數控機床主軸倍率修調的實現

宋鵬飛 律志強

通用技術集團大連機床有限責任公司 遼寧大連 116620

近年來，隨著制造業市場需求的變化，大、中型金屬切削機床更多趨向于個性化訂單。以類別區分的機床品種，呈現出多規格、功能特性化、復合化等特點。依托于西門子數控系統的控制技術，在機床電氣控制設計和調試過程中，引入用戶自定義變量和設備管理工具的控制理念，通過程序運行變量、PLC控制和編制用戶自定義操作界面等方法，有效實現機床控制數據的預設和電氣設備項目的選擇激活，以滿足系列產品功能控制的兼容性和拓展性。

本文著重介紹基于西門子系統功能，在系列機床產品電氣調試中，根據機床數據NC和PLC接口信號的應用，根據客戶要求定制不同類型的控制面板，更改控制面板必須更改PLC控制程序，或者根據系統要求自制硬件，以配合實現機床的控制，對于西門子數控系統，主軸倍率控制是采用格雷碼控制，與PLC控制的接受的二進制狀態略有不同，為了更好的更快的適應產品，元件的轉化與轉變。根據數制變換的特性，給出了利用硬件和軟件實現轉變的方法。

1 格雷碼介紹

在數字系統中只能識別0和1，各種數據要轉換為二進制代碼才能進行處理，格雷碼是一種無權碼，采用絕對編碼方式，典型格雷碼是一種具有反射特性和循環特性的單步自補碼，它的循環、單步特性消除了隨機取數時出現重大誤差的可能，它的反射、自補特性使得求反非常方便。格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯誤最小化的編碼方式，因為，自然二進制碼可以直接由數/模轉換器轉換成模擬信號，但某些情況，例如從十進制的3轉換成4時二進制碼的每一位都要變，使數字電路產生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒有這一缺點，它是一種數字排序系統，其中的所有相鄰整數在它們的數字表示中只有一個數字不同[1]。它在任意兩個相鄰的數之間轉換時，只有一個數位發生變化。它大大地減少了由一個狀態到下一個狀態時邏輯的混淆。另外由于最大數與最小數之間也僅一個數不同，故通常又叫格雷反射碼或循環碼。下表為幾種自然二進制碼與格雷碼的對照表：

2 格雷碼與自然二進制碼的轉換法則

一般情況下，自然二進制碼與格雷碼可以按以下方法互相轉換。

2.1 自然二進制碼轉換成格雷碼

自然二進制碼轉換成二進制格雷碼，是編碼形式，其法則是保留自然二進制碼的最高位（最左邊）作為格雷碼的最高位，而次高位格雷碼為二進制碼的高位與次高位相異或，而格雷碼其余各位與次高位的求法相類似[2]。

2.2 格雷碼轉換成自然二進制碼

格雷碼轉換成自然二進制碼，是解碼形式，其法則是最左邊一位保持不變，從左邊第二位起，依次將每位與左邊一位解碼后的值異或，作為該位解碼后的值。

3 自然二進制碼轉換成格雷碼的實現方法

3.1 PLC軟件實現法

LD SM0.0A M0.1

3.2 硬件實現法

根據自然二進制轉換成格雷碼的法則，可以得到以下電路圖：

上圖所示電路圖即可用異或集成電路74ls136實現，也可以利用可編程器件PLD等編程實現[3]。

4 結語

根據二進制碼和格雷碼的關系特點，通過軟件和硬件都可以實現轉換，軟件實現更為便捷，可移植性強。本算法已經實現了，西門子面板轉換為自制面板的功能。

在數控機床實際制造和調試過程中，修改機床控制部件和功能，通常則是采用多種方式的有效組合。綜上所述，通過數控系統的接口變量及PLC的邏輯控制等方法，實現了機床電氣設備項目和功能的智能化調試技術，使系列產品的復合化電氣制造更加簡單便捷。