隨著數(shù)控系統(tǒng)功能的不斷擴展 , 合理使用數(shù)控系統(tǒng)所提供的功能參數(shù)去滿足機械要求 , 或完善機械的特殊設計具有重要的意義。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)的合理應用。 
 　　為了滿足用戶的切削要求 , 充分發(fā)揮主軸電動機的切削功率 , 主軸速度一般被劃分成幾檔 , 其檔位轉換靠齒輪變速箱來實現(xiàn)。以主軸電動機的最高限定速度來劃分 , 主軸的換檔存在著兩種形式。一種是主軸各個檔位的最高轉速所對應的主軸電動機最高速度相同。例如我廠的 XH756 臥式加工中心。另一種是主軸各個檔位的最高轉速所對應的主軸電動機最高限定速度不同 O 這種情況主要是在機械設計中由于某些原因而作特殊設計時, 需要電氣進行完善。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 為例簡要介紹齒輪換檔參數(shù)的巧妙應用。 
 
 1 齒輪換檔方式 A 
 　　如圖 1 所示 , 主軸的 3 個檔位所對應的主軸電動機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比為 11:108, 中檔的齒輪傳動比為 11:36, 高檔的齒輪傳動比為 11:12; 機械設計要求主軸低檔時的轉速范圍是 O- 458r/min, 中檔的轉速范圍是 459-1375r/min, 高檔的轉速范圍是 1376-4125r/min, 主軸電動機的最低速度限定為  150r/min。主軸電動機給定電壓為 1OV 時 , 對應的主軸電動機速度為 6000r/min。通過計算可知各個檔位的主軸電動機最高轉速相同，均為 4500r/min。此時參數(shù)應設定如下 : 
 　　參數(shù) N0.3736( 主軸速度上限 ,Ｖmax=4095 ×主軸電動機速度上限/指令電壓 10V 的主軸電動機速度 ) 設定為 4095 × 4500/6000=3071。 
 　　參數(shù) N0.3735( 主軸速度下限 ,Vmax=4095 ×主軸電動機速度下限 / 指令電壓為 10V 的主軸電動機速度 ) 設定為4095 × 150/6000=102。 
 　　參數(shù) N0.3741( 指令電壓 1OV 時對應的主軸速度 A, 低檔 ) 設定為 6000 × 11/108=611。 
 　　參數(shù) N0.3742( 指令電壓 10V 時對應的主軸速度 B, 中檔 ) 設定為 6000 × 11/12=1833 。 
 　　參數(shù) N0.3743( 指令電壓 10V 時對應的主軸速度 C, 高檔 ) 設定為 6000 × 11/12=5500 。 
 　　按照以上參數(shù)設定 , 該機床速度范圍合理覆蓋 , 并在 PMC 程序中自動判別 , 合理選擇檔位。 
 

  
 圖　１
 2 齒輪換檔方式 B 
 
 　　如圖 2 所示 , 主軸的 3 個檔位所對應的主軸電動機最高限定速度是不同的。 
 　　例如主軸低檔齒輪傳動比為 11:108, 主軸中檔齒輪傳動比為 260:1071, 主軸高檔齒輪傳動比為 169: 
 238, 而機械設計要求主軸低檔的轉速范圍是 O-401r/min, 主軸中擋的轉速范圍是 402-1109r/min, 主軸高檔的轉速范圍是  1110-3000r/min。主軸電動機給定電壓為 10V 時 , 對應的主軸電動機轉速為6000r/min, 主軸電動機 的速度下限為  150r/min。 計算可知 , 主軸低檔使用的電動機最高轉速為 401 × 108/11=3937r/min, 主軸中檔使用的 電動機最高轉速為 1109 × 1071/260=4568r/min, 主軸高檔使用的電動機最高轉速為 4000× 238/169=5633r/min,3  個檔位所對應的主軸電動機最高限定速度各不相同。此時 , 參數(shù) N0.3736 設定為 4095 × 5633/6000=3844( 以主軸電動機速度最高檔位設定 , 此例為高檔 ), 參數(shù) NO.3735 設定為4095 × 150/6000=102, 參數(shù) NO.3741 設定為  6000 × 11/108=611, 參數(shù) N0.3742 設定為 6000 × 260/1071=1457, 參數(shù) N0.3743 設定為  6000× 169/238=4260 。 
 　　僅按以上參數(shù)設定后 , 主軸實際轉速低檔將為 15 - 573r/min, 中檔將為 574 - 1367r/min, 高檔將為  1367 - 4000r/min。 這就不符合機械設計要求, 給自動判別帶來困難。為了彌補這個缺陷 , 在齒輪換檔方式 B 中 , 可以使用參數(shù) NO.3751 和 NO.3752來限制主軸的轉速。 
 　　參數(shù) N0.3751( 主軸從低檔切換到中檔時切換點的主軸電動機速度 ,Vmaxl=4095 ×低檔時主軸電動機速度上限 / 指令電壓為10V的主軸電動機速度 ) 設定為4095 × 3937/6000=2687。 
 　　參數(shù) N0.3752( 主軸從中檔切換到高檔時切換點的主軸電動機速度 ,Vmaxh=4095 ×高檔時主軸電動機速度上限 / 指令電壓為10V 的主軸電動機速度 ) 設定為 4095 × 4568/6000=3118。 
 　　此方式參數(shù)的設定 , 合理解決了各檔主軸電動機上限速度不同給自動換檔帶來的麻煩。 
 

  
 圖�。�
 3　結束語 
 
 　　通過以上事例的分析 , 我們必須充分結合機械設計特點 , 結合 PMC 程序的要求 , 合理使用數(shù)控系統(tǒng)提供的參數(shù)功能 , 對控制系統(tǒng)的功能做到盡善盡美的應用。