隨著數(shù)控系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展 , 合理使用數(shù)控系統(tǒng)所提供的功能參數(shù)去滿足機(jī)械要求 , 或完善機(jī)械的特殊設(shè)計(jì)具有重要的意義。下面僅以 FANUC-Oi(M 型) 數(shù)控系統(tǒng)為例 , 介紹主軸齒輪換檔參數(shù)的合理應(yīng)用。
為了滿足用戶的切削要求 , 充分發(fā)揮主軸電動(dòng)機(jī)的切削功率 , 主軸速度一般被劃分成幾檔 , 其檔位轉(zhuǎn)換靠齒輪變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。以主軸電動(dòng)機(jī)的最高限定速度來(lái)劃分 , 主軸的換檔存在著兩種形式。一種是主軸各個(gè)檔位的最高轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)最高速度相同。例如我廠的 XH756 臥式加工中心。另一種是主軸各個(gè)檔位的最高轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)最高限定速度不同 O 這種情況主要是在機(jī)械設(shè)計(jì)中由于某些原因而作特殊設(shè)計(jì)時(shí), 需要電氣進(jìn)行完善。例如我廠的XH716 立式加工中心。
FANUC-0i 數(shù)控系統(tǒng)充分考慮了這兩種情況 , 把它們分為齒輪換檔方式 A 和 B 。下面以我廠的 XH756 和 XH716 為例簡(jiǎn)要介紹齒輪換檔參數(shù)的巧妙應(yīng)用。
1 齒輪換檔方式 A
如圖 1 所示 , 主軸的 3 個(gè)檔位所對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)最高限定速度是相同的。例如我廠的XH756 臥式加工中心 , 主軸低檔的齒輪傳動(dòng)比為 11:108, 中檔的齒輪傳動(dòng)比為 11:36, 高檔的齒輪傳動(dòng)比為 11:12; 機(jī)械設(shè)計(jì)要求主軸低檔時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍是 O-458r/min, 中檔的轉(zhuǎn)速范圍是 459-1375r/min, 高檔的轉(zhuǎn)速范圍是 1376-4125r/min, 主軸電動(dòng)機(jī)的最低速度限定為 150r/min。主軸電動(dòng)機(jī)給定電壓為 1OV 時(shí) , 對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)速度為 6000r/min。通過(guò)計(jì)算可知各個(gè)檔位的主軸電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速相同，均為 4500r/min。此時(shí)參數(shù)應(yīng)設(shè)定如下 :
參數(shù) N0.3736( 主軸速度上限 ,Ｖmax=4095 ×主軸電動(dòng)機(jī)速度上限/指令電壓 10V 的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ) 設(shè)定為 4095 × 4500/6000=3071。
參數(shù) N0.3735( 主軸速度下限 ,Vmax=4095 ×主軸電動(dòng)機(jī)速度下限 / 指令電壓為 10V 的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ) 設(shè)定為4095 × 150/6000=102。
參數(shù) N0.3741( 指令電壓 1OV 時(shí)對(duì)應(yīng)的主軸速度 A, 低檔 ) 設(shè)定為 6000 × 11/108=611。
參數(shù) N0.3742( 指令電壓 10V 時(shí)對(duì)應(yīng)的主軸速度 B, 中檔 ) 設(shè)定為 6000 × 11/12=1833 。
參數(shù) N0.3743( 指令電壓 10V 時(shí)對(duì)應(yīng)的主軸速度 C, 高檔 ) 設(shè)定為 6000 × 11/12=5500 。
按照以上參數(shù)設(shè)定 , 該機(jī)床速度范圍合理覆蓋 , 并在 PMC 程序中自動(dòng)判別 , 合理選擇檔位。
2 齒輪換檔方式 B
如圖 2 所示 , 主軸的 3 個(gè)檔位所對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)最高限定速度是不同的。
例如主軸低檔齒輪傳動(dòng)比為 11:108, 主軸中檔齒輪傳動(dòng)比為 260:1071, 主軸高檔齒輪傳動(dòng)比為 169:
238, 而機(jī)械設(shè)計(jì)要求主軸低檔的轉(zhuǎn)速范圍是 O-401r/min, 主軸中擋的轉(zhuǎn)速范圍是 402-1109r/min, 主軸高檔的轉(zhuǎn)速范圍是 1110-3000r/min。主軸電動(dòng)機(jī)給定電壓為 10V 時(shí) , 對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為6000r/min, 主軸電動(dòng)機(jī) 的速度下限為 150r/min。 計(jì)算可知 , 主軸低檔使用的電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速為 401 × 108/11=3937r/min, 主軸中檔使用的 電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速為 1109 × 1071/260=4568r/min, 主軸高檔使用的電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速為 4000× 238/169=5633r/min,3 個(gè)檔位所對(duì)應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)最高限定速度各不相同。此時(shí) , 參數(shù) N0.3736 設(shè)定為 4095 × 5633/6000=3844( 以主軸電動(dòng)機(jī)速度最高檔位設(shè)定 , 此例為高檔 ), 參數(shù) NO.3735 設(shè)定為4095 × 150/6000=102, 參數(shù) NO.3741 設(shè)定為 6000 × 11/108=611, 參數(shù) N0.3742 設(shè)定為 6000 × 260/1071=1457, 參數(shù) N0.3743 設(shè)定為 6000× 169/238=4260 。
僅按以上參數(shù)設(shè)定后 , 主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速低檔將為 15 - 573r/min, 中檔將為 574 - 1367r/min, 高檔將為 1367 - 4000r/min。 這就不符合機(jī)械設(shè)計(jì)要求, 給自動(dòng)判別帶來(lái)困難。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷 , 在齒輪換檔方式 B 中 , 可以使用參數(shù) NO.3751 和 NO.3752來(lái)限制主軸的轉(zhuǎn)速。
參數(shù) N0.3751( 主軸從低檔切換到中檔時(shí)切換點(diǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ,Vmaxl=4095 ×低檔時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)速度上限 / 指令電壓為10V的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ) 設(shè)定為4095 × 3937/6000=2687。
參數(shù) N0.3752( 主軸從中檔切換到高檔時(shí)切換點(diǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ,Vmaxh=4095 ×高檔時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)速度上限 / 指令電壓為10V 的主軸電動(dòng)機(jī)速度 ) 設(shè)定為 4095 × 4568/6000=3118。
此方式參數(shù)的設(shè)定 , 合理解決了各檔主軸電動(dòng)機(jī)上限速度不同給自動(dòng)換檔帶來(lái)的麻煩。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上事例的分析 , 我們必須充分結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn) , 結(jié)合 PMC 程序的要求 , 合理使用數(shù)控系統(tǒng)提供的參數(shù)功能 , 對(duì)控制系統(tǒng)的功能做到盡善盡美的應(yīng)用。 |
