西门子802s数控车床的进给控制设计

1、目 录第一章 诸论51.1 研究背景51.2 研究意义51.3 研究内容6第二章西门子802S数控车床简介62.1 MICROMASTER 420变频器介绍62.2 STEPDRIVE C步进驱动器72.3 西门子PLC介绍82.4 西门子802S数控机床操作面板8第三章 进给轴的控制93.1 步进电机在使用中的常见问题103.2选型计算11第四章 机床参数与步进驱动器设置144.1 机床参数的设定与调整144.1.1机床显示参数144.1.2 通道专用机床参数154.1.3设定参数164.1.4轴参数174.2 步进驱动器设置31第五章 PLC程序设计345.1 PLC参数345.2 I/O

2、配置365.3程序37第六章 结论38参考文献39致 谢39附件1 西门子802s数控车床互联图41附件2 PLC连接图42附件3 PLC程序清单43西门子802s数控车床的进给控制设计摘要数控系统的进给系统必须保证由数控装置发出的控制指令转换成速度符合要求的相应角位或直线位移，带动运动部件运动。为满足这种要求，需要高性能的伺服驱动电动机。在介绍伺服驱动的同时，对机床参数也有一顶的要求，因此在本说明书中也有相关的说明。良好的驱动还需要也高质量的机械结构与之匹配，为此文中对机械结构的选型与计算亦进行了介绍。通过对其机械与电气两个方面的介绍，使其能够满足现代加工中高精度、高效率的目标而拥有更好的条

3、件。关键词：机床参数、步进驱动器设置、机床PLC第一章 诸论1.1 研究背景随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及。机械制造业正在越来越多的采用数控技术来改善其生产加工方式，社会对其响应技术人才的需求也越来越高。为此，数控技术的人才培养和教学，更应该强调应用性和先进性。且其以高效、高精度以及加工灵活可变的特点，在各行各业得到了越来越广泛的应用，并已经成为企业保证产品质量、提高生产效率的关键设备之一。由于数控技术不仅是一项理论性较强、更是一项涉及到机械、电气、液压、检测、计算机等多个学科的实用技术，它是由和各种技术相互交叉、渗透、有机结合而成的一门综合性学科，具有很强的系统性和实

4、用性。1.2 研究意义 近几十年来，随着科技的不断发展，在军事、民用工业对所需要加工的零件有了更高的要求。在军事业，其产品更新换代的速度比一般工业更快，而且需要更加高的精度、更能适应多种零部件的加工。在一般民用工业，人们需要一种可以完成多种零件加工，且成本较容易接受的组合机床或改装机床，以满足企业长远发展，且在一定时间内可以继续使用该机床，即该机床拥有一定的先进性等。SIEMENS802S数控车床为经济型数控机床。它可以满足多种零件的加工，也可以拥有较高的精度。在SIEMENS802S数控机床中，其精度的主要控制之一是进给轴的控制。经过几十年的研究，不少专家已经拥有较好的控制方法，在经历无数次

5、的实验后，其技术已经趋于成熟，但在进给轴控制系统选型、计算，机床参数、步进驱动器参数调节，PLC程序设计等，还留有一点点的不足，本课题的设计，就是为了更好的了解它们之间的关系，并对它们进行适当的处理，改进它们的不足之处，使它得更好的提高。1.3 研究内容第二章 西门子802S数控车床简介 2.1 MICROMASTER 420变频器介绍 MICROMASTER420变频器是用于控制三相交流电动机速度的系列产品, MICROMASTER 420 变频器是用于控制三相交流电动机速度的系列产品，本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型 晶体管(IGBT) 作为功率输出器件。因

6、此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。开关频率可选的脉冲宽 度调制使电动机运行的噪声得以减少。全面的保护功能，为变频器和电动机提供了良好的保护.MICROMASTER 420 具有缺省的工厂设置参数，用于数量众多的简单电动机控制系统是十分理想的。在设置了MICROMASTER 420 的相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。MICROMASTER 420 既可用作单独的驱动系统主要特征：380V-480V10%，三相，交流，0.37KW-11KW模块化结构设计，具有最多的灵活性标准参数访问结构，操作方便控制功能:线性v/f控制,平方v/f控制,可编程多点设定v/f控制；磁通电流

7、控制（）可以改善动态相应时间；最新的技术，数字微处理器控制；数字量输入个，模拟量输入个，模拟量输出个，继电器输出个；集成通讯接口可选通讯模块evice-Net模块；具有个固定频率，个跳转频率，可编程捕捉再启动功能；在电源小时或故障是具有自动再启动功能；灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；快速电流限制（）防止运行中不应有的跳闸；有直流制动和复合制动方式提高制动性能；采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接.保护功能：过载能力为150额定负载电流，持续时间60秒；过电压、欠电压保护；变频器过温保护；接地故障保护，短路保护；I2t电动机过热保护；采用PTC通过数字端接入的电机过热保护

8、；采用PIN编号实现参数连锁；闭锁电机保护，防止失速保护.2.2 STEPDRIVE C步进驱动器STEPDRIVE C为单轴的步进驱动器，用于五相步进电机。对 于STEPDRIVE C，驱动扭矩可达12Nm，它们可以并排安装(最小间距100mm)电源直 接接到驱动器的端子上无需内部及外部风扇。 STEPDRIVE C的技术规格：供电电压85VAC，+20%，-30% 单相 频率45HZ66HZ 功率损耗STEPDRIVE C: 80W/STEPDRIVE : 150W 相电流3.5A17A 直流母线电压120V 步数/ 每转每转1000 步 步距角(o) 0.36/0.72 工作温度0C45

9、C 步进电机 这些步进电机中驱动扭距为3.5Nm 的电机大小为90, 驱动扭距 为6Nm、9Nm、12Nm 的电机大小为110，驱动扭距为18Nm 和25Nm 的电机大小则为130，连接通过端子盒实现步进电机的技术规格 电机类型五相步进电机 电机电压120V 类型(根据DIN42950) IMB5 冷却自然风冷 轴端滑键 连接类型端子盒2.3 西门子PLC介绍德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，

10、工业软件等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。1SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。2.4 西门子802S数控机床操作面板 第三章 进给轴的控制带有数字调节的进给驱动系统都属

11、于伺服系统。进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为：定位精度要高；跟踪指令信号的响应要快；系统的稳定性要好。1.稳定性进给伺服系统的稳定性和系统的惯性、刚度、阻尼以及系统增益都有关系。适当选择系统的机械参数（主要有阻尼、刚度、谐振频率和失动量等）和电器参数，并使它们达到最佳匹配，是进给伺服系统设计的目标之一2.精度常用的精度指标有定位精度、重复定位精度和轮廓跟随精度。精度用误差来表示，定位精度是指工作台由一点移动到另一点时，指令值与实际值移动距离的最大差值。重复定位精度是指工作台进行一次循环动作后，回到初

12、始位置的偏差值。轮廓跟随误差是指多坐联动时，实际运动轨迹与给定运动轨迹之间的最大偏差值。3快速响应特性 它直接影响机床的加工精度和生产率。系统的反应时间月快，则加工效率越高，轨迹跟随精度也越高。但响应速度过快会造成系统不稳定。因此要适当选择快速响应时间。 伺服系统是机电产品中的重要环节，它能提供最高水平的动态响应和扭矩密度，所以拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取替传统的液压、直流、步进和AC变频调速驱动，以便使系统性能达到一个全新的水平，包括更短的周期、更高的生产率、更好的可靠性和更长的寿命。为了实现伺服电机的更好性能，就必须对伺服电机的一些使用特点有所了解。步进电动机是将一种电脉冲信号转换

13、成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输入的角位移或线位移与输入的脉冲成正比，转速与脉冲成正比。因此步进电动机又称脉冲电动机3.1 步进电机在使用中的常见问题 1问题一：噪声，不稳定 客户在一些机械上使用伺服电机时，经常会发生噪声过大，电机带动负载运转不稳定等现象，出现此问题时，许多使用者的第一反应就是伺服电机质量不好，因为有时换成步进电机或是变频电机来拖动负载，噪声和不稳定现象却反而小很多。表面上看，确实是伺服电机的原故，但我们仔细分析伺服电机的工作原理后，会发现这种结论是完全错误的。 交流伺服系统包括：伺服驱动、伺服电机和一个反馈传感器（一般伺服

14、电机自带光学偏码器）。所有这些部件都在一个控制闭环系统中运行：驱动器从外部接收参数信息，然后将一定电流输送给电机，通过电机转换成扭矩带动负载，负载根据它自己的特性进行动作或加减速，传感器测量负载的位置，使驱动装置对设定信息值和实际位置值进行比较，然后通过改变电机电流使实际位置值和设定信息值保持一致，当负载突然变化引起速度变化时，偏码器获知这种速度变化后会马上反应给伺服驱动器，驱动器又通过改变提供给伺服电机的电流值来满足负载的变化，并重新返回到设定的速度。交流伺服系统是一个响应非常高的全闭环系统，负载波动和速度较正之间的时间滞后响应是非常快的，此时，真正限制了系统响应效果的是机械连接装置的传递时

15、间。 2问题二： 惯性匹配 在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题！具体表现为：1在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；2在调试时（手动模式下），正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出（台达伺服惯量比参数为1-37，JL/JM）。这样，就有了惯量匹配的问题！ （1）影响：传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响，惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因

16、而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。 （2）确定：衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。 例如，CNC中心机通过伺服电机作高速切削时，当负载惯量增加时，会发生：1.控制指令改变时，马达需花费较多时间才能达到新指令的速度要求；2.当机台沿二轴执行弧式曲线快速切削时，会发生较大误差 1.一般伺服电机通常状况下，当JL JM,则上面的问

17、题不会发生。 2.当JL 3JM ，则马达的可控性会些微降低，但对平常的金属切削不会有影响。(高速曲线切削一般建议JL JM) 3.当JL 3 JM，马达的可控性会明显下降，在高速曲线切削时表现突出不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。 3问题三：伺服电机选型 在选择好机械传动方案以后，就必须对伺服电机的型号和大小进行选择和确认。（1）选型条件：一般情况下，选择伺服电机需满足下列情况： （1）.马达最大转速系统所需之最高移动转速。 （2）.马达的转子惯量与负载惯量相匹配。 （3）.连续负载工作扭力马达额定扭力4.

18、马达最大输出扭力系统所需最大扭力（加速时扭力）3.2选型计算1. 纵向进给轴系统的设计计算已知条件：工作台质量： W=80kgf=800N加速时间常数： t=25ms滚珠丝杆基本导程： L0=6mm快速进给速度： Vmax=2m/min切削力计算 由机床设计手册可知，切削功率 Pc=Pnk式中 P电动机功率（KW）n主传动系统总功率，一般为0.750.85，取n=0.8k进给系统功率系数，取k=0.96则 Pc=4.切削功率应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力（或扭矩）和最大切削速度（或转速）来计算，即c=0.001Fz v/60或Pc=Tn/9550 式中z主切削力（）v切削速度（m/m

19、in）切削转矩（）N主轴转速（r/min）设按最大切削速度来计算，取v=100m/min 则z=60000Pc/v=600003.072 /100N=1843.2N 查机床设计手册，一般外圆车削时 Fx =(0.10.5)Fz Fy =(0.150.65)Fz 取 Fx =0.5Fz=0.51843.2N=921.6N Fy =0.6Fz=0.61843.2N=1105.92N (2) 滚珠丝杆计算 滚珠丝杆副已经标准化，因此，滚珠丝杆副的设计归结为滚珠丝杆副型号的选择 (a) 计算作用在丝杆上的最大动负荷Fq 首先根据切削力和运动部件的重量引起的进给抗力，计算相互丝杆的轴向载荷，在根据要求的

20、寿命值计算出丝杆副应能承受的最大动载荷Fq Fq=L fm fh Fp式中 Fq最大动负荷（N） Fp工作负载（N），指数控机床工作时实际作用在滚珠丝杆上的轴向力 fw运转系数，一般运转fw取1.21.5；有冲击的运转fw取1.52.5 fh硬度系数，HRC为60时，fh为1；FRC60时，fh1 L寿命（以转为单位1，如1.5则为150万转）寿命可按下式计算 L=60nT/式中 n滚珠丝杆的转速r/min T使用寿命时间（h）,数控机床使用时间T取15000h工作负载的数值可用机床设计手册中进给牵引力的实验公式计算，对于三角形或综合导轨 Fp=kFx+f(Fz+W)式中 Fz Fx切削分力

21、W移动部件的重力（800N） k考虑颠覆力矩影响的系数，k=1.15 f导轨上的摩擦系数，f=0.150.18 取f=0.16则 Fp=1.15921.6+0.16（1843.2+800）N=1842.752N当机床以线速度v=100m/min,进给量为f=0.3mm/r,车削直径为D=80mm的外圆时，丝杆的转速 n=1000vf/3.14DL0=1000.31000/（3.14806）r/min=19.9r/min则 L=60nT/=6019.915000/万转=17.91万转根据工作负载Fp、寿命L，计算出滚珠丝杆副承受的最大动负荷取fw=1.2 fn=1 Fq=4655.3N由Fq查滚

22、珠丝杆的产品样本或机床设计手册，选择丝杆的型号。(b) 刚度验算 滚珠丝杆工作时受轴向力和扭矩的作用，它将引起导程L0发生变化，因滚珠丝杆受扭时引起的导程变化量很小，可忽略不计，故工作负载引起的导程变化量L（mm） L=FpL0/ES (3) 确定齿轮传动比根据系统的脉冲当量,选步进电动机的步距角为0.75度则 i=0.756(3600.01)=1.25取齿轮齿数z1=24,z2=30,齿轮模数m=2mm取齿轮传动时效率为0.98（4） 步进电动机的选择(a) 负载转动惯量估算折算到步进电动机轴上的转动惯量可按下式估算Jf=J1+(J2+J3)/(ii)+W180180/(iig)对材料为刚的

23、圆拄形零件,其传动惯量可按下式估算J=7.80.0001DDDDL(b) 步进电动机的最高工作频率f max=1000v max / 60=10002 / (600.01)Hz=3333.33Hz2. 横向进给系统的设计计算 已知条件 工作台重量 W=30kgf=300N 时间常数 t=25ms 滚珠丝杆基本导程 L0=4mm左旋 快速进给速度 v max=1 m/min 选择 滚珠丝杆型号 CDM2004LH-2.5-P3 减速齿轮 z1=18, z2=30 步进电动机型号 110BF003第四章 机床参数与步进驱动器设置 4.1 机床参数的设定与调整机床参数包括系统生产厂家对系统的基本功能

24、进行的设定和机床生产厂家按机床的实际工作情况对系统进行的设定。机床参数直接决定了系统的配置和功能，设定错误可能会导致系统功能的丧失，例如，轴参数设定错误，可能会影响机床的主要参数与动、静态性能、定位精度等。因此，机床参数是机床维修的重要依据与参考，维修时必须保证机床参数的正确设定。在SIEMENS802S/C中，机床参数可分为机床显示参数、通用机床参数、通道专用机床参数、轴参数和设定数据。4.1.1机床显示参数图4-1 机床显示参数表参数号含义标准值数据类型生效方式202缺省语言版本1字节上电生效203显示分辨率3字节上电生效207刀具几何量写保护级3字节立即生效208刀具磨损量写保护级3字节

25、立即生效210可设定零点偏置写保护级3字节立即生效216R参数写保护级3字节立即生效217RS232接口设定保护级3字节立即生效218RS232接口读入保护级3字节立即生效219目录存取保护级3字节立即生效243设定波特率7字节立即生效277PLC程序存取保护级3字节立即生效278选项数据使能系统特定功能0字节上电生效280PLC的PPI的地址2字节上电生效281NCK的PPI的地址3字节立即生效282HMI的PPI的地址4字节立即生效283调制解调器有效0字节立即生效284调制解调器波特率7字节立即生效285调制解调器奇偶性0字节立即生效288调试画面显示的平均时间5字节上电生效 4.1.2

26、 通道专用机床参数图4-2 通道专用机床参数参数表参数号含义标准值数据类型生效方式20210刀尖半径补偿100双字节上电生效20700不回参考点禁止NC启动1布尔复位生效21000圆弧终点监控常数0.01双字节上电生效22000辅助功能组号049字节上电生效22010辅助功能类型049字符串上电生效22030辅助功能值049双字上电生效22550用于M功能的新刀具补偿0字节上电生效0:00选择控制器类型1字节按刷新键生效 4.1.3设定参数图4-3 设定参数表参数号含义标准值数据类型生效方式41110JOD方式坐标轴速度0双字节立即生效41200JOD方式主轴设定速度0双字节立即生效43210

27、可编程的主轴速度极限值（G25）0双字节立即生效43220可编程的主轴速度极限值（G26）1000双字节立即生效43230最大主轴极限速度100双字节立即生效52011刀具半径补偿报警应答；停止进给1布尔立即生效4.1.4轴参数图4-4 常用轴参数表参数号含义标准值数据类型生效方式30130给定值输出类型0双字节上电生效30134单极性主轴输出0双字节上电生效30200编码器个数1双字节复位生效30240编码器类型（0模拟2方波发生器或标准编码器；3用于步进电机的编码器0双字节上电生效30350模拟量输出0布尔上电生效30600用G75回固定点位置值0双字节上电生效31000直接测量系统（线性

28、光栅尺0布尔上电生效31010线性光栅尺刻度间隔0.01双字节上电生效参数号含义标准值数据类型生效方式31020每转编码器线数2048双字上电生效31030丝杠螺距值10双字节上电生效31040编码器直接安装在丝杠主轴上0布尔上电生效31050减速箱电机端齿轮齿数11双字上电生效31060减速箱丝杠端齿轮齿数11双字上电生效31070测量系统解算器分母1双字上电生效31080测量系统解算器分子1双字上电生效31090一个增量（增量点动或手轮一格）对应的位移量0.001双字节复位生效31100丝杠每转步进电机走的步数10000双字j上电生效31110每转步数监控容差10000双字上电生效3135

29、0步进频率极限2000双字节上电生效31400步进电机每转步数50双字上电生效31500被检测速度特性曲线坐标轴的轴号1双字上电生效32000最大轴速度10000双字节按刷新键生效32010JOG方式下叠加快速移动10000双字节复位生效32020JOG方式下点动速度2000双字节复位生效32070坐标轴速度50双字复位生效32100进给移动方向1双字上电生效32110实际值符号1双字上电生效32200伺服增益系数2.51双字节按刷新键生效32250额定输出电压80双字节按刷新键生效32260电机额定转速5000双字节按刷新键生效32300最大轴加速度1双字节按刷新键生效32420轴向振动限制

30、使能0布尔复位生效32430轴向振动1000双字节复位生效32450反向间隙0双字节按刷新键生效32700丝杠螺距误差补偿功能使能0布尔上电生效32900自适应控制使能0字节按刷新键生效32910自适应控制时间系数0双字节按刷新键生效32920自适应控制平滑系数时间常数0双字节上电生效33050PLC润滑移动距离双字节按刷新键生效34000坐标轴安装有回参考点减速开关1布尔复位生效34010负方向回参考点0布尔复位生效34020回参考点时寻找减速开关位置5000双字节复位生效34030回参考点时寻找减速开关的最大距离10000双字节复位生效34040回参考点时寻找零脉冲速度300双字节复位生效

31、参数号含义标准值 数据类型生效方式34050反向寻找零脉冲0双字节复位生效34060寻找零脉冲的最大距离20双字节复位生效34070回参考点时的定位速度1000双字节复位生效34080参考点偏移量-2双字节复位生效34090参考点偏置/位置坐标系偏置绝对值0双字节上电生效34092带等距离标记的增量测量系统的电子凸轮偏移量0双字节复位生效34100参考点位置值0双字节复位生效34200回参考点类型1字节上电生效35010主轴换档使能0布 尔上电生效35040主轴换档使能0布 尔上电生效35100复位后主轴有效10000双字节上电生效35110主轴换档最大速度-双字节按刷新键生效35120主轴换

32、档最小速度-双字节按刷新键生效35130齿轮级最大速度-双字节按刷新键生效35140齿轮级最小速度-双字节按刷新键生效35150主轴速度容差0.1双字节复位生效35160PLC限制主轴速度1000双字节按刷新键生效35200速度控制方式加速度-双字节按刷新键生效35210位置控制方式加速度-双字节按刷新键生效35220速度转折点1双字节复位生效35230速度衰减系数0双字节复位生效35240折线加速使能0布尔复位生效35300位置控制接通速度500双字节按刷新键生效35350主轴定位撕旋转方向3字节复位生效35400摆动速度500双字节复位生效35410摆动时加速度16双字节按刷新键生效354

33、30主轴摆动起始方向（02与原旋转方向相同静止则按M03的方向摆动3按M03的方向摆动4M04的摆动方向0字节复位生效35440M03的方向摆动时间1双字节按刷新键生效35450M04方向的摆动时间0.5双字节按刷新键生效35500主轴在设定点的范围内进给使能1字节复位生效35510主轴停止时进给率使能0布尔复位生效36000粗准确定位0.04双字节按刷新键生效36010精准确定位0.04双字节按刷新键生效36020精准确定位延时1双字节按刷新键生效36030零速度容差0.2双字节按刷新键生效参数号含义标准值数据类型生效方式36040零速度监控延时0.4双字节按刷新键生效36050夹紧容差0.

34、5双字节按刷新键生效36060坐标轴/主轴的最大停止速度5双字节按刷新键生效36100负向第一软限位值-双字节复位生效36110正向第一软限位值双字节复位生效36120负向第二软限位值-双字节复位生效36130正向第二软限位值双字节复位生效36200最大轴监控速度-双字节按刷新键生效36300编码器极限频率双字节上电生效36302编码器在接通时的极限频率99.9双字节按刷新键生效36310零标记监控（0零标记监控关，编码器硬件监控开；199。100监控时识别的零标记出错；100零标记监控关，编码器硬件监控关）0双字按刷新键生效36400轮廓监控公差带1双字节按刷新键生效36500反向间隙补偿容

35、差0.1双字节按刷新键生效36610出错时坐标轴减速时间0.05双字节按刷新键生效36620伺服使能断开延时0.1双字节按刷新键生效36700自动漂移补偿使能0布尔按刷新键生效36710自动漂移补偿时漂移的极限值1双字节按刷新键生效6720漂移基准值1双字节按刷新键生效38000丝杠螺距误差补偿点数0双字按刷新键生效4.2 步进驱动器设置STEPRIVE C与STEPRIVE C+步进驱动系统的连接十分简单，只需要连接电源、脉冲指令电缆（包括势能信号）、电机动力电缆与简单的准备好信号即可。具体连接要求如下1. 电源的连接STEPRIVE C步进驱动器的额定输入电源为单相AC85V、50Hz，允

36、许电压波动的范围为+/-10%。必须使用驱动电源变压器。2. 指令与“使能”信号的连接步进驱动器的指令脉冲（+PULS/-PULS）、方向（+DIR/-DIR）与信号使能（+ENA/-ENA）信号从控制端连接器输入，以上信号一般直接使用来自CNC的输出信号。以与802SCNC为例，连接方法如下表所示。图4-5 STEPRIVE C指令与“使能”信号的连接表信号名称线号连接驱动器802S CNC侧（连接器/脚号）备注+PULS1P1第一轴X2/1X轴-PULS1P1N第一轴X2/14X轴+DIR1D1第一轴X2/2X轴-DIR1D1N第一轴X2/15X轴+ENA1E1第一轴X2/3X轴-ENA1

37、E1N第一轴X2/16X轴信号名称线号连接驱动器802S CNC侧（连接器/脚号）备注+PULS2P2第二轴X2/4Y轴-PULS2P2N第二轴X2/17Y轴+DIR2D2第二轴X2/5Y轴-DIR2D2N第二轴X2/18Y轴+ENA2E2第二轴X2/6Y轴-ENA2E2N第二轴X2/19Y轴+PULS3P3第三轴X2/7Z轴-PULS3P3N第三轴X2/20Z轴+DIR3D3第三轴X2/8Z轴-DIR3D3N第三轴X2/21Z轴+ENA3E3第三轴X2/9Z轴-ENA3E3N第三轴X2/22Z轴+PULS4P4第四轴X2/10备用-PULS4P4N第四轴X2/23备用+DIR4D4第四轴X2

38、/11备用-DIR4D4N第四轴X2/24备用+ENA4E4第四轴X2/12备用-ENA4E4N第四轴X2/25备用M0VX2/13 表中各信号的作用如下：+PULS/-PULS：指令脉冲输入，上升沿生效，每一脉冲输出控制电机运动一步（0.36度）。输出脉冲的频率决定了电机的转速（即工作台运动速度），输出脉冲决定了电机运动的角度（即工作台运动距离） +DIR/-DIR：电机旋转方向选择。“0”为顺时针，“1”为逆时针。电机实际转向还与驱动器的设定有关，可以通过设定开关进行调整。 +ENA/-ENA：驱动器“使能”控制信号。“0”为驱动器禁止，“1”为驱动器“使能”。驱动器禁止时，电机无保持力矩

39、。 以上所有信号在CNC内部均有短路与过载保护措施。信号为RS422标准的“差分”输出，输出信号参数如下：输出高电平（“1”信号）：负载电流为20mA时，Vh不小于3.7V； 负载电流为100Uashi 4，Vh不小于4.5V输出低电平（“0”信号）：负载电流为20mA时，VL不大于1V负载电阻：RL不小于55欧姆负载电流：Io不大于60mA最高脉冲频率：fp不大于250kHz最大电缆长度：50m 3.“准备好”信号的连接STEPRIVE C系列驱动器的“准备”好信号输出通常使用24V电源，信号电源需要外部电源提供。对应端子的作用与意义如下述。+24V/+24VGND：驱动器的“准备”好信号外

40、部电源输入。RDY：驱动器的“准备”好信号输出。当使用多轴驱动时，根据SIEMENS的习惯使用方法，此信号一般情况下串联使用，即将第一轴的RDY输出作为第2轴的+24V输入，3轴时再把第2轴的RDY输出作为第3轴的+24V输入，依次类推，并从最后的轴输出RDY信号，作为PLC的输入信号。1. 电机的连接 STEPRIVE C系列驱动器的电机连接非常简单，只需要直接将驱动器上的A+E与电机的对应端连接即可。对于无引出线标记的电机，各相的连接可以按照一般的即可。 第五章 PLC程序设计5.1 PLC参数图5-1 PLC参数 PLC参数 Macgine DateinderBit7Bit6Bit5Bi

41、t4Bit3Bit2Bit1Bit00 输入信号有效定义10.710.610.510.410.310.210.1101 输入信号有效定义11.711.611.511.411.311.211.1112 输入信号负逻辑定义10.710.610.510.410.310.210.1103 输入信号负逻辑定义11.711.611.511.411.311.211.1114 输出信号有效定义Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.05 输出信号有效定义Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.06输出信号负逻辑定义Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0

42、.1Q0.07输出信号负逻辑定义Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.08 用户自定义键使能定义9 用户自定义键使能定义10 脉冲监控使能定义11 机床配制主轴 倍率开关5.2 I/O配置图5-2 I/O配置表信号说明输入信号 接口：200310 刀架位置码：T110.1 刀架位置码：T210.2 刀架位置码：T310.3 刀架位置码：T410.4 刀架位置码：T510.5 刀架位置码：T610.6 刀架位锁紧到位信号10.7 机床报警输入 接口：200411 X+限位11.1 Z+限位11.2 X-限位11.3 Z-限位11.4 X参考点减速开关11.5 Z参考点减速

43、开关11.6 驱动准备好11.7 急停机床面板 用户定义键用户键K1 主轴转速选择(升高）用户键K4 手动换刀用户键K5 手动导轨润滑用户键K6 冷却启动（停止）用户键K8 超程复位用户键K7 没定义用户键K9 没定义用户键K10 没定义输出信号 接口：2005Q0 主轴正转Q0.1 主轴反砖Q0.2 主轴制动Q0.3 冷却控制Q0.4 刀架正转Q0.5 刀架反转Q0.6 导轨润滑Q0.7 报警输出 接口：2006M41M42M43M44Q1.0主轴速度选择vvQ1.1主轴速度选择vvQ1.2主轴速度选择vvQ1.3主轴速度选择vvQ1.4选择转速1（显示用）Q1.5选择转速2（显示用）Q1.

44、6选择转速3（显示用）Q1.7选择转速4（显示用）5.3程序 此PLC程序用于控制X，Z轴的进给控制 程序详见附录3 程序清单第六章 结论SIEMENS802S数控车床为经济型数控机床。它可以满足多种零件的加工，也可以拥有较高的精度。在SIEMENS802S数控机床中，其精度的主要控制之一是进给轴的控制。经过几十年的研究，不少专家已经拥有较好的控制方法，在经历无数次的实验后，其技术已经趋于成熟，但在进给轴控制系统选型、计算，机床参数、步进驱动器参数调节，PLC程序设计等，还留有一点点的不足，本课题的设计，就是为了更好的了解它们之间的关系，并对它们进行适当的处理，改进它们的不足之处，使它得更好的提高在设计过程中由于