒和工件测量环境比较恶劣，测量 仪表较难应用，大多采用半闭环控制方式。这种方式对往复磨削影响不是很大，但对于贯穿式、 一次磨削、连续生产的双端面磨床，进行批量生产的加工尺寸控制，要靠手工测量后，再进行尺 寸补偿，难以提高工效，而使用测量仪进行自动测量，将数据反馈回数控系统，进行自动补偿， 实现全闭环控制，就能大大提高工作效率，与工作质量。一台机床
2、的控制需要检测许多的工作点，如各种位置行程开关，液压油位、油压，气压，温度， 机床各运动动作的联锁信号等等，控制电机的运转，油、气缸臂的伸缩，从而控制机床完成确定 的动作，加工出所要求的工件。数控系统对这些外部输入信号的读入，分析判别及输出信号控制 机床动作是分时进行的。因此如何有效读入信号，特别是对一些高速，窄脉冲信号的捕捉，不同 的程序设计会出现不同的问题，需要综合考虑。一.测量仪、数控系统1. 意大利MARPOSS公司生产的E3测量仪，具有二路测量回路输入信号，打印输出，BCD 码测量信号输出，I/O开关量信号输出，指示灯信号输出等。我们在双端面磨床上选择的是：一 路测量回路输入，I/O
3、开关量信号输入、输出控制信号。2. FANUC 0I-A数控系统，可控制4根CNC轴，2根PMC轴，为目前流行的结构紧凑型系 统，可以安装SA1或SA3控制软件，SA1每步运行时间5微秒，SA3每步运行时间为0.15 微秒，其PMC控制程序分二级执行，第一级程序执行时间为每8毫秒一次，第二级程序是自动 分段执行，第一级程序如较长，运行一遍第二级程序的时间就会很长，因此第一级程序应尽可能 短，以防第二级程序中信号读取丢失。一般将紧急停止，安全防护，高速，窄脉冲信号编在第一 级程序。图一.顺序程序的构成图二.程序的执行顺序3.数控系统用户宏程序用户宏程序功能允许使用变量、算术运算、逻辑操作以及条件
4、分支，具有比子程序更方便、灵 活的功能。系统设有系统变量，可由用户宏程序读取，用作用户宏程序和PMC之间的接口信号。有16点输 入信号，48点输出信号，表示如下：值号个数I变量U10001 A# 10(X)UI(M!1#1001UI0021# 1 ()02IJ1003 1# 1003.UK) 14.1e #1014UI0151#101530007101516#1032IS r l变散也 U 1032+ x： uM号不成斐对虚值CCOOO UCDOO VOOOO CCXHMlUXKM) uoooo111InI(wi loo ftl loo ni IOO KI JOO fr ft y looftl
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6、 U01X)|【侦口9 L u61# 1以 UDj?h I i心ih I uoi二.数控系统与测量仪的硬件接口FANUC-0I系统的内置I/O接口的输入口为输入电流、高电平有效。输出口为输出电流、高 电平有效；我们选用的E3测量仪的I/O开关量输入、输出信号均为集电极开路，拉电流型，因此其输出信号不 能直接接到数控系统信号输入端，须设置电平上拉电路，其上拉电阻的选择需同时考虑，量仪输出端和系统输入口 的输入电流，以能正确分辨高、低电平信号。三.软件设计1. 测量仪的工作状态设为自动方式，设置测头的二测指的一个差值作为触发测量有效的信号，取测量信号的偏差量大小输出信号-NG、-OK、OK、+OK
7、、+NG开关量信号，作为数控系统的输入信号，以供程序判别，进行不同数值的自动补偿。测量编程公式 M1 = K1T1 + K2T2 + K3T3 + K4T4-KD1TS-KM1TSM2 = K5T1 + K6T2 + K7T3 + K8T4-KD2TS-KM2TS差值公式M3 = M1-M2测量仪调零、自动测量时序图：电源开复位:复位或下循环启动信号静态测量（自动调零）动态测量（测量循环）2. 由于测量输出信号的有效时间是根据送料盘的旋转速度决定的，一般在毫秒级，因此需作为高 速信号编入第一级程序，设定为数控系统的宏变量触发信号，用户程序可以读取这些信号，从而分析处理控 制机床作相应运行。测量
8、信号有效时间 T=KS/VT：有效时间K：有效时间系数S：测量工件有效长度V：送料盘测量半径上线速度3. 控制递图与控制程序：G54.1HIO测量有效#1001G543HIO+NG#1003G54.4HIOOK的 004G54.5HIOOK#1005G54.6HIO9K#1006G54.7TIO”NG#1007：0101绝对位置磨削程序N10 M20N26 M25N30 #120 = #505N40 IF#120 LE 0GOTO 370AUTO/MAN自动气隙循环测量开启加工零件数#505#120如#120 = 0 贝IJ转 N370150150150送料盘偏转#500粗进给总量#510 =
9、 0贝U转N150粗磨每次进给量#511 = 0则转N150粗磨每次进刀送料盘摆动次数#514 = 0则转N150 置粗磨参数N50 G90 G01 X#610 Y#611 F#520 上，下磨头到磨削位置N60 G91 G01 Z#500 F#526N70 IF #510 LE 0 GOTON80 IF #511 LE 0 GOTON90 IF #514 LE 0 GOTON100 #101 = #510N110 #102 = #511N120 #104=2*#500N130 #501 = #514N140 M98 P1100N150 IF #512 LE 0 GOTO 220N160 IF
10、 #513 LE 0 GOTO 220N170 IF #515 LE 0 GOTO 220N180 #101 = #510N190 #102 = #511N195 #104=2*#500N200 #501 = #515N210 M98 P1100N220 #100 = #516N230 IF #100 LE 0 GOTO 280N240 G91 G01 Z-#104 F#526N250 G91 G01 Z#104 F#526N260 #100 = #100-1N270 GOTO 230N280 #130 = 60.0-#500N290 G91 G01 Z#130 F#525N300 G90 G
11、01 X#610 F#520N310 G91 G01 X1.0 F#520N320 G91 G01 X-1.0 F#520N330 G91 G01 Z60.0 F#525N340 M98 P1101N350 #120 = #120-1N360 GOTO 40N370 M02:1101绝对位置测量补偿子程序调绝对位置磨削进给子程序置精磨参数光磨次数#516#100送料盘将工件移出磨削位置上磨头退回到磨削起点落料并测量调绝对位置测量补偿子程序工件数减一N10 IF#1003 EQ 0 GOTO 40#1003 = 0 贝U转 N40N20 #510 = #510+#509 (厚)+ NG 在粗磨总
12、量(#510)中加大补偿值(#509)N30 GOTO 130N40 IF#1004 EQ 0 GOTO 70#1004 = 0 则转 N70N50 #510 = #510+#508+OK在粗磨总量(#510)中加小补偿值(#508)N60 GOTO 130N70 IF #1005 EQ 1 GOTO 130#1005 = 0 OK 转 N130N80 IF #1006 EQ 0 GOTO 130#1006 = 0 转 N130N90 #510 = #510-#508-OK在粗磨总量(#510)中减小补偿值(#508)N100 GOTO 130N110 IF #1007 EQ 0 GOTO 1
13、30 (薄)-NG 在粗磨总量(#510)中减大补偿值(#509)N120 #510=#510-#509N130 M99程序中编置的宏参数意义如下：#500磨削来回摆动角度#501来回次数暂存单元#502上、下磨头补偿量暂存单元#503对刀后退刀量（首次进刀量）#505 一次修正磨削量#506磨削总进给量#508上、下磨头每次OK补偿量#509上、下磨头每次NG补偿量#510粗磨总量#511粗磨每次进刀量#512精磨总量#513精磨每次进刀量#514粗磨送料盘来回次数#515精磨送料盘来回次数#516光磨次数#520上、下磨头进给速度#521上、下磨头补偿进给速度#525送料盘转动速度#526送料盘磨削转动速度#550上磨头修正时回退量#551下磨头修正时回退量#552修正盘转动计数暂存单元#555 粗修进给总量#556 粗修每次量#557粗修转动次数#560 精修进给总量#561 精修每次量#562 精修次数#565 光修次数#600 X轴修整位置机床坐标值#601 Y轴修整位置机床坐标值#602 X轴磨削位置机床坐标值#603 Y轴磨削位置机床坐标值参考文献1、FANUC OI-A数控系统连接手册。2、MARPOSS E3|J安装使用手册。
