[發明專利]基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法

無效

• 申請號: 201110082764.6
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102156438A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉智;畢海軍;陳禹;周曉兵;王造時;朱健
• 申請（專利權）人: 上海機床廠有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種電氣控制方法，特別涉及一種基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法。

背景技術

在重型工件的數控加工中，為了提供足夠的動力驅動工件，常需要控制兩臺電機進行同步驅動。以大型曲軸數控磨床為例，以往頭尾架同步驅動采用直流調速發電機組，即將交流電變成直流電帶動直流電機，再由直流電機帶動一個交流發電機，發出三相交流電，連接二臺交流同步電機，以使頭尾架同步電機接受一個交流電機發出三相交流電，直流電機由單相可控硅調速而使發電機發出的三相交流電頻率改變，以達到頭尾架交流同步電機變速。這種方法的缺點同步系統復雜、電機運行不平穩、耗電、同步精度差、調節不方便。隨著數控技術和伺服電機的發展，西門子840D數控系統提供了主軸同步功能COUPDEF可以實現頭尾架的同步驅動。但是在實際運用中，西門子840D數控系統自帶的主軸同步功能存在不足，即頭尾架的旋轉角度不一致，存在位置誤差。這種誤差會導致大型曲軸的扭曲變形，并最終造成各檔連桿頸的相位角誤差，影響其加工精度。因此有必要在主軸同步功能的基礎上，進一步改善控制方法，提高兩軸在任意時刻速度和位置同步的精度，以保證大型曲軸的磨削質量。

發明內容

本發明是針對西門子840D數控系統自帶的主軸同步功能存在不足的問題，提出了一種基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法，實現同步的精度。

本發明的技術方案為：一種基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法，包括西門子840D數控系統，具體包括如下步驟：首先啟動控制系統，將機床操作面板上的“開始同步”按鍵的狀態賦予外部輸入信號，按動同步機床面板上“開始同步”按鍵；執行IDS同步指令功能，主軸定時將位置信號發入西門子840D數控系統，西門子840D數控系統掃描到主軸步進電機位置后；執行TRAIL聯動程序，將位置信號轉換為輔軸控制信號給輔軸，實現位置同步。

本發明的有益效果在于：本發明基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法，在主軸同步功能的基礎上，進一步改善控制方法，提高兩軸在任意時刻速度和位置同步的精度，保證了大型曲軸的磨削質量。

具體實施方式

西門子840D數控系統的5種相關實用功能編寫同步控制程序。其中涉及的5種功能包括：

a)?PROG-EVENT功能，目的:開機實現后臺運行程序；

b)?IDS同步指令功能，目的:在每個插補周期掃描外界信號,每當發現信號輸入，就執行相應程序；

c)?TRAIL聯動功能，目的:實現位置同步的一種功能；

d)?板載輸入功能，目的:取得外界信號輸入；

e)?虛擬軸功能，目的:虛擬軸V（主軸）取得無級調速并帶動頭架C1（旋轉軸）和尾架C2（旋轉軸）進行旋轉。

基于西門子840D數控系統的同步運動控制方法：包括西門子840D數控系統，首先啟動控制系統，將機床操作面板上的“開始同步”按鍵的狀態賦予外部輸入信號，按動同步機床面板上“開始同步”按鍵；執行IDS同步指令功能，主軸定時將位置信號發入西門子840D數控系統，西門子840D數控系統掃描到主軸步進電機位置后；執行TRAIL聯動程序，將位置信號轉換為輔軸控制信號給輔軸，實現位置同步。

具體的控制程序如下：

PROG-EVENT??????????????；開機實現后臺運行程序

N10?TRAILOF（C1，V）????；取消虛擬軸V（主軸）與頭架C1軸的同步

N15?TRAILOF（C2，C1）???；取消虛擬軸V（主軸）與尾架C2軸的同步

N20?TRAILON（C1，V）????；打開虛擬軸V（主軸）與頭架C1軸的同步

N25?TRAILON（C2，C1）???；打開虛擬軸V（主軸）與尾架C2軸的同步

N30?IDS=1?EVERY?$A＿IN[1]==1?DO?M03?S20??；當外部信號$A＿IN[1]等于1，虛擬軸V（主軸）開始旋轉，實現頭架C1軸和尾架C2軸的位置同步控制

N35?IDS=2?EVERY?$A＿IN[2]==1?DO?M05?????；當外部信號$A＿IN[2]等于1，虛擬軸V（主軸）停止旋轉，結束頭架C1軸和尾架C2軸的位置同步控制

N100?M02?????????????????；程序結束

1)????將機床操作面板上的“開始同步”按鍵的狀態賦予外部輸入信號$A＿IN[1]；