SBR41子程序详解

802S/C/D子程序库中提供了主轴换档控制的PLC子程序SBR41（GEAR_CHG），该子程序可用于CNC控制换档抖动、M41/M42高低档变速的主轴换档控制，为了便于机床维修人员参考，现一并介绍如下。

1.编程元件定义

在模板程序中，调用子程序SBR41需要设定CNC用户数据MD14510[16]=1（铣床控制）、MD14512[11]bit6=1（主轴换档有效），程序需占用定时器T11/T14/T15、标志寄存器MB117、公共变量V14000063.6/V14000063.7，这些编程元件不能再用于其他用户程序。SBR41的变量、标志寄存器定义及模板程序中的赋值要求等如表7.4-5所示。

表7.4-5 SBR41编程元件定义表

子程序SBR41（GEAR_CHG）大致可分为换档命令生成、主轴抖动、换档启/停、结束处理4部分，程序设计如下。

2.换档命令生成

SBR41的高低档换档命令生成程序如图7.4-7所示。

程序Network1用于开机时的M41/M42初始状态输出控制，它可利用PLC开机时的首循环脉冲SM0.1，检测并保持初始档位。CNC开机时，如局部变量L6.3（M42高档检测信号I1.1输入缓冲状态）为1，主轴初始M42换档命令信号M117.1将为1；如局部变量L6.2（M41低档检测信号I1.0输入缓冲状态）为1，则主轴初始M41换档命令信号M117.0为1。Network1还考虑了开机时主轴“脱档”的情况，如开机时M41、M42检测信号输入L6.2、L6.3均为0，它仍可根据后述Network15中生成的、利用断电保持公共变量V14000063.6、V14000063.7所记忆的状态，产生主轴初始M41/M42输出信号M117.0/M117.1，以恢复主轴原档位。

Network2、Network3用于CNC换档命令处理和高低档指令信号的生成。当CNC执行主轴换档指令M41、M42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V39032000.0～V39032000.2，此时，可通过Network2，将CNC的进给使能禁止信号V32000006.0和读入使能禁止信号V32000006.1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。如果现行档位与CNC指令要求的档位不符，则可通过Network3生成M41换档命令信号M117.2或M42换档命令信号M117.3。

图7.4-7 换档命令生成程序

3.主轴抖动

SBR41的主轴换档抖动控制程序由主轴停止检测、抖动起动、换档阀输出、抖动监控等部分组成。主轴停止检测和抖动起动生成程序的设计如图7-4.8所示。

程序Network4用于主轴停止检测。由于子程序SBR41的主轴换档抖动通过CNC进行控制，当PLC收到来自CNC的主轴换档命令信号V39032000.3后，首先需要通过后述的程序Network7、Network10，利用换档开始信号L7.0，向CNC发送主轴停止信号V38030004.3，以取消CNC的主轴使能和模拟量输出，停止主轴。当主轴停止、来自驱动器的主轴停止输入信号L6.0为1后，利用标志M117.6起动主轴抖动延时定时器T11，延时到达后，主轴抖动开始标志位M117.7置1。

程序Network5用来起动CNC主轴换档抖动。如Network3中的M41或M42换档命令信号M117.2或M117.3为1，当主轴抖动开始标志位M117.7为1后，程序中的换档电磁阀输出延时起动信号M117.4将被置1；同时，PLC将向CNC发送主轴换档抖动起动信号V3803 2002.5，使CNC按照机床参数设定的要求，输出主轴抖动间隙正反转模拟量、控制主轴抖动。由于CNC换档抖动在抖动方式选择信号V38032002.4为0时生效，因此，程序中可不进行信号V38032002.4的处理（保持0状态）。

图7.4-8 主轴停止检测和抖动起动程序

SBR41的主轴换档阀输出和抖动监控程序设计如图7.4-9所示。

程序中的定时器T14用于换档阀输出延时控制。当PLC向CNC发送换档抖动起动信号V38032002.5、起动主轴抖动后，电磁阀输出延时起动信号M117.4经T14的延时（模板程序中设定2s），PLC将输出M41或M42换档电磁阀接通信号M117.0或M117.1，控制滑移齿轮或离合器动作，并将标志位M117.5置1，起动换档动作时间监控功能。

换档动作时间监控信号M117.5为1后，如滑移齿轮或离合器在T15的监控时间内（模板程序中设定10s）完成换档，则可通过后述的程序Network7，复位监控信号M117.5，结束换档动作；如在监控时间内不能完成换档，表明齿轮或离合器可能“顶齿”，此时，程序将通过交换M41和M42的阀输出状态、退出换档齿轮，然后，将电磁阀输出延时起动信号M117.4重新置1，再次执行换档动作。

4.换档起/停(www.xing528.com)

SBR41的主轴换档起动/停止控制程序如图7.4-10所示。

程序Network7用于换档起动和停止控制。程序中的L7.0为换档开始信号，它在CNC换档命令信号和实际档位不符时置1。换档开始时，可通过Network10，利用L7.0的上升沿，向CNC发送主轴停止信号V38030004.3，以取消CNC的主轴使能和模拟量输出，停止主轴。换档完成后，则可通过L7.0的下降沿，撤销CNC的主轴停止信号V38030004.3，恢复主轴正常工作状态。当PLC的M41或M42换档电磁阀接通信号输出后，如在T15的监控时间内完成了换档，Network5可复位换档动作监控信号M117.5，以结束换档动作。

程序Network8用于急停处理，当CNC急停时，可通过主轴复位信号V38030002.2，撤销主轴换档动作。

程序Network9用于换档完成处理，当CNC指令档位和实际档位一致时，可撤销主轴抖动信号V38032002.5，发送换档完成信号V38032000.3；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。

程序Network10用于主轴停止控制，主轴换档开始或驱动器报警（L6.1=1）时，可通过主轴停止信号V38030004.3取消CNC的主轴使能和模拟量输出，停止主轴。

5.结束处理

SBR41的换档结束处理程序包括实际档位信号传送、状态信号输出两部分。

实际档位信号传送程序如图7.4-11所示。Net-work11、Network12可分别将M41、M42的档位检测信号输入L6.2、L6.3转换为CNC所要求的实际档位输入二进制编码信号V38000000.0～V38000000.2。

SBR41的状态信号输出程序如图7.4-12所示，它可生成M41/M42状态指示信号、开机初始档位记忆信号及M41/M42电磁阀或离合器接通控制信号。

Network13/Network14用于M41/M42状态指示信号的生成，信号在模板程序中实际未使用。如果需要，用户可通过对子程序SBR41输出变量L6.6/L6.7的赋值，来控制M41/M42指示灯等。

图7.4-9 换档阀输出和抖动监控程序

M41/M42状态指示信号带有闪烁指示功能，程序中的SM0.5为PLC系统特殊标志位，该信号为周期为1s的脉冲。因此，在主轴换档时，如PLC输出M41或M42换档电磁阀接通信号后，指令档位未到达（L6.2或L6.3为0）；或者，主轴驱动器出现报警，且L6.1=1时，L6.6或L6.7将输出周期为1s的闪烁信号。

Network15用于M41/M42状态记忆信号的生成，信号用于Network1的主轴初始M41/M42输出信号M117.0/M117.1的控制。由于M41/M42状态记忆信号使用了断电保持公共变量V14000063.6/V14000063.7，因此，即使开机时出现主轴“脱档”的情况，它仍可生成初始档位信号，恢复主轴原档位。

图7.4-10 换档起动/停止控制程序

图7.4-11 实际档位信号传送程序

Network16用于M41/M42换档电磁阀或离合器接通信号的输出，它可将本程序中的M41/M42输出控制信号M117.0/M117.1通过子程序调用指令对变量L6.4/L6.5的赋值，控制所需要的PLC换档电磁阀或离合器输出。

图7.4-12 状态信号输出程序