台达20PM数控功能的运用.docx

台达20PM数控功能的应用

摘 要：本文简述台达DVP20PM运动控制型PLC的数控功能，及结合HMI在数控应用中的方法及特点。具体包括主要四种输入G码的方法
关键词：PLC 运动控制 逻辑控制 数控系统 G码
1 引言
　　　随着自动化设备对控制的高精度、高响应性需求的不断增加，自动化控制技术不断提高，精确的高速定位控制得到广泛应用，PLC这一工业控制产品也从早期的逻辑控制领域不断扩展到数控控制领域，实现了以往PLC无法完成的运动控制功能。
　　　在运动控制中大多数采用我们熟悉的数控系统或者是计算机运动板卡来完成，虽然作为专门的产品能够实现复杂的运动轨迹控制，但同时要完成一些逻辑动作的控制就不如PLC灵活方便。台达DVP20PM系列PLC是具有高速定位、双轴或叁轴线性及圆弧插补多功能的可编程控制器，结合了PLC逻辑动作控制和数控系统运动控制的各自优点，在功能上满足双轴或三轴插补的高速定位需求。
2 数控功能应用介绍。
目前，在我们用DVP20DPM做过的数控案例中主要有　液晶切片机，双轴立车 ，焊接轨迹控制 ，点胶轨迹控制 ， 龙门数控钻床等等。在这些应用中，都用到了数控系统的G码和M码指令。目前20PM包括两款产品分别为20PM00D,与20PM00M.
20PM00D支持的G 代码功能如下：G0 高速定位；G1 双轴联动直线插补；G2 顺时针圆弧插补（设定圆心位置）；G3 逆时针圆弧插补（设定圆心位置）；G2 顺时针圆弧插补（设定半径长度）；G3 逆时针圆弧插补（设定半径长度）；G4 停顿时间；G90 设定绝对坐标系统；G91 设定相对坐标系统。对于第三轴（Z轴）处理方式如下：20PM00D只规划2轴，当G0中指定了Z轴时，此G0指令中Z轴将被拆解独立出来。
例: G0XP1YP2ZP3 G0ZP3
G0XP1YP2
G0ZP3执行时20PM将自动呼叫P255并以D0传递P3，使用者可于P255中处理Z轴动作。
20PM00M是完全3轴的运动控制器,20PM00M支持的G 代码功能如下：G0 高速定位；G1 三轴联动直线插补；G2 顺时针螺旋插补（设定圆心位置）；G3 逆时针螺旋插补（设定圆心位置）；G2 顺时针螺旋插补（设定半径长度）；G3 逆时针螺旋插补（设定半径长度）；G4 停顿时间；G90 设定绝对坐标系统；G91 设定相对坐标系统。 G17 定义坐标系XY G18定义坐标系YZ G19定义坐标系ZX,由于篇幅所限仅以G17 定义坐标系XY，做螺旋插补说明
螺旋補間在G17模式(XY平面)下，假如Z軸無變化量(Z=0)，螺旋補間運作同XY軸兩軸圓弧補間。半徑指定

G01/ LIN
平面選擇

G17
G2 X Y Z R
G17
G3 X Y Z R

20PM00D与20PM00M的相似与区别，兰字部分为20PM00M独有。

3 台达20pm PLC软件结构
3.1 DVP20PM程序结构
　　　由于20PM主机结合了PLC顺序逻辑控制及双轴插补定位控制的功能，因此在程序架构上主要分为O100主程序、Ox运动子程序及Pn子程序等三大类，结合了基本指令、应用指令、运动指令及G Code指令，使程序设计更多元化，结构更清晰；程序采用PMSOFT软件进行编辑，参见图4。

图4 程序设计界面
（1）主程序。主程序以O100作为起始标记，M102作为结束标记，是PLC顺序控制程序，主要为控制主机动作执行，在O100主程序区域中，可以使用基本指令及应用指令，或在程序中启动Ox0~Ox99运动子程序及调用Pn子程序。主要提供主控制程序的建立，以及运动子程序的设定及启动控制。
（2）运动子程序。Ox0～Ox99运动子程序为运动控制程序，主要为控制20PM系列主机进行X-Y轴双轴运动之子程序，于Ox0～Ox99运动子程序区段中，有支持基本指令、应用指令、运动指令及G码指令，并在程序中可规划呼叫Pn指针子程序，通过PLC提供的内部特D特M进行子程序的控制。主要提供运动子程序的建立，以及运动子程序的运动控制，在架构上可算是20PM的运动指令及G码指令规划区域。
（3） 子程序。这里所说的子程序是指以Pn开头的一般用子程序，主要是被O100主程序及Ox运动子程序调用的子程序。如在O100主程序调用Pn指针，则Pn指针子程序支持基本指令及应用指令；若在Ox0 ~ Ox99运动子程序中调用Pn指针时，则Pn指针子程序区段可支持基本指令、应用指令、运动指令及G码指令。
3.2PMSOFT软件介绍
　　　与台达PLC的WPLSoft软件相似，DVP20PM的编程软件PMSOFT按照IEC61131标准设计，具有梯形图和语句表两种编程方式，且具有G码汇入、错误提示、区段注释、装置注释、标尺、完善的监控窗口、运动指令追踪等便利工具提供给用户，特别值得一提的是该软件具有运动轨迹仿真功能，当您编辑好程序后可利用此功能对加工轨迹进行模拟演示，参见图5。
　　　为方便切换阶梯窗口，只要点选系统信息列中的树枝状对应的程序编号，自动切换对应的程序编辑窗口，在PMSoft编辑环境中同时只能有一个阶梯图窗口，这是为了在庞大复杂程序中找寻程序方便，同时将主程序、运动子程序、一般子程序这三种程序模块化处理，O100主程序只有一个编辑窗口，Oxn运动程序有100个编辑窗口，Pm子程序有256个编辑窗口，总共有357个窗口，每个窗口未编辑都有10 network。程序编辑由网络区段组成，每个网络区段是由输入与输出编辑区域所组成，在编辑过程中，自动产生逻辑结构正确的阶梯图，使用者无须再做额外补线的动作，网络区段编辑并具有错误提示功能。

图5 梯形图编程界面
4 运动控制编程
4.1 输入运动指令的方法
　　对于比较复杂的三维图形，并且图形或零件不断要变的，可通过类似数控系统的方法，将复杂轨迹通过AUTOCAD等软件生成图形，再经过CAM软件转换为G代码，
如果用户需要的机械加工动作固定，就可以把每个固定的工件动作放在一个OX运动子程序里，通过O100,调用不同的运动子程序，达到加工不同工件的目的。如果用户需要经常改变加工零件或运动軌跡，实现方法目前主有以下幾種方法：
1通過編程軟件導入G碼
2通過專用軟件導入
3通過用配方的方法，通過配方又有兩種方法
一是通過點膠機案例使用的方法
二是直接HMI用G碼
4通過u盤導入PM G碼
5，通過點動用示教方式用間接尋址找到一系列點走軌跡。或者通过公式走轨迹。
后续，台达开发出手持编程器可通过用手持编程器编程输入任意加工途径及轨迹
4.2 实现不同加工零件或轨迹的具体方法
一 通過編程軟件導入G碼

二通過專用軟件導入。
通过台达PMGDL专用下载G码软件导入G码

三通過用配方的方法，通過配方又有兩種方法
（一）是通過點膠機案例使用的方法，因点胶机案例文章已介绍，不在赘述，有兴趣的查看相关文档
（二）是直接在HMI用G碼
1首先通过NC2HMI,把G码的NC文件转化为Csv文件

通过HMI导入CSV文件到配方

3 HMI运行时，导入不同配方对应不同NC文件，也可直接编辑G码

4实现不同轨迹及零件

四 通过HMI用U盘下载加工文件方法，因为这是最适用的所以重点详细介绍
1 安裝Screen Editor 2.00.12版本
2 安裝Patch_DOPB_072909
3 此通訊埠以RS232(PLC COM1, HMI COM1)為例。
4 由於G-Code下載功能使用RTU通訊模式所以必須先設定20PM通訊模式。
4.1 啟動PMSoft
4.2 輸入下列指令將20PM COM1設定為(Modbus RTU, 9600, 8, N, 1), 8N1不可變, 可使用115200

注意：RTU模式時，通訊參數中的資料長度必須設定為8，不可使用7，同位元檢查及停止位元則無限制
4.3 下載程式至20PM後，請重新上電。
5 此G-code下載的HMI韌體是將G-code下載功能固定放置在第65535頁，所以HMI專案必須使用命令區來作畫面切換，方可進入G-code下載頁面。
5.1 啟動Screen Editor
5.2 進入”選項”>>”設定模組參數”>>”控制命令”，設定參數如下圖：

5.3 進入”選項”>>”設定模組參數”>>”通訊”，設定參數如下圖：
控制器：Delta PM RTU
通訊埠：COM 1
通訊介面：RS232
資料位元：8
停止位元：1
鮑率：9600
同位元：None

5.4 於畫面上製作一個數值輸入元件，寫入位址為$0

5.5 編譯程式後下載至人機。
5.6 選擇”工具”>>”更新韌體”，進行韌體更新

5.7 選擇”工具”>>”取得目前韌體序號”，確認人機韌體版本更改為2.0121

6 編輯並複製所需要G-Code至USB隨身碟根目錄下

7 於人機畫面上數值輸入元件輸入65535

8 進入G-Code下載頁面，各部份功能如下：
3
1
2
4
5
6

1
檔案選取視窗：
可在此視窗內選擇欲下載的G-Code檔案
2
G-Code預覽視窗：
可預覽選取的G-Code檔案內容
3
站號設定：
設定傳輸20PM站號
4
下載進度：
顯示G-Code下載進度
5
Download：
按下此按鈕執行下載動作
6
Back：
按下此按鈕回上一頁

Ps. Gcode下載功能，存在以下現象：下載后，發現PM中的O100－M102 的主程序不見了。只剩下Gcode. 因此下載時需要將O100下載到PEP保護區塊中, 請參考” PEP使用說明.ppt”

五 通過點動用示教方式用間接尋址找到一系列點走軌跡。或者通过HMI用宏指令按公式找到一系列點走轨迹，关于具体用法请考弯管机文档。
5 结束语
　　　DVP20PM00D产品是一款同时具有逻辑控制和位置控制的功能强大的PLC，可以灵活、高速、精确的完成平面两轴及三轴运动控制，可以广泛应用于木工机械、焊接机械、切割设备以及半导体加工设备等等。我们有理由相信其出色的控制功能具有良好的发展前景。

PLC 产品开发处
余强