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1、FANUC数控系统主轴参数的应用为了满足用户的切削要求 , 充分发挥主轴电动机的切削功率 , 主轴速度一般被 划分成几档 , 其档位转换靠齿轮变速箱来实现。以主轴电动机的最高限定速度 来划分 , 主轴的换档存在着两种形式。一种是主轴各个档位的最高转速所对应 的主轴电动机最高速度相同。例如 XH756 卧式加工中心。另一种是主轴各个档 位的最高转速所对应的主轴电动机最高限定速度不同。这种情况主要是在机械 设计中由于某些原因而作特殊设计时 , 需要电气进行完善。例如我厂的 XH716 立式加工中心。FANUC-0i 数控系统充分考虑了这两种情况 , 把它们分为齿轮换档方式 A 和B 。下面以 XH
2、756 和XH716 为例简要介绍齿轮换档参数的巧妙应用。1 齿轮换档方式 A如图 1 所示 , 主轴的 3 档位所对应的主轴电动机最高限定速度是相同的。 例如我厂的 XH756 卧式加工中心 , 主轴低档的齿轮传动比为 11:108, 中档的齿 轮传动比为 11:36, 高档的齿轮传动比为 11:12; 机械设计要求主轴低档时的转 速范围是 0-458r/min, 中档的转速范围是 459-1375r/min, 高档的转速范围是 1376-4125r/min, 主轴电动机的最低速度限定为 150r/min 。主轴电动机给定电 压为 10V 时 , 对应的主轴电动机速度为 6000r/min
3、。通过计算可知各个档位的 主轴电动机最高转速相同，均为 4500r/min 。此时参数应设定如下：参数 N0.3736（ 主轴速度上限 ,Vmax=4095×主轴电动机速度上限 / 指令电压 10V 的主轴电动机速度 ） 设定为 4095 × 4500/6000=3071 。参数 N0.3735（ 主轴速度下限 ,Vmax=4095×主轴电动机速度下限 / 指令电 压为 10V 的主轴电动机速度 ） 设定为 4095 ×150/6000=102。参数 N0.3741（ 指令电压 10V 时对应的主轴速度 A, 低档 ） 设定为 6000 ×11
4、/108=611。参数 N0.3742（ 指令电压 10V 时对应的主轴速度 B, 中档 ） 设定为 6000 ×11/12=1833 。参数 N0.3743（ 指令电压 10V 时对应的主轴速度 C, 高档 ） 设定为 6000 ×11/12=5500 。按照以上参数设定 , 该机床速度范围合理覆盖 , 并在 PMC程 序中自动判别 合理选择档位。图12 齿轮换档方式 B 如图 2 所示, 主轴的 3 个档位所对应的主轴电动机最 高限定速度是不同的。例如主轴低档齿轮传动比为 11:108, 主轴中档齿轮传动比为 260:1071, 主 轴高档齿轮传动比为 169: 238
5、, 而机械设计要求主轴低档的转速范围是 0- 401r/min, 主轴中挡的转速范围是 402-1109r/min, 主轴高档的转速范围是 1110-3000r/min 。主轴电动机给定电压为 10V 时, 对应的主轴电动机转速为 6000r/min, 主轴电动机的速度下限为 150r/min 。计算可知 , 主轴低档使用的 电动机最高转速为 401×108/11=3937r/min, 主轴中档使用的电动机最高转速 为 1109×1071/260=4568r/min, 主轴高档使用的电动机最高转速为 4000×238/169=5633r/min,3 个档位所对应的
6、主轴电动机最高限定速度各不相 同。此时 , 参数 N0.3736 设定为 4095 ×5633/6000=3844（ 以主轴电动机速度 最高档位设定 , 此例为高档 ）, 参数 NO.3735 设定为 4095×150/6000=102, 参 数 NO.3741设定为 6000 ×11/108=611, 参数 N0.3742 设定为 6000× 260/1071=1457, 参数 N0.3743 设定为 6000×169/238=4260。仅按以上参数设定后 , 主轴实际转速低档将为 15 - 573r/min, 中档将为 574 - 1367
7、r/min, 高档将为 1367 - 4000r/min 。这就不符合机械设计要求 , 给自动判别带来困难。为了弥补这个缺陷 , 在齿轮换档方式 B中, 可以使用参 数 NO.3751 和 NO.3752 来限制主轴的转速。参数 N0.3751（ 主轴从低档切换到中档时切换点的主轴电动机速 度,Vmaxl=4095×低档时主轴电动机速度上限 / 指令电压为 10V的主轴电动机 速度） 设定为 4095×3937/6000=2687。参数 N0.3752（ 主轴从中档切换到高档时切换点的主轴电动机速 度,Vmaxh=4095×高档时主轴电动机速度上限 / 指令电压为 10V 的主轴电动机 速度） 设定为 4095×4568/6000=3118。此方式参数的设定 , 合理解决了各档主轴电动机上限速度不同给自动换档 带来的麻烦。图23 结束语通过以上事例的分析 , 我们必须充分结合机械设计特点 , 结合 PMC程 序的 要求, 合理使用数控系统提供的参数功能 , 对控制系统的功能做到尽善尽美的 应用。