王连富
摘 要：主轴旋转的速度是影响机床加工效率的一个重要原因，而数控机床主轴变档更是需要机械、液压、电气控制互相配合的一个复杂过程，所以主轴变档的故障也是频繁出现。
关键词：主轴变档；PLC程序；临时变量
XKA715C数控铣床是我公司军工分厂2008年初从北京第一机床厂购进的精加工设备，该机床电气控制系统采用的是德国西门子公司新一代高性能全数字化数控系统802D Solution Line（简称802DSL ）。主轴采用的是交流伺服主轴，使用的伺服驱动系统是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5变频器。
该机床主轴旋转分为低速档和高速档，其中低速档的转速范围是50-800r/min，高速档的转速范围是200-3200r/min。由于主轴采用的是交流伺服主轴，所以换挡将在MDA或自动方式下由程序自动控制完成，用户只需编写主轴转速指令，如：Sxxxx，控制器将自动判断当前转速并完成主轴高低档的切换，也可通过M41（低挡）和M42（高档）指令切换档位。该机床的主轴在变档过程中无论从低速档变向高速档还是从高速档变向低速档，都必须经过一个晃动的过程，在这段时间里PLC程序输出指令控制电磁阀的动作，通过电磁阀的动作控制油路从而带动液压缸上下运动这样就可以压上相应的主轴高档或低档到位的检测限位SQ08或SQ09，完成主轴档位切换，并且由检测限位将相应的高档或低档到位信号反馈给PLC，并由PLC程序发出指令控制操作面板上相应的高速灯或低速灯的亮或灭。当主轴在低速档运转时操作面板上“主轴低速灯”亮，当主轴在高速档运转时操作面板上“主轴高速灯”亮。
当机床主轴变档发生故障时，输入变档指令并启动程序，主轴变档始终处于晃动状态，液压缸没有动作，也没有任何报警提示，不按下复位键晃动始终不停止。
图1 启动主轴摆动并激活换挡延时（1）
图2 启动主轴摆动并激活换挡延时（2）
图1和图2为部分主轴变档程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表复位。图中V39032000.3为齿轮变换信号是由轴接口信号发出的当启动变档程序时该信号为“1”，V38032002.5为摆动速度信号该信号返回给主轴接口信号。M11.7为主轴已停止，M11.6为主轴停止延时生效，M11.4为变档延时生效，M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，T14为主轴停止延时时间，通过系统的信息交叉对照表得知临时变量L8.0为主轴停。
通过分析主轴变档的程序发现，该机床故障点就出现在图1所示的这部分程序中。当机床在正常状态下工作时，图1所示的程序中M11.7被置位M11.6被复位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦启动主轴变档命令图1所示该程序中M11.7被复位而M11.6通过V38032002.5闭点和临时变量L8.0被置位，然后通过M11.6的开点闭合启动计时器T14，经过T14内设定的时间后，T14的开点闭合，进而又将M11.7置位M11.6复位，由于M11.6被复位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位图2中的程序被启动，该段程序中M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，一旦程序被启动只要外部高档和低档到位检测限位有一个被压上M11.3和M11.2中必然有一点闭合，这时后面的一些换档延时、换档到位延时、以及其他的换档检测等等一系列程序将依次被执行。
由于出现前面描述的故障现象，所以在主轴晃动的过程中我们通过系统显示器监测PLC程序发现在图1所示的程序中M11.7正常被复位，但是M11.6却没有被置位而是仍然处于复位状态，所以后面的程序都不能正常执行。由于在802DSL系统的PLC状态菜单下不能查看临时变量的状态，并且系统程序窗口中也表现不出来临时变量的点是否闭合，所以我们只好先在PLC状态菜单下查看V38032002.5的状态，经查V38032002.5=0因为用的是闭点所以它没有问题，这样问题只能出在临时变量L8.0上，经过仔细查阅所有的PLC程序发现整个程序中只有图1所示的程序中用到L8.0的一个开点，没查到任何一段程序可以控制它，也没有查到任何条件可以给它赋值。所以在没有编程器的情况下只有在系统的PLC状态菜单下调出M11.6并强制将它赋值为“1”，这样后面的程序就将继续执行，直到操作面板上高低档转速的灯发生变化后，按一下复位键变档动作完成。但这并不是根本的解决方法，分析故障的原因可能是厂家在安装调试机床时对原有PLC程序进行过修改但是修改后没有将这部分程序中的L8.0取消，所以要想彻底的解决问题，办法就是使用编程器修改这部分程序。
影响主轴变档的原因有多种多样，但是任何故障现象都是可以通过判断分析出来，尤其是数控机床，数控系统能够给我们提供更多的信息，只要能更熟练的阅读PLC程序，加以仔细的分析我们就会更快更准的解决问题。
摘 要：主轴旋转的速度是影响机床加工效率的一个重要原因，而数控机床主轴变档更是需要机械、液压、电气控制互相配合的一个复杂过程，所以主轴变档的故障也是频繁出现。
关键词：主轴变档；PLC程序；临时变量
XKA715C数控铣床是我公司军工分厂2008年初从北京第一机床厂购进的精加工设备，该机床电气控制系统采用的是德国西门子公司新一代高性能全数字化数控系统802D Solution Line（简称802DSL ）。主轴采用的是交流伺服主轴，使用的伺服驱动系统是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5变频器。
该机床主轴旋转分为低速档和高速档，其中低速档的转速范围是50-800r/min，高速档的转速范围是200-3200r/min。由于主轴采用的是交流伺服主轴，所以换挡将在MDA或自动方式下由程序自动控制完成，用户只需编写主轴转速指令，如：Sxxxx，控制器将自动判断当前转速并完成主轴高低档的切换，也可通过M41（低挡）和M42（高档）指令切换档位。该机床的主轴在变档过程中无论从低速档变向高速档还是从高速档变向低速档，都必须经过一个晃动的过程，在这段时间里PLC程序输出指令控制电磁阀的动作，通过电磁阀的动作控制油路从而带动液压缸上下运动这样就可以压上相应的主轴高档或低档到位的检测限位SQ08或SQ09，完成主轴档位切换，并且由检测限位将相应的高档或低档到位信号反馈给PLC，并由PLC程序发出指令控制操作面板上相应的高速灯或低速灯的亮或灭。当主轴在低速档运转时操作面板上“主轴低速灯”亮，当主轴在高速档运转时操作面板上“主轴高速灯”亮。
当机床主轴变档发生故障时，输入变档指令并启动程序，主轴变档始终处于晃动状态，液压缸没有动作，也没有任何报警提示，不按下复位键晃动始终不停止。
图1 启动主轴摆动并激活换挡延时（1）
图2 启动主轴摆动并激活换挡延时（2）
图1和图2为部分主轴变档程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表复位。图中V39032000.3为齿轮变换信号是由轴接口信号发出的当启动变档程序时该信号为“1”，V38032002.5为摆动速度信号该信号返回给主轴接口信号。M11.7为主轴已停止，M11.6为主轴停止延时生效，M11.4为变档延时生效，M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，T14为主轴停止延时时间，通过系统的信息交叉对照表得知临时变量L8.0为主轴停。
通过分析主轴变档的程序发现，该机床故障点就出现在图1所示的这部分程序中。当机床在正常状态下工作时，图1所示的程序中M11.7被置位M11.6被复位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦启动主轴变档命令图1所示该程序中M11.7被复位而M11.6通过V38032002.5闭点和临时变量L8.0被置位，然后通过M11.6的开点闭合启动计时器T14，经过T14内设定的时间后，T14的开点闭合，进而又将M11.7置位M11.6复位，由于M11.6被复位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位图2中的程序被启动，该段程序中M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，一旦程序被启动只要外部高档和低档到位检测限位有一个被压上M11.3和M11.2中必然有一点闭合，这时后面的一些换档延时、换档到位延时、以及其他的换档检测等等一系列程序将依次被执行。
由于出现前面描述的故障现象，所以在主轴晃动的过程中我们通过系统显示器监测PLC程序发现在图1所示的程序中M11.7正常被复位，但是M11.6却没有被置位而是仍然处于复位状态，所以后面的程序都不能正常执行。由于在802DSL系统的PLC状态菜单下不能查看临时变量的状态，并且系统程序窗口中也表现不出来临时变量的点是否闭合，所以我们只好先在PLC状态菜单下查看V38032002.5的状态，经查V38032002.5=0因为用的是闭点所以它没有问题，这样问题只能出在临时变量L8.0上，经过仔细查阅所有的PLC程序发现整个程序中只有图1所示的程序中用到L8.0的一个开点，没查到任何一段程序可以控制它，也没有查到任何条件可以给它赋值。所以在没有编程器的情况下只有在系统的PLC状态菜单下调出M11.6并强制将它赋值为“1”，这样后面的程序就将继续执行，直到操作面板上高低档转速的灯发生变化后，按一下复位键变档动作完成。但这并不是根本的解决方法，分析故障的原因可能是厂家在安装调试机床时对原有PLC程序进行过修改但是修改后没有将这部分程序中的L8.0取消，所以要想彻底的解决问题，办法就是使用编程器修改这部分程序。
影响主轴变档的原因有多种多样，但是任何故障现象都是可以通过判断分析出来，尤其是数控机床，数控系统能够给我们提供更多的信息，只要能更熟练的阅读PLC程序，加以仔细的分析我们就会更快更准的解决问题。
摘 要：主轴旋转的速度是影响机床加工效率的一个重要原因，而数控机床主轴变档更是需要机械、液压、电气控制互相配合的一个复杂过程，所以主轴变档的故障也是频繁出现。
关键词：主轴变档；PLC程序；临时变量
XKA715C数控铣床是我公司军工分厂2008年初从北京第一机床厂购进的精加工设备，该机床电气控制系统采用的是德国西门子公司新一代高性能全数字化数控系统802D Solution Line（简称802DSL ）。主轴采用的是交流伺服主轴，使用的伺服驱动系统是日本安川Varispeed G7系列的CIMR-G7A47P5变频器。
该机床主轴旋转分为低速档和高速档，其中低速档的转速范围是50-800r/min，高速档的转速范围是200-3200r/min。由于主轴采用的是交流伺服主轴，所以换挡将在MDA或自动方式下由程序自动控制完成，用户只需编写主轴转速指令，如：Sxxxx，控制器将自动判断当前转速并完成主轴高低档的切换，也可通过M41（低挡）和M42（高档）指令切换档位。该机床的主轴在变档过程中无论从低速档变向高速档还是从高速档变向低速档，都必须经过一个晃动的过程，在这段时间里PLC程序输出指令控制电磁阀的动作，通过电磁阀的动作控制油路从而带动液压缸上下运动这样就可以压上相应的主轴高档或低档到位的检测限位SQ08或SQ09，完成主轴档位切换，并且由检测限位将相应的高档或低档到位信号反馈给PLC，并由PLC程序发出指令控制操作面板上相应的高速灯或低速灯的亮或灭。当主轴在低速档运转时操作面板上“主轴低速灯”亮，当主轴在高速档运转时操作面板上“主轴高速灯”亮。
当机床主轴变档发生故障时，输入变档指令并启动程序，主轴变档始终处于晃动状态，液压缸没有动作，也没有任何报警提示，不按下复位键晃动始终不停止。
图1 启动主轴摆动并激活换挡延时（1）
图2 启动主轴摆动并激活换挡延时（2）
图1和图2为部分主轴变档程序，字母“P”代表上升沿有效，“S”代表置位，“R”代表复位。图中V39032000.3为齿轮变换信号是由轴接口信号发出的当启动变档程序时该信号为“1”，V38032002.5为摆动速度信号该信号返回给主轴接口信号。M11.7为主轴已停止，M11.6为主轴停止延时生效，M11.4为变档延时生效，M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，T14为主轴停止延时时间，通过系统的信息交叉对照表得知临时变量L8.0为主轴停。
通过分析主轴变档的程序发现，该机床故障点就出现在图1所示的这部分程序中。当机床在正常状态下工作时，图1所示的程序中M11.7被置位M11.6被复位，即M11.7=1而M11.6=0。一旦启动主轴变档命令图1所示该程序中M11.7被复位而M11.6通过V38032002.5闭点和临时变量L8.0被置位，然后通过M11.6的开点闭合启动计时器T14，经过T14内设定的时间后，T14的开点闭合，进而又将M11.7置位M11.6复位，由于M11.6被复位所以上面程序中T14停止工作。并且由于M11.7被置位图2中的程序被启动，该段程序中M11.3和M11.2分别为主轴高档命令和主轴低档命令，一旦程序被启动只要外部高档和低档到位检测限位有一个被压上M11.3和M11.2中必然有一点闭合，这时后面的一些换档延时、换档到位延时、以及其他的换档检测等等一系列程序将依次被执行。
由于出现前面描述的故障现象，所以在主轴晃动的过程中我们通过系统显示器监测PLC程序发现在图1所示的程序中M11.7正常被复位，但是M11.6却没有被置位而是仍然处于复位状态，所以后面的程序都不能正常执行。由于在802DSL系统的PLC状态菜单下不能查看临时变量的状态，并且系统程序窗口中也表现不出来临时变量的点是否闭合，所以我们只好先在PLC状态菜单下查看V38032002.5的状态，经查V38032002.5=0因为用的是闭点所以它没有问题，这样问题只能出在临时变量L8.0上，经过仔细查阅所有的PLC程序发现整个程序中只有图1所示的程序中用到L8.0的一个开点，没查到任何一段程序可以控制它，也没有查到任何条件可以给它赋值。所以在没有编程器的情况下只有在系统的PLC状态菜单下调出M11.6并强制将它赋值为“1”，这样后面的程序就将继续执行，直到操作面板上高低档转速的灯发生变化后，按一下复位键变档动作完成。但这并不是根本的解决方法，分析故障的原因可能是厂家在安装调试机床时对原有PLC程序进行过修改但是修改后没有将这部分程序中的L8.0取消，所以要想彻底的解决问题，办法就是使用编程器修改这部分程序。
影响主轴变档的原因有多种多样，但是任何故障现象都是可以通过判断分析出来，尤其是数控机床，数控系统能够给我们提供更多的信息，只要能更熟练的阅读PLC程序，加以仔细的分析我们就会更快更准的解决问题。
