摘要：本文敘述了在三菱數控系統中實現主軸自動換擋的參數設置和PLC程序的編制方法。 關鍵詞：主軸換擋 三菱CNC 很多具有特殊用途的車床和銑床為了獲得不同的切削力，其主軸需要以不同的轉速工作。其變速方式常見的有使用齒輪變速箱通過不同的齒輪檔位變速。筆者利用在三菱E68CNC系統為客戶改造一臺仿形銑床，該銑床具有雙銑頭和4主軸檔。要求改造后的銑床能自動換軸換擋，在三菱E68CNC上實現主軸自動換擋，需在PLC梯形圖上編制相關的程序并且在參數上做相應的設置。現結合仿形銑床的改造過程介紹實現主軸換擋的方法。 一． 對相關主軸參數的說明： 三菱CNC中有一組參數專門用于設置主軸換擋運行，其功能如下： （1） 參數#3001――#3004 是NC控制器輸出的S指令模擬量達到最大值10V時各檔位的最大值。 #3001―――第1檔速度; #3002―――第2檔速度; #3003―――第3檔速度; #3004―――第4檔速度; 主軸在第1――-第4檔的速度。由電機的額定速度和齒輪比確定。此次改造的仿形銑床其主軸電機是由變頻器驅動的普通電機， 其電機額定速度 =1500轉/M; 在第1檔速度＝1500轉/M 設定 #3001＝1500; 在第2檔速度＝750轉/M 設定 #3002＝750; 在第3檔速度＝300轉/M 設定 #3003＝300; 在第4檔速度＝100轉/M 設定 #3004＝100; （2）主軸最大速度 #3005——-3008這一組參數主要用于劃分速度區間。 #3005―――第1檔位的最大速度; #3006―――第2檔位的最大速度; #3007―――第3檔位的最大速度; #3008―――第4檔位的最大速度; 主軸最大速度參數（#3005——-#3008）和由系統發出的“主軸齒輪換檔”（X225,X226）信號關系如下： ①.當S指令發出的主軸速度在S0——-#3005設定值范圍時：X226=0 X225=0 ②.當S指令發出的主軸速度在“#3005設定值+1——-#3006設定值范圍時：X226=0 X225=1 ③.當S指令發出的主軸速度在“#3006設定值+1——-#3007設定值范圍時：X226=1 X225=0 ④.當S指令發出的主軸速度超過#3008設定值規定的范圍時：X226=1 X225=1 X225,X226的信號將與“主軸功能選通”（SF1）同時輸出。 這樣，可以利用X225,X226,獲取加工程序中主軸轉速的命令值。從而去發出相關的換擋信號。 （3）主軸換擋速度參數 主軸換擋既不能高速也不能靜止。高速換擋會損壞齒輪。靜止不一定能嚙合得上。所以必須一邊低速旋轉，一邊實施換擋。 主軸換擋的速度可以通過參數#3009―――#3012設置。但必須注意設置成足夠低速。 以上參數在主軸運行前必須設置完成，換擋速度應該根據換擋時是否引起齒輪沖擊而適當調整。 二．與換擋相關的PLC 接口信號 X225,X226 這兩個信號的功能如上所述，當加工程序的主軸轉速指令S發生變化，X225,X226的組合變化表征了主軸應該處于那一級檔位，利用X225,X226的組合變化可以發出換擋指令。 Y294——-主軸停止信號。當Y294=ON時，NC控制器發出的模擬量信號＝0，主軸因而停止運動。當Y294=OFF時，主軸以原 設定的速度運行，這個信號一般與Y295同時使用。 Y295——-主軸換擋。這個信號Y295=ON時，系統進入換擋狀態。主軸以#3009－#3012 所設定的速度運行。 當Y295=OFF時， 主軸以#3001――#3004設定的速度運行。注意在換擋時，Y294—主軸停止信號必須先接通，而且在整個換擋期間必須一直接通。Y295是主軸換擋程序中的一個最重要的信號。 Y290,Y291——-主軸換擋完成。這兩個信號的組合變化表示了那一級主軸檔位被選定。一般對應于每一檔位有一外部行程開關，當其被壓下時，表示該檔位換擋完成。 用外部開關來驅動Y290,Y291,以表征那一級檔位換擋完成這個信號很重要。因為檔位一旦選定，其對應的運行速度就由#3001―――#3004確定了。換擋速度也由檔位確定。 三.主軸換擋的PLC處理 （1）由X225,X226 的組合信號來發出換擋指令。該信號的組合可以根據S指令的變化來發出選擇換到第幾檔的指令。如圖1 [align=center] 圖1. 取用X225的信號發出換擋指令[/align] （2）.發出“主軸停止Y294=ON”，并且使之保持一直到“換擋完成”，如圖2： [align=center] 圖2. 發出主軸停止信號[/align] （3）.延遲0.2秒后發出“主軸換擋Y295=ON”指令。并且使之保持一直到“換擋完成”。如圖3. [align=center] 圖3 啟動主軸換擋速度[/align] （4）.適當延遲一時間，（其目的是讓高速旋轉的主軸速度降低并穩定到換擋速度），再發出實際驅動換擋電磁閥的指令。 （5）.用外部開關來檢測換擋的完成情況。當某一檔位換擋完成后，即驅動相關的“換擋完成Y290,Y291信號”。如圖4。 同時驅動“換擋完成Y225”. [align=center] 圖4 換擋完成[/align] （6）.用Y225信號來切斷“主軸停止Y294”，“主軸換擋Y225”. 使“Y294=OFF, Y295=OFF”。 （7）.對S指令完成信號的處理： 在一般的未有主軸換擋的PLC程序中，當S指令發出，其選通信號X234=ON,其完成返回信號通常是（FIN）Y226。但在有換擋要求的PLC程序中，其返回完成信號用（GFIN Y225）更合適。 經過以上的參數設置和編制適用的PLC程序，在加工程序中發出主軸運行的S指令后，系統能自動選擇換擋到設定的檔位，并且，在換擋完成后，才進入下一單節。實現了高效安全的工作。客戶也感到滿意。 通訊地址：武漢市武勝路泰合廣場3805室 黃風 郵編 ：430033 tel :13607177391 027-85712820 郵箱：hhhfff57710@sina.com