主轴换挡实现一例

有关主轴换挡功能，已经有很多同事进行了阐述（其中见徐少华《有关主轴换挡参数和信号》一文》），这里只针对我出差遇到的一个案例进行分析，希望对大家有所参考。

具体配置及要求

主轴与电机采用二级齿轮箱结构连接，传动比分别为： 一挡：主轴：电机=91：1349 二挡：主轴：电机=413：1539

主轴电机为a60/4500ip,最高转速4500转/分，主轴未装编码器，采用电机编码器进行位置反馈。

换挡方式：M型A方式，时序图如下：

有关时序图的详细说明，请参看0IC连接说明书（功能）中第8.1和9.3节.

在换挡过程中，用到*SSTP，SOR信号组合，将换挡速度钳制在参数3732设定的速度。

基本参数设定：

#3735=0；#3736=4095；#3741=303；#3742=1207；

这种传动比决定了电机在一挡下的最高转速高于在二挡下的最高转速。

#4056=1482；#4057=1482；#4058=373；#4059=373； #4171=1349；#4172=91；#4173=1539；#4174=413； #3732：需要根据实际情况进行调节，初始设定为20

机床换挡机械结构：

采用两位三通电磁阀控制液压油缸推动油杆完成换挡，各挡位结构如下图：

对于到位检测信号：

X3.3：在一挡或二挡时均为1。换挡过程中为0。 X3.1：在二挡时为1，在一挡和换挡过程中都为0

为了进行挡位区分，将X3.3和X3.1进行异或得到R510.7，作为一挡到位检测信号。 一挡对应的电磁阀为X8.6 二挡对应的电磁阀为X8.7 对应关系为：

X3.3 X3.1 R510.7 Y8.6 Y8.7 一挡 1 0 1 1 0 二挡 1 1 0 0 1 另外：需要在机械上保证两挡到位检测信号的变化是同步的，否则会出现误动作。

程序处理：

在PMC编写过程中，需要根据系统在M型A方式下换挡的时序以及机械结构在换挡过程中的实际动作进行处理，并且要考虑机械结构的延时，以保证可靠性。

针对本系统，换挡过程有如下动作： 1． 系统根据S代码的速度计算，当速度超过当前挡位的速度时发出换挡指令

F34.0；F34.1；

2． 经过TM 后SF（对于M型，只在换挡时输出）置1。 3． 此时，需要将G29.5置0，同时将G29.6置1。这样，电机速度被钳制在#3732

设定的值。该速度就是换挡时主轴的振荡速度。

4． 5．

6．

通过程序处理，产生周期性（具体时间根据机械结构实际调整）的振荡信号，控制主轴在换档期间正反摆动。

信号F34.0，F34.1经过延时后（保证主轴在低速振荡的过程中完成齿轮啮合），输出到相应的电磁阀Y8.6，Y8.7，推动油缸完成换挡动作，并且在换挡结束后保持。

当相应的到位检测信号为1时，返回FIN信号（G4.3），同时将对应的CTH1A，CTH1A赋值。经过FTIN时间后系统将SF信号置0，换挡结束。

相应的PMC程序见附件。