主轴控制方案优化策略

普通数控机床的主轴一般以速度控制、定向准停等基本控制为主，在使用机械变速主轴的简单机床上，甚至只需要进行主轴电动机的起停和转向控制。因此，配套802S/C/D的数控机床主轴的控制方案一般有以下3种。

1.感应电动机机械变速

在简单的数控车床、铣床或数控化改造的机床上，主传统系统有时采用普通机床同样的机械变速箱有级调速方案，主轴直接使用普通单速或多速感应电动机进行驱动。

这样的机床只需要PLC提供主轴转向、起停和多速电动机绕组切换的接触器控制信号，而不能通过CNC程序中的S代码控制主轴转速。因此，在设计PLC程序时，只需要将CNC加工程序中用于主轴转向和起停控制的辅助功能代码M03/M04/M05，以及MCP面板上的主轴转向和起停控制键，转换为电动机起停、正反转的接触器控制输出。当主轴使用多速电动机时，也只需要通过自定义的辅助功能代码M，直接控制接触器，进行绕组切换。

2.通用变频器调速

在对主轴无级变速性能要求不同的数控车、铣床上，主轴一般采用通用变频器控制普通感应电动机或变频电动机的调速方案，以降低生产成本。

采用变频调速的主轴可通过CNC加工程序中的S代码控制主轴转速。由于通用变频器的速度给定输入一般为DC0～10V或DC-10～10V的模拟电压，为此，CNC需要选配主轴模拟量输出功能，以便能够通过D-A转换，将加工程序中的S代码转换为CNC的DC0～10V或DC-10～10V主轴模拟电压输出。(www.xing528.com)

主轴采用变频器调速时，电动机的转速、转矩及加减速等都通过变频器控制，因此，设计PLC程序时，应根据主轴的实际控制需要，将CNC加工程序中用于主轴转向、起停等控制的M03/M04/M05等代码，转换为变频器的起停、正反转等控制信号。如果机床主轴同时使用了机械变速装置，还需要编制相应的主轴传动级交换PLC控制程序，以保证主轴实际转速和S代码指令相符。

3.交流主轴驱动

对主轴调速性能有较高要求的数控机床，需要选用CNC生产厂家配套提供的交流主轴驱动器及电动机。

从本质上说，交流主轴驱动系统是一种使用专用感应电动机（交流主轴电动机）的变频调速系统，因此，其PLC程序设计要求与变频调速系统类似。传统的主轴驱动器也采用DC0～10V或DC-10～10V模拟电压作为速度给定输入，它同样需要将CNC加工程序中的M03/M04/M05等代码，转换为驱动器的起停、正反转等控制信号。交流主轴驱动器一般都具备定向准停、定位、转矩限制等功能，它需要有较多的控制信号，为此，目前一般都使用网络控制技术，主轴驱动器可通过总线和CNC连接，其控制信号可通过CNC-PLC接口，以内部信号的形式传输。

由于CNC功能、生产成本等方面的原因，配套802S/C、802Se/Ce、802S base line/C base line等廉价CNC的数控机床，一般较少使用SIEMENS交流主轴驱动器。