FIDIA C1數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床主軸換擋程序?qū)崿F(xiàn)

陸震環(huán)

（常州創(chuàng)勝特爾數(shù)控機(jī)床設(shè)備有限公司 江蘇常州）

現(xiàn)代數(shù)控鏜銑機(jī)床加工需兼顧高速和大扭矩切削，機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)主軸運(yùn)動(dòng)多采取齒輪換擋的方式，主軸高擋時(shí)齒輪減速比小、轉(zhuǎn)速高、切削扭矩?。恢鬏S低擋時(shí)齒輪減速比大、轉(zhuǎn)速低、切削扭矩大。目前機(jī)床行業(yè)普遍采用雙速齒輪箱實(shí)現(xiàn)主軸高、低換擋功能，為換擋順暢，換擋過(guò)程中主軸必須同時(shí)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（也稱(chēng)主軸擺動(dòng)）便于齒輪嚙合。為此，很多數(shù)控系統(tǒng)有專(zhuān)門(mén)的參數(shù)來(lái)設(shè)置“主軸擺動(dòng)”、“主軸擺動(dòng)”方向和時(shí)間。FIDIA C1數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)功能實(shí)施主軸擺動(dòng)，以下介紹利用PLC程序修改FIDIA C1數(shù)控系統(tǒng)主軸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“主軸擺動(dòng)”的功能。

1.雙速齒輪箱電氣控制（圖1）

DUGBON端是主軸低擋PLC輸出，機(jī)床主軸需要切換低擋工作時(shí)，PLC編程輸出DUGBON=1，控制KA1中間繼電器吸合，雙速齒輪箱開(kāi)始切換低擋，當(dāng)DIGBI發(fā)信=1，換低擋動(dòng)作完成；DUGAON端是主軸高擋PLC輸出，機(jī)床主軸需要切換高擋工作時(shí)，PLC編程輸出DUGAON=1，控制KA2中間繼電器吸合，雙速齒輪箱開(kāi)始切換高擋，DIGAI是主軸高擋開(kāi)關(guān)信號(hào)端，當(dāng)DIGAI發(fā)信=1時(shí)，換高擋動(dòng)作完成。

圖1 機(jī)床控制電氣原理

2.主軸擺動(dòng)解決方案

（1）FIDIA C1系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)SP1RESCGA值，控制機(jī)床換擋時(shí)的轉(zhuǎn)速和方向，但只能是單方向運(yùn)動(dòng)。

（2）查閱資料，F(xiàn)IDIA C1系統(tǒng)PLC編程指令WRITEP可通過(guò)PLC程序隨時(shí)修改系統(tǒng)參數(shù)SP1RESCGA。

（3）通過(guò)PLC編程指令WRITEP單位時(shí)間內(nèi)修改參數(shù)SP1RESCGA的數(shù)值和方向，就能達(dá)到主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3.PLC程序

程序流程見(jiàn)圖2，因篇幅關(guān)系，這里只介紹PLC程序中換擋控制部分，程序中的一些指令定義也不作詳細(xì)描述。

PROCESS GCC-GEAR CHANGE CONTROL

GCCINI：ACL DIGBI ；過(guò)程開(kāi)始，讀入PLC外部主軸低擋信號(hào)DIGBI

ACS IDGBI ；把主軸低擋信號(hào)DIGBI寫(xiě)入PLC內(nèi)部信號(hào)IDGBI

ACLDIGAI ；讀入PLC外部主軸高擋信號(hào)

ACSIDGAI ；把主軸高擋信號(hào)寫(xiě)入PLC內(nèi)部信號(hào)

ACLUDIGB ；讀PLC內(nèi)部要求換低擋指令狀態(tài)

IFNE JUMP GCC.B ；結(jié)果=“1”跳轉(zhuǎn)到GCC.B標(biāo)記

ACLUDIGA ；讀PLC內(nèi)部要求換高擋指令狀態(tài)

IFNE JUMP CC.A ；結(jié)果=“1”跳轉(zhuǎn)到 GCC.A 標(biāo)記

PEND ；過(guò)程結(jié)束，回到上一個(gè)裝載入口GCCINI

GCC.B：ACL DIGBI ；讀入PLC外部主軸低擋信號(hào)DIGBI

ACSIDGBI ；把主軸低擋信號(hào)DIGBI寫(xiě)入PLC內(nèi)部信號(hào)IDGBI

IFNE PEND ；結(jié)果=“1”過(guò)程結(jié)束，回到上一個(gè)裝載入口GCC.B

LOAD GCC，GCC.1；否則，引導(dǎo)裝載入口GCC.1

GCC.1：WRITEP 10L，“SP1RESCGA” ；把 10 寫(xiě)入主軸參數(shù)“SP1RESCGA”

PAUSE 8 ；等待（8×20=160 ms）時(shí)間

WRITEP-10L，“SP1RESCGA” ；把-10寫(xiě)入主軸參數(shù)“SP1RESCGA”

PAUSE 8 ；等待（8×20=160 ms）時(shí)間

BSET DUGBON ；置PLC低擋輸出信號(hào)DUGBON=“1”

圖2 PLC程序流程

ACLDIGBI ；讀入PLC外部主軸低擋信號(hào)DIGBI

IFEQ PEND ；結(jié)果=“0”過(guò)程結(jié)束回到上一個(gè)裝載入口GCC.1

PAUSE 30 ；等待（30×20=600 ms）時(shí)間

BCLR DUGBON ；清除低擋輸出信號(hào)DUGBON，置 DUGBON=“0”

BSET IDGBI ；置低擋內(nèi)部信號(hào)IDGBI=“1”

LOAD GCC，GCCINI ；引導(dǎo)裝載入口，回到GCCINI

PEND ；過(guò)程結(jié)束

GCC.A:ACL DIGAI ；讀入PLC外部主軸高擋信號(hào)DIGAI

ACS IDGAI ；把主軸高擋信號(hào)DIGAI寫(xiě)入PLC內(nèi)部信號(hào)IDGAI

IFNE PEND ；結(jié)果=“1”過(guò)程結(jié)束，回到上一個(gè)裝載入口GCC.A

LOAD GCC，GCC.2 ；否則，引導(dǎo)裝載入口GCC.2

GCC.2:WRITEP 45L，“SP1RESCGA” ；把45寫(xiě)入主軸參數(shù)“SP1RESCGA”

PAUSE 15 ；等待（15×20=300 ms）時(shí)間

WRITEP-45L，“SP1RESCGA” ；把-45寫(xiě)入主軸參數(shù)“SP1RESCGA”

PAUSE 15 ；等待（15×20=300 ms）時(shí)間

BSET DUGAON ；置PLC高擋輸出信號(hào)DUGAON=“1”

ACL DIGAI ；讀入PLC外部主軸高擋信號(hào)DIGAI

IFEQ PEND ；結(jié)果=“0”過(guò)程結(jié)束回到上一個(gè)裝載入口GCC.2

PAUSE 30 ；等待（30×20=600ms）時(shí)間

BCLR DUGAON ；清除高擋輸出信號(hào)DUGAON，置DUGAON=“0”

LOAD GCC,GCCINI ；引導(dǎo)裝載入口，回到GCCINI

PEND ；過(guò)程結(jié)束

其中主軸參數(shù)“SP1RESCGA”=10（-10）指主軸正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）速度為10r/min。主軸換擋擺動(dòng)速度和往復(fù)時(shí)間是在調(diào)試過(guò)程中找出的恰當(dāng)數(shù)值。使用上述方法設(shè)計(jì)PLC程序，在機(jī)床實(shí)際應(yīng)用中，主軸換擋流暢正常，未發(fā)生卡死現(xiàn)象。