高效的PMC程序范例

根据以上电动刀架的控制要求，其PMC程序设计一般可分为刀号出错检查、刀号一致判别、刀架回转控制、完成应答4部分，典型程序如下。

1.刀号出错检查

刀号出错检查程序用于CNC加工程序中的编程刀号（T代码）检查，如加工程序中的T代码超出了刀架实际允许的刀号范围，PMC程序应直接结束T代码的执行，并发出相应的操作出错报警。刀号出错检查程序如图5-5所示。

由于FS-0iD等CNC的T代码输出为32位二进制编码信号T01～T31（F026～F029），因此，刀号出错检查程序使用了4字节二进制比较指令COMPB（SUB32）；比较指令在CNC的T代码选通信号TF输出为“1”时执行。

程序中的第1条比较指令用于刀号为0检查，如CNC加工程序中的T代码为T00，则F026～F029的二进制输出值为“0”，执行指令后，PMC的特殊内部继电器R9000.0的状态将为“1”，故R500.0=1并保持。

程序中的第2条比较指令用于刀号大于4检查，对于4刀位的电动刀架，如CNC加工程序中所编制的T代码大于T04，则F026～F029的二进制输出值大于0004，执行指令后，PMC的特殊内部继电器R9000.1的状态将为“1”，故R500.1=1并保持。

R500.0或R500.1一旦为“1”，一方面可通过相关的PMC报警处理程序，产生机床报警或操作者出错信息，停止机床的运行；另一方面，可通过后述的T代码应答程序，直接输出辅助功能执行完成信号FIN（G004.3）、结束T指令的执行过程。

图5-5 刀号出错检查程序

2.刀号一致判别

刀号一致判别程序用于CNC加工程序中的编程刀号和刀架实际刀号的一致检查，如两者相同，可直接结束换刀；否则，应产生换刀启动信号，使刀架回转换刀。刀号一致判别程序如图5-6所示。

当CNC加工程序中的T代码编程正确（0＜T≤4）时，在CNC的TF信号有效期间，程序中的R500.2将保持状态“1”，图中的PMC程序将进行以下处理。

1）T译码。为了进行编程刀号和实际刀号的比较，应保证实际刀位检测信号的格式和CNC的T代码一致。电动刀架的刀位检测通常是通过4个霍尔元件，直接检测刀位，即刀位T01的检测信号（X4.3～X4.0）输入状态为0001（X4.0=1）、T02的输入状态为0010（X4.1=1）、T03的输入状态为0100（X4.2=1）、T04的输入状态为1000（X4.3=1）；而CNC的T代码输出F026为32位二进制编码信号，执行T01指令时的T代码输出（F026的低字节）为0001、T02的输出为0010、T03的输出为0011、T04的输出为0100。因此，需要通过PMC程序的设计，保证两者格式的一致。

代码变换的方法有多种，作为简捷的方法之一，可直接利用PMC的二进制译码功能指令DECB（SUB25），将来自CNC的32位T代码信号F026～F029，一次性转换成与刀位检测信号格式相同的信号。DECB为4字节二进制译码指令，程序中定义了指令的输入数据为来自CNC的32位T代码F026～F029、基准数据为0001、结果寄存器为R508；因此，执行该指令可将F026～F029的二进制代码输入T0001～T0008，依次转换为结果寄存器R508.0～R508.7上的二进制位状态，如T0001对应R508.0=1、T0002对应R508.1=1等。对于实际有效的编程T代码T01～T04，执行DECB指令后，可在R508.0～R508.3上得到与T01～T04对应的信号，而R508.4～R508.7则始终为0，因此，R508上将得到和实际刀位检测信号格式一致的指令刀号，达到了T代码格式转换的目的。

图5-6 刀号一致判别程序

2）实际刀号读取。程序中的MOVE（SUB8）指令用于实际刀号输入的读取。执行MOVE指令，可将含有刀位检测信号的输入字节X4的状态和“00001111”进行“位与”运算，以便在内部继电器R510.0～R510.3上得到刀位检测输入X4.0～X4.3的状态，而R510.4～R510.7则始终为0。(www.xing528.com)

3）刀号一致判别。程序中的二进制比较指令COMPB（SUB32）用于刀号一致判别。当刀号一致时，CNC的T代码译码结果R508和实际刀位检测输入R510的状态相同，执行指令后，PMC的特殊内部继电器R9000.0将为“1”、R501.0为“1”。如CNC输出TF信号时，实际刀号和编程刀号已相同（R501.0=1），则可产生结束换刀信号R500.3，此时，可通过后述的完成应答程序，直接输出辅助功能执行完成信号FIN（G004.3）、结束T指令；如实际刀号和编程刀号不一致（R501.0=0），则可产生启动换刀信号R501.3，启动刀架正转。

由于在整个换刀过程中，R500.2（TF）信号保持为“1”，因此，刀号一致判别指令COMPB始终有效，但实际刀位检测输入信号X4.0～X4.3的检测区间较窄；因此，电动刀架在正转到停止、反转锁紧的过程中，R501.0的状态通常存在“1”→“0”→“1”的变化。为了避免由此引起的换刀动作异常，引起换刀动作的提前结束或刀架二次启动，信号R500.3和R501.3需要使用R500.2（TF）的上升沿脉冲R501.1生成。

3.回转控制和完成应答

电动刀架的换刀控制可根据图5-4的要求，利用刀架电动机的正反转直接实现；换刀结束后，PMC应输出FIN（G004.3）信号，结束CNC加工程序中的T代码执行。实现这一动作的PMC程序如图5-7所示。

图5-7 换刀控制和结束应答程序

刀架回转可通过前述的刀架启动信号R501.3启动，如坐标轴运动结束、DEN（F001.3）=1，且其他条件满足（R500.4=1），则R501.3将使得刀架电动机正转输出Y0.0为“1”，刀架将抬起、回转。

由于在整个换刀过程中，图5-6程序中的刀号一致判别指令始终有效，因此，一旦刀架转到加工程序T代码所指定的刀位，信号R501.0将为“1”，程序中的到位信号R501.4将为“1”并保持。R501.4=1后，将撤销图5-6程序中的启动换刀信号R501.3、刀架正转输出Y0.0，停止刀架正转。

信号R501.4经过定时器T1的延时后，将输出反转信号R501.5，使刀架电动机反转输出Y0.1为“1”并保持，刀架执行反转锁紧动作。与此同时，Y0.1=1将启动定时器T2，开始反转锁紧延时，并复位正转到位信号R501.4和反转起动信号R501.5。

刀架电动机的反转锁紧时间利用定时器T2的延时进行控制，延时到达后，R501.6将为“1”，PMC可通过R501.7输出T代码执行完成信号FIN（G004.3），结束CNC的T代码执行过程。CNC接收到PMC的FIN信号后，可自动撤销TF信号，使图5-6程序中的R500.2状态变为“0”，因此，刀架电动机的反转输出Y0.1也将被撤销，并使R501.6、R501.7、G004.3（FIN）成为“0”，结束换刀动作。

PMC程序中的T代码执行完成应答信号R501.7，可在以下3种情况下输出。

1）CNC加工程序中的编程刀号出错、R500.0或R500.1为“1”时，PMC将直接输出FIN（G004.3）信号，结束T代码执行过程。CNC接收到PMC的FIN信号后，可自动撤销TF信号，使R501.7、G004.3（FIN）重新成为“0”，而机床则可通过报警处理程序，进入报警状态。

2）换刀开始时实际刀位和CNC程序中的T代码指令刀号一致。此时，图5-6程序中的R500.3为“1”，同样可以直接输出FIN（G004.3）信号，结束T代码执行过程。CNC接收到PMC的FIN信号后，可自动撤销TF信号，使R500.2、R500.3为“0”，R501.7、G004.3（FIN）信号复位，换刀直接结束。

3）正常换刀过程结束。正常的换刀过程结束时，可利用前述的反转锁紧的延时到达信号R501.6进行应答。

因FS-0iD等CNC的普通M、T、S、B辅助功能执行完成应答，使用的是共同的完成信号FIN（G004.3），因此，其FIN信号需要同时考虑辅助功能M、S、B的应答要求。