[发明专利]基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气控制方法，特别涉及一种基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法。

背景技术

在重型工件的数控加工中，为了提供足够的动力驱动工件，常需要控制两台电机进行同步驱动。以大型曲轴数控磨床为例，以往头尾架同步驱动采用直流调速发电机组，即将交流电变成直流电带动直流电机，再由直流电机带动一个交流发电机，发出三相交流电，连接二台交流同步电机，以使头尾架同步电机接受一个交流电机发出三相交流电，直流电机由单相可控硅调速而使发电机发出的三相交流电频率改变，以达到头尾架交流同步电机变速。这种方法的缺点同步系统复杂、电机运行不平稳、耗电、同步精度差、调节不方便。随着数控技术和伺服电机的发展，西门子840D数控系统提供了主轴同步功能COUPDEF可以实现头尾架的同步驱动。但是在实际运用中，西门子840D数控系统自带的主轴同步功能存在不足，即头尾架的旋转角度不一致，存在位置误差。这种误差会导致大型曲轴的扭曲变形，并最终造成各档连杆颈的相位角误差，影响其加工精度。因此有必要在主轴同步功能的基础上，进一步改善控制方法，提高两轴在任意时刻速度和位置同步的精度，以保证大型曲轴的磨削质量。

发明内容

本发明是针对西门子840D数控系统自带的主轴同步功能存在不足的问题，提出了一种基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法，实现同步的精度。

本发明的技术方案为：一种基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法，包括西门子840D数控系统，具体包括如下步骤：首先启动控制系统，将机床操作面板上的“开始同步”按键的状态赋予外部输入信号，按动同步机床面板上“开始同步”按键；执行IDS同步指令功能，主轴定时将位置信号发入西门子840D数控系统，西门子840D数控系统扫描到主轴步进电机位置后；执行TRAIL联动程序，将位置信号转换为辅轴控制信号给辅轴，实现位置同步。

本发明的有益效果在于：本发明基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法，在主轴同步功能的基础上，进一步改善控制方法，提高两轴在任意时刻速度和位置同步的精度，保证了大型曲轴的磨削质量。

具体实施方式

西门子840D数控系统的5种相关实用功能编写同步控制程序。其中涉及的5种功能包括：

a) PROG-EVENT功能，目的:开机实现后台运行程序；

b) IDS同步指令功能，目的:在每个插补周期扫描外界信号,每当发现信号输入，就执行相应程序；

c) TRAIL联动功能，目的:实现位置同步的一种功能；

d) 板载输入功能，目的:取得外界信号输入；

e) 虚拟轴功能，目的:虚拟轴V（主轴）取得无级调速并带动头架C1（旋转轴）和尾架C2（旋转轴）进行旋转。

基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法：包括西门子840D数控系统，首先启动控制系统，将机床操作面板上的“开始同步”按键的状态赋予外部输入信号，按动同步机床面板上“开始同步”按键；执行IDS同步指令功能，主轴定时将位置信号发入西门子840D数控系统，西门子840D数控系统扫描到主轴步进电机位置后；执行TRAIL联动程序，将位置信号转换为辅轴控制信号给辅轴，实现位置同步。

具体的控制程序如下：

PROG-EVENT              ；开机实现后台运行程序

N10 TRAILOF（C1，V）    ；取消虚拟轴V（主轴）与头架C1轴的同步

N15 TRAILOF（C2，C1）   ；取消虚拟轴V（主轴）与尾架C2轴的同步

N20 TRAILON（C1，V）    ；打开虚拟轴V（主轴）与头架C1轴的同步

N25 TRAILON（C2，C1）   ；打开虚拟轴V（主轴）与尾架C2轴的同步

N30 IDS=1 EVERY $A＿IN[1]==1 DO M03 S20  ；当外部信号$A＿IN[1]等于1，虚拟轴V（主轴）开始旋转，实现头架C1轴和尾架C2轴的位置同步控制

N35 IDS=2 EVERY $A＿IN[2]==1 DO M05     ；当外部信号$A＿IN[2]等于1，虚拟轴V（主轴）停止旋转，结束头架C1轴和尾架C2轴的位置同步控制

N100 M02                 ；程序结束

1)    将机床操作面板上的“开始同步”按键的状态赋予外部输入信号$A＿IN[1]；