数控机床进给倍率修调的实现

郑 明

通用技术集团大连机床有限责任公司 辽宁 大连116620

近年来,随着制造业市场需求的变化,根据自身产品的性价比,大、中型金属切削机床更多趋向于个性化订单。对于数控机床的操纵面板,有的由数控系统厂家提供,有的由制造厂自己设计定做,因此数控机床的倍率开关输入信号就会有格雷码和二进制码两种区分形式。对于FANUC 数控系统,系统厂家提供的操纵面板,进给倍率开关信号采用的是格雷码,而FANUC系统的进给倍率信号对应的数据是二进制码。对于格雷码的进给倍率开关,PMC在实现进给倍率的编程时,需要把格雷码转换成二进制码,再经过数据表的正确赋值,通过二进制代码转换功能CODB才能实现进给速度的修调。

1 格雷码介绍

格雷码是一种数字排序系统,由0和1组成,其中的所有相邻整数在它们的数字表示中只有一个数字不同[1],这大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。格雷码还具有高可靠性,是一种错误最小化的编码方式之一,因此,作为输入信号以及编码形式被广泛应用到机械、电子等行业中。

2 格雷码与自然二进制码的转换规律

一般情况下,自然二进制码与格雷码可以按以下方法相互转换。

(1)二进制码转换为格雷码,是编码形式。从最右边一位(最低位)起,依次将每一位与相邻左边一位异或,作为对应格雷码该位的值,最左边一位不变。[2]。

(2)格雷码转换成二进制码,是解码形式。最左边一位(最高位)保持不变,从左边第二位起,依次将每位与左边一位解码后的值异或,作为该位解码后的值。

3 进给倍率开关的格雷码输入信号转制成二进制码的PMC程序

FANUC数控系统厂家提供的操纵面板上的进给倍率开关输入信号是格雷码,而FANUC系统的进给倍率信号控制的功能指令CODB处理的数据都是二进制码,要想实现进给速度倍率PMC编程控制,必须先通过PMC编程将码制转换。假设进给倍率开关的格雷码输入信号24、23、22、21、20(从高位到低位)对应的PMC输入信号的地址分别为X0.4 、X0.3 、X0.2 、X0.1 、X0.0,根据格雷码转换为二进制码解码的规律,将格雷码转换为二进制码的PMC控制梯形图如图所示。

4 进给速度倍率代码转换的PMC控制

FANUC系统的进给速度倍率的实现,用的是PMC里的CODB功能指令,它是把2个字节的二进制代码数据转换成1个字节、2个字节或4个字节的二进制数据指令。具体功能是把转换数据输入地址对应数据表里的数值以二进制的形式,输出到转换数据的输出地址中。

CODB功能指令中的0021表示数据表中的容量,由进给倍率开关的位数来决定。将R10地址作为转换数据输入地址,由进给倍率开关的格雷码经过PMC码制转换而来的二进制码,编程进给速度倍率信号G12作为转换数据输出地址。由于编程进给速度倍率信号*FV0～*FV7(G0012.0 ～G0012.7 )为负逻辑信号,“0”时有效,倍率单位为1%,所以倍率数据表的倍率数据均为实际倍率的反码,可表示成相应负整数的补码,具体对应关系为:

-(实际倍率+1)的补码=(实际倍率)的反码,则CODB功能指令中的倍率数据表中的值就用“实际倍率+1”的负数来赋值。例如:当进给倍率开关选择在10%时,R10中的二进制是00110,对应的十进制数是6,那就是数据表中表内号6,表内号6对应的十进制倍率数据赋值为-11,即-(10+1)。通过执行代码转换指令CODB把数据表表内号6所对应的十进制倍率数据-11,以8位二进制倍率数据11110101形式输出到G12.0 ～G12.7 中,并向CNC传送编程进给速度倍率信号*FV0～*FV7,CNC就执行10%的编程进给速度。

5 结语

在机床产品电气设计调试中,根据数控系统CNC和PMC接口信号的不同,再结合不同类型的控制面板以及不同码制的进给倍率开关,就可以根据码制转换规律很灵活地实现进给速度倍率,这样就提升了产品配套件的多样化,使产品的经济效益提升。FANUC系统进给倍率数据表的值也可以用正数来赋值。