西门子840D数控系统一级代理

公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等，集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体，销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。
企业主要业务经营范围：西门子840D数控系统一级代理
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      为工业企业和**提供电气自动化控制、传动整体解决方案及项目集成、实施应用。
      为工业企业提供西门子工业软件及数字化工厂解决方案和实施服务。
      为工业企业提供西门子自动化控制、网络通讯、变频电机、低压元器件、智能仪表等电气控制、传动产品及高、中、低压、西门子8PT配电产品、能源集团自动化等产品、技术和服务。
      为工业企业智能装备层面提供自主知识产权的自动导引车、RFID、传感器、数据采集智能网关、低压配电柜、智能配电柜及电抗器、滤波器及快速布线端子板等产品。

西门子840D数控系统主轴功能强大,其中有一个主轴摆动功能就是为了方便主轴换档而特有的功能，通过该功能使主轴换档变得非常容易，自动换档就是利用西门子主轴这一功能来实现的。下面将具体说说如何实现换档。

一般来说，机床主轴变速是由电机转速和机械档位的切换，实现主轴连续运转的。该机床主轴设置有四个机械档位，每档的机械档位传动比如下：西门子840D数控系统一级代理

Ⅰ档：齿轮比121/10760；Ⅱ档：齿轮比242/10760；Ⅲ档：齿轮比484/10760；Ⅳ档：齿轮比968/10760。

主轴电机转速为：0～4500rpm/min；电机较高转速4500rpm/min，那么对应的工作台的转速如下：

Ⅰ档：速度1～6转；Ⅱ档：速度2～12转；Ⅲ档：速度4～24转；Ⅳ档：速度8～48转。

在数控系统里，关于主轴的轴参数设定是至关重要的，下面这些参数都和主轴换档有关。上面提到的机械传动比数据，主轴每档的速度都要输入相应的位置，参数不对直接影响主轴自动换档的实现。西门子840D数控系统一级代理

以上主轴换档相关的参数设好后，再从PLC里进行逻辑控制就可以实现自动换档了，下面着重说明PLC编程中如何实现换档。

主轴换档分手动和自动两种方式，现以自动换档为例进行阐述。西门子840D数控系统一级代理

工作台主轴有四个机械档位，有四个限位开关，分别取名为K1、K2、K3、K4，它们组合状态来指示这四个档位。状态见表2：

变档动作的执行是通过四个电磁阀分别取名为YV1、YV2、YV3、YV4来推动两个油缸实现机械齿轮换档的，电磁阀得电状态见表3，通过该表可以很清楚地知道机械是如何换档的。

下面将叙述的接口信号是PLC与NC之间的信号，该信号是主轴目前实际档位状态与需要进行档位变换的指令信号。由PLC通知NCK的实际机械档位信号，告诉NCK机械现在的档位（注：西门子数控系统主轴较多可以有五档可换）。通过下面的接口信号NC就可以知道机械目前实际所处档位，当然这些接口信号是通过PLC处理过的。

比如：西门子840D数控系统一级代理

DB33.DBX16.0
DB33.DBX16.1
DB33.DBX16.2

“3”——表示要换档的那个轴号，本项目*三个轴为主轴，所以为DB33.DBX16.0；DB33.DBX 16.1；DB33.DBX16.2，把它们分别命名为：A、B、C。表4说明数控系统NC是如何知道机械所处的档位的。

自动换档如何定义呢？自动换档就是指操作者只需要在加工程序中输入一个指令，比如：M41、M42、M43、M44或者M40 S35就可以实现换一档、换二档、换三档、换四档，或者NC根据操作者输入的转速指令自动换到所需的加工档位，这就叫自动换档。

那么这些M指令其实就是NC要求的换档信号，也就是NC告诉PLC的信号，我们在PLC编程时就是利用这些接口信号来实现自动换档，这些M指令可以通过以下接口信号译码得出。西门子840D数控系统的接口信号中除上述NC到PLC信息交换接口，还有一种是处理NC到PLC之间双向信息交换的接口；同样将译码信号命名为：A、B、C。通过表5清楚地说明数控NC到PLC之间要求换档信号的译码是如何实现的。西门子840D数控系统一级代理

另外还有一个指令：M40 M3 S35，通过输入主轴转速来自动换档。当操作者输入一个主轴转速值时，NC首先会判断该转速值符不符合目前的机械档位，如果不符合，NC就会要求换档，通过PLC程序译码出NC要求换几档，通过该译码信号控制电磁阀来执行所需要的档位。刚才提到的NC首先会判断该转速值符不符合目前的机械档位是关键地方之所在，也是实现自动换档的关键之处。实际上NC一直在不停地比较机械所处的实际档位和指令要求的档位是否一致，不一致就会要求换档。PLC译码出要换档的档位进行换档，直到实际档位信号和要求的档位信号状态一致，那么换档也就完成了。

下面的梯形图程序与笔者的阐述是一致的。

其中有几点需要说明的地方，比如：

DB10.DBX108.7——NC就绪信号；

M100.0——PLC内部中间继电器，中文解释就是A值相等；

M100.1——PLC内部中间继电器，中文解释就是B值相等；

M100.2——PLC内部中间继电器，中文解释就是C值相等；西门子840D数控系统一级代理

M100.3——PLC内部中间继电器，中文解释就是A、B、C值相等，也就是换档完成信号；

最后还有两个重要的接口信号要特别注意，一个是换档完成信号（DB33.DBX16.3），它是一个脉冲信号，就是在每次换档完成后就给它一个500ms的脉冲高电平信号，使主轴停止摆动，同时主轴复位，使主轴从摆动方式切换到原来的速控方式。另一个信号与之对应，也就是摆动使能信号（DB33.DBX18.5），要主轴进入摆动方式必须把它置“1”高电平，在换档完成的同时它也要为“0”低电平，这样一个完整的换档过程就形成了。

通过以上的描述和步骤，编写PLC程序和设置完轴参数即可实现主轴的自动换档功能，且换档过程中主轴自动地来回摆动，换档到位后主轴摆动停止，摆动功能结束。