西门子810D系统中模拟主轴的使用.docx

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西门子810D系统中模拟主轴的使用

数控专栏cNcSem_nar

西门子810D系统中模拟主轴的使用

杜海龙韦峰李艳玲

（沈阳机床股份沈一车床厂,辽宁沈阳110142）

摘要:

阐述了在西门子810D系统数控机床上使用模拟主轴,通过$700的模拟输出模块控制变频器,实现

模拟主轴在不同档位的转速和恒线速控制的方法及其步骤.

关键词:

810D系统模拟主轴PLC程序模拟输出FB2功能

ApplicationofAnalogSpindleBasedonSIEMENS810DSystem

DUHailong,WEIFeng,LIYanling

（ShenyangNo.1LatheWorks,ShenyangMachineToolCo.,Ltd.,Shenyang110142,CHN）

Abstract:

Themethodandprocessofhowtorealizethedifferentrotaryspeedwithdifferentgearofanalogspindle

andhowtocontroltheanalogspindleininvariablelinearvelocitybyusingthefrequency-convertercon—

trolledbyanalogoutputmodule$700basedonsiemens810DsystemforCNClatheareproposedinthis

paper,

Keywords:

810DSystem;AnalogSpindle;PLCProgram;AnalogOutput;FunctionBlockFB2

在配置西门子8IOD系统的数控机床中,经常要

用到第三方的驱动来做主轴控制,比如使用变频器作

为车床中的主轴驱动来节省成本.我厂出口法国

DMR公司的CAK6150E数控机床用户就要求这样的

配置.然而810D系统上没有模拟量接口,无法输出

变频器所需的10V模拟电压,使用$7300的模拟输出

模块输出模拟电压控制变频器是一种经济适用的方

案.在PLC用户程序中,通过获取当前主轴转速的给

NI613$MD—

ALARM～

REACTION—RESER[DRn]=100tt;对复位

报警配置关闭响应

NI634$MD—

LINK—

VOLTAGE—

GEN—RETRACT=560V;响应紧急

回退门槛值

NI636$MD—

RETRACT—AND—GENERATOR—MODE=4;回退模式

NI638$MD—RETRACTTIME=100MS;紧急回退时问

N1639$MD—

RETRACT—SPEED=FFC0000H;同退速度与方向

N37500$MA—

ESR—REACTION=11

②工件程序（以z轴回退为例）

;/一

N—

ESR～

SPF

$aa—esr—enable[xj=1;各轴回退功能激活

$an—

esr—enable[Y]:

$aa—esr—enable[Z]=1

ids=Olwhenever$aa—esr—star[z]>0DO$an—esr—trigger=1

;触发回退

stopre;进刀停

M17

③PLC程序及硬件支持:

PLC程序中需处理回退轴使能信号及电源模块使

能信号延时断开.

实现紧急回退功能还需要选用合适的电解电容,

UPS电源及电池.

④操作使用:

机床使能后,将程序ESR—SPF执行

一

次,激活同步动作,机床在运动时若突然断电,同步

动作条件满足,设定轴按预定方向运动,使刀具离开工

件一定的距离.

4应用同步动作的优点

应用同步动作功能可以灵活完成PLC难以控制

的动作.同步动作还具有如下突出优点:

实时监控,实

时处理,响应速度快;调整简单方便;简化了PLC程

序.

参考文献

[1]西门子DescriptionofFunctionsBasicFunctions[z].

[2]西门子DescriptionofFunctionsSpecialFunctions[Z].

[3]840D高级编程说明[z].

第一作者:

曲改玉,高工,从事数控机床的电气设

计.

（编辑孙德茂）

（收稿日期:

2010—02—18）

文章编号:

101045

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一

定值,结合当前主轴倍率,经过一定的换算后,让模拟

输出模块输出一个相应的模拟量到变频器里.本文主

要阐述了在810D系统中用$7300的模拟输出模块实

现模拟主轴在不同档位的转速和恒线速控制的方法和

步骤.

1机床控制硬件连接图

机床控制硬件由数控系统CCU,操作面板

PCU20,标准面板MCP,$7300模块,伺服电动机,变频

器,主轴编码器等组成（图1）.操作面板PCU20和标

准面板MCP通过MPI总线与数控系统CCU相连,

$7300模块通过数据总线与数控系统CCU相连,

$7300的模拟输出模块连接到变频器的模拟电压控制

端子控制变频器,主轴编码器连接到数控系统CCU的

X416接口进行速度反馈.

操作面板PCU20标准面板s7—300I/O

图1机床控制硬件连接示意图

2模拟主轴参数配置

在NC配置里,模拟主轴的配置还和正常的配置

一

样,因为没有实际的611D驱动,MD30130=0,为了

在PLC里还能正常访问主轴的接口信号,MD30132=1

（设置该轴为虚拟轴,但还能在PLC里访问到该轴的

接口信号）,按实际的硬件连线设置编码器的反馈信

号,设置MD30200=1,MD30220[0]:

6,MD30230[0]

6,这样在系统上就能显示主轴的实际转速.

其他相关参数设置如下:

N30240$MA—ENC_

TYPE[0,AX3】:

N30300$MA—

IS—

ROT—AX[AX3]=1

N30310$MA_ROT_Is_MODULO[AX3]=1

N30320$MA—

DISPLAY—

Is—MODULO[AX3]=1

;实际编码器类型

;旋转轴/主轴

;旋转轴/主轴的摸

数变化

;旋转轴/主轴的

360.显示

N30350$MA—

SIMU—

AX—

VDI—

OUTPUT[AX3]=1;模拟轴的轴信号输

出

N31020$MA—

ENC—RESOL[0,AX3]=2500;编码器线数

N31040$MA—

ENC—

IS—

DIRECT[0,AX3]=1;编码器安装在机床上

cNcsem.nar数控专栏

3模拟主轴的PLC程序控制

3.1概述

在PLC里有两种方法能获取主轴转速的方法.

一

种方法是在通道接口信号里读取Ls值,然后和MCP

上面的主轴倍率相乘得到实际的S值,然后再按一定

比率转换输出到模拟输出模块.另外一种方法是通过

FB2读取系统的主轴速度给定,然后再输出到模拟输

出模块.第一种方法实现起来简单,但有些特殊功能

实现不了,比如主轴定向,主轴恒线速切削时的变速和

限速等.第二种方法能够避免这种现象,缺点是FB2

编程较复杂.这里我们采用第二种方法.

3.2变量选择

借助西门子工具盒中的NCVariableSelector选择

要读写的NC系统变量.生成的数据背景数据块

DB102,为实现模拟主轴速度控制需要选择下面几个