传动级交换程序典例

802S/C/D子程序库提供了用于主轴换档控制的PLC子程序SBR41（GEAR_CHG），该程序的说明见后。SBR41只能用于CNC控制抖动、2档变速的主轴换档控制，且对CNC机床参数设定和主轴正反转控制信号的连接有规定的要求，程序的使用面较窄，一般需要予以重新设计。

以下是主轴换档控制程序例，该子程序可用于5档变速、PLC控制抖动的感应电动机机械变速或通用变频器调速的主轴换档控制，程序需要占用T11、T14、T15共3个定时器，PLC程序设计时不能在其他程序中重复使用。

1.局部变量定义

主轴换档子程序可在用户子程序编号范围内定义一个子程序号，如SBR10等，为了便于使用，子程序可进行表7.4-4所示的局部变量定义。

表7.4-4 主轴换档子程序局部变量定义表

2.PLC程序设计

主轴换档控制子程序SBR10的设计如下，程序由实际档位信号转换、档位比较、抖动控制、阀输出和结束处理等网络组成。

1）实际档位信号转换。实际档位信号转换程序如图7-4.3所示。利用程序Network1，可将来自机床的M41～M45档位检测信号输入L6.0～L6.4，转换为CNC所要求的二进制编码主轴实际档位GRA～GRC输入信号V38032000.0～V38032000.2。

图7.4-3 档位信号转换程序

2）档位比较。档位比较程序如图7.4-4所示，它包括指令译码Net-work2和档位比较Network3两部分。

CNC执行主轴换档指令M41～M45或M40 S□□□时，将向PLC发送主轴换档命令信号V39032000.3和二进制编码的档位给定信号V3903 2000.0～V39032000.2，利用程序Network2，可将CNC输出的换档命令信号和表7-4.2所示的二进制编码档位给定信号，转换为与M41～M45换档对应的独立换档指令信号L8.0～L8.4。

程序Network3用于档位比较，它可通过M41～M45换档指令信号L8.0～L8.4和实际档位检测信号L6.0～L6.4的一一比较，生成档位一致信号L9.0。

3）抖动控制。主轴换档的抖动控制程序如图7.4-5所示，Network4用于主轴停止控制，Network5用于间隙正反转控制。(www.xing528.com)

图7.4-4 档位比较程序

当CNC执行主轴换档指令、发送换档命令信号V39032000.3时，如指令档位和实际档位不一致，信号L9.0将为0，主轴需要进行传动级交换。此时，通过Network4，可将CNC的进给使能禁止信号V32000006.0和读入使能禁止信号V3200 0006.1置1，禁止下一程序段的读入和运行，CNC进入辅助功能执行等待状态。

如传动级交换开始时主轴处于旋转状态，首先需要停止主轴。在使用变频调速的主轴上，主轴停止可通过来自变频器的主轴停止信号L6.5检查，如主轴尚未停止（L6.5=0），则同时撤销PLC的主轴正/反转输出信号L7.0/L7.1，使主电动机停止；如主轴已停止（L6.5=1），则换档起动信号L7.7置1，起动换档抖动动作。

如机床不使用主轴停止信号，则可通过定时器T11的延时替代主轴停止信号；T11延时到达后，换档起动信号L7.7置1，起动换档抖动。由于程序中的换档起动信号L7.7采用了T11延时触点和主轴停止信号L6.5并联控制，因此，在使用主轴停止信号的机床上，T11的延时设定应大于主轴停止所需要的时间。

换档起动信号L7.7=1后，通过Net-work5，PLC可向CNC发送PLC换档抖动选择信号V38032002.4和换档起动信号V38032002.5，使CNC的主轴模拟量输出切换为换档低速。在采用单极性模拟量输出控制的主轴驱动系统上，一般可直接通过PLC的主轴正反转输出信号，控制驱动器（如变频器）实现换档抖动，因此，可将CNC的正转抖动信号V38032002.7直接置为1，使换档转速模拟量输出为固定值。

图7.4-5 抖动控制程序

Network5中的T14、T15用来生成主轴间隙正反转输出信号。其中，主轴正转输出信号L7.0的保持时间由T14控制，反转输出信号L7.1的保持时间由T15控制。为了保证齿轮的错位，T14和T15的延时设定值LW2和LW4一般应为不同的值。

4）阀输出和结束处理。阀输出和结束处理程序如图7.4-6所示。

图7.4-6a中的Network6、Network10分别用于M41、M45阀输出控制，M42～M44阀输出控制Network7～Network9的设计方法同Network6。Network6～Network10可在主轴抖动启动后（L7.7=1），将CNC要求的M41～M45换档指令信号L8.0～L8.4，转换为PLC的M41～M45电磁阀或离合器控制输出。程序还可通过PLC首循环脉冲SM0.1和实际档位检测信号，在CNC开机时保持主轴当前的档位。

换档完成后，前述Network3中的档位一致信号L9.0将为1，通过Network11，PLC可向CNC发送换档完成信号V38032000.3，结束CNC的主轴换档动作，同时撤销CNC的读入禁止、进给使能禁止信号，结束主轴换档动作。

图7.4-6 阀输出和结束处理程序