专利名称：基于西门子840d数控系统的同步运动控制方法
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C0UPDEF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。
具体实施例方式西门子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
3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Cl (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
；取消虚拟轴V (主轴)与头架Cl轴的同步取消虚拟轴V (主轴)与尾架C2轴的同步打开虚拟轴V (主轴)与头架Cl轴的同步 ；打开虚拟轴V (主轴)与尾架C2轴的同步 N30 IDS=I 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Cl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 $A — IN[2]等于 1，虚拟轴V (主轴)停止旋转，结束头架Cl轴和尾架C2轴的位置同步控制 NlOO M02；程序结束
1)将机床操作面板上的“开始同步”按键的状态赋予外部输入信号$々—1町1]；
2)将机床操作面板上的“结束同步”按键的状态赋予外部输入信号$々—1町2]；
3)将上述同步控制程序装载到西门子840D数控系统NC内存中；
4)在自动模式下，运行此控制程序；
5)按下机床面板上“开始同步”按键，数控系统扫描到外部信号$A — IN[1]，虚拟轴V (主轴)开始旋转，实现头架Cl轴和尾架C2轴的位置同步控制；
按下机床面板上“结束同步”按键，数控系统扫描到外部信号$A — IN[2]，虚拟轴V (主轴)停止旋转，结束头架Cl轴和尾架C2轴的位置同步控制。
NlO TRAIL0F (Cl, V) N15 TRAILOF (C2, Cl) N20 TRAIL0N (Cl, V) N25 TRAILON (C2, Cl)
权利要求
1. 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，其特征在于，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。
全文摘要
本发明涉及一种基于西门子840D数控系统的同步运动控制方法，针对西门子840D数控系统中的两轴同步控制。该方法利用西门子840D数控系统的5种相关实用功能组合，采用位置同步方法来实现头尾架同步控制，即用一个虚拟主轴(V)带动两个旋转轴(头架C1和尾架C2)进行位置控制。该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。
文档编号G05B19/18GK102156438SQ20111008276
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者刘智, 周晓兵, 朱健, 毕海军, 王造时, 陈禹 申请人:上海机床厂有限公司