SINUMERIK 828D模拟主轴功能用于C5225立车

张朝阳，申明付，耿玲，王周，许渊

（1.洛阳中重设备工程工具有限责任公司，河南洛阳4710002.中信重工机械股份有限公司，河南洛阳471000）

SINUMERIK 828D模拟主轴功能用于C5225立车

张朝阳1，申明付1，耿玲2，王周2，许渊2

（1.洛阳中重设备工程工具有限责任公司，河南洛阳4710002.中信重工机械股份有限公司，河南洛阳471000）

SINUMERIK 828D可以利用系统面板后X252口产生的模拟给定信号连接模拟主轴。828D数控系统不仅能实现模拟主轴的运动控制功能，还可以实现模拟主轴的挡位显示功能和变挡控制功能。

SINUMERIK 828D；模拟主轴；C5225立式车床

0 前言

公司的C5225立式车床使用年限已久，而且刀架的Z轴和X轴不能联动，无法加工具有复杂曲面的零件，因此公司决定用SINUMERIK 828D对C5225立式车床进行数控改造。因为828D数控系统只控制机床左刀架的进给轴，所以要想实现主轴在NC系统中的编程控制，就必须利用SINUMERIK 828D的模拟主轴功能。

1 硬件连接

C5225立式车床的主轴由变频器控制，828D PPU的X252.1，X252.2用于主轴的模拟给定输出。PPU与变频器的连接如图1所示。

2 机床参数设置

模拟主轴也需要和进给轴一样设定机床参数，C5225立式车床的模拟主轴设定的主轴机床参数见表1，其中带“*”的参数要根据机床的实际情况输入。

3 模拟主轴的运动控制

SINUMERIK 828D数控系统可以利用系统面板后X252口产生的模拟给定信号连接模拟主轴。将828D PPU的X252.1和X252.2脚和变频器的模拟量输入接口AI1和GND连接起来，这样在NC系统的工件程序中输入电机运动指令M03（M04）S_后，NC系统就会产生对应的0-10V的模拟电压，而且模拟电压就可以通过PPU的X252.1和X252.2脚输入到变频器的模拟量接口中，就可以实现模拟主轴的运动控制。

4 模拟主轴的挡位显示

828D数控系统可以在HMI上显示出机床主轴目前所在的挡位（图2）。

828D数控系统中与模拟主轴的挡位显示相关的接口信号是DB3802. DBX2000.0，DB3802. DBX2000.1，DB3802. DBX2000.2，DB3802. DBX2000.3。这些接口信号代表的分别是实际齿轮级A，B，C和齿轮已经换挡。3个齿轮级A，B，C的状态组合起来，表示机床主轴的挡位，CBA为001，010，011，100，分别代表是I挡～IV挡。

图1828 D PPU与变频器的连接

表1 C5225立式车床的模拟主轴的参数列表

图2828D模拟主轴的挡位显示

用C5225立式车床主轴I挡～IV挡的变挡限位开关I4.3，I4.4，I4.5，I4.6来控制PLC接口信号DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1，DB3802.DBX2000.2，DB3802.DBX2000.3。变挡限位被压住，对应的PLC接口信号就输出为1。

例如主轴在III挡上，III挡的限位开关I4.5被压住，是个常开点，那么接口信号DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1（III挡为011）和DB3802.DBX2000.3为1，齿轮级CBA的组合就是011，输入到NCK中，HMI上就会显示III挡。

5 模拟主轴的变挡控制

828D数控系统可以通过在NC系统中的编程指令使模拟主轴变挡，与此相关的接口信号是DB3902.DBX2000.0，DB3902. DBX2000.1，DB3902.DBX2000.2，DB3902.DBX2000.3。这些接口信号代表的分别是设定齿轮级A，B，C和齿轮级需要改变。3个设定齿轮级A，B，C的状态组合起来表示的也是机床主轴的挡位。模拟主轴的变挡控制与挡位显示的接口信号的不同之处在于接口信号DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1，DB3802. DBX2000.2，DB3802.DBX2000.3是PLC送到NCK的信号，而接口信号DB3902.DBX2000.0，DB3902.DBX2000.1，DB3902. DBX2000.2，DB3902.DBX2000.3是NCK送到PLC的信号。

828D数控系统中用数控指令M41，M42，M43，M44和M40来控制模拟主轴的变挡。C5225立式车床的主轴共分为四挡，分别是I挡0~5 r/min；II挡5~8 r/min；III挡8~16 r/min；IV挡16~ 32 r/min。M41，M42，M43，M44对应的就是主轴的I挡~IV挡。例如主轴目前是在II挡，在NC系统的工件程序中输入指令M41，接口信号DB3902.DBX2000.3和DB3902.DBX2000.0（I挡组合为001）就输出为1，通过编制的PLC程序控制机床主轴变为I挡。

828D数控系统的模拟主轴还可以自动检测挡位并且变挡。例如主轴目前在II挡，转速范围是5~8 r/min。在NC系统的工件程序中输入指令M40S2（S2就是工作台转速为2 r/min），主轴就可以自动变挡到I挡。

SINUMERIK 828D数控系统的模拟主轴功能使得操作者不仅可以手动控制机床主轴还可以在NC系统中通过编程指令来控制机床主轴，使得机床的操作更加方便简捷，提高了机床加工效率。

〔编辑 利文〕

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10.16621/j.cnki.issn.1001-0599.2017.01.30