原创《西门子840D数控系统主轴如何实现自动换档》：此文是一篇数控系统论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
［摘 要］文章以普通立式车床进行改造的实践为例,阐述采用西门子数控系统840D实现其主轴自动换档的过程、要求和参数设置.
［关键词］数控系统主轴；自动换档
［作者简介］陈辉,江苏省启东市产品质量监督检验所所长助理,助理工程师,江苏启东,226200
［中图分类号］ U46［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）03-0033-0004
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：
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；电机最高转速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.
主轴换档的参数设定见表1：
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.
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最多可以有五档可换）.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：
DB33.DBX16.0
DB33.DBX16.1
DB33.DBX16.2
“3”——表示要换档的那个轴号,本项目第三个轴为主轴,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.
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；
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.
数控系统论文参考资料：
结论：西门子840D数控系统主轴如何实现自动换档为适合不知如何写数控系统方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于发格数控系统论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
