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無論是何種數(shù)控系統(tǒng)，機床控制面板都是必不可少的組成部件，是操作人員與數(shù)控系統(tǒng)進行人機交互的工具。PMAC內(nèi)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(shù)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(jié)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(jié)構(gòu)，按鍵設置在行列的交點上[6()]。例如用5x6的行列式結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成30個鍵的鍵盤。這樣，當按鍵數(shù)量平方增長時，I/O 口只是線性增長，這樣就可以節(jié)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(tài)讀入進來，如果行讀入的狀態(tài)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(tài)有無變化；如果行線的狀態(tài)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。最后，根據(jù)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(shù)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(tǒng)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(tǒng)實時刷新端口狀態(tài)，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

enable pic 2

矩陣鍵盤軟件設計

根據(jù)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(jù)這八個點的值，去判斷該執(zhí)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(xù)的。

機床控制面板上每個按鈕的功能各不相同，現(xiàn)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(tài)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?yōu)槭謩涌?nbsp;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必不可少的器件，主軸修調(diào)和進給率及進給修調(diào)都需用到波段旋鈕。當旋轉(zhuǎn)主軸波段開關到需要倍率刻度時，主軸轉(zhuǎn)速將按設定值乘以對應倍率百分數(shù)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)動作[63]。當旋轉(zhuǎn)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(shù)執(zhí)行進給動作。其關鍵程序見附錄二。

4.4本章小結(jié)

利用PMAC提供的PmacTuningPro軟件對加工中心伺服控制系統(tǒng)進行PID參數(shù)整定調(diào) 節(jié)，提高了位置控制精度和伺服跟蹤精度；以FANUC數(shù)控系統(tǒng)G83代碼為例，闡述了對如何根據(jù)機床動作要求編寫復合循環(huán)G代碼的原理；以PMAC提供的矩陣轉(zhuǎn)換功能編寫工件坐標系、局部坐標系、極坐標系、旋轉(zhuǎn)坐標系、鏡像功能和比例縮放功能等相關復合G 代碼；最后通過編寫相應的PLC程序?qū)崟r監(jiān)測設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)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(shù)控控制面板的矩陣鍵盤程序。