无论是何种数控系统,机床控制面板都是必不可少的组成部件,是操作人员与数控系 统进行人机交互的工具。PMAC内置PLC的输入/输出点是由软件来控制的,需用指针变 量指向某一个输入/输出点的地址,便可在运动程序和PLC程序中通过指针变量来对输入/ 输出点进行控制[59]。同时该PLC具有强大的逻辑判断功能能力,可编制较复杂的逻辑关 系[59]。因为数控机床控制面板中有大量的按键,而且都是开关量,需要对这些开关量信号 进行实时处理,为了节省PMAC运动控制器的I/O点而采用行(列)扫描法对按键进行识 别。
矩阵键盘工作原理
矩阵键盘又叫行列式键盘,用带10 口的线组成行列结构,按键设置在行列的交点上[6()]。 例如用5x6的行列式结构可以构成30个键的键盘。这样,当按键数量平方增长时,I/O 口 只是线性增长,这样就可以节省I/O 口[6()]。矩阵键盘的原理图如图4-11所示:
工作原理说明:
首先,判断整个键盘上是否有键按下[61]。方法是:将列的输出全为0,然后将行的状 态读入进来,如果行读入的状态全是1,则表示无键按下,不全是1则表示有键按下[61]。 其次,如果有键按下则逐列扫描。方法是:逐次将列线的输入置为低电平0,检查对应的 行线的状态有无变化;如果行线的状态全是1,则表示按键不在此列;如果不全是1,则 表示按键肯定在此列,且是与输入为0电平的行线相交的那个按键。最后,根据确定的按 键值进入按键处理程序[61]。
矩阵键盘硬件设计
与clipper的复用端口 J8连接的DTC-32 IN输入板,DTC-32 OUT输出板为用户分别
提供32个光电隔离的通用数字输入点,输出点。
当有外部变量输入时,将实际的字变量的值实时复制给映像字变量,这样PMAC卡能 实时通过映像字变量读到DTC-32 IN输入点的信号。当有变量输出时,将映像字变量的值 实时复制给实际的字变量,这样PMAC卡能实时通过映像字变量写到DTC-32 OUT输出点 的信号。在配置了 DTC-32 IN和DTC-32 OUT端子板的PMAC系统中,端口定义如表4-4 所示:
表4-4输入/输出端口地址定义
端口 |
映像地址 |
M变量 |
功能定义 |
AI23 |
Y:$0010F0, 0 |
M7824 |
X24 |
AI24 |
Y:$0010F0, 1 |
M7825 |
X25 |
AI25 |
Y:$0010F0, 2 |
M7826 |
X26 |
端口 |
映像地址 |
M变量 |
功能定义 |
AI26 |
Y:$0010F0, 3 |
M7827 |
X27 |
AI27 |
Y:$0010F0, 4 |
M7828 |
X28 |
AI28 |
Y:$0010F0, 5 |
M7829 |
X29 |
AI29 |
Y:$0010F0, 6 |
M7830 |
X30 |
ABO |
Y:$0010F0, 7 |
M7831 |
X31 |
BOOO |
Y:$0010F1, 0 |
M7924 |
Y24 |
BOOl |
Y:$0010F1, 1 |
M7925 |
Y25 |
BO02 |
Y:$0010F1, 2 |
M7926 |
Y26 |
BO03 |
Y:$0010F1, 0 |
M7927 |
Y27 |
BO04 |
Y:$0010F0, 4 |
M7928 |
Y28 |
BO05 |
Y:$0010F0, 5 |
M7929 |
Y29 |
BO06 |
Y:$0010F0, 6 |
M7930 |
Y30 |
BO07 |
Y:$0010F0, 7 |
M7931 |
Y31 |
为了 PMAC系统实时刷新端口状态,需要编写一个PLC程序,程序如下:
m7840->tws: 1;输入
m7842->d: $10f0;输入
m7841->tws: 6;输出
m7843->d: $10fl;输出
open plc2 clear
CMDnm7842=m7840n;输入
CMDnm7841=m7843n;输出
Close
enable pic 2
矩阵键盘软件设计
根据矩阵键盘的工作原理,用一个M变量指向DTC-32 IN的八位寄存器地址,一次 读取八个输入点的值,然后根据这八个点的值,去判断该执行哪条指令;用一个M变量指 向DTC-32 OUT的八位寄存器地址,依次输出低电平,判断哪个按键按下。M1000和M1001 分别指向M7824-M7831和M7924-M7931的地址,M的地址是连续的。
机床控制面板上每个按钮的功能各不相同,现在以常见按钮功能进行介绍,并给出其 关键程序代码。手动方式时,按下X+按钮,X轴电机便向X正方向运动,当抬起X+按钮, X轴停止运动[62];按下快速按钮,可控制手动运动为手动快速进给。快速按钮是带自锁的 键,多次按下时,会在开关状态中切换,键上的指示灯灭时,表示手动快速开关关闭,键 上的指示灯亮时,表示手动快速开关打开。当手动快速开关打开时,手动进给变为手动快 速进给,实际进给速度与快速倍率有关,快速倍率分为4档,可通过按XI, X25, X50, X100,四个键进行选择。其关键程序见附录二。
波段旋钮是机床控制面板必不可少的器件,主轴修调和进给率及进给修调都需用到波 段旋钮。当旋转主轴波段开关到需要倍率刻度时,主轴转速将按设定值乘以对应倍率百分 数执行旋转动作[63]。当旋转进给轴波段开关旋到需要倍率刻度时,各进给轴将按设定值乘 以对应倍率百分数执行进给动作。其关键程序见附录二。
4.4本章小结
利用PMAC提供的PmacTuningPro软件对加工中心伺服控制系统进行PID参数整定调 节,提高了位置控制精度和伺服跟踪精度;以FANUC数控系统G83代码为例,阐述了对 如何根据机床动作要求编写复合循环G代码的原理;以PMAC提供的矩阵转换功能编写工 件坐标系、局部坐标系、极坐标系、旋转坐标系、镜像功能和比例缩放功能等相关复合G 代码;最后通过编写相应的PLC程序实时监测设备运行状态,实现CNC加工中心斗笠式刀库自 动换刀控制和手动换刀控制,编写数控控制面板的矩阵键盘程序。
本文采摘自“基于PMAC的加工中心开放式数控系统研究”,因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示,有需要者可以在网络中查找相关文章!
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