“中斷宏程序插入”功能在數(shù)控機(jī)床加快生產(chǎn)節(jié)拍上的應(yīng)用

黃 風(fēng)

（武漢三菱工控技術(shù)服務(wù)中心，湖北武漢 430070）

為了加快生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)廠家要求其使用的數(shù)控專用機(jī)床在正常的全自動加工程序下，還要通過外部操作隨時驅(qū)動某一軸的運(yùn)動。在基于三菱M70數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，筆者為其開發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)中的“中斷宏插入”功能，“手動自動同時有效功能”，“手動定位功能”，將3種功能結(jié)合使用，滿足了客戶的要求。

1 專用數(shù)控機(jī)床的工作要求

某客戶的數(shù)控專用機(jī)床，采用三菱M70數(shù)控系統(tǒng)，有3運(yùn)動軸，其中第2軸做上料架軸。該機(jī)床的全自動工作程序如下:

N10 M20——上料架前進(jìn)上料;

N20（正常加工循環(huán)+上料架退回原位裝料）;

N30 M80——上料架前進(jìn)卸料+上料。（這一工步的動作包括上料架前進(jìn)卸下已經(jīng)加工完畢的工件并執(zhí)行第2工件上料）。

在全自動的加工循環(huán)中，最后一步的“上料架前進(jìn)卸料+上料”動作是必須等待工件加工完畢后才執(zhí)行，而觀察實(shí)際生產(chǎn)過程，“上料架前進(jìn)”的動作可以提前執(zhí)行。生產(chǎn)方要求，只要工人裝料完畢，就使上料架前進(jìn)到“上料工位”，待上一工件加工結(jié)束后，直接卸下，換上“待加工工件”，這樣就節(jié)省了“上料架前進(jìn)”的這一段時間，加快了生產(chǎn)節(jié)拍。

2 M70數(shù)控系統(tǒng)的“功能開發(fā)”

對于M70數(shù)控系統(tǒng)而言，這一要求的實(shí)質(zhì)是:在自動加工過程中，只要接到某一外部操作信號，就啟動某一軸運(yùn)動，而且，正常的加工過程不受影響，照常運(yùn)行。而在通常的加工程序中，各軸的運(yùn)行是按照預(yù)先編制“加工程序”的指令運(yùn)行的。不受外部信號的影響。

如何才能滿足客戶的要求呢?

2．1 啟用 M70CNC的“中斷”功能

M70CNC中的“中斷功能”是指在正常加工程序執(zhí)行過程中，一旦接到外部中斷信號，就停止執(zhí)行當(dāng)前正常程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行預(yù)先編制的“中斷程序”，在“中斷程序”執(zhí)行完畢后又返回執(zhí)行“主程序”。

如果將中斷功能設(shè)置成為在主加工程序的“當(dāng)前程序段”執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行中斷程序，這樣可以不影響主加工程序的連續(xù)性。

P9200是一種常規(guī)的中斷程序:

中斷程序P9200

N10 G90 G1 Y1000 F300——Y軸前進(jìn)到上料工位。

N20 M99

這一中斷宏程序顯然不能滿足客戶要求，因?yàn)檎Ｖ鞒绦虮煌Ｖ罐D(zhuǎn)而執(zhí)行上料軸的動作，實(shí)際加工時間沒有減少反而影響了正常的加工過程。實(shí)用的“中斷程序”必須沒有時間上的占用，即該中斷程序只發(fā)出“啟動上料軸前進(jìn)”的指令，不等該軸運(yùn)動到位（運(yùn)動到位由別的方式檢測），就結(jié)束中斷程序，返回主程序。

2．2 啟用手動－自動同時有效功能

“手動自動同時有效功能”——這一功能是指在自動模式下，使某一軸的手動功能也有效，手動功能包括“JOG點(diǎn)動模式”、“手輪模式”和“手動定位模式”。為滿足客戶的要求，可以使用“手動定位模式”。

在“手動定位模式”下，可以預(yù)先設(shè)定“定位位置”，只要發(fā)出啟動信號，就可以直接運(yùn)動到該位置。

這樣，“中斷程序”可以編制如下:

P9300——中斷程序

N10 M40——進(jìn)入“手動自動同時有效”模式;

N20 M42——設(shè)置手動定位模式的運(yùn)行位置，坐標(biāo)系，速度，插補(bǔ)方式，加減速時間;

N30 M43——發(fā)出“啟動”指令;

N40 M99——中斷程序結(jié)束，返回主程序。

P9300這一中斷程序能夠滿足客戶要求，該中斷程序全部使用M指令，對M指令的處理全部在PLC程序后臺處理完成，不占用執(zhí)行加工程序的時間，從表面上看，主加工程序一直沒有停頓執(zhí)行。

相關(guān)的PLC程序編制如圖1所示。

3 M70 CNC中使用“手動定位模式”的關(guān)鍵

使用“手動定位模式”要在PLC程序內(nèi)做大量的設(shè)置，PLC程序的編制相對繁復(fù)。

在三菱M70CNC數(shù)控系統(tǒng)中，與“手動定位模式”有關(guān)的接口如下:

（1）手動定位模式——YC03（PTP）

當(dāng)YC03=ON時，系統(tǒng)進(jìn)入“手動定位模式”。“手動定位模式”可以在“自動－手動同時有效”狀態(tài)中使用;“手動定位模式”與其他的“手動”模式不同，由于它具有“定位”的功能，所以與定位有關(guān)的因素都必須進(jìn)行設(shè)定。

（2）運(yùn)動軸的選擇

在實(shí)際操作中首先必須選定需要進(jìn)行手動定位的軸，這需要在PLC程序中處理。M70系統(tǒng)提供了3個“手動定位”操作站，就象大型設(shè)備有3個手輪一樣。所以必須選擇“手動定位”操作站。再選定運(yùn)動軸。運(yùn)動軸的選擇信號如下:

YCA0～YCA7——第1站相關(guān)信號（軸選擇）;

YCA8～YCAF——第2站相關(guān)信號（軸選擇）;

YCB0～YCB7——第3站相關(guān)信號（軸選擇）。

（3）定位距離的設(shè)定;

下列3個文件寄存器用于設(shè)置各軸的運(yùn)行位置:

R2544——第1站移動距離;

R2548——第2站移動距離;

R2552——第3站移動距離。

在PLC程序中必須向以上的R寄存器里寫進(jìn)需要運(yùn)行的距離。如圖1。

（4）高速加減速模式——YCB8

當(dāng)需要高速加減速時，YCB8=ON。但使用高速加減速模式時機(jī)床常常會引起伺服系統(tǒng)報(bào)警。故一般YCB8=OFF;在程序中可以不編制。本例中設(shè)置YCB8=OFF。

（5）軸獨(dú)立運(yùn)行——YCB9

當(dāng)兩個以上的軸同時定位時，需選擇是聯(lián)動還是獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)YCB9=ON時，各軸獨(dú)立運(yùn)行;當(dāng)YCB9=OFF時，各軸聯(lián)動運(yùn)行。本例中設(shè)置YCB9=ON。

（6）運(yùn)行速度的確定——YCBA

當(dāng)YCBA=OFF時，運(yùn)行速度為手動運(yùn)行速度，即與JOG點(diǎn)動運(yùn)行相同的速度;當(dāng)YCBA=ON時，運(yùn)行速度為自動運(yùn)行速度（F），即在自動模式下用F指令指定的速度。本例中設(shè)置YCBA=OFF。但本運(yùn)行速度是否有效要取決于“YCBB（CXS4）”。

（7）快進(jìn)速度選擇——YCBB（CXS4）

當(dāng)YCBB=OFF時，運(yùn)行速度為快進(jìn)速度，并且快進(jìn)倍率有效。即相當(dāng)于G0的速度。定位動作一般是采用快進(jìn)方式的;當(dāng)YCBB=ON時，運(yùn)行速度由YCBA確定。本例中設(shè)置YCBB=OFF。

（8）坐標(biāo)系選擇——YCBC（CXS5）

既然是定位，就必然需要確定坐標(biāo)系。YCBC就是用于確定所采用的坐標(biāo)系。當(dāng)YCBC=OFF時，采用機(jī)械坐標(biāo)系;移動量以機(jī)械坐標(biāo)系為準(zhǔn);當(dāng)YCBC=ON時，采用工件坐標(biāo)系;移動量以工件坐標(biāo)系為準(zhǔn)。本例中設(shè)置YCBC=OFF。

（9）絕對值/增量值的選擇——YCBD

當(dāng)YCBD=OFF時，選擇絕對值，這時YCBC所確定的坐標(biāo)系有效;當(dāng)YCBD=ON時，選擇增量值，這時移動量與坐標(biāo)系無關(guān)，而只與當(dāng)前位置有關(guān)。本例中設(shè)置YCBC=OFF。

（10）啟動/停止——YCBF/YCBE

當(dāng)以上所有的限制條件都設(shè)定完畢后，還有2個最重要的信號:“啟動”和“停止”。

YCBE是一個B接點(diǎn)信號。當(dāng)YCBE=OFF時，軸移動停止。而且當(dāng)YCBE從OFF變成ON時，軸又重新開始移動。這與“自動暫停”的功能不同，需要特別注意。如果不需要停止，就不必對此編程。

當(dāng)YCBF=ON時，定位運(yùn)動開始。注意，這個信號的下降沿脈沖有效。

當(dāng)然，這是最重要的信號。

在對以上各接口的定義充分理解后，編制PLC程序如圖2所示。

4 結(jié)語

為了滿足客戶對加快生產(chǎn)節(jié)拍的要求而在M70數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了“中斷功能”、“手動－自動同時有效功能”、“手動定位功能”。通過巧妙地編制主加工程序和PLC程序。實(shí)現(xiàn)了客戶的要求。該專用機(jī)床經(jīng)過2年的使用，反映良好。