FANUC 数控系统PMC程序识图方法与技巧

高锦南， 卢 玲

（黄冈职业技术学院 机电学院，湖北 黄冈 438002）

FANUC 数控系统PMC程序识图方法与技巧

高锦南， 卢 玲

（黄冈职业技术学院 机电学院，湖北 黄冈 438002）

FANUC数控系统在设计中大量采用模块化结构，系统内部提供了大量丰富的PMC信号和PMC功能指令，数控机床的PMC指令必须满足信息处理和动作控制的特殊要求。通过数控系统PMC程序的识图与分析，可以提高数控机床故障诊断与维修的效率和准确性。

FANUC；PMC；数控系统；功能指令

数控系统除了对机床各坐标轴的位置进行连续控制（即插补运算）外，还需要对机床主轴的正反转与启停、工件的夹紧与松开、刀具交换、多工位工作台的交换、液压与气动系统控制、切削液开关、润滑等辅助工作进行顺序控制，这些顺序控制由可编程逻辑控制器完成 。FANUC公司的PLC和机床系统做成一体，为内装型可编程逻辑控制器，简称为PMC，是专用于数控机床外围辅助电气部分的控制。经过几年的学习与探索，我对PMC程序的识读方法与技巧有以下几点体会。

1 FANUC数控系统PMC信号

FANUC数控系统PMC分为PMC-L/M、PMC SA1/SA2/SA3/SB7等五个版本，要注意公司的机床上所用的版本，在数控系统PMC的PMCDGN界面中可以显示。

PMC在数控系统和机床本体部分起桥梁作用，其信号地址可以分成两大类：CNC与PMC间的内部信号（G、F地址）和机床与PMC间的外部信号（X、Y地址）。其中G、F地址是由数控系统厂家已经确定，程序设计者只可以使用，不可以更改或者删除。数控机床操作面板上的按键信号都是通过X地址经I/O LINK输入到PMC中。机床的状态信号以及一些外部控制信号都是通过Y地址经I/O LINK输出到机床上。

机床外部的信号经过PMC处理之后通过G地址送入CNC处理，CNC处理完毕再将信号由F地址送给PMC。其中各轴测量位置到达信号（XAEYAEAE）、各轴返回参考点减速信号（*DECn）、跳转信号（SKIP）以及急停信号（*ESP）等高速处理信号的地址是固定的，信号是从机床侧直接输入到CNC中，不需经过PMC处理。

由机床向CNC的输入信号(DI)和由CNC向机床的输出信号（DO）之间的信号流程关系如下图1所示。

图1 CNC、PMC和机床之间的信号传递

2 FANUC数控系统PMC的程序结构

FANUC数控系统的PMC程序由第一级程序、第二级程序和若干个子程序构成。第一程序每8ms扫描执行一次，主要包括急停、跳步、超程、返参考点减速和进给保持等高速信号，第一级程序尽可能短，减少执行时间，一级程序由功能符号END1结束。

图2 急停、主轴紧急停止梯图

第二级程序优先级低于第一级程序，一级程序每8ms都要先扫描执行，其的1.25ms用于执行第一级和第二级程序，剩余时间由数控系统使用。每个8ms中的1.25ms时间内扫描完第一级程序后，剩余的时间再扫描第二级程序，如果二级程序在一个8ms规定的时间内不能扫描完成，会被分割成n段来执行，二程序用功能符号END2结束，如图3所示。

图3 二级程序结束梯图

3 PMC梯形图识读

3.1 FANUC数控系统PMC工作方式梯形图识读A

FNUC 数控系统的工作方式包括以下类型编辑（EDIT）、自动方式（MEM）、手动数据输入方式（MDI）、手轮选择方式（HNDLE）、手动连续进给（JOG）、远程传送（DNC）、返回参考点方式（REF）等七种。在编制PMC程序时，数控系统采用G43地址的8个位的各个位的组合来确定CNC的工作方式。梯形图如图4所示，G43的各个位的信号对应关系如下表一所示。

由表1 G43地址的状态信号可以看出，FANUC系统数控机床在开机之后，在机床操作面板没有任何按钮动作的时候，系统默认的工作方式为MDI方式，开机的时候G43地址的值为0，刚好是MDI状态的值。

表1 工作方式与G43地址位信号的对应关系

图4 工作方式选择梯图

3.2 FANUC数控系统PMC加工程序控制梯形图识读

FANUC数控系统数控机床的加工程序控制方式包括单段（SBK）、空运行（DRN）、跳步（BDT1）、选择停止（OPTS）、机床锁住（MLK）和程序重启（SRN）等六种。加工程序控制方式各种状态之间没有必然的互锁关系，六种方式操作时可以同时存在。当某种方式按钮按下，其功能保持住，再按一次功能取消。如图5跳步梯图程序段。其他五种控制方式梯形图编写的方法与跳步梯形图程序段是一样的，只是地址不一样，信号不一样。梯形图中的BDT.K表示是操作面板上的跳步按键，BDT.R表示跳步程序的中间继电器R，BDT.L表示跳步控制方式被选择之后的指示灯。

图5 跳步方式梯图

3.3 FANUC数控系统PMC主轴速度倍率、切削进给倍率选择梯形图识读

主轴速度倍率信号使主轴实际运行速度为加工程序中指令的主轴转速S与操作面板上的主轴倍率开关值的乘积。在FANUC数控系统中主轴速度倍率G信号为G30,主轴倍率信号为高电平有效，控制方式采用功能指令SUB27，梯形图如图6所示。旋钮开关的输入地址的二进制信号转换成中间继电器R213的信号，再将中间继电器状态通过功能指令SUB8转换成保持继电器的信号，保持继电器的信号通过指令SUB27将各档位二进制信号转换成G30对应的各状态。

切削进给倍率是通过程序对工件加工进行自动加工时，都可以通过进给倍率选择旋钮调整进给速度的大小。FANUC数控系统中手动进给倍率G信号是G10、G11，自动进给倍率信号为G12。手动进给倍率和自动进给倍率信号均为低电平有效，即位为0时有效。

图6 主轴倍率梯形图

图7 手动进给倍率梯形图

3.4 FANUC数控系统M、S、T辅助功能梯形图识读

在编写数控加工程序的指令的发出有两种形式，一种是以G代码的形式发出用来指定伺服电机按照一定的轨迹来运行，一种就是要用到M00、M01、M02等M辅助指令，主轴转速S指令，刀架换刀T指令，这是指令是数控系统特有的，外部控制部件是不能识别的，而具体执行的动作需要PMC赋予。

表2 M、S、T相关信号地址

例如M03 S800,数控系统是如何处理的呢？当系统读到程序中的M指令时，系统输出M代码选通信号MF（地址是F7.0），将M03通过PMC程序译码成某一地址的中间继电器为1的信号方式，同时输出到机床侧执行，M功能执行完成后，辅助功能结束信号FIN通过G4.3信号送给CNC中，表示M03执行完毕。同时系统将主轴转速指令S800，系统输出S代码选通信号SF（地址是F7.2），系统内部将速度值变换成成比例的电压信号，通过系统的JA41或者是JA40接口输出到串行主轴驱动器或者是非串行主轴的变频器的电压控制端，实现对电机的转速控制。

分配结束信号DEN F1.3 在辅助功能M代码中还有一些专用的M代码，当加工程序出现时，系统会选通相应的F地址，不需要另行译码，例如程序结束M02（F9.5）、M30（F9.4），程序选择停止M01（F9.6）。

4 结束语

FANUC数控系统的PMC功能指令多而复杂，而PMC程序可以控制数控机床自动运行，只有掌握了PMC程序的识读方法，才能通过PMC程序来调整数控机床的性能。只有读懂了PMC程序，才能修改PMC程序，同时，PMC梯形图是数控机床维修与调试的重要依据，对维修数控设备时分析机床外部故障有着重要作用。

［1］周兰，陈少艾FANUC 0i－D数控系统连接调试与PMC编程［M］.北京：机械工业出版社, 2012.

［2］BEIJING-FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3梯形图语方编程说明书［Z］.

［3］北京发那科机电有限公司 FAUNC CNC维修与调整［M］.北京：高等教育出版社,2011.

Gao Jinnan, Lu Ling

(Huanggang Polytechnic College, Huanggang 438002 Hubei)

During the design of FANUC numerical control system, a large number of modular structures have been applied, the inner system provides a large number of PMC signal and PMC function instructions. CNC machine tool PMC instructions must meet the special requirements of information processing and motion control. The program and analysis of PMC could improve the efficiency and accuracy of NC machine tool fault diagnosis and maintenance.

FANUC; PMC; Numerical control system; Function instruction

TP274t.5

A

1672-1047（2015）04-0117-04

10.3969/j.issn.1672-1047.2015.04.30

［责任编辑：倪祥明］

2015-07-12

高锦南，男，湖北黄冈人，教师、工程师、高级技师。研究方向：数控机床维护与维修、机电设备维修与管理。