高性能シーメンス Simodrive 611 デジタル制御 6SN1118-0DK23-0AA2

Siemens 6SN1118-0DK23-0AA2 — SIMODRIVE 611 デジタル高性能2軸制御ループブロック（ダイレクト測定システム、Sin/Cos 1 Vpp付き）

このモジュールについて

「Siemens 6SN1118-0DK23-0AA2」は、SIMODRIVE 611デジタルドライブシステム用の2軸高性能クローズドループ制御ボードです。この注文番号に関するシーメンスの公式説明は次のとおりです。SIMODRIVE 611 デジタル制御ループブロック 高性能 2軸 Sin/Cos 1 Vpp ダイレクト測定システム NCソフトウェア、2009年4月6日以降必須。

この制御ボードは、SIMODRIVE 611ドライブ軸のインテリジェンスです。ドライブ電源セクションにプラグインされ、モーターと独立したダイレクト測定システムのエンコーダーフィードバックを処理し、電流および速度制御ループをデジタルで実行し、ドライブバスを介してCNCまたはホストコントローラーと通信します。接尾辞「-0AA2」は、0DK23シリーズの最新のハードウェアリビジョンであることを示しており、以前の「-0AA1」リビジョンに取って代わるものであり、いずれかのリビジョンが元々指定されていた機械の正しい交換部品です。

検証済み仕様

SIMODRIVE 611 デジタルアーキテクチャ

SIMODRIVE 611は、機械制御キャビネット内の共通電源バスを共有するモジュールの列として構築された、シーメンスのモジュラーDCバスドライブシステムです。列の一端にあるインフィード/回生モジュールがDCバスを供給します。下流の個々の電源モジュールおよび制御ボードアセンブリは、それぞれ1つまたは2つのモーター軸を処理します。制御ボードは、各ドライブモジュール内の独立したプラグインユニットであり、電源配線、モーターケーブル、またはエンコーダー接続を妨げることなく物理的に取り外しおよび交換可能です。このアーキテクチャは、現場での実用的な利点です。障害のある制御ボードは数分で交換でき、残りのドライブハードウェアはそのままです。

SIMODRIVE 611デジタルバリアントでは、制御ボードはエンコーダー入力からドライブバス出力まで完全にデジタルです。外部CNCへのアナログ速度設定値接続はありません。代わりに、SINUMERIK 840Dまたは810Dは、高速デジタルドライブバスを介して各制御ボードと通信し、電源投入ごとにボードにファームウェアをダウンロードし、動作中にリアルタイムで位置、速度、および電流データを交換します。CNCとドライブ間のこの緊密なデジタル統合は、SIMODRIVE 611デジタルシステムの定義特性の1つであり、ハイエンドの加工センターが必要とする精密な同期の源です。

高性能クラス：実際には何を意味するか

SIMODRIVE 611デジタル範囲内では、制御ボードは2つのパフォーマンスグレードで利用可能です。ハイスタンダードおよび高性能。区別は見た目だけではありません。特定の機械がどちらのクラスを必要とするかを決定する具体的な機能の違いがあります。

最も重要な違いはスピンドルモーターのサポートです。1PHメインスピンドルモーター（誘導型スピンドル）を使用した2軸制御は、高性能クラスでのみ可能です。ハイスタンダードの2軸ボードは、両方のチャンネルでフィードドライブ（サーボ）モーターに限定されます。典型的なCNC加工センターでは、1つのドライブモジュールがフィード軸とメインスピンドルで共有されるため、高性能ボードが必須です。

高性能ボードは、追加の計算ヘッドルームも備えており、研削盤、高速フライス盤、5軸加工セルなど、位置ループ帯域幅と電流ループサイクルタイムが表面仕上げと輪郭精度に直接影響する高ダイナミックフィードアプリケーションに役立ちます。

6SN1118-0DK23-0AA2は、高性能、2軸、DMS付きバリアントであり、0DKシリーズ範囲で最も強力な構成です。

ダイレクト測定システム：2番目のエンコーダーチャネル

0DK23と0DJ23（DMSなしの対応機種）の定義的なハードウェア機能は、ダイレクト測定システムインターフェースです。6SN1118-0DK23-0AA2の各軸チャネルは、同時に2つのエンコーダー入力を受け入れます。

モーターエンコーダー（間接測定）：モーターシャフトに取り付けられたsin/cos 1 Vppエンコーダー。このエンコーダーは、速度および電流制御ループにフィードし、モーター整流およびトルク制御のプライマリフィードバック信号を提供します。

ダイレクト測定システム（リニアまたはロータリースケール）：機械軸自体に物理的に配置された2番目のsin/cos 1 Vppエンコーダー（リニアガラススケール、磁気スケール、またはボールねじまたはテーブルに取り付けられた高精度ロータリーエンコーダー）。この信号は、CNCレベルの位置制御ループにフィードします。

両方が同時に存在する理由は、機械の熱的および機械的コンプライアンスです。精密ボールねじでさえ、負荷がかかると伸び、ナットにはバックラッシがあり、モーターシャフトとテーブル間の機械伝達全体が温度によってわずかに変形します。モーターエンコーダーのみがモーターシャフト角度を測定し、既知の機械比を介してテーブル位置を推測します。伝達エラーを検出または修正することはできません。ダイレクト測定システムは、機械伝達に依存せずに実際のテーブル位置を測定し、CNCはこの信号で位置ループを閉じ、ドライブボードはモーターエンコーダーで速度ループを閉じます。結果として、熱膨張、バックラッシ、およびリードスクリューピッチエラーは、機械のウォームアップ時に校正されるだけでなく、リアルタイムで継続的に修正されます。

精密加工操作（ボーリング、ジグ研削、ファインターニング、マルチ軸同時輪郭加工）の場合、6SN1118-0DK23-0AA2のDMS機能は不可欠です。DMS機能なしで指定された機械は、機械的にスケールが取り付けられていても、リニアスケールフィードバックを利用できません。制御ボードはそれをサポートする必要があります。

NCソフトウェア要件：バージョン06.04.09以降

仕様ノート2009年4月6日以降必須NCソフトウェアは、最小SINUMERIK NCソフトウェアリリースを指します。バージョン6.4.9SINUMERIK 810Dまたは840D CNCソフトウェアの。このリビジョンシリーズの制御ボードは、特定のDMS処理アルゴリズムやドライブバスプロトコルの拡張など、対応するNCソフトウェアサポートを必要とする機能を導入しました。古いソフトウェアリリースを実行しているCNCは、この制御ボードを正しく初期化または操作できません。

これはコミッショニングレベルの考慮事項であり、モジュールを避ける理由ではありません。元々SINUMERIK 840D powerlineシステムで構築された機械は、通常、長年にわたりバージョン6.4.9をはるかに超えるソフトウェアを実行しています。この要件は、主に古い機械の交換用ボードを入手する場合に重要です。機械のNCソフトウェアがバージョン6.4.9より前の場合は、ボード交換の前または同時にソフトウェアを更新する必要があります。これは、任意のSINUMERIK 840D CNCの標準的なメンテナンスプラクティスであり、シーメンスの標準コミッショニングドキュメントに含まれています。

互換性のあるモーターファミリー

6SN1118-0DK23-0AA2は、SIMODRIVE 611デジタルシステムで使用されるシーメンスのサーボおよびスピンドルモーターの全範囲をサポートしています。

同期サーボモーター（フィードドライブ）： 1FT6、1FK6/1FK7、1FN1、1FN3（リニアモーター）、1FE1（内蔵モーター）、1FM6（トルクモーター）、2SP1（モーター スピンドル）

非同期誘導モーター（メインスピンドルドライブ）： 1PH4、1PH6、1PH7 — スピンドルモーター。上記のように、2軸1PHスピンドル操作には高性能クラスが必要であり、このボードが提供します。

これらのモーターファミリーはすべて、標準としてsin/cos 1 Vppエンコーダー信号を使用しており、これは6SN1118-0DK23-0AA2のエンコーダーインターフェースと一致します。

ファームウェアダウンロードアーキテクチャ

SIMODRIVE 611デジタルシステムで、それに慣れていないエンジニアを困惑させる実用的な側面：制御ボード自体には永続的なドライブファームウェアが含まれていません。電源投入またはリセットサイクルのたびに、SINUMERIK 840Dはドライブバスを介して完全なドライブソフトウェアを制御ボードのRAMにダウンロードします。ボードはハードウェアプラットフォームであり、ドライブの個性はCNCから提供されます。

このアーキテクチャには重要なメンテナンス上の意味があります。制御ボードの交換には、新しいボードにソフトウェアをロードする必要はありません。CNCは、次回の電源投入時にこれを自動的に処理します。必要なのは、ドライブデータ（モーターパラメータ、電流制限、速度コントローラーゲイン、エンコーダーパラメータ、およびすべての軸固有の設定）がCNCのNCデータセットに正しく保存されており、起動時に新しいボードに書き戻されることです。障害のあるボードを取り外す前に、NCドライブパラメータのデータバックアップをPCカードまたは外部メディアに取得することが標準的なプラクティスです。

バリアントマトリックス — 0DK23シリーズ

6SN1118-0DK23-0AA2は、ピン互換性および機能互換性が6SN1118-0DK23-0AA1とあります。以前の「-0AA1」リビジョンが機械の交換部品リストに指定されている場合、「-0AA2」が正しい現代の同等品です。

FAQ

Q1：6SN1118-0DK23-0AA2（高性能）と6SN1118-0DH23-0AA2（ハイスタンダード）の違いは何ですか？また、どちらかを代用できますか？

主な機能の違いは、スピンドルモーターの機能と処理性能です。高性能ボード（0DK23）では、チャネルのいずれかで1PH誘導型メインスピンドルモーターを使用した2軸操作がサポートされています。ハイスタンダードボード（0DH23）では、両方のチャネルはフィードドライブ（サーボ）モーターに限定されます。2軸構成では、いずれかの軸に1PHスピンドルモーターを搭載することは許可されていません。両方のボードは、0DK23/0DH23バリアントでダイレクト測定システムを受け入れます。機械が1つのチャネルをフィード軸に、もう1つのチャネルをメインスピンドルモーターに使用する場合、高性能ボード（0DK23）のみが互換性があります。ハイスタンダードボードは代用できません。両方のチャネルをスピンドルモーターなしで純粋にサーボフィード軸に使用する機械では、2つのボードは機能的に交換可能ですが、元々指定されたパフォーマンスクラスと同じものを使用して、同じものを交換するのが常に安全です。

Q2：私の機械には軸にダイレクト測定システム（リニアスケール）がありますが、現在アクティブではありません。このボードを使用するとDMSが自動的に有効になりますか、それとも追加の設定が必要ですか？

6SN1118-0DK23-0AA2はハードウェアインターフェース（DMSエンコーダーコネクタ）を提供しますが、機能はSINUMERIK CNC構成で明示的に有効にする必要があります。DMS入力は、ドライブ機械データで正しい軸に割り当てられ、位置制御ループはCNC軸パラメータでモーターエンコーダーからDMSフィードバックに切り替える必要があります。機械がDMSハードウェアを取り付けて出荷されたがDMS制御が有効になっていない場合、ボード単独ではアクティブなフィードバックパスは変更されません。DMSを有効にするには、軸機械データ、エンコーダーパラメータ割り当て、および位置ループがモーターエンコーダーではなくスケールで閉じられた後の速度/位置コントローラーの再調整を含むコミッショニングセッションが必要です。関連する手順は、SINUMERIK 840D軸コミッショニングドキュメントに含まれています。

Q3：ボードにはNCソフトウェアバージョン06.04.09が必要です。私のSINUMERIK 840Dがこの要件を満たしているかどうかを確認するにはどうすればよいですか？

SINUMERIK 840DのNCソフトウェアバージョンは、オペレーターパネルからシステム診断ディスプレイに移動して読み取ることができます。これは通常、サービスメニューの下からアクセスできます。バージョン文字列はx.x.xxの形式で表示されます。6.4.09以上の値は互換性を確認します。840D powerlineシステムでは、2000年代初頭にpowerlineハードウェア世代が導入されたため、定期的なソフトウェアアップデートで保守されている機械では、ソフトウェアレベルは通常このしきい値をはるかに超えています。機械が元の制御ボードで古いソフトウェアを実行している場合、6SN1118-0DK23-0AA2を取り付ける前にソフトウェアアップデートが必要です。この状況では、NCデータバックアップは、パラメータセットが互換性があることを確認するために、ソフトウェアアップデート後ではなく、前に行う必要があります。

Q4：このボードはSINUMERIK 810Dと840Dの両方のCNCシステムと互換性がありますか？

はい。6SN1118-0DK23-0AA2は、SINUMERIK 810DとSINUMERIK 840D / 840D powerline CNCシステムの両方と互換性があります。ただし、両方ともNCソフトウェアバージョン6.4.9以降を実行している必要があります。SINUMERIK 810Dは、単一のCCUハードウェアプラットフォームでNC、PLC、およびドライブインターフェースを統合していますが、840Dは独立したNCUモジュールを使用していますが、両方とも同じドライブバスプロトコルを使用してSIMODRIVE 611デジタル制御ボードと通信します。ボードの取り付け、軸のコミッショニング、およびパラメータ管理は、両方のCNCで同じ手順に従います。機械がSINUMERIK 810Dの場合、単一の810D CCUに接続できるドライブ軸の最大数は840Dよりも制限されていることに注意してください。軸を追加する前に、810Dハードウェア構成データを確認してください。

Q5：中古または再生品の6SN1118-0DK23-0AA2を本番機に安全に設置できますか？また、設置前にどのような確認を行うべきですか？

再生品またはテスト済みの使用済み制御ボードは、ボードに永続的なデータが含まれておらず、電源投入時にCNCから完全なドライブファームウェアを受け取ることを考えると、SIMODRIVE 611メンテナンスの正当で広く使用されているアプローチです。主な条件は、ボードがSIMODRIVE 611ドライブバスで負荷の下でテストされていること（単に単独で電源投入されただけではない）、すべてのコネクタピンが損傷していないこと、およびボードに熱応力、焼損したコンポーネント、またはエンコーダーコネクタ領域への物理的な損傷の兆候が見られないことです。交換用ボードを取り付ける前に、完全なNCドライブデータを外部メディアにバックアップしてください。設置後、電源投入時にCNCがボードに正常にファームウェアをダウンロードすることを確認し、CNCの診断ディスプレイを使用して両方のエンコーダーチャネルが正しく読み取れていることを確認し、機械を本番稼働に戻す前に、低速で軸テストを実行してください。ボードが取り付けられている状態で、エンコーダー信号コネクタにメガオームテストを実行しないでください。