如何满足速度控制要求

速度（转速）控制是任何金属切削机床主轴都需要具备的基本控制功能。除了完全采用机械变速箱进行变速的低价位普及型数控机床外，不论是模拟主轴还是串行主轴，都需要通过CNC控制主轴转速。因此，设计主轴控制PMC程序时，必须了解CNC的S代码处理流程及相关的控制信号。以FS-0iD为例，其S代码的处理流程及相关接口信号如下。

1.S代码处理流程

FS-0iD的主轴速度控制包括了S代码二进制输出、倍率调节、S模拟量或数字量输出、传动级交换、转速指令选择等功能，PMC程序设计时，需要根据CNC的处理流程，通过PMC程序的编制，向CNC发送正确的控制信号。

以模拟主轴控制为例，CNC对加工程序的S代码指令处理流程如图7-7所示，采用串行主轴控制时，无图中的D-A转换和增益/偏移调整环节。

图7-7 S代码处理流程

1）CNC读入加工程序中的S代码，将S代码（4～8位10进制数）转换为32位二进制编程转速S00～S31（F022.0～F025.7），并输出到PMC。

2）经过短暂延时，CNC向PMC发出S代码修改信号SF（F007.2），如CNC选择了M型（A、B或攻螺纹换档）传动级交换功能，CNC还将同时发送该转速所需要的传动级选择信号GR1O～GR3O（F034.0～F034.2）。PMC程序可根据实际控制需要，进行转速变换、传动级交换（换档）等处理。

3）CNC根据S代码编程转速和来自操作面板的主轴转速倍率输入信号SOV0～SOV7（G030.0～G030.7）、机床实际传动级输入信号GR1、GR2（G028.0、G028.1），计算出经倍率调节、传动级处理后的转速指令值。

4）如PMC的主轴停止输入信号∗SSTP（G029.6）为“1”（允许旋转），则向PMC输出12位指令转速R01O～R12O和输出内部转速给定信号；如主轴停止信号为“0”，则封锁指令转速输出和转速给定（输出为0）。PMC编程时需要注意的是，CNC执行主轴停止指令M05时，一般不直接撤销或封锁指令转速输出，因此，需要通过PMC程序对M05的处理，利用主轴驱动器控制主轴停止，或通过PMC程序向CNC发送∗SSTP信号，停止主轴。如CNC选择了多主轴控制功能，则第1～3主轴可使用独立的主轴停止信号∗SSTP1～∗SSTP3（G027.3～G027.5），∗SSTP1～∗SSTP3仅对多主轴控制有效。

5）执行3）、4）时，如来自PMC的主轴定向准停信号SOR（G029.5）为“1”，且∗SSTP（G029.6）为“0”，则指令转速输出无效，CNC将自动选择参数设定的主轴定向准停转速和转向进行输出。

6）CNC向PMC发送经以上倍率、传动级、定向准停等处理后的12位二进制转速给定信号R01O～R12O（F036.0～F037.3）。

7）如需要，PMC程序可将来自CNC的12位二进制转速给定值R01O～R12O进行变换或其他处理，并将处理后的转速给定值以12位二进制的形式，通过PMC→CNC的信号R01I～R12I（G032.0～G033.3）回送到CNC。同时，利用PMC的转速给定选择信号SIND（G033.7），选择CNC转速给定（G033.7=0）或PMC的转速信号R01I～R12I（G033.7=1），作为CNC的转速指令输出。(www.xing528.com)

8）CNC根据PMC输出的转向选择信号SSIN（G033.6），设定转速指令输出的极性，如SSIN（G033.6）=“0”，转速给定的极性决定于加工程序中的M03/M04状态；如SSIN（G033.6）=“1”，则需要PMC程序向CNC发送转向信号SGN（G033.5）。

9）对于主轴模拟量输出，CNC还可根据参数设定，进行漂移、增益的调整，然后通过D-A转换，输出DC-10～10V模拟量；对于串行主轴控制，则直接输出数字转速给定。

2.基本接口信号

FS-0iD与主轴速度控制相关的主要PMC接口信号如表7-2所示（不包括主轴位置控制信号），表中的信号对主轴模拟量输出和串行主轴控制均有效。

表7-2 主轴基本控制信号表

3.串行主轴控制信号

当CNC使用串行主轴控制功能时，PMC与主轴驱动器间可以直接通过总线传输控制信号，并可使用多主轴控制功能，以双主轴控制为例，PMC常用的主轴速度控制与状态检测信号如表7-3所示（不包括主轴位置控制信号）。

表7-3 串行主轴转速控制PMC信号表

①代号后缀“1”或“A”，为第1主轴信号；后缀“2”或“B”，为第2主轴信号。