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基于PMAC的矩陣鍵盤在數控機床控制面板上的應用
閱讀：84 發布時間：2020-8-11無論是何種數控系統，機床控制面板都是*的組成部件，是操作人員與數控系 統進行人機交互的工具。PMAC內置PLC的輸入/輸出點是由軟件來控制的，需用指針變 量指向某一個輸入/輸出點的地址，便可在運動程序和PLC程序中通過指針變量來對輸入/ 輸出點進行控制[59]。同時該PLC具有強大的邏輯判斷功能能力，可編制較復雜的邏輯關 系[59]。因為數控機床控制面板中有大量的按鍵，而且都是開關量，需要對這些開關量信號 進行實時處理，為了節省PMAC運動控制器的I/O點而采用行（列）掃描法對按鍵進行識 別。
矩陣鍵盤工作原理
矩陣鍵盤又叫行列式鍵盤，用帶10 口的線組成行列結構，按鍵設置在行列的交點上[6()]。 例如用5x6的行列式結構可以構成30個鍵的鍵盤。這樣，當按鍵數量平方增長時，I/O 口 只是線性增長，這樣就可以節省I/O 口[6()]。矩陣鍵盤的原理圖如圖4-11所示：
工作原理說明：
首先，判斷整個鍵盤上是否有鍵按下[61]。方法是：將列的輸出全為0,然后將行的狀 態讀入進來，如果行讀入的狀態全是1,則表示無鍵按下，不全是1則表示有鍵按下[61]。 其次，如果有鍵按下則逐列掃描。方法是：逐次將列線的輸入置為低電平0,檢查對應的 行線的狀態有無變化；如果行線的狀態全是1,則表示按鍵不在此列；如果不全是1,則 表示按鍵肯定在此列，且是與輸入為0電平的行線相交的那個按鍵。后，根據確定的按 鍵值進入按鍵處理程序[61]。
矩陣鍵盤硬件設計
與clipper的復用端口 J8連接的DTC-32 IN輸入板，DTC-32 OUT輸出板為用戶分別
提供32個光電隔離的通用數字輸入點，輸出點。
當有外部變量輸入時，將實際的字變量的值實時復制給映像字變量，這樣PMAC卡能 實時通過映像字變量讀到DTC-32 IN輸入點的信號。當有變量輸出時，將映像字變量的值 實時復制給實際的字變量，這樣PMAC卡能實時通過映像字變量寫到DTC-32 OUT輸出點 的信號。在配置了 DTC-32 IN和DTC-32 OUT端子板的PMAC系統中，端口定義如表4-4 所示：
表4-4輸入/輸出端口地址定義
| 端口 | 映像地址 | M變量 | 功能定義 |
| AI23 | Y:$0010F0, 0 | M7824 | X24 |
| AI24 | Y:$0010F0, 1 | M7825 | X25 |
| AI25 | Y:$0010F0, 2 | M7826 | X26 |
| 端口 | 映像地址 | M變量 | 功能定義 |
| AI26 | Y:$0010F0, 3 | M7827 | X27 |
| AI27 | Y:$0010F0, 4 | M7828 | X28 |
| AI28 | Y:$0010F0, 5 | M7829 | X29 |
| AI29 | Y:$0010F0, 6 | M7830 | X30 |
| ABO | Y:$0010F0, 7 | M7831 | X31 |
| BOOO | Y:$0010F1, 0 | M7924 | Y24 |
| BOOl | Y:$0010F1, 1 | M7925 | Y25 |
| BO02 | Y:$0010F1, 2 | M7926 | Y26 |
| BO03 | Y:$0010F1, 0 | M7927 | Y27 |
| BO04 | Y:$0010F0, 4 | M7928 | Y28 |
| BO05 | Y:$0010F0, 5 | M7929 | Y29 |
| BO06 | Y:$0010F0, 6 | M7930 | Y30 |
| BO07 | Y:$0010F0, 7 | M7931 | Y31 |
為了 PMAC系統實時刷新端口狀態，需要編寫一個PLC程序，程序如下:
m7840->tws: 1;輸入
m7842->d: $10f0;輸入
m7841->tws: 6;輸出
m7843->d: $10fl;輸出
open plc2 clear
CMDnm7842=m7840n;輸入
CMDnm7841=m7843n;輸出
Close
enable pic 2
矩陣鍵盤軟件設計
根據矩陣鍵盤的工作原理，用一個M變量指向DTC-32 IN的八位寄存器地址，一次 讀取八個輸入點的值，然后根據這八個點的值，去判斷該執行哪條指令；用一個M變量指 向DTC-32 OUT的八位寄存器地址，依次輸出低電平，判斷哪個按鍵按下。M1000和M1001 分別指向M7824-M7831和M7924-M7931的地址，M的地址是連續的。
機床控制面板上每個按鈕的功能各不相同，現在以常見按鈕功能進行介紹，并給出其 關鍵程序代碼。手動方式時，按下X+按鈕，X軸電機便向X正方向運動，當抬起X+按鈕， X軸停止運動[62];按下快速按鈕，可控制手動運動為手動快速進給。快速按鈕是帶自鎖的 鍵，多次按下時，會在開關狀態中切換，鍵上的指示燈滅時，表示手動快速開關關閉，鍵 上的指示燈亮時，表示手動快速開關打開。當手動快速開關打開時，手動進給變為手動快 速進給，實際進給速度與快速倍率有關，快速倍率分為4檔，可通過按XI, X25, X50, X100，四個鍵進行選擇。其關鍵程序見附錄二。
波段旋鈕是機床控制面板*的器件，主軸修調和進給率及進給修調都需用到波 段旋鈕。當旋轉主軸波段開關到需要倍率刻度時，主軸轉速將按設定值乘以對應倍率百分 數執行旋轉動作[63]。當旋轉進給軸波段開關旋到需要倍率刻度時，各進給軸將按設定值乘 以對應倍率百分數執行進給動作。其關鍵程序見附錄二。
4.4本章小結
利用PMAC提供的PmacTuningPro軟件對加工中心伺服控制系統進行PID參數整定調 節，提高了位置控制精度和伺服跟蹤精度；以FANUC數控系統G83代碼為例，闡述了對 如何根據機床動作要求編寫復合循環G代碼的原理；以PMAC提供的矩陣轉換功能編寫工 件坐標系、局部坐標系、極坐標系、旋轉坐標系、鏡像功能和比例縮放功能等相關復合G 代碼；后通過編寫相應的PLC程序實時監測設備運行狀態，實現CNC加工中心斗笠式刀庫自 動換刀控制和手動換刀控制，編寫數控控制面板的矩陣鍵盤程序。
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