M型换档程序典例分析

1.换档特性

M型换档是由CNC自动选择档位的换档方式，在FANUC系统上，它只能用于M系列CNC，故称M型换档。M型换档的每一S代码都有唯一的档位，传动级交换命令由CNC根据编程转速S生成，并通过信号GR1O～GR3O向PMC发送。PMC接收到换档命令后，必须根据CNC指令的传动级进行换档。换档完成后，再通过接口信号GR1/GR2，将实际传动级告知CNC，如果档位正确，CNC即根据实际传动级，输出对应的指令转速。

FANUC系统的M型换档可根据需要选择A型、B型和攻螺纹换档3种不同方式，其特性分别如下。

（1）A型换档

A型换档的特性如图7-18所示，它在CNC的主轴转速输出到达固定值时，输出传动级交换命令、改变档位。A型换档最大可用于3级变速，档位切换的主轴转速输出可通过CNC参数PRM3736设定，各变速档的极限转速可通过参数PRM3741～PRM3743设定，当档位切换转速PRM3736的设定小于极限转速时，主电动机在到达极限转速前就可换档。

图7-18 A型换档特性

（2）B型换档和攻螺纹换档

B型换档和攻螺纹换档的特性如图7-19所示，各档位的换档转速可通过CNC参数进行单独设定，以避免低速档工作时，主电动机的转速过高。

B型换档可用于所有加工，最大可使用3级变速，各变速档的主轴极限转速仍通过参数PRM3741～PRM3743予以设定，但其档位1到2、档位2到3的切换转速可通过参数PRM3751、PRM3752分别设定。

攻螺纹换档是专门用于攻螺纹循环固定循环G84/G74的主轴换档控制功能，由于攻螺纹加工时的要求主轴具有较大的输出转矩，因此，主电动机的转速同样不能过高。攻螺纹换档和B型换档的区别仅在于档位1到2、档位2到3的切换转速设定参数分别由PRM3761、PRM3762设定，其余相同。

2.控制要求

M型换档的A型、B型和攻螺纹换档只是换档切换转速的定义有所不同，因此，其PMC程序的设计要求一致。

M型换档的换档命令来自于CNC，CNC可根据编程的S代码，自动输出3级变速档选择信号GR1O～GR3O（F034.0～F034.2）和变速档修改信号SF（F007.2）。因此，在PMC程序设计时，需要以GR1O～GR3O、SF信号，来代替T型换档的M41～M44传动级交换命令，传动级交换的其他控制要求与T型换档相同。

以高/低速2级变速的主轴驱动系统为例，FS-0iD等CNC与M型换档有关的主要PMC-CNC接口信号I/O及根据机械变速要求假设的机床I/O信号地址如表7-9所示。表中的主轴驱动器和机床的输入/输出信号地址可根据实际机床的I/O配置改变。

图7-19 B型和攻螺纹换档特性

表7-9 M型换档控制信号I/O地址一览表(www.xing528.com)

（续）

3.PMC程序

主轴采用M型换档时，在PMC程序设计上只需要以GR1O～GR3O、SF信号，来代替T型换档的M41/M42指令，其他部分与T型换档基本相同。M型换档的主轴控制程序如下。

（1）指令译码

M型换档的指令译码程序如图7-20所示，由于M型换档的低/高速传动级交换信号R300.4、R300.5，可直接由CNC的SF信号和传动级选择信号GR1O、GR2O生成，因此，程序只需要进行M03/M04/M05指令的译码。程序的其他部分与T型换档相同，可参见前述。

图7-20 M型换档指令译码程序

（2）正反转控制

M型换档的主轴正反转控制PMC程序与T型换档完全相同，它可直接使用图7-16所示的程序。

（3）传动级交换控制

M型换档的主轴传动级交换控制PMC程序如图7-21所示。程序只是以S代码应答代替了T型换档的M41/M42应答，其余部分与T型换档一致，相关说明可参见前述。

图7-21 M型换档传动级交换控制程序

M型换档的主轴抖动同样可直接由主轴驱动器产生，对于此类情况，只需要将上述程序中的换档转速输出控制信号SOR（G029.5），统一改为PMC输出到驱动器的低速（低频）速度选择信号，便可由驱动器控制主电动机低速抖动，程序的其他部分通用。