深度，数控机床主轴换挡模式，赶紧收藏吧

变速度不变服务，一篇文章讲清楚数控机床主轴档位

上次简单地谈了数控机床的档位、换挡的原因和必要性，今天来具体以发那科数控系统来谈一谈数控机床的机械换挡。

在上一篇文章《换档位不换真情，变速度不变服务：数控机床的档位》中已经说过：对于大中型的数控机床来说，需要保证机床具有较大的变速范围。有些机床采用了变频器无级变速的基础上配以齿轮变速，这种变速方法称为“分段无级变速”。其中主轴的启动、停止、反转、部分机床还有主轴准停功能，都是由控制电机来实现的；而变速则一部分由变频器来实现，一部分由齿轮变速实现的。

对于发那科数控系统，具体的换挡策略是有两种：M型换挡（数控铣床）和T型换挡（数控车床）。M型换挡是将机床的全部速度范围分配好，CNC系统根据参数制定的各个齿轮的传动范围制定档位，并通过液压拨叉来选择档位，可以通俗地解释为“按照死规律换挡”；而T型换挡是在加工之前，有操作人员根据传动需求，人为切换档位，通俗地解释为：“人工操作换挡”。

对于换挡操作来说，电机的最大、最小速度也非常重要，这决定了变速的范围。分别称为最高和最低钳制速度，由主轴参数3736和3735指定。如图1所示。

图1 最高和最低钳制速度

对与M型换挡来说，还有两种切换模式，A型和B型。

A型换挡模式的档位切换点就是每一档的最高转速。如果用汽车换挡来说，就是每个档位只有到了最大转速的时候，才肯升档，相当于运动模式。仿佛是榨干动力源的每一份动力（此时电动机旁白：感觉身体被掏空）。

举例来说，图中A，B，C分别是每个档位的最高转速，Vmin是电机最低钳制速度，Vmax是最高钳制速度。某机床的机械传动比经过设计计算以后，一档和二档之间的换挡速度为1960转，二档和三档之间的换挡速度是6920转，那么当S指令给定主轴转速时，低于1960转的时候，就采用一档，高于6920转的时候就采用二档，两者之间采用三档。

图2 M型换挡模式中的A型换挡模式

从上面可以看出，A型换档一般是在档位的上限才进行换档，这种换档方式比较便于理解，也比较呆板，很显然是一种简易的方法，但注定不是完美的方法。

M型换挡模式中还有另外一种换挡方式，就是B型换挡，这种方法换挡的速度低于最高速度，各档位的切换速度分别由参数3751和3752指定。因为换挡速度不是固定地按照最大值换挡，而是根据设计需求自行决定，所以B型换挡的应用场合就十分灵活。

图3 B型换挡模式

今天的推送就是这样，主轴的换挡涉及到机械和电气知识，是典型的机电一体化的内容。本文部分内容参考数控维修专家、也是笔者的导师、国家数控维修培训基地武汉船舶职业学院周兰教授的授课内容和讲义，特此鸣谢。

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