基于PMAC的矩阵键盘在数控机床控制面板上的应用
无论是何种数控系统，机床控制面板都是*的组成部件，是操作人员与数控系 统进行人机交互的工具。pmac内置plc的输入/输出点是由软件来控制的，需用指针变 量指向某一个输入/输出点的地址，便可在运动程序和plc程序中通过指针变量来对输入/ 输出点进行控制[59]。同时该plc具有强大的逻辑判断功能能力，可编制较复杂的逻辑关 系[59]。因为数控机床控制面板中有大量的按键，而且都是开关量，需要对这些开关量信号 进行实时处理，为了节省pmac运动控制器的i/o点而采用行（列）扫描法对按键进行识 别。
矩阵键盘工作原理
矩阵键盘又叫行列式键盘，用带10 口的线组成行列结构，按键设置在行列的交点上[6()]。 例如用5x6的行列式结构可以构成30个键的键盘。这样，当按键数量平方增长时，i/o 口 只是线性增长，这样就可以节省i/o 口[6()]。矩阵键盘的原理图如图4-11所示：
工作原理说明：
首先，判断整个键盘上是否有键按下[61]。方法是：将列的输出全为0,然后将行的状 态读入进来，如果行读入的状态全是1,则表示无键按下，不全是1则表示有键按下[61]。 其次，如果有键按下则逐列扫描。方法是：逐次将列线的输入置为低电平0,检查对应的 行线的状态有无变化；如果行线的状态全是1,则表示按键不在此列；如果不全是1,则 表示按键肯定在此列，且是与输入为0电平的行线相交的那个按键。后，根据确定的按 键值进入按键处理程序[61]。
矩阵键盘硬件设计
与clipper的复用端口 j8连接的dtc-32 in输入板，dtc-32 out输出板为用户分别
提供32个光电隔离的通用数字输入点，输出点。
当有外部变量输入时，将实际的字变量的值实时复制给映像字变量，这样pmac卡能 实时通过映像字变量读到dtc-32 in输入点的信号。当有变量输出时，将映像字变量的值 实时复制给实际的字变量，这样pmac卡能实时通过映像字变量写到dtc-32 out输出点 的信号。在配置了 dtc-32 in和dtc-32 out端子板的pmac系统中，端口定义如表4-4 所示：
表4-4输入/输出端口地址定义
端口
映像地址
m变量
功能定义
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变量
功能定义
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
为了 pmac系统实时刷新端口状态，需要编写一个plc程序，程序如下:
m7840->tws: 1;输入
m7842->d: $10f0;输入
m7841->tws: 6;输出
m7843->d: $10fl;输出
open plc2 clear
cmdnm7842=m7840n;输入
cmdnm7841=m7843n;输出
close
enable pic 2
矩阵键盘软件设计
根据矩阵键盘的工作原理，用一个m变量指向dtc-32 in的八位寄存器地址，一次 读取八个输入点的值，然后根据这八个点的值，去判断该执行哪条指令；用一个m变量指 向dtc-32 out的八位寄存器地址，依次输出低电平，判断哪个按键按下。m1000和m1001 分别指向m7824-m7831和m7924-m7931的地址，m的地址是连续的。
机床控制面板上每个按钮的功能各不相同，现在以常见按钮功能进行介绍，并给出其 关键程序代码。手动方式时，按下x+按钮，x轴电机便向x正方向运动，当抬起x+按钮， x轴停止运动[62];按下快速按钮，可控制手动运动为手动快速进给。快速按钮是带自锁的 键，多次按下时，会在开关状态中切换，键上的指示灯灭时，表示手动快速开关关闭，键 上的指示灯亮时，表示手动快速开关打开。当手动快速开关打开时，手动进给变为手动快 速进给，实际进给速度与快速倍率有关，快速倍率分为4档，可通过按xi, x25, x50, x100，四个键进行选择。其关键程序见附录二。
波段旋钮是机床控制面板*的器件，主轴修调和进给率及进给修调都需用到波 段旋钮。当旋转主轴波段开关到需要倍率刻度时，主轴转速将按设定值乘以对应倍率百分 数执行旋转动作[63]。当旋转进给轴波段开关旋到需要倍率刻度时，各进给轴将按设定值乘 以对应倍率百分数执行进给动作。其关键程序见附录二。
4.4本章小结
利用pmac提供的pmactuningpro软件对加工中心伺服控制系统进行pid参数整定调 节，提高了位置控制精度和伺服跟踪精度；以fanuc数控系统g83代码为例，阐述了对 如何根据机床动作要求编写复合循环g代码的原理；以pmac提供的矩阵转换功能编写工 件坐标系、局部坐标系、极坐标系、旋转坐标系、镜像功能和比例缩放功能等相关复合g 代码；后通过编写相应的plc程序实时监测设备运行状态，实现cnc加工中心斗笠式刀库自 动换刀控制和手动换刀控制，编写数控控制面板的矩阵键盘程序。
本文采摘自“基于pmac的加工中心开放式数控系统研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！
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工作原理说明：
首先，判断整个键盘上是否有键按下[61]。方法是：将列的输出全为0,然后将行的状 态读入进来，如果行读入的状态全是1,则表示无键按下，不全是1则表示有键按下[61]。 其次，如果有键按下则逐列扫描。方法是：逐次将列线的输入置为低电平0,检查对应的 行线的状态有无变化；如果行线的状态全是1,则表示按键不在此列；如果不全是1,则 表示按键肯定在此列，且是与输入为0电平的行线相交的那个按键。后，根据确定的按 键值进入按键处理程序[61]。
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提供32个光电隔离的通用数字输入点，输出点。
当有外部变量输入时，将实际的字变量的值实时复制给映像字变量，这样pmac卡能 实时通过映像字变量读到dtc-32 in输入点的信号。当有变量输出时，将映像字变量的值 实时复制给实际的字变量，这样pmac卡能实时通过映像字变量写到dtc-32 out输出点 的信号。在配置了 dtc-32 in和dtc-32 out端子板的pmac系统中，端口定义如表4-4 所示：
表4-4输入/输出端口地址定义
端口
映像地址
m变量
功能定义
ai23
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m7824
x24
ai24
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m7825
x25
ai25
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m7826
x26
端口
映像地址
m变量
功能定义
ai26
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m7827
x27
ai27
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x28
ai28
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m7829
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m7928
y28
bo05
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m7929
y29
bo06
y:$0010f0, 6
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y30
bo07
y:$0010f0, 7
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y31
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m7841->tws: 6;输出
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cmdnm7841=m7843n;输出
close
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