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(6FC55000BA000AA0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。
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。
2.2 系统与驱动器接口
801型数控系统通过x4接口与DORNA伺服驱动器等连接回路电原理如图3所示。X、 Z进给轴控制信号为数字脉冲信号、方向信号和使能信号 ； 主轴控制为模拟给定0-10V直流电压、SE1及SE2输出主轴使能信号启动变频器运行，系统输出Q0.0／Q0.1接口正转／反转开关信号通过继电器隔离送至变频器方向接口控制主轴方向选择；伺服驱动器通过TB接口连接伺服电机驱动电缆，通过CN3接口连接伺服电机反馈编码器信号电缆监控电机速度，形成半闭环控制系统 ；驱动器能有效自诊断伺服电机运行超限或驱动器自身故障等，并给出ALM报警信号串接于801型数控系统急停信号回路中，系统立即提示急停报警并停止所有轴进给，等待检查、维修。驱动器、伺服电机壳可靠接大地。
2.3 开关量接口
801型数控系统配置固定的开关量接口信号，系统内置固化的PLC程序还附加了部分常用特殊信号接口功能备用，如模拟主轴换档、卡盘夹紧／松开、外部键接口等。 通过XIO1接口可配套48个刀位控制车床刀架功能 。所有输入和输出信号都通过PLC及系统相关参数滤波处理，与外界接口均通过中问继电器隔离再连接，信号抗干扰能力强。每路开关量输出能提供0.5A驱动电流、24VDC电平的开关信号；DORNA伺服驱动器I／O接口信号均通过光电耦合器隔离外接，增强驱动器CPU运行的安全性、可靠性和快速维护能力。
3 其他配套功能
整套数控系统只需要一组24VDC、5A型西门子公司的直流开关电源，采用隔离变压器为该开关电源滤波供电AC 220V确保数控系统电源的质量。
有PC计算机Windows XP等平台支持，安装801型数控系统提供的Winpcin通讯文件，通过通讯电缆与系统接口可实现系统与Pc机之间程序和系统内容的双向传输，为用户在线加工提供回路，为系统批量调试和系统维护提供保证。
801型数控系统使用简体中文操作菜单，全数字控制键盘，系统内存128KB的零件程序存储区，编程标准DIN66025，系统配置有常用的加工沉孔、螺纹等标准循环程序；系统软件具有直线插补、圆弧插补、螺纹加工、刀尖半径补偿、反向间隙补偿、零点偏置等功能；手动、自动、MDA等6种基本工作方式的功能方便用户对系统的有效操作和管理。
DORNA系列驱动器参数通过5个LED数码管和4个按键MOD(模式选择／取消)、(字符移位)、09循环增加)、SET(确认)组合完成驱动器参数设置、运行状态及报警等显示 。
4 结束语
我们集成西门子801型系统配套国产DORNA驱动器和国产伺服电机构成数控系统只是众多驱动器产品接口801型系统的一种品牌产品。该品牌产品能满足车床用户对系统功能、驱动需求等的通用要求，已成功应用到数十个机床用户，为简易车床装配提供了国内最经济实用的优选品牌数控系统。
(审核编辑: 智汇张瑜)
