随着数控系统功能的不断扩展 , 合理使用数控系统所提供的功能参数去满足机械要求 , 或完善机械的特殊设计具有重要的意义。下面仅以 FANUC-Oi(M 型) 数控系统为例 , 介绍主轴齿轮换档参数的合理应用。
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*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*高转速所对应的主轴电动机*高速度相同。例如我厂的 XH756 卧式加工中心。另一种是主轴各个档位的*高转速所对应的主轴电动机*高限定速度不同 O 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 。下面以我厂的 XH756 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 个档位所对应的主轴电动机*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 O-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*低速度限定为 150r/min。主轴电动机给定电压为 1OV 时 , 对应的主轴电动机速度为 6000r/min。通过计算可知各个档位的主轴电动机*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 1OV 时对应的主轴速度 A, 低档 ) 设定为 6000 × 11/108=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 1
2 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*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, 而机械设计要求主轴低档的转速范围是 O-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*高转速为 401 × 108/11=3937r/min, 主轴中档使用的 电动机*高转速为 1109 × 1071/260=4568r/min, 主轴高档使用的电动机*高转速为 4000× 238/169=5633r/min,3 个档位所对应的主轴电动机*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*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 - 1367r/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 2
3 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。 |
1 齿轮换档方式 A