1、功能指令 SUB25 的应用研究 刘红艳 张明伟 苗雅丽 济源职业技术学院机电工程系 摘 要： 为实现机床可编程控制器 (PMC) 程序结构的优化, 在数控机床工作方式 PMC 程序段中引入功能指令 SUB25 代替常规的自锁结构, 并结合排列组合的方法减少对机床物理输入点 (DI 点) 的占用, 其结果经生产验证是切实可行的。合理利用功能指令 SUB25 的输出特性, 对于提高 PMC 程序的整体效能具有积极的作用和意义。关键词： 功能指令 SUB25; 工作方式; PMC 程序; 数控机床; 作者简介：刘红艳, 讲师, 硕士。收稿日期：2017-09-16Application Resea
2、rch of Function Instruction SUB25Liu Hongyan Zhang Mingwei Miao Yali Department of Mechanical and Electrical Engineering, Jiyuan Vocational and Technical College; Abstract： To optimize the structure of PMC program, the functional instruction SUB25 was introduced into the PMC program segment of the o
3、perational mode to replace the conventional self-locking structure, and the method of permutation and combination was used to reduce the occupancy of DI points, which was proved to be feasible by production verification. The rational use of the output characteristics of functional instruction SUB25
4、had a positive function and meaning on improving the overall efficiency of PMC program.Keyword： functional instruction SUB25; operational mode; PMC program; NC machine tool; Received： 2017-09-160 引言功能指令 SUB25 是 FANUC 系统常用的机床可编程控制器 (PMC) 编程指令之一, 主要用于二进制数据的译码操作。工作方式选择是数控机床操作的重要内容, 其对应的 PMC 程序往往因为要求具有自
5、锁结构而显得较为冗长和繁杂。本文通过引入功能指令 SUB25 省略了自锁结构, 从而实现了对机床工作方式 PMC 程序的优化。1 数控机床工作方式的选择FANUC 机床常用的工作方式包括编辑、自动运行、手动数据输入、手动进给、DNC 运行和手动回参考点等。在选择工作方式时, 数控系统要求某一时刻只能有一种工作方式起作用, 且该种工作方式必须能够保持不变1。G43 信号是实现上述工作方式选择的关键信号2, 其定义见表 1。通过所含 5位数据的不同组合, G43 信号与不同工作方式之间建立起一一对应的关系见表23, 如编辑模式 (EDIT) 要求 G43.0 和 G43.1 的信号同时为 1。因此
6、, 数控机床工作方式选择的实质就是将与该功能对应的 G43 置 1 信号并联起来, 并通过自锁实现功能保持的过程。表 1 G43 信号的定义 下载原表 表 2 工作方式与 G43 信号的对应关系 下载原表 2 功能指令 SUB25FANUC 的功能指令 SUB25 为二进制数据译码指令, 该指令可一次性针对 8 个连续的数据进行译码。译码时, 功能指令 SUB25 需先指定 8 个连续的数据, 然后将外部输入的信号与这 8 个数据进行比较, 再将比较结果按位序输出到指定的内部继电器或数据寄存器上并赋值, 从而完成整个译码过程。以数控机床辅助功能指令 M 代码的译码过程为例, 辅助功能指令 M
7、代码存储于数控机床可编程控制器 PMC 的代码寄存器中, 地址为 F0010F00134, 辅助功能指令对应地址见表 3。当功能指令 SUB25 对数控机床辅助功能指令 M 代码译码时, 首先需要通过指定数据首地址的方式确定 8 个连续的数据。功能指令 SUB25 对辅助功能指令 M 代码的译码指令如图 1 所示。在图 1 所示的 PMC 程序中, 功能指令 SUB25 指定的数据首地址为 F0010 的#3, 则其后直到地址 F0011#2 中的 8 个数据即为所需的数据 (表 3 中 M 0 3M 1 0) 。表 3 辅助功能指令对应地址表 下载原表 图 1 功能指令 SUB25 对辅助功
8、能指令 M 代码的译码指令 下载原图当数控机床从外部输入 M 代码后 (如主轴正转指令 M03) , PMC 将该外部指令与上述 8 个数据逐一进行比对, 按照“相同为 1, 不同为 0”的原则, 即可获得一组比较结果。如上述主轴正转指令 M03, 因与所指定的 8 位数据的第 1 位相同, 而与其后的 7 位不同, 因此可得到比较结果 00000001。其余 M 指令的比较结果的译码过程如图 2 所示。在获得比较结果后, 功能指令 SUB25 会将该结果按位序输出到指定内部继电器或数据寄存器上, 并将该位置上的值置 1。由图 2 可知, 主轴正转指令 M03 在获得比较结果 00000001
9、 后, 功能指令 SUB25 会按位序将其输出到内部继电器R0100 的#0 位, 并将其内赋值 1, 即 R0100.0=1。当 R0100.0 得电后, 便可触发相应的机床动作, 从而实现主轴的正转。图 2 辅助功能指令 M 代码比较结果的译码过程 下载原图使用功能指令 SUB25 时有 3 点需要特别注意:1) 指定数据的首地址一旦确定, 就相当于定义了连续的 8 个数据5。2) 每个外部指令所对应的包含 8 位二进制数的“比较结果”具有唯一性。3) 译码输出的 8 位地址中仅能有一位状态为 1, 且该译码输出具有一定的持续性, 直到有新的译码输出将其覆盖为止。3 功能指令 SUB25
10、对机床工作方式 PMC 程序的优化常规的数控机床工作方式 PMC 编程如图 3 所示。这种编程方式的缺点是: (1) 结构较为冗长, 需要多次使用自锁结构; (2) 占用机床较多的 DI 点, 如图 3 中的 X0024.0X0024.7。使用功能指令 SUB25 编写机床工作方式的 PMC 程序可有效地避免上述缺点。由本文第 2 部分所述注意事项的第 3 点可知, 功能指令 SUB25 每次仅可以输出 1位状态为 1 的信号, 且该信号具有一定的持续性。这样的输出特性相当于是自锁功能, 因此, 可以利用这一特性实现 PMC 程序的优化。另外, 图 3 所示占用机床较多 DI 点的缺点, 可以
11、通过机床 DI 点排列组合的方式加以解决6。图 3 常规的工作方式 PMC 编程 下载原图使用功能指令的工作方式 PMC 编程如图 4 所示。功能指令 SUB25 实现工作方式PMC 编程原理图如图 5 所示。根据以上分析, 图 4 所示的 PMC 程序可以将机床工作方式作为外部信号 (X0000.2, X0000.4 和 X0000.6 的排列组合) 与功能指令 SUB25 的指定数据 R0030.0R0030.7 (初始值均为 0) 进行比对, 再将比较结果 (见图 5 中的“比较结果”部分) 输出到指定内部继电器 R0031 并将相应位置上的值置 1 (见图 5 中的“译码结果”部分)
12、, 最后按照表 2 的要求将置 1信号与 G43 信号连通即可。以“编辑 (EDIT) ”方式为例, 当选择“编辑 (EDIT) ”时, 对应 X0000.2, X0000.4, X0000.6 的排列组合为 000;与R0030.0R0030.7 的比较结果为 11111111;功能指令 SUB25 的输出结果为R0031.0=1。由表 2 可知, “编辑 (EDIT) ”方式要求 G43.0 和 G43.1 的信号同时为 1, 故将功能指令 SUB25 的输出 R0031.0=1 分别与 G43.0 和 G43.1 的线圈相连即可 (见图 4) 。图 4 使用功能指令的工作方式 PMC 编
13、程 下载原图图 5 功能指令 SUB25 实现工作方式 PMC 编程原理图 下载原图4 结论图 4 所示的包含功能指令 SUB25 的数控机床工作方式选择 PMC 程序经验证是切实可行的。该方法充分利用功能指令 SUB25 的输出特性, 通过省略自锁结构并结合机床 DI 点排列组合的方式, 使得 PMC 程序的结构变得更加简洁有效, 这对于提高 PMC 程序的整体效能具有积极的作用和意义。参考文献1呼刚义, 杨新刚, 杨鹏.基于 FANUC 0i MateMD 系统的数控辅助功能 M 指令的 PMC 控制设计原理和程序实现J.机床与液压, 2013, 41 (22) :123-124. 2周兰, 陈少艾.FANUC 0i-D/0i Mate-D 数控系统连接调试与 PMC 编程M.北京:机械工业出版社, 2016:230. 3唐国兰, 吴云忠.数控机床操作方式的 PMC 程序设计与应用J.工业控制计算机, 2014 (8) :137. 4揭晓.运用辅助功能代码维修数控机床J.金属加工 (冷加工) , 2014 (9) :77-78. 5龚仲华.数控系统连接与调试M.北京:高等教育出版社, 2012:211-212. 6张志军.FANUC 数控机床操作面板 PMC 程序设计J.自动化与仪器仪表, 2015 (7) :66-68.
