專利名稱：多功能的數(shù)控機床的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多功能的數(shù)控機床(包括加工中心)的控制方法。
背景技術：
PMC[possible machine control(以下簡稱PMC)]梯形圖程序是機床制造廠家基于數(shù)控系統(tǒng)提供的控制平臺上設計編寫的用于控制數(shù)控機床(包括加工中心)執(zhí)行各種動作的機床控制軟件(PMC控制軟件)。PMC軟件是整臺機床的控制核心和技術精髓，機床的各種控制功能是靠PMC的邏輯和時序關系實現(xiàn)的。設計、編寫PMC軟件實際上是一個系統(tǒng)應用的二次開發(fā)過程。機床控制框圖見圖1。
數(shù)控加工中心所采用的PMC控制具有可靠性高、柔性好等特點，每個機床制造廠家都有自身產品使用的PMC控制軟件，然而，由于設計理念和能力的參差不齊，使得PMC軟件的實際應用效果大相徑庭，確切地講，PMC控制軟件設計得良莠，直接關系到數(shù)控機床使用的方便性、靈活性、完整性和可靠性。以前數(shù)控機床在PMC設計中，往往采用根據(jù)用戶要求逐一進行設計調試的方法，每臺機床的軟、硬件都有或多或少的差別，同一系列的產品存在重復設計的問題，同時也給生產廠家和用戶在維護修理時帶來許多的不便。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提出一種多功能的數(shù)控機床的控制方法，尤其是參數(shù)化設計方法。本發(fā)明目的還在于，提出一種新的報警信息顯示和故障處理提示性文本的方法。便于維修人員根據(jù)屏幕上顯示的報警號盡快查找出故障原因，提高機床的工作效率。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的多功能的數(shù)控機床的控制方法，分別將刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量選擇、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示諸多控制作為獨立的開放型的模塊編寫在梯形圖軟件里，再用自定義的相關參數(shù)位，作為開通和關閉所選功能的軟開關，只要通過一份詳細的功能控制表，按實際需要選擇設置，完成刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示等各種功能的選擇。所述詳細的功能控制表，作為開通和關閉所選功能軟開關的根據(jù)。
本發(fā)明的進一步方案還包括通過檢測(換刀、氣壓以及其他各種動作)故障的中間寄存器、故障顯示的標志位，用來觸發(fā)(換刀、氣壓以及其他各種動作)故障顯示信息，在原來一個故障出現(xiàn)要導致相關多個故障信息同時顯示，而現(xiàn)在只顯示引起故障的原始故障信息。
由于一個故障的出現(xiàn)，會引起其它相關故障的連鎖反應，同時顯示多個故障信息，而實際上只要排除了最原始的故障原因，其它的故障也就會消失了。
本發(fā)明在這套PMC控制軟件中設計了大量的故障報警檢測功能以及處理方法指導性文本功能。圖(3)的梯形圖程序是一個系統(tǒng)能自動判斷出初始故障的原因，并顯示報警號及其內容的例子，維修中，只要根據(jù)屏幕顯示的報警號排除這些故障，其它引發(fā)故障將自行消失。
本發(fā)明特點是采用了一種類似模塊化式的設計方法，即在某一系列的PMC軟件程序原始設計時，使其具有盡可能多的功能，在實際引用時可根據(jù)具體的需要，通過自定義的機床參數(shù)來選擇所需功能，使得設計具有良好的統(tǒng)一性和一致性，這樣，既簡化了生產制造過程，又極大地方便了日后的維護和修理。如主導產品XH716加工中心，在PMC控制軟件設計時，在刀庫類型(斗笠式和機械手式)、第四軸選用、刀夾數(shù)量選擇、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示等多種功能上采用了一種新型的參數(shù)化設計方法。其次，為保證數(shù)控加工中心隨時處于良好的工作狀態(tài)，提高機床的使用率，減少停機時間也是非常重要的一個方面。為此，在這套PMC軟件中，本發(fā)明盡可能全面的考慮到可引起故障的各種各樣的原因，相應做了大量的報警信息顯示和故障處理方法提示性文本。這樣，當機床發(fā)生故障時，維修人員可根據(jù)屏幕上顯示的報警號盡快查找出故障原因，從而提高生產效率。
應用本方法的XH716的PMC控制軟件，涵蓋了多種利于機床監(jiān)測、檢測、維修、調試的功能，這種與國際接軌的先進的控制軟件技術為我公司的產品形象提升了一個檔次。PMC軟件的參數(shù)化設計，使同一系列產品的控制軟件具有良好的統(tǒng)一性，簡化、方便了設計過程；故障顯示的合理設計，使系統(tǒng)能自動判斷出機床初始故障的原因，減少了故障檢修的時間，同時，機床生產廠家還可利用豐富的報警信息，有效地判斷和指導用戶排除故障從而減少不必要的售后服務費用，切實提高產品的利潤空間。


圖1是本發(fā)明PMC程序控制框2是本發(fā)明冷卻液跟隨主軸啟動梯形3是故障顯示梯形4是本發(fā)明用于刀庫和四軸選擇的軟開關控制梯形圖具體實施方式
(一)、參數(shù)化設計的實施方法利用本發(fā)明方法在軟件設計時，分別將刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量選擇等等諸多控制功能作為一個獨立的開放型的模塊編寫在梯形圖里，再用自定義的相關參數(shù)位，作為開通和關閉所選功能的軟開關，這樣，對同一系列甚至整個公司的產品，只要用一種PMC控制軟件就可以了。而對于機床是升降臺式還是床身式，是普通數(shù)控機床還是加工中心，在加工中心上是采用斗笠式刀庫還是機械手刀庫以及刀庫容量等不同型號機床的不同的控制功能，只要通過一份詳細的功能控制表按實際需要選擇設置就能完成。下面是一個簡單的如何利用FANUC內置的PMC平臺進行二次開發(fā)，對冷卻電機的啟停進行參數(shù)化設計控制的實例，這種控制方法可以通過自定義參數(shù)位的設置，既可對冷卻液的開啟和關閉采用常規(guī)的編制零件加工程序的方法來執(zhí)行，也可實現(xiàn)當沒有主軸的旋轉命令時，冷卻液自動停止，有主軸旋轉命令后自動啟動的功能，其PMC程序如圖2所示。
圖2中與本功能有關的觸點信號的定義和功能如下R560.3是從NC來的選擇停止中間信號；R600.0是主軸正轉中間信號；R600.1是主軸反轉中間信號；R600.5是從NC來的M08(冷卻液起動)中間信號；R600.6是從NC來的M09(冷卻液停止)中間信號；R635.7是機床自動方式中間信號；R660.4是冷卻液暫停中間信號；R660.7是冷卻起動保持中間信號；G8.4是PMC輸出到NC側的急停信號；F1.1是NC輸入到PMC的復位信號；Y2.0是PMC輸出到機床側的冷卻電機起動信號；K13.2為冷卻方式控制軟開關；具體實施步驟如下如圖2所示，初始狀態(tài)時，Y2.0，R660.4，R660.7都是“0”，急停G8.4是1，如果選用冷卻液隨主軸啟停的功能，只需將參數(shù)K13.2設為“1”，自動方式下當系統(tǒng)有M8命令時，M08(冷卻液啟動R600.5變?yōu)椤?”，對應的M08保持信號R660.7變?yōu)椤?”并自鎖。當主軸正轉(R600.0)和反轉(R600.1)信號都是“0”時(即主軸沒有旋轉)，冷卻液暫停信號R660.4被置“1”，使冷卻液的輸出(Y2.0)此時為“0”，無冷卻液流出。正轉或反轉的任一信號變“1”時，即主軸旋轉時，R660.4被復位為“0”，冷卻液輸出信號Y2.0通過R660.7的保持作用而置“1”，實現(xiàn)了冷卻液在主軸旋轉的同時流出。同理，如果選擇停止(M01)信號有效時冷卻也跟隨動作，則可設置參數(shù)K12.1為“1”，當NC輸出選擇停止信號時(R560.3)，通過R660.4控制Y2.0的輸出，實現(xiàn)參數(shù)控制功能。
(二)、故障顯示的設計方法實施例在實際應用中，往往由于一個故障的出現(xiàn)，會引起其它相關故障的連鎖反應，同時顯示多個故障信息，而實際上只要排除了最原始的故障原因，其它的故障也就會消失了。但通常在顯示的故障信息中，檢修人員并不知道哪個是導致故障的直接原因，只能逐個查找，既浪費時間又增加了檢修難度。針對這一問題，本發(fā)明在這套PMC控制軟件中設計了大量的故障報警檢測功能以及處理方法指導性文本功能等等，圖3的梯形圖程序是一個系統(tǒng)能自動判斷出初始故障的原因，并顯示報警號及其內容的例子，維修中，只要根據(jù)屏幕顯示的報警號排除這些故障，其它引發(fā)故障將自行消失。
R680.1、R680.2是檢測換刀和氣壓故障的中間寄存器，R680.3、R680.4和R680.5是故障顯示的標志位，用來觸發(fā)換刀、氣壓和進給軸的故障顯示信息。換刀的機械手動作是靠刀臂電機和電磁閥實現(xiàn)的，換刀時Z軸會首先移動到預定的位置。如果換刀過程中出現(xiàn)氣壓故障，為防止意外事故的發(fā)生，程序會停止換刀動作以保護機床。按以往的設計，此時會同時顯示刀具未到位、氣壓系統(tǒng)故障和進給封鎖三個故障信息。我們設計了上面的程序，在這種情況下將只顯示氣壓故障這一條報警信息。其工作原理是無故障時，三個故障顯示標志位都是0，由于系統(tǒng)是順序掃描PMC程序的，當氣壓故障發(fā)生時，在程序掃描的第一個周期內，故障檢測點R680.2變?yōu)椤?”，使R680.6被置為“1”，這樣故障顯示位R680.4變?yōu)椤?”并自鎖，R680.4會觸發(fā)顯示“氣壓故障”，直到故障被排除(R680.6自動變“0”)，系統(tǒng)復位(F1.1為“1”)后R680.4才復位為0，報警信息消失。由于R680.4置“1”并保持，實現(xiàn)了對R680.7、R680.3和R680.5的封鎖，即使此時故障檢測位R680.1為“1”，也不會使其故障顯示的標志位R680.3變?yōu)椤?”，這樣與之對應的故障信息就不會顯示出來。通過這樣的PMC程序的控制，就能自動從相繼發(fā)生的多個同類故障里，判斷出初始故障并加以顯示，從而縮短了不必要的檢修時間。
如圖4所示，圖中R800.0為斗笠式刀庫通道的中間位，其數(shù)十個軟觸點分布在整個軟件與斗等式刀庫相關的梯圖語句里；R800.1為機械手式刀庫通道的中間位，其數(shù)十個軟觸點分布在整個軟件與機械手式刀庫相關的梯圖語句里；R800.2為四軸控制機床通道的中間位，其數(shù)十個軟觸點分布在整個軟件與四軸控制相關的梯圖語句里。
本發(fā)明中，用K7.6作為普通機床和加工中心選擇的軟開關，當K7.6為0時，關閉刀庫軟件通道，機床為普通機床；當K7.6為1時，打開刀庫軟件通道，機床為加工中心。同時，用K7.2作為斗笠式刀庫和機械手刀庫選擇的軟開關，當K7.2為0時，打開斗笠式刀庫軟件通道；當K7.2為1時，打開機械手刀庫軟件通道。另外，K8.5作為三軸和四軸機床互相轉換的軟開關，當K8.5為0時，為三軸控制機床，當K8.5為1時，，打開四軸控制的各種功能通道，機床為四軸控制機床。本發(fā)明中，類似上述的功能控制軟開關均用類似上述方法按需逐一設置，就能方便地變換出各種功能的數(shù)控機床和加工中心。
權利要求
1.多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是分別將刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量選擇、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示諸多控制作為獨立的開放型的模塊編寫在梯形圖里，再用自定義的相關參數(shù)位，作為開通和關閉所選功能的軟開關，通過一份詳細的功能控制表，按實際需要選擇設置，完成刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示多種功能的選擇。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是通過檢測產生故障的中間寄存器，通過故障顯示的標志位用來觸發(fā)故障顯示信息，在原來一個故障出現(xiàn)要導致相關多個故障信息同時顯示，而現(xiàn)在將只顯示引起故障的原始故障信息。
3.根據(jù)權利要求2所述的多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是采用檢測換刀和氣壓故障的故障檢測點中間寄存器(R680.1、R680.2)和三個故障顯示的標志位(R680.3、R680.4和R680.5)，來觸發(fā)換刀、氣壓和進給軸的故障顯示信息；無故障時，三個故障顯示標志位都是0，系統(tǒng)順序掃描PMC程序，當氣壓故障發(fā)生時，在程序掃描的第一個周期內，一個故障檢測點R680.2變?yōu)椤?”，使另一故障檢測點R680.6被置為“1”，這樣一個故障顯示位R680.4變?yōu)椤?”并自鎖，一個故障顯示的標志位R680.4會觸發(fā)顯示“氣壓故障”，直到故障被排除，系統(tǒng)復位后上述故障顯示的標志位R680.4才復位為0，報警信息消失；R680.4置“1”并保持，實現(xiàn)了對故障顯示標志位R680.7、R680.3和R680.5的封鎖，即使此時故障檢測位R680.1為“1”，也不會使其故障顯示的標志位R680.3變?yōu)椤?”，與之對應的故障信息就不會顯示出來。
4.根據(jù)權利要求1所述的多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是設有普通機床和加工中心選擇的軟開關K7.6，當軟開關K7.6為0時，關閉刀庫軟件通道，機床為普通機床；當軟開關K7.6為1時，打開刀庫軟件通道，機床為加工中心。
5.根據(jù)權利要求1所述的多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是設有斗笠式刀庫和機械手刀庫選擇的軟開關K7.2，當軟開關K7.2為0時，打開斗笠式刀庫軟件通道；當K7.2為1時，打開機械手刀庫軟件通道。
6.根據(jù)權利要求1所述的多功能的數(shù)控機床的控制方法，其特征是設有三軸和四軸機床互相轉換的軟開關K8.5，當軟開關K8.5為0時，為三軸控制機床，當K8.5為1時，打開四軸控制的各種功能通道，機床為四軸控制機床。
全文摘要
多功能的數(shù)控機床的控制方法，分別將刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量選擇、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示諸多控制作為獨立的開放型的模塊編寫在梯形圖軟件里，再用自定義的相關參數(shù)位，作為開通和關閉所選功能的軟開關，只要通過一份詳細的功能控制表，按實際需要選擇設置，完成刀庫類型、軸數(shù)選用、刀夾數(shù)量、換刀、主軸中心冷卻和機床運行狀態(tài)指示等各種功能的選擇。所述詳細的功能控制表，作為開通和關閉所選功能軟開關的根據(jù)。本發(fā)明是一種新型的參數(shù)化設計方法。為保證數(shù)控加工中心隨時處于良好的工作狀態(tài)，提高機床的使用率。
文檔編號G05B19/406GK1912782SQ20061004139
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權日2006年8月22日
發(fā)明者管懷蓉 申請人:南通縱橫國際股份有限公司