典型4.6.4倍率升降控制程序优化技巧

1.编程要求

在实际数控机床上，除使用波段开关外，有时还使用倍率升降键，来调整主轴转速倍率或进给速度倍率。图4-30为FANUC早期FS-0系列CNC机床操作面板所使用的主轴倍率键，部分数控机床有时也采用这种调节方式。

图4-29 主轴倍率控制程序

采用升降键调节的数控机床，其主轴转速倍率的调节范围一般为50%～120%，分15级，级间的增量为5%。按键的作用和功能如下。

【SPDL DEC】：倍率降低键。每按一次【SPDL DEC】键，主轴转速可降低5%；但当倍率降低到50%后，主轴转速倍率将保持50%。

【SPDL 100%】：100%倍率选择键。按此键，可直接将主轴转速倍率恢复为100%。

【SPDL INC】：倍率增加键。每按一次【SPDL INC】键，主轴转速可增加5%；但当倍率增加到120%后，主轴转速倍率将保持120%。

实现主轴转速倍率升降控制的编程方法很多。例如，可通过计数指令将倍率升降键的输入，转换为二进制编码数值（地址）后，再利用前述的二进制数据转换指令CODB，将其转换PMC的主轴倍率信号G030（SOV7～SOV0）输出；或者，利用二进制四则运算指令，通过对G030的加/减“5”的运算，产生倍率调节信号等。以下介绍两种较为常用、简单的程序设计方法。

2.使用移位指令的程序

由于倍率升降键不能像波段开关那样保持输入信号的状态，因此，PMC程序设计时一般需要通过移位、计数等功能指令，记录升降键的调节位置，然后才能转换成PMC的倍率控制信号G030。图4-31是利用移位指令，产生升降键调节状态记录信号的程序例。

程序中的X10.0、X10.1、X10.2分别为主轴倍率升降调节键【SPDL DEC】、【SPDL100%】、【SPDL INC】的输入地址，执行该程序段后，可在2字节内部继电器R14.0～R15.6上生成表4-22所示的倍率调节状态记录信号。

表4-22 倍率调节状态记录信号表

图4-31 状态记录信号生成程序(www.xing528.com)

程序中的R20.0为PMC开机的首循环脉冲，它只有在开机的第1个PMC扫描循环中，才可输出“1”信号；信号用于机床开机时的100%主轴转速初始倍率设定；R13.0、R13.2、R13.4为【SPDL DEC】键、【SPDL 100%】键、【SPDL INC】键的边沿信号，用来启动移位操作；R13.6用于移位方向控制，按【SPDL DEC】键时，R13.6=1，指令SFT中的2字节内部继电器R15/R14向右移位；按【SPDL INC】键时，R13.6=0，内部继电器R15/R14向左移位。

程序中的二进制数据传送指令NUBER用于100%倍率设定，它可通过开机时的首循环脉冲R20.0或【SPDL 100%】键的边沿信号，将2字节内部继电器R15/R14的状态设定为1024（0000010000000000），使调节状态记录信号R15.2=1、其他位为“0”，以记录100%倍率的状态。

移位指令SFT中的DIR用于移位方向控制，DIR=0为左移、DIR=1为右移；CONT为移位方式控制，CONT=0为正常移位控制；RST为复位输入；ACT为移位启动输入。

在图示的程序中，按【SPDL INC】键，R13.6=0、DIR=0，故R13.4的脉冲输入可使现行状态记录信号左移；例如，重复按【SPDL INC】键，状态记录信号可由初始位置R15.2，逐一左移至R15.3、R15.4等。如按【SPDL DEC】键，则R13.6=1、DIR=1，R13.0的脉冲输入将使现行状态记录信号右移，如由初始位置R15.2逐一右移至R15.1、R15.0、R14.7等。但是，如果倍率调节到120%位置，状态记录信号R15.6将为“1”，R13.4的移位启动输入ACT将被禁止，状态记录信号保持为R15.6；同样，如果倍率降低到50%，状态记录信号R14.0将为“1”，R13.0的移位启动输入ACT将被禁止，状态记录信号保持为R14.0。

在以上程序的基础上，便可通过图4-32所示的简单程序，利用二进制数据传送指令NUMER，依次将对应的倍率值输出到PMC的主轴倍率控制信号G030上。

图4-32 倍率信号输出程序

3.使用四则运算指令的程序

以上使用移位指令的程序编制简单、调整方便，且能够通过状态记录信号指示现行倍率，但程序的长度相对较长。为此，实际使用时也可以利用四则运算指令，通过图4-33所示的程序，实现主轴转速倍率升降调节控制，程序简单说明如下。

第1段：利用开机的首循环脉冲或【SPDL 100%】键，通过二进制数据传送指令NUM-ER（SUB40），直接将倍率输出G030置为100%。

第2段：如R16.1=0（现行倍率大于50%），按【SPDL DEC】键，其边沿脉冲R13.0将使G030减少5%，运算结果保存到R060上。

第3段：利用二进制存储器传送指令MOVB，将G030减少5%后的结果R060，重新输出到G030上。

第4、5段：利用二进制比较指令COMPB（SUB32），判别现行倍率是否为50%，如为50%，则PMC的特殊内部继电器R9000.0将为“1”，从而使得R16.1=1并保持，以便禁止倍率的继续降低。R16.1状态可通过【SPDL 100%】键或【SPDL INC】键复位。

第6～9段：用于倍率增加控制，其作用与第2～5段类似。如R16.3=0（现行倍率小于120%），按【SPDL INC】键，其边沿脉冲R13.4将使G030增加5%，并重新传送至G030；但当现行倍率为120%时，R16.3==1并保持，以便禁止倍率的继续增加。R16.3状态可通过【SPDL 100%】键或【SPDL DEC】键复位。

图4-33 使用四则运算指令的倍率控制程序