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1、 1 如何看梯形图如何看梯形图 王玉琪 1. 了解了解 G、F、X、Y 信号的意义信号的意义 G：PMC 输出至输出至 CNC 的信号（的信号（CNC 输入）输入） 是 FANUC 公司设计 CNC 时根据机床操作的要求及 CNC 系统本身应具备的功能而设计好的、 使 CNC 执行工作的指令。 这些信号中有些是启动 CNC 某个动作的子程序。 这些子程序是 CNC 控制软件的一部分： 根据机床 的实际动作设计好的机床的强电控制功能机床的强电控制功能。如：急停信号*ESP（G8.4） ；自动加工程序启动信号 ST (G7.2)；CNC 停止主轴电机的信号*SSTP（G29.6） 。工作方式选择信
2、号 MD1/MD2/MD4（G43.02） 、 DNCI（G043#5） 、ZRN（G043#7）等等。例如，用方式选择信号确定的工作方式见下表： 另外一些信号是 PMC 通知 CNC，使 CNC 改变或执行某一种运行。如：FIN（G4.3）-是 PMC 通 信号状态信号状态 方式方式 MD4 MD2 MD1 DNC1 ZRN 1 编辑(EDIT) 0 1 1 0 0 2 存储器运行(MEM) 0 0 1 0 0 3 手动数据输入(MDI) 0 0 0 0 0 4 手轮/增量进给 (HANDLE/INC) 1 0 0 0 0 5 手动连续进给(JOG) 1 0 1 0 0 6 手轮示教（TEA
3、CH IN HANDLE）(THND) 1 1 1 0 0 7 手动连续示教（TEACH IN JOG） (TJOG) 1 1 0 0 0 8 DNC运行(RMT) 0 0 1 1 0 9 手动返回参考点 (REF) 1 0 1 0 1 数 控 系 统 机床 接收 驱动 负 载 电 源 公共端 DI/DO G F X Y *ESP,*DECx等 保持型继电器 Counter (C) Timer (T) Keep relay (K) 中 间 继 电 2 知 CNC 辅助功能 M 或换刀功能 T 已经结束执行。CNC 接受到该信号后即可启动下个加工程序段 的执行。下表为 CNC 运行时常用的部分
4、G 信号。 地址地址 信号名称信号名称 符号符号 T 系列系列 M 系列系列 G007#2 循环启动信号 ST G007#5 位置跟踪信号 *FLWU G007#7 行程到限解除信号 RLSOT- G008#0 互锁信号 *IT G008#4 急停信号 *ESP G008#5 进给暂停信号 *SP G008#6 复位和倒回信号 RRW G008#7 外部复位信号 ERS G009#04 工件号检索信号 PN1，PN2，PN4， PN8，PN16 G010，G011 手动移动速度倍率信号*JV0*JV15 G012 进给速度倍率信号 *FV0*FV7 G014#0，#1 快速进给速度倍率信号RV
5、1，RV2 G018#0#3 HS1AHS1D G018#4#7 HS2AHS2D G019#0#3 手轮进给轴选择信号 HS3AHS3D G019#4，#5 手轮进给量选择信号（增量进给信 号） MP1，MP2 G019#7 手动快速进给选择信号RT G027#0 SWS1 G027#1 SWS2 G027#2 主轴选择信号 SWS3 G027#3 *SSTP1 G027#4 *SSTP2 G027#5 各主轴停止信号 *SSTP3 G027#7 Cs 轮廓控制切换信号CON G028#1，#2 齿轮选择信号（输入）GR1，GR2 G028#4 主轴松开完成信号 *SUCPF - G028#
6、5 主轴夹紧完成信号 *SCPF - G028#7 第 2 位置编码器选择信号PC2SLC - G029#0 齿轮档选择信号（输入）GR21 G029#6 主轴停信号 *SSTP F：CNC 输出至输出至 PMC 的信号的信号 其中的一些信号是反映 CNC 运行状态的标志，表明 CNC 正处于某一状态。如，AL（F1.0） ： 表示 CNC 处于报警状态。MV（F102） ：进给轴移动中。 另一些信号是 CNC 响应 X（经过 G 信号）后，执行某一运行的结果，用以通知 PMC。PMC 收到 这些 F 信号，视其具体情况，再做适当处理。 3 还有一些信号是加工程序指令的译码输出。如：M 代码（
7、F10F13） ；T 代码（F26F29） 。CNC 将 这些信号输出给 PMC 进行处理。下表列出了部分常用的 F 信号。 X：由机床输入至：由机床输入至 PMC 的信号的信号 是操作员由机床操作面板上输入的按钮、按键、开关信号。可以理解为是由操作者发出的使 CNC（机床）执行某一工作的命令，是上述 G 信号的指令。在梯形图中 X 总是 G 的控制源。X 信 号的地址由机床厂的电气设计人员随意定义，但是有些 X 信号的地址已经由 CNC 固定，见下表。 这些信号都是需要 CNC 紧急处理并执行的事件或动作。 地址地址 信号名称信号名称 符号符号 T 系列系列 M 系列系列 F000#0 倒带
8、信号 RWD F000#4 进给暂停报警信号 SPL F000#5 循环启动报警信号 STL F000#6 伺服准备就绪信号 SA F000#7 自动运行信号 P F001#0 报警信号 AL F001#1 复位信号 RST F001#2 电池报警信号 BAL F001#3 分配结束信号 DEN F001#4 主轴使能信号 ENB F001#5 攻丝信号 TAP F001#7 CNC 工作信号 MA F002#0 英制输入信号 INCH F002#1 快速进给信号 RPD F002#2 恒表面切削速度信号 CSS F002#3 螺纹切削信号 THRD F002#4 程序启动信号 SRNMV F
9、002#6 切削进给信号 CUT F002#7 空运行检测信号 MDRN F009#4 DM30 F009#5 DM02 F009#6 DM01 F009#7 M 译码信号 DM00 F010F013 辅助功能代码信号 M00M31 F026F029 刀具功能代码信号 T00T31 4 地址地址 信号名称信号名称 符号符号 T 系列系列 M 系列系列 X004#0 XAE X004#1 YAE- X004#1 ZAE - X004#2 测量位置到达信号 ZAE- X004#2,#4 各轴手动进给互锁信号+MIT1,+MIT2 - X004#2,#4 刀具偏移量写入信号+MIT1,+MIT2 -
10、 X004#2#6, #0,#1 跳转信号 SKIP2SKIP6 ，SKIP7，SKIP8 X004#3,#5 各轴手动进给互锁信号-MIT1,-MIT2 - X004#3,#5 刀具偏移量写入信号-MIT1,-MIT2 - X004#6 跳转信号(PMC 轴控制)ESKIP X004#7 跳转信号 SKIP X004#7 扭矩过载信号 SKIP- X008#4 急停信号 *ESP X009 参考点返回减速信号*DEC1*DEC4 Y：由：由 PMC 输出至机床的使机床强电动作的信号输出至机床的使机床强电动作的信号 如：主轴的正、反向；润滑、冷却的开/关都是用 Y 信号实现控制。PMC 梯形图
11、程序根据 CNC 的输出处理后输出这些信号使机床动作。Y 信号的地址由机床厂的电气设计人员自由规定。一般， 当机床出现故障后，应首先检查与该故障有关系的 Y 信号的状态。 手动操作是操作者经机床操作板上的按钮、按键、开关等元/器件命令 CNC，使其执行相应的工作， 如上所述，是经 X 信号指令的。而自动工作时，是由加工程序指令 CNC 的。如某一段加工程序： N10 G01 X100. Y-25. F300 Mxx； 段中的 G01 X100. Y-25. F300 是使伺服进给轴的移动指令，由 CNC 执行插补运动。Mxx 是辅助功 能，由 CNC 译码后以 F 信号（代码）形式（F010F
12、013）送给 PMC，PMC 程序考虑了互锁或其它 条件后将其变为 Y 信号送到机床的强电柜执行，使某一电气元件动作。 2. 了解了解 PMC 的功能指令的功能指令 编制机床的 PMC（PLC）控制逻辑，首先必须要弄清所控制的（要实现的）机床动作，对该 动作必须析解为顺序执行的微细动作，即，将实现该动作的一步步的子步骤（细微动作）按先后次 序列出顺序表，必要步骤还要估计出其执行时间，还要考虑各动作之间的相互关系，动作之间的互 锁和解锁条件，另外要了解实现各细微动作执行 PMC 指令的电器元件。PMC 逻辑就是用 PMC 指 令（语言）将这些细微动作的执行按顺序表示出来。 对于 PLC 顺序逻辑
13、程序，不同的系统制造厂提供了不同的格式，常用的有：语句表和梯形图。 FANUC 的 PMC 逻辑程序用梯形图格式，特点是直观，类似于机床的继电器逻辑图，所以非常易 于理解。而且，PMC 语言用了许多专用指令，称为功能指令。这样，逻辑图编得相当简洁。 FANUC PMC 的功能指令约有 50 余条，但实际常用的也就是 20 条左右，如：定时器，计数器， 回转，译码器等指令。下面的两张图为功能指令格式和功能指令集（部分） 。了解了这些指令的意 义是看懂梯形图的关键。 5 PMC 功能指令格式功能指令格式 6 PMC 功能指令集（部分）功能指令集（部分） 7 梯形图梯形图 下图是实际的梯形图程序实例
14、（部分） 。图右侧可加注释；左侧有网格号（Nxxxx） ，以便于查 找。 实际的梯形图程序实际的梯形图程序 8 3. 了解梯形图的编制格式，执行顺序与时序了解梯形图的编制格式，执行顺序与时序 梯形图的的格式如上图。 PMC 的执行时序的执行时序 CNC 与与 PMC 程序的执行时序程序的执行时序 CNC 开机后，CNC 与 PMC 同时运行。上图为两者执行的时序图。一个工作周期为 8ms，其中 前 1.25ms 为执行 PMC 梯形图程序。首先执行全部的第一级程序，1.25ms 内剩下的时间内执行第 2 级程序的一部分(这叫做 PMC 程序的分割)。 第一级程序为要求 PMC 紧急处理的事件，
15、 比如： 急停、 撞到限位开关等。执行完 PMC 程序后的 8ms 的剩余时间，为 CNC 的处理时间。在随后的各周期 内，每个周期的开始均执行一次 PMC 的一级程序，因此在宏观上，紧急事件似乎是立即反应的。 执行完一级程序后，再执行 PMC 第 2 级程序中剩余的分割，直至全部 PMC 程序执行完毕。然后 又重新执行 PMC 程序，周而复始。由此可见，一级程序应该越短越好，整个程序的总步数应该越 少越好。 CNC 程序的执行和 PMC 程序的执行两者之间的关系是： 若是 PMC 接收到机床操作者的 X 信号要求 CNC 实现某一操作，例如启动自动加工程序，在 梯形图中就把该 X 信号送到 G7.2，CNC 收到该指令 G7.2 后，知道是执行自动循环启动子程序， 即立即执行。执行过程中输出 F0.5，通知 PMC，CNC 正处于运行加工程序状态。 如果 CNC 在执行加工程序时，发现程序段中有 M 等指令，即将该指令译码后以 F 信号地址送 往 PMC，例如：M 代码，送到 F10F13。PMC 处理（译码，顺序和互锁）后，经某一 Y 地址送到 强电柜，由执行元件（继电器等）执行所须的控制动作。若 M 指令所在的零件加工程序的程序段 中有进给轴运动指令，被控轴
