Симопривод с закрытой петлей и сервоуправляющий блок управления 6SN1121-0BA11-0AA1

Siemens 6SN1121-0BA11-0AA1 SIMODRIVE 611-A Блок управления

Замкнутое регулирование | Привод главного шпинделя | 1-фазный двигатель | Универсальная версия | Вставной модуль

Где начинается управление шпинделем

На любом станке с ЧПУ, построенном на платформе Siemens SIMODRIVE 611, блок управления с замкнутым контуром является интеллектуальным центром силовой электроники. Он обрабатывает обратную связь от энкодера, выполняет алгоритмы регулирования тока и скорости, управляет интерфейсом задания с контроллером ЧПУ и определяет, плавно ли шпиндель ускоряется до заданной скорости или переходит в состояние неисправности. Силовой модуль обеспечивает ток — но этот блок управления решает, как именно его использовать.

6SN1121-0BA11-0AA1 — это вставной блок управления с замкнутым контуром SIMODRIVE 611-A в универсальной версии, специально разработанный для приводов главных шпинделей, оснащенных асинхронными двигателями 1PH. Он вставляется непосредственно в силовой модуль SIMODRIVE 611, подключается к ЧПУ SINUMERIK через шину привода и обеспечивает полную возможность управления шпинделем с замкнутым контуром платформы 611-A для оси станка, которая обычно выполняет самую сложную работу: режущего шпинделя.

Технические характеристики

Архитектура 611-A: аналоговое задание, промышленная надежность

SIMODRIVE 611-A относится к варианту с аналоговым интерфейсом задания семейства блоков управления 611 с замкнутым контуром — в отличие от серии 611-D (цифровой). В системе с аналоговым интерфейсом команды скорости и крутящего момента передаются от ЧПУ SINUMERIK к блоку привода в виде аналоговых сигналов напряжения ±10 В. Эта архитектура предшествовала широкому распространению цифровых шин привода и была стандартным подходом для огромного количества станков, оснащенных SINUMERIK, построенных в 1990-х и 2000-х годах.

Практическим результатом является то, что 6SN1121-0BA11-0AA1 остается правильной запасной частью для очень большой установленной базы машин, находящихся в настоящее время в эксплуатации. Аналоговый интерфейс не уступает — для применений главного шпинделя, где ЧПУ задает скорость, а привод замыкает контур, он обеспечивает полностью адекватную производительность, а простота архитектуры означает меньше точек потенциальной несовместимости прошивки при замене.

Интерфейс X432: двухцелевой и критически важный для эксплуатации

Разъем X432 является наиболее специфичной для применения особенностью этого блока управления, и стоит понять, что он делает, прежде чем вводить в эксплуатацию или заменять плату.

Согласно руководству по планированию SIMODRIVE 611 от Siemens, X432 выполняет две взаимоисключающие функции в зависимости от конфигурации станка:

В качестве входа энкодера шпинделя для позиционирования: Сигнал энкодера шпинделя подключается к X432, предоставляя блоку управления обратную связь, необходимую для выполнения ориентированной остановки шпинделя (позиционирование оси C). Это необходимо в токарных и обрабатывающих центрах, где шпиндель должен останавливаться в определенном угловом положении для автоматической смены инструмента, переключения передач или операций контурного точения.

В качестве интерфейса WSG (выход положения ротора на ЧПУ): В этой конфигурации X432 выводит сигнал положения ротора обратно на ЧПУ SINUMERIK, позволяя ЧПУ использовать данные положения шпинделя для скоординированных операций — например, синхронизированного нарезания резьбы, где ось подачи и шпиндель должны двигаться с точной угловой синхронизацией.

Одновременно работает только одна функция. Документация Siemens указывает, что к контакту 15 разъема X432 и контакту 3 разъема X433 должны подключаться только цепи PELV (защитное сверхнизкое напряжение). Для цепей, не являющихся PELV, на AS1 и AS2 необходимо применить кодирование разъемов, чтобы предотвратить неправильное подключение разъема в соответствии с EN 60204-1, раздел 6.4.

Совместимые двигатели и комбинации приводов

6SN1121-0BA11-0AA1 предназначен для использования с асинхронными двигателями серии SIEMENS 1PH — семейством двигателей главного шпинделя, которое десятилетиями было стандартом на обрабатывающих центрах и токарных станках с ЧПУ SINUMERIK. Типичными компаньонами являются серии 1PH4, 1PH6 и 1PH7.

Блок управления сочетается с силовыми модулями SIMODRIVE 611 (серия 6SN1123), выбранными в соответствии с требуемым номинальным током двигателя шпинделя. Комбинированный узел — блок управления плюс силовой модуль — подключается к ЧПУ SINUMERIK 840D или 840Di через шину привода. Во время фазы инициализации (включения питания или сброса) SINUMERIK 840D автоматически загружает программное обеспечение привода на плату управления через шину привода, что означает, что для ввода в эксплуатацию при замене обычно не требуется ручная загрузка программного обеспечения или отдельное устройство программирования.

Совместимые контроллеры ЧПУ включают:

• SINUMERIK 840D и 840D sl
• SINUMERIK 840Di
• SINUMERIK 810D

Универсальная версия: что она охватывает

Обозначение "Универсальная" в описании продукта отличает этот блок управления от варианта "Высокая производительность". Оба служат для приложений привода главного шпинделя, но универсальная версия охватывает весь спектр стандартных применений шпинделя — регулирование скорости с аналоговым заданием, ориентация шпинделя, выход WSG — без расширенной возможности динамического отклика и более высокополосного регулирования тока версии "Высокая производительность".

Для подавляющего большинства обрабатывающих центров с ЧПУ и токарных станков, где шпиндель работает на заданных скоростях, выполняет ориентацию для смены инструмента и выполняет циклы синхронного нарезания резьбы, универсальная версия является правильной и подходящей спецификацией. Версия "Высокая производительность" добавляет ценность в основном в приложениях, требующих чрезвычайно быстрых переходных процессов скорости или очень высокой динамической жесткости против возмущений нагрузки — что менее распространено в приложениях шпинделей станков общего назначения.

Примечания по установке и замене

Конструкция с возможностью вставки означает, что замена представляет собой операцию замены платы: силовой модуль остается в шкафу, а заменяется только блок управления. После установки применяются следующие шаги:

ЧПУ SINUMERIK загружает программное обеспечение привода на новый блок управления при первом включении через шину привода. Параметры, специфичные для станка (тип энкодера шпинделя, ступени редуктора, пределы скорости, пороговые значения мониторинга), хранятся в ЧПУ SINUMERIK и повторно передаются на новый блок управления в процессе. Перед возвращением станка в производство следует провести комплексную проверку функции шпинделя — включая ориентацию, если она используется. Убедитесь, что проводка X432 правильная для конкретной конфигурации энкодера шпинделя или WSG станка.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между 6SN1121-0BA11-0AA1 и 6SN1121-0BA11-0AA0?

Оба являются блоками управления SIMODRIVE 611-A универсальной версии для 1PH приводов главных шпинделей. Последние цифры (AA0 против AA1) указывают на уровни ревизии оборудования. AA1 является более поздней ревизией и является стандартным эталоном для замены. В большинстве случаев AA1 заменяет AA0 как прямая аппаратная модернизация без функциональных отличий с точки зрения системы привода. Уточните в документации на станок, если совместимость конкретной ревизии оборудования вызывает беспокойство для вашей версии ЧПУ SINUMERIK.

В2: Может ли этот блок управления также использоваться с серводвигателями 1FT6 или 1FK для приложений оси подачи?

Нет. 6SN1121-0BA11-0AA1 специально разработан для применений привода главного шпинделя с асинхронными двигателями 1PH. Для управления сервоприводом оси подачи с использованием 1FT6, 1FK или аналогичных серводвигателей правильными продуктами являются цифровые блоки управления с замкнутым контуром SIMODRIVE 611-D или 611 Universal (серия 6SN1118). Использование блока управления шпинделем для сервопривода оси подачи приведет к неправильному поведению управления и не должно предприниматься.

В3: После замены платы, какие параметры необходимо установить на ЧПУ SINUMERIK?

Если замена является заменой один к одному (тот же номер детали), ЧПУ SINUMERIK должна автоматически загрузить ранее сохраненные параметры привода в новый блок управления во время инициализации при включении питания. Крайне важно, чтобы резервная копия параметров станка была актуальной перед заменой платы. После замены убедитесь, что все параметры, специфичные для шпинделя — тип энкодера, ступени редуктора, пределы скорости, значения мониторинга — правильно переданы, и подтвердите функциональность шпинделя, включая остановку по ориентации, если станок ее использует.

В4: Какие сигналы тревоги на SINUMERIK обычно указывают на отказ этого блока управления?

Сигналы тревоги, связанные с приводом и указывающие на аппаратное обеспечение оси шпинделя, являются наиболее распространенными индикаторами. Тревога 300501 (привод не готов), тревога 300507 (выход регулятора скорости ограничен), сигналы тревоги аппаратных сбоев на оси шпинделя или полный отказ инициализации привода шпинделя при включении питания обычно требуют проверки блока управления. Прежде чем признать плату неисправной, убедитесь, что присутствует питание управления 24 В постоянного тока, соединение с шиной привода надежно, и сам силовой модуль шпинделя не является источником неисправности.

В5: Деталь снята с производства — обслуживается ли она и ремонтируется?

Siemens прекратила производство 6SN1121-0BA11-0AA1 в сентябре 2018 года, но приводы шпинделей SIMODRIVE 611-A остаются в эксплуатации на большом количестве станков по всему миру. Как новые избыточные запасы, так и сертифицированные восстановленные платы продолжают широко распространяться через специалистов по промышленным автоматизированным деталям, которые поддерживают платформу SIMODRIVE 611. Профессиональные услуги по восстановлению тестируют эти платы под полной нагрузкой на реальных системах привода 611, что делает правильно восстановленные устройства надежным вариантом обслуживания на обозримое будущее станков, оснащенных этим блоком управления.