DORNA驱动器在SINUMERIK 801系统中的应用

　　随着国内制造业的深入需要，我们利用德国西门子数控公司设计的最经济SINUMERIK 801型数控系统配套国产DORNA型号伺服驱动器和国产伺服电机，并依据用户需求增配一套主轴运行控制回路等接口，充分应用801型数控系统固有标准化接口和循环程序等功能实现低端车床的数控化改造、升级、推广应用需求。

1 系统配套集成

　　SINUMERIK 801型系统是一种高性能、经济型、集成式数控系统，是西门子数控公司专门为中国低端车床市场开发的最经济型汉化数控系统。我们集成的整套数控系统配置包括1块801型系统模块(6FC5500—0BA00—0AA0型号)、1～2个配套驱动器(DORNA EPS系列)、1～2个配套伺服电机(伺服电机转矩范围0.64Nm～30Nm，转速选择1000RPM一3000RPM，功率0.2KW ～5.0KW)、16路输入／16路输出等开关量回路、系统配套电缆、系统资料、DC24V 5A型开关电源等散件； 依据需要增配对应主轴电机控制的变频器、主轴编码器、RS232通讯转接及通讯电缆、对刀手轮等；外界AC380V电源通过非熔丝断路器、变压器、 滤波器、 电抗器、磁力接触器等回路滤波处理提供给伺服驱动器和系统高质量的AC电源；驱动器功率小于0.8kW 时选用变压器单相AC 220V供电，其余功率驱动器需用变压器三相AC 220V供电。将上述器件灵活组态成用户需求的成套数控系统，通过系统相关参数的配套设置及与机床的配装、联调使上述产品形成完善的实用数控系统。上述数控系统具体配套的原理结构框图如图1所示(文中凡带“ ”号内容为依据用户需要选择可增补项)。

图1 SINUMERIK 801型数控系统通用配套原理图 

2 接口功能应用

　　2.1 驱动器控制原理

　　DORNA驱动器驱动伺服电机控制方式分为位置控制和速度控制两种。以采用脉冲输入位置控制方式实现伺服电机控制为例说明：驱动器接口801数控系统指令脉冲输入给定信号和方向信号，将数控系统脉冲给定和电机回路反馈脉冲信号运算比较决定位置偏差值，通过D／A转换器将位置偏差放大转换后输出给速度控制单元和伺服电机执行；光电编码器作为位置检测元件将电机运行速度通过脉冲信号处理回路反馈到比较环节，构成控制轴电机速度闭环伺服系统，控制结构简捷实用；通过双CPU分工实现参数设置、算法运算、精度判断、接口输入及输出信号、脉冲及模拟输出通道监控、RS232／RS485通讯等处理实现数字化控制，保证驱动器信号的实时连续性和电机的平稳可靠运行。驱动器采用位置控制方式的控制原理如图2所示。

图2 DORNA伺服驱动器位置方式控制原理图