CN1912782A - 多功能的数控机床的控制方法 - Google Patents

Abstract

多功能的数控机床的控制方法，分别将刀库类型、轴数选用、刀夹数量选择、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示诸多控制作为独立的开放型的模块编写在梯形图软件里，再用自定义的相关参数位，作为开通和关闭所选功能的软开关，只要通过一份详细的功能控制表，按实际需要选择设置，完成刀库类型、轴数选用、刀夹数量、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示等各种功能的选择。所述详细的功能控制表，作为开通和关闭所选功能软开关的根据。本发明是一种新型的参数化设计方法。为保证数控加工中心随时处于良好的工作状态，提高机床的使用率。

Description

多功能的数控机床的控制方法

                       技术领域

本发明涉及多功能的数控机床(包括加工中心)的控制方法。

                       背景技术

PMC[possible machine control(以下简称PMC)]梯形图程序是机床制造厂家基于数控系统提供的控制平台上设计编写的用于控制数控机床(包括加工中心)执行各种动作的机床控制软件(PMC控制软件)。PMC软件是整台机床的控制核心和技术精髓，机床的各种控制功能是靠PMC的逻辑和时序关系实现的。设计、编写PMC软件实际上是一个系统应用的二次开发过程。机床控制框图见图1。

数控加工中心所采用的PMC控制具有可靠性高、柔性好等特点，每个机床制造厂家都有自身产品使用的PMC控制软件，然而，由于设计理念和能力的参差不齐，使得PMC软件的实际应用效果大相径庭，确切地讲，PMC控制软件设计得良莠，直接关系到数控机床使用的方便性、灵活性、完整性和可靠性。以前数控机床在PMC设计中，往往采用根据用户要求逐一进行设计调试的方法，每台机床的软、硬件都有或多或少的差别，同一系列的产品存在重复设计的问题，同时也给生产厂家和用户在维护修理时带来许多的不便。

                        发明内容

本发明目的是：提出一种多功能的数控机床的控制方法，尤其是参数化设计方法。本发明目的还在于，提出一种新的报警信息显示和故障处理提示性文本的方法。便于维修人员根据屏幕上显示的报警号尽快查找出故障原因，提高机床的工作效率。

本发明的目的是这样实现的：多功能的数控机床的控制方法，分别将刀库类型、轴数选用、刀夹数量选择、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示诸多控制作为独立的开放型的模块编写在梯形图软件里，再用自定义的相关参数位，作为开通和关闭所选功能的软开关，只要通过一份详细的功能控制表，按实际需要选择设置，完成刀库类型、轴数选用、刀夹数量、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示等各种功能的选择。所述详细的功能控制表，作为开通和关闭所选功能软开关的根据。

本发明的进一步方案还包括：通过检测(换刀、气压以及其他各种动作)故障的中间寄存器、故障显示的标志位，用来触发(换刀、气压以及其他各种动作)故障显示信息，在原来一个故障出现要导致相关多个故障信息同时显示，而现在只显示引起故障的原始故障信息。

由于一个故障的出现，会引起其它相关故障的连锁反应，同时显示多个故障信息，而实际上只要排除了最原始的故障原因，其它的故障也就会消失了。

本发明在这套PMC控制软件中设计了大量的故障报警检测功能以及处理方法指导性文本功能。图(3)的梯形图程序是一个系统能自动判断出初始故障的原因，并显示报警号及其内容的例子，维修中，只要根据屏幕显示的报警号排除这些故障，其它引发故障将自行消失。

本发明特点是：采用了一种类似模块化式的设计方法，即在某一系列的PMC软件程序原始设计时，使其具有尽可能多的功能，在实际引用时可根据具体的需要，通过自定义的机床参数来选择所需功能，使得设计具有良好的统一性和一致性，这样，既简化了生产制造过程，又极大地方便了日后的维护和修理。如主导产品XH716加工中心，在PMC控制软件设计时，在刀库类型(斗笠式和机械手式)、第四轴选用、刀夹数量选择、主轴中心冷却和机床运行状态指示等多种功能上采用了一种新型的参数化设计方法。其次，为保证数控加工中心随时处于良好的工作状态，提高机床的使用率，减少停机时间也是非常重要的一个方面。为此，在这套PMC软件中，本发明尽可能全面的考虑到可引起故障的各种各样的原因，相应做了大量的报警信息显示和故障处理方法提示性文本。这样，当机床发生故障时，维修人员可根据屏幕上显示的报警号尽快查找出故障原因，从而提高生产效率。

应用本方法的XH716的PMC控制软件，涵盖了多种利于机床监测、检测、维修、调试的功能，这种与国际接轨的先进的控制软件技术为我公司的产品形象提升了一个档次。PMC软件的参数化设计，使同一系列产品的控制软件具有良好的统一性，简化、方便了设计过程；故障显示的合理设计，使系统能自动判断出机床初始故障的原因，减少了故障检修的时间，同时，机床生产厂家还可利用丰富的报警信息，有效地判断和指导用户排除故障从而减少不必要的售后服务费用，切实提高产品的利润空间。

                        附图说明

图1是本发明PMC程序控制框图

图2是本发明冷却液跟随主轴启动梯形图

图3是故障显示梯形图

图4是本发明用于刀库和四轴选择的软开关控制梯形图

                       具体实施方式

(一)、参数化设计的实施方法：

利用本发明方法在软件设计时，分别将刀库类型、轴数选用、刀夹数量选择等等诸多控制功能作为一个独立的开放型的模块编写在梯形图里，再用自定义的相关参数位，作为开通和关闭所选功能的软开关，这样，对同一系列甚至整个公司的产品，只要用一种PMC控制软件就可以了。而对于机床是升降台式还是床身式，是普通数控机床还是加工中心，在加工中心上是采用斗笠式刀库还是机械手刀库以及刀库容量等不同型号机床的不同的控制功能，只要通过一份详细的功能控制表按实际需要选择设置就能完成。下面是一个简单的如何利用FANUC内置的PMC平台进行二次开发，对冷却电机的启停进行参数化设计控制的实例，这种控制方法可以通过自定义参数位的设置，既可对冷却液的开启和关闭采用常规的编制零件加工程序的方法来执行，也可实现当没有主轴的旋转命令时，冷却液自动停止，有主轴旋转命令后自动启动的功能，其PMC程序如图2所示。

图2中与本功能有关的触点信号的定义和功能如下：

R560.3是从NC来的选择停止中间信号；

R600.0是主轴正转中间信号；

R600.1是主轴反转中间信号；

R600.5是从NC来的M08(冷却液起动)中间信号；

R600.6是从NC来的M09(冷却液停止)中间信号；

R635.7是机床自动方式中间信号；

R660.4是冷却液暂停中间信号；

R660.7是冷却起动保持中间信号；

G8.4是PMC输出到NC侧的急停信号；

F1.1是NC输入到PMC的复位信号；

Y2.0是PMC输出到机床侧的冷却电机起动信号；

K13.2为冷却方式控制软开关；

具体实施步骤如下：

如图2所示，初始状态时，Y2.0，R660.4，R660.7都是“0”，急停G8.4是1，如果选用冷却液随主轴启停的功能，只需将参数K13.2设为“1”，自动方式下当系统有M8命令时，M08(冷却液启动R600.5变为“1”，对应的M08保持信号R660.7变为“1”并自锁。当主轴正转(R600.0)和反转(R600.1)信号都是“0”时(即主轴没有旋转)，冷却液暂停信号R660.4被置“1”，使冷却液的输出(Y2.0)此时为“0”，无冷却液流出。正转或反转的任一信号变“1”时，即主轴旋转时，R660.4被复位为“0”，冷却液输出信号Y2.0通过R660.7的保持作用而置“1”，实现了冷却液在主轴旋转的同时流出。同理，如果选择停止(M01)信号有效时冷却也跟随动作，则可设置参数K12.1为“1”，当NC输出选择停止信号时(R560.3)，通过R660.4控制Y2.0的输出，实现参数控制功能。

(二)、故障显示的设计方法实施例：

在实际应用中，往往由于一个故障的出现，会引起其它相关故障的连锁反应，同时显示多个故障信息，而实际上只要排除了最原始的故障原因，其它的故障也就会消失了。但通常在显示的故障信息中，检修人员并不知道哪个是导致故障的直接原因，只能逐个查找，既浪费时间又增加了检修难度。针对这一问题，本发明在这套PMC控制软件中设计了大量的故障报警检测功能以及处理方法指导性文本功能等等，图3的梯形图程序是一个系统能自动判断出初始故障的原因，并显示报警号及其内容的例子，维修中，只要根据屏幕显示的报警号排除这些故障，其它引发故障将自行消失。

R680.1、R680.2是检测换刀和气压故障的中间寄存器，R680.3、R680.4和R680.5是故障显示的标志位，用来触发换刀、气压和进给轴的故障显示信息。换刀的机械手动作是靠刀臂电机和电磁阀实现的，换刀时Z轴会首先移动到预定的位置。如果换刀过程中出现气压故障，为防止意外事故的发生，程序会停止换刀动作以保护机床。按以往的设计，此时会同时显示刀具未到位、气压系统故障和进给封锁三个故障信息。我们设计了上面的程序，在这种情况下将只显示气压故障这一条报警信息。其工作原理是：无故障时，三个故障显示标志位都是0，由于系统是顺序扫描PMC程序的，当气压故障发生时，在程序扫描的第一个周期内，故障检测点R680.2变为“1”，使R680.6被置为“1”，这样故障显示位R680.4变为“1”并自锁，R680.4会触发显示“气压故障”，直到故障被排除(R680.6自动变“0”)，系统复位(F1.1为“1”)后R680.4才复位为0，报警信息消失。由于R680.4置“1”并保持，实现了对R680.7、R680.3和R680.5的封锁，即使此时故障检测位R680.1为“1”，也不会使其故障显示的标志位R680.3变为“1”，这样与之对应的故障信息就不会显示出来。通过这样的PMC程序的控制，就能自动从相继发生的多个同类故障里，判断出初始故障并加以显示，从而缩短了不必要的检修时间。

如图4所示，图中R800.0为斗笠式刀库通道的中间位，其数十个软触点分布在整个软件与斗等式刀库相关的梯图语句里；R800.1为机械手式刀库通道的中间位，其数十个软触点分布在整个软件与机械手式刀库相关的梯图语句里；R800.2为四轴控制机床通道的中间位，其数十个软触点分布在整个软件与四轴控制相关的梯图语句里。

本发明中，用K7.6作为普通机床和加工中心选择的软开关，当K7.6为0时，关闭刀库软件通道，机床为普通机床；当K7.6为1时，打开刀库软件通道，机床为加工中心。同时，用K7.2作为斗笠式刀库和机械手刀库选择的软开关，当K7.2为0时，打开斗笠式刀库软件通道；当K7.2为1时，打开机械手刀库软件通道。另外，K8.5作为三轴和四轴机床互相转换的软开关，当K8.5为0时，为三轴控制机床，当K8.5为1时，，打开四轴控制的各种功能通道，机床为四轴控制机床。本发明中，类似上述的功能控制软开关均用类似上述方法按需逐一设置，就能方便地变换出各种功能的数控机床和加工中心。

Claims (6)

1、多功能的数控机床的控制方法，其特征是分别将刀库类型、轴数选用、刀夹数量选择、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示诸多控制作为独立的开放型的模块编写在梯形图里，再用自定义的相关参数位，作为开通和关闭所选功能的软开关，通过一份详细的功能控制表，按实际需要选择设置，完成刀库类型、轴数选用、刀夹数量、换刀、主轴中心冷却和机床运行状态指示多种功能的选择。

2、根据权利要求1所述的多功能的数控机床的控制方法，其特征是通过检测产生故障的中间寄存器，通过故障显示的标志位用来触发故障显示信息，在原来一个故障出现要导致相关多个故障信息同时显示，而现在将只显示引起故障的原始故障信息。

3、根据权利要求2所述的多功能的数控机床的控制方法，其特征是采用检测换刀和气压故障的故障检测点中间寄存器(R680.1、R680.2)和三个故障显示的标志位(R680.3、R680.4和R680.5)，来触发换刀、气压和进给轴的故障显示信息；无故障时，三个故障显示标志位都是0，系统顺序扫描PMC程序，当气压故障发生时，在程序扫描的第一个周期内，一个故障检测点R680.2变为“1”，使另一故障检测点R680.6被置为“1”，这样一个故障显示位R680.4变为“1”并自锁，一个故障显示的标志位R680.4会触发显示“气压故障”，直到故障被排除，系统复位后上述故障显示的标志位R680.4才复位为0，报警信息消失；R680.4置“1”并保持，实现了对故障显示标志位R680.7、R680.3和R680.5的封锁，即使此时故障检测位R680.1为“1”，也不会使其故障显示的标志位R680.3变为“1”，与之对应的故障信息就不会显示出来。

4、根据权利要求1所述的多功能的数控机床的控制方法，其特征是设有普通机床和加工中心选择的软开关K7.6，当软开关K7.6为0时，关闭刀库软件通道，机床为普通机床；当软开关K7.6为1时，打开刀库软件通道，机床为加工中心。

5、根据权利要求1所述的多功能的数控机床的控制方法，其特征是设有斗笠式刀库和机械手刀库选择的软开关K7.2，当软开关K7.2为0时，打开斗笠式刀库软件通道；当K7.2为1时，打开机械手刀库软件通道。

6、根据权利要求1所述的多功能的数控机床的控制方法，其特征是设有三轴和四轴机床互相转换的软开关K8.5，当软开关K8.5为0时，为三轴控制机床，当K8.5为1时，打开四轴控制的各种功能通道，机床为四轴控制机床。

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