FANUC详解
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第七章 数控机床电气控制电路 与辅助功能的实现
主要介绍：数控机床电气控制系统 的电路结构与辅助功能的实现
§ 7.1概述
一、电气控制电路 1、主电路----实现电能分配、短路保护、欠压 保护、过载保护等功能。 2、控制电路----实现对机床液压、冷却、润滑、 照明等的控制。 3、接口电路----完成信号的变换与连接。一般 采用光电耦合。
独立型（或外装型）
以独立专业化的PLC生产厂家的产品 来实现顺序控制系统，称为独立型（或外 装型）PLC。
1.与CNC装置相对独立的 2. 用户有选择的余地， 3.而且功能易于扩展和变更， 4. 独立型PLC和CNC之间是通过输入输出接 口连接的。
数控系统中PLC的信息交换及 、 的信息交换及M、 §7.2数控系统中 数控系统中 的信息交换及 S、T功能的实现 、 功能的实现
用于数控机床的PLC一般分为两类： 内装型（或集成型） CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将 CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（或集成型） PLC。内装型PLC是CNC装置的一部分； 1.内装型PLC与CNC间的信息传送在CNC内部实现， 2.PLC与机床之间信息传送则通过CNC的输入/输出接口 电路来实现。 3.在硬件上，内装型PLC可与CNC共用一个CPU，也可 以单独使用一个 CPU。 一般不能独立工作; 这种类型的系统在硬件和软件整体结构上合理、实用， 性能价格比高; 适用于类型变化不大的数控系统。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 9.数据检索指令（ 9.数据检索指令（DSCH、DSCHB） 数据检索指令 、 ） DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（ 位或 位或4为 代码）， DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（2位或 为BCD代码），并 代码），并
且输出其表内号，常用于刀具 码的检索 码的检索。 且输出其表内号，常用于刀具T码的检索。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 11.代码转换指令（ 11.代码转换指令（COD、CODB） 代码转换指令 、 ） COD指令是把2 BCD代码 代码（ 99） COD指令是把2位BCD代码（0—99）数据转换成2位或4位BCD代码 99 数据转换成2位或4 BCD代码
数据的指令。具体功能是把2 BCD代码指定的数据表内号数据（ 数据的指令。具体功能是把2位BCD代码指定的数据表内号数据（2 代码指定的数据表内号数据 位或4 BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。 位或4位BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。 代码
三、内装型PLC及其信息转换
以FAGOR8025/8030系统为例，内部输入/输出点数为 41/24点。 1、资源配置 I1--I41是机床 PLC的外部开关量信号 O1—O24是PLC 机床的外部开光量信号 I42—I104是CNC PLC的内部开关量信号 O25—O64是PLC CNC的内部开关量信号 I/O1、I/O2、I/O3三个连接器 内部资源： 2047个标志器； 255个16位寄存器； 32个计时器（可选择计时范围10ms—655s)； 6个计数器（可逆计数范围-32768-+32768或0-65535）。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 比较指令（ 5. 比较指令（COMP、COMPB） 、 ）
COMP指令的输入值和比较值为2位或4位BCD代码。
COMPB指令功能是：比较1个、2个或4个字节长的二进制数据之间 的大小，比较的结果存放在运算结果寄存器（R9000）中。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 6.常数定义指令（ 6.常数定义指令（NUME、NUMEB） 常数定义指令 、 ） NUME指令是2位或 位BCD代码常数定义指令。 位或4位 代码常数定义指令。 指令 位或 代码常数定义指令
定时器在数控机床报警灯闪烁电路的应用
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 3.计数器指令（ 3.计数器指令（CTR） 计数器指令 ）
计数器主要功能是进行计数，可以是加计数，也可以是减计数。 计数器的预置值形式是BCD代码还是二进制代码形式由PMC的参 数设定（一般为二进制代码）。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 4.译码指令（ 4.译码指令（DEC、DECB） 译码指令 、 ）
三、数控系统中的PLC
CNC和PLC协调配合共同完成数控机床的控制: 其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关 的功能:
如零件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等。
PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作， 没有轨迹上的具体要求，辅助控制装置完成机床 相应的开关动作:
如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作； 它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另 一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 12.信息显示指令（ 12.信息显示指令（DISPB） 信息显示指令 ）
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 DSCHB指令的功能与DSCH一样也是用来检索指定的数据。但与 DSCHB指令的功能与 一样也是用来检索指定的数据。 一样也是用来检索指定的数据
DSCH指令不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形 指令不同有两点： 指令不同有两点 式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。 数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。
FANUC 系统常用的 装置 系统常用的I/O装置
机床操作面板I/O卡 机床操作面板 卡
分线盘I/O模块 分线盘 模块 外置I/O单元 外置 单元 内置I/O模块 内置 模块 系统I/O单元 系统 单元
FANUC –OC/OD系统 系统PMC的性能和规格 系统 的性能和规格
FANUC –Oi系统 系统PMC的性能和规格 系统 的性能和规格
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 XMOVB指令的功能与XMOV一样也是用来读取数据表的数据或写 XMOVB指令的功能与 一样也是用来读取数据表的数据或写 一样也是用来
入数据表的数据。但与 指令不同有两点： 入数据表的数据。但与XMOV指令不同有两点：该指令中处理的所 指令不同有两点 有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量） 有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地 址形式指定。 址形式指定。
§ 7.3应用举例
FANUC系统 系统PMC的分类 的分类: 系统 的分类
PMC—L/M：用于FANUC—OC/OD系统 ：用于 系统 PMC—SA1：用于FANUC—O i系统（B功能包）/O i ：用于 系统（ 功能包 功能包） 系统 Mate系统 系统 PMC—SA3：用于FANUC—O i A系统（A功能包） ：用于 系统（ 功能包 功能包） 系统 PMC—SB7：用于FANUC—16i/18i/21i及O i B/O i C系 ：用于 及 系 统（A包） 包 PMC—RB5/RB6：用于FANUC—16/18系统 ：用于 系统
MOVE指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“ 运算， MOVE指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“与”运算，
并将结果传输到指定地址。 并将结果传输到指定地址。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 8.旋转指令（ 8.旋转指令（ROT、ROTB） 旋转指令 、 ）
ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向； ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向；计算出回转体从 指令用来判别回转体的下一步旋转方向 当前位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的 位置数。 位置数。
一、概述 以PLC为中心，在CNC、PLC和MT之间 的信息传递。
CNC系统、系统PMC及机床的信号关系 系统、系统 及机床的信号关系: 系统 及机床的信号关系
二、M、S、T功能的实现
1、M功能的实现 开关量方式 寄存器方式 2、S功能的实现 a.S2代码---开关量方式、寄存器方式 b.S4代码---开关量方式、寄存器方式 3、T功能的实现
三、内装型PLC及其信息转换
2、内部资源功能描述 （1）PLC内部开关量的输入 （2）PLC内部开关量的输出 （3）PLC标识位 （4）PLC寄存器
三、内装型PLC及其信息转换
4、CNC与PLC之间的信息交换 （1）通过激活标志器，在CNC中产生报警、 提示信息。 （2）通过激活标志器，在CNC中变量进行读 写或修改。 （3）执行M、S、T功能过程中，对R201— R203的内容进行更新。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 10.变地址传输指令（ 10.变地址传输指令（XMOV、XMOVB） 变地址传输指令 、 ） XMOV指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据， XMOV指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据，处理的数
据为2 BCD代码或4 BCD代码。 据为2位BCD代码或4位BCD代码。该指令常用于加工中心的随机换刀 代码或 代码 控制。 控制。
DEC指令的功能是：当两位BCD代码与给定值一致时，输出为“1”； 不一致时，输出为“0”，主要用于数控机床的M码、T码的译码。 一条DEC译码指令只能译一个M代码。
DECB的指令功能：可对1、2或4个字节的二进制代码数据译码，所 指定的8位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数据位为1。 主要用于M代码、T代码的译码，一条DECB代码可译8个连续M代码或 8个连续T代码。
第二节FANUC系统 PMC的功能指令 系统 第二节 的功能指令 1.顺序程序结束指令（ 1.顺序程序结束指令（END1、END2、END） 顺序程序结束指令 、 、 ）
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 2.定时器指令（TMR、TMRB） 2.定时器指令（TMR、TMRB） 定时器指令
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 CODB指令是把2个字节的二进制代码（ 256 数据转换成1 256） CODB指令是把2个字节的二进制代码（0—256）数据转换成1字
节、2个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把2个字节 个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把2 二进制数指定的数据表内号数据（ 字节、 个字节或4 二进制数指定的数据表内号数据（1字节、2个字节或4个字节的二 进制数据）输出到转换数据的输出地址中。 进制数据）输出到转换数据的输出地址中。
NUMEB指令是1个字节、2个字节或 个字节长二进制数的常数 指令 个字节 个字节或 个字节、 个字节或4个字节长二进制数的常数
定义指令。 定义指令。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 判别一致指令（ 7. 判别一致指令（COIN）和传输指令（MOVE） ）和传输指令（ ）
COIN指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、 指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、 指令用来检查参考值与比较值是否一致 转台等旋转体是否到达目标位置等。 转台等旋转体是否到达目标位置等。
可变定时器TMR:TMR指令的定时时间可通过 指令的定时时间可通过PMC参数进 可变定时器 指令的定时时间可通过 参数进 行更改。 行更改。
固定定时器TMR:TMRB的设定时间编在梯形图中，在指令 的设定时间编在梯形图中， 固定定时器 的设定时间编在梯形图中 和定时器号的后面加上一项参数预设定时间， 和定时器号的后面加上一项参数预设定时间，与顺序程序 一起被写入FROM中，所以定时器的时间不能用 一起被写入 中 所以定时器的时间不能用PMC参数 参数 改写。 改写。
二、辅助功能
1、M功能---控制主轴的正反转及停止、主轴齿轮箱的 变速、冷却液的开关、卡盘的松紧及换刀等。 动作类型：A、I、C、H 2、S功能---主轴转速的控制 S2代码：S00---S99共一百级主要用于分档调速的 主轴。 S4代码：S0000---S9999用于专用主轴驱动单元 的连续或分段无级主轴调速。 3、T功能---刀具功能
主要介绍：数控机床电气控制系统 的电路结构与辅助功能的实现
§ 7.1概述
一、电气控制电路 1、主电路----实现电能分配、短路保护、欠压 保护、过载保护等功能。 2、控制电路----实现对机床液压、冷却、润滑、 照明等的控制。 3、接口电路----完成信号的变换与连接。一般 采用光电耦合。
独立型（或外装型）
以独立专业化的PLC生产厂家的产品 来实现顺序控制系统，称为独立型（或外 装型）PLC。
1.与CNC装置相对独立的 2. 用户有选择的余地， 3.而且功能易于扩展和变更， 4. 独立型PLC和CNC之间是通过输入输出接 口连接的。
数控系统中PLC的信息交换及 、 的信息交换及M、 §7.2数控系统中 数控系统中 的信息交换及 S、T功能的实现 、 功能的实现
用于数控机床的PLC一般分为两类： 内装型（或集成型） CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将 CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（或集成型） PLC。内装型PLC是CNC装置的一部分； 1.内装型PLC与CNC间的信息传送在CNC内部实现， 2.PLC与机床之间信息传送则通过CNC的输入/输出接口 电路来实现。 3.在硬件上，内装型PLC可与CNC共用一个CPU，也可 以单独使用一个 CPU。 一般不能独立工作; 这种类型的系统在硬件和软件整体结构上合理、实用， 性能价格比高; 适用于类型变化不大的数控系统。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 9.数据检索指令（ 9.数据检索指令（DSCH、DSCHB） 数据检索指令 、 ） DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（ 位或 位或4为 代码）， DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（2位或 为BCD代码），并 代码），并
且输出其表内号，常用于刀具 码的检索 码的检索。 且输出其表内号，常用于刀具T码的检索。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 11.代码转换指令（ 11.代码转换指令（COD、CODB） 代码转换指令 、 ） COD指令是把2 BCD代码 代码（ 99） COD指令是把2位BCD代码（0—99）数据转换成2位或4位BCD代码 99 数据转换成2位或4 BCD代码
数据的指令。具体功能是把2 BCD代码指定的数据表内号数据（ 数据的指令。具体功能是把2位BCD代码指定的数据表内号数据（2 代码指定的数据表内号数据 位或4 BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。 位或4位BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。 代码
三、内装型PLC及其信息转换
以FAGOR8025/8030系统为例，内部输入/输出点数为 41/24点。 1、资源配置 I1--I41是机床 PLC的外部开关量信号 O1—O24是PLC 机床的外部开光量信号 I42—I104是CNC PLC的内部开关量信号 O25—O64是PLC CNC的内部开关量信号 I/O1、I/O2、I/O3三个连接器 内部资源： 2047个标志器； 255个16位寄存器； 32个计时器（可选择计时范围10ms—655s)； 6个计数器（可逆计数范围-32768-+32768或0-65535）。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 比较指令（ 5. 比较指令（COMP、COMPB） 、 ）
COMP指令的输入值和比较值为2位或4位BCD代码。
COMPB指令功能是：比较1个、2个或4个字节长的二进制数据之间 的大小，比较的结果存放在运算结果寄存器（R9000）中。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 6.常数定义指令（ 6.常数定义指令（NUME、NUMEB） 常数定义指令 、 ） NUME指令是2位或 位BCD代码常数定义指令。 位或4位 代码常数定义指令。 指令 位或 代码常数定义指令
定时器在数控机床报警灯闪烁电路的应用
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 3.计数器指令（ 3.计数器指令（CTR） 计数器指令 ）
计数器主要功能是进行计数，可以是加计数，也可以是减计数。 计数器的预置值形式是BCD代码还是二进制代码形式由PMC的参 数设定（一般为二进制代码）。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 4.译码指令（ 4.译码指令（DEC、DECB） 译码指令 、 ）
三、数控系统中的PLC
CNC和PLC协调配合共同完成数控机床的控制: 其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关 的功能:
如零件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等。
PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作， 没有轨迹上的具体要求，辅助控制装置完成机床 相应的开关动作:
如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作； 它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另 一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 12.信息显示指令（ 12.信息显示指令（DISPB） 信息显示指令 ）
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 DSCHB指令的功能与DSCH一样也是用来检索指定的数据。但与 DSCHB指令的功能与 一样也是用来检索指定的数据。 一样也是用来检索指定的数据
DSCH指令不同有两点：该指令中处理的所有的数据都是二进制形 指令不同有两点： 指令不同有两点 式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。 数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。
FANUC 系统常用的 装置 系统常用的I/O装置
机床操作面板I/O卡 机床操作面板 卡
分线盘I/O模块 分线盘 模块 外置I/O单元 外置 单元 内置I/O模块 内置 模块 系统I/O单元 系统 单元
FANUC –OC/OD系统 系统PMC的性能和规格 系统 的性能和规格
FANUC –Oi系统 系统PMC的性能和规格 系统 的性能和规格
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 XMOVB指令的功能与XMOV一样也是用来读取数据表的数据或写 XMOVB指令的功能与 一样也是用来读取数据表的数据或写 一样也是用来
入数据表的数据。但与 指令不同有两点： 入数据表的数据。但与XMOV指令不同有两点：该指令中处理的所 指令不同有两点 有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量） 有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地 址形式指定。 址形式指定。
§ 7.3应用举例
FANUC系统 系统PMC的分类 的分类: 系统 的分类
PMC—L/M：用于FANUC—OC/OD系统 ：用于 系统 PMC—SA1：用于FANUC—O i系统（B功能包）/O i ：用于 系统（ 功能包 功能包） 系统 Mate系统 系统 PMC—SA3：用于FANUC—O i A系统（A功能包） ：用于 系统（ 功能包 功能包） 系统 PMC—SB7：用于FANUC—16i/18i/21i及O i B/O i C系 ：用于 及 系 统（A包） 包 PMC—RB5/RB6：用于FANUC—16/18系统 ：用于 系统
MOVE指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“ 运算， MOVE指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑“与”运算，
并将结果传输到指定地址。 并将结果传输到指定地址。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 8.旋转指令（ 8.旋转指令（ROT、ROTB） 旋转指令 、 ）
ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向； ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向；计算出回转体从 指令用来判别回转体的下一步旋转方向 当前位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的 位置数。 位置数。
一、概述 以PLC为中心，在CNC、PLC和MT之间 的信息传递。
CNC系统、系统PMC及机床的信号关系 系统、系统 及机床的信号关系: 系统 及机床的信号关系
二、M、S、T功能的实现
1、M功能的实现 开关量方式 寄存器方式 2、S功能的实现 a.S2代码---开关量方式、寄存器方式 b.S4代码---开关量方式、寄存器方式 3、T功能的实现
三、内装型PLC及其信息转换
2、内部资源功能描述 （1）PLC内部开关量的输入 （2）PLC内部开关量的输出 （3）PLC标识位 （4）PLC寄存器
三、内装型PLC及其信息转换
4、CNC与PLC之间的信息交换 （1）通过激活标志器，在CNC中产生报警、 提示信息。 （2）通过激活标志器，在CNC中变量进行读 写或修改。 （3）执行M、S、T功能过程中，对R201— R203的内容进行更新。
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 10.变地址传输指令（ 10.变地址传输指令（XMOV、XMOVB） 变地址传输指令 、 ） XMOV指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据， XMOV指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据，处理的数
据为2 BCD代码或4 BCD代码。 据为2位BCD代码或4位BCD代码。该指令常用于加工中心的随机换刀 代码或 代码 控制。 控制。
DEC指令的功能是：当两位BCD代码与给定值一致时，输出为“1”； 不一致时，输出为“0”，主要用于数控机床的M码、T码的译码。 一条DEC译码指令只能译一个M代码。
DECB的指令功能：可对1、2或4个字节的二进制代码数据译码，所 指定的8位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数据位为1。 主要用于M代码、T代码的译码，一条DECB代码可译8个连续M代码或 8个连续T代码。
第二节FANUC系统 PMC的功能指令 系统 第二节 的功能指令 1.顺序程序结束指令（ 1.顺序程序结束指令（END1、END2、END） 顺序程序结束指令 、 、 ）
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 2.定时器指令（TMR、TMRB） 2.定时器指令（TMR、TMRB） 定时器指令
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 CODB指令是把2个字节的二进制代码（ 256 数据转换成1 256） CODB指令是把2个字节的二进制代码（0—256）数据转换成1字
节、2个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把2个字节 个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把2 二进制数指定的数据表内号数据（ 字节、 个字节或4 二进制数指定的数据表内号数据（1字节、2个字节或4个字节的二 进制数据）输出到转换数据的输出地址中。 进制数据）输出到转换数据的输出地址中。
NUMEB指令是1个字节、2个字节或 个字节长二进制数的常数 指令 个字节 个字节或 个字节、 个字节或4个字节长二进制数的常数
定义指令。 定义指令。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FANUC系统 PMC的功能指令 系统 的功能指令 判别一致指令（ 7. 判别一致指令（COIN）和传输指令（MOVE） ）和传输指令（ ）
COIN指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、 指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、 指令用来检查参考值与比较值是否一致 转台等旋转体是否到达目标位置等。 转台等旋转体是否到达目标位置等。
可变定时器TMR:TMR指令的定时时间可通过 指令的定时时间可通过PMC参数进 可变定时器 指令的定时时间可通过 参数进 行更改。 行更改。
固定定时器TMR:TMRB的设定时间编在梯形图中，在指令 的设定时间编在梯形图中， 固定定时器 的设定时间编在梯形图中 和定时器号的后面加上一项参数预设定时间， 和定时器号的后面加上一项参数预设定时间，与顺序程序 一起被写入FROM中，所以定时器的时间不能用 一起被写入 中 所以定时器的时间不能用PMC参数 参数 改写。 改写。
二、辅助功能
1、M功能---控制主轴的正反转及停止、主轴齿轮箱的 变速、冷却液的开关、卡盘的松紧及换刀等。 动作类型：A、I、C、H 2、S功能---主轴转速的控制 S2代码：S00---S99共一百级主要用于分档调速的 主轴。 S4代码：S0000---S9999用于专用主轴驱动单元 的连续或分段无级主轴调速。 3、T功能---刀具功能