基于VDF系列立式加工中心主轴电机星角转换控制

马树德、冯津强、段广游

通用技术集团大连机床有限责任公司 辽宁 大连 116620

摘要：数控机床的加工效率和加工能力与主轴电机的电机特性曲线有很大的关系，为了提高机床的加工能力，根据主轴转速的变化来调整主轴电机的接线方式。本文在基于FANUC-OI-MF系统的VDF立式加工中心对星三角换挡的电机接线进行研究，以及在FANUC系统下如何通过系统的S指令用梯形图来控制主轴电机的星三角转换，来提高机床的效率和加工能力。

关键词：星三角换挡，PLC，FANUC，D数据，S指令

一 电机及电气原理图

VDF立式加工中心采用主轴电机αiIp12/8000-B ，电机星角接范围 ：1、星型接法时主轴电机转速范围500-1500 ，2角型接法时主轴电机转速750-6000。当接触器14KM△上电时，主轴电机三角形接法。当接触器14KMY上电时，主轴电机星型接法。

二 星角转换方式的介绍

VDF立式加工中心的换挡速度通过梯形图D306（双字）给出，通过程序比较给定S代码与在梯形图中给定的速度来判断电机是星接还是角接。1500的换挡速度只取决于S代码的值，与机床实际速度无关。1500主轴停止挡位为上一次的挡位。换挡速度需根据电机特性选定。

三 星角转换梯形图及对应信号

X5.6 检测开关 主轴星接时为1 判断当前为星接状态（此时机床为低速）

X5.7 检测开关 主轴角接时为1 判断当前为角接状态（此时机床为高速）

Y4.2 梯形图输出 Y4.2=1时通过吸合断路器使电机成星接状态，Y4.2=0时通过吸合断路器使电机为角接状态。

F2.6 切削进给中信号。

F22 主轴功能代码信号（CNC读取S指令给plc，S00-S07）。

F45.2 速度检测信号 当机床实际速度小于等于4023设定值时 F45.2为1

F46.2 输出切换信号（RCHPA）

F46.3 输出切换完成信号（RCFNA）（梯形图中未使用）

D306-D309 手动写入的换挡速度

G71.6 （RSLA）输出切换请求信号：0选择高速 1选择低速

把S指令通过F0022-F0025写入到数据D302-D305中

通过比较功能块（COMPB），当D0306-D0309的数据小于D0302-D0305的数据时，R9000.1输出为1，

G71.6 输出切换请求信号，PLC告诉CNC可以进行星三角转换

F46.2 输出切换信号CNC告诉PLC可以进行星三角转换

G71.7 （RCHA）动力线状态确认信号 （告诉系统做好准备，梯形图要动作了）

G72.7 （RCHAHGA）主轴切换HIGH侧MCC接点状态信号

G71.7 G72.7相当于告诉系统我现在是什么状态：

当4014#3=1时G71.7为1告诉系统我是低速，G72.7为1告诉系统我是高速。

当4014#3=0时只用G71.7 1为低速0为高速。

举例:VDF-1500中用的是参数4014#3=0，所以G72.7没有用。当G71.7也没有时，机床会报警如下：SP9015(S)SSPA:15 主轴切换故障。

五 参数及数据

参数	值	含义
4014#3	0	输出切换高速特性/低速特性两电磁接触点确认
4023	30	速度检测水平（F45.2）当电机转速小于等于最高转速的（设定数据/10）%时，F45.2的状态就变为1
4024	75	速度零检测水平（F45.1）当电机转速小于最高转速的（设定数据/100）%时，F45.1的状态就变为1

六 结语

本次说明可以帮使用者详细、简单的看出主轴电机的星三角换挡，以及在FANUC-OI-MF系统中如何设置换挡的速度，对于提高机床的加工效率和加工能力会有一定的能力。

当然这只是机床换挡的其中一种方式，对于机床星角换挡还有其他的方式，方法，我们可以另行总结。

参考文献

FANUC参数说明书，FANUC梯形图编程说明书

作者简介：

马树德（1980-），男，通用技术集团大连机床有限责任公司，工程师，主要从事数控机床电气调试与维修。

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