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2 概述
西门子WEISS-2SP1202同步电主轴适用于高速机，提升整体机床切削效率和精度
型号： 
3 要求
3.1 硬件要求
需要增加星三角控制两个接触器，中间继电器。
3.2 软件版本要求
• V4.5版本以上
3.3 其他要求
如果选用的有刀和无刀检测开关为模拟量开关，主轴动力线，编码器线和模拟量开关线都要选用屏蔽电缆。
4 注意事项
4.1 注意事项一
电主轴开始作业时有如下注意事项：
1. 检查刀柄是否干净，必要时清洁刀柄。
2. 接通所需介质（水、空气）。
3. 在第一次调试电主轴，电主轴冷启动时，需要遵守试车和热启动规定。
4，不要使用电主轴最高转速加工或试切。
4.2 注意事项二
第一次加上使能前，把640降低到原值的百分之二十以内，防止因调试错误导致烧电机和极性错误等原因造成的飞车。
4.3 注意事项三
主轴在旋转前，一定确定好温度传感器和松拉刀 传感器接线无误，并检验功能是否开启有效。
4.4 注意事项四
主轴优化使能强制加上时，不要强制切换接触器，否则接触器容易粘连烧坏。断掉使能后在强制切换接触器。
5 硬件连线
5.1 星三角设计硬件连接图
5.2 S120系统可以通过参数和X122数字量输入输出端来实现星三角切换，系统硬件连线如下：
注意：为了安全起见，建议星和角接触器要有硬件连线互锁。
5.3 PPU端X122接线
需要增加六芯线
星型接法的接触器用X122的第9脚，（R722 bit8）。三角型接法用X122的第10脚（R722 bit9）。
星型接法的接触器反馈用X122的第3脚，（R722 bit2）。三角型接法用X122的第4脚（R722 bit3）。
X122第8脚接24V, X122第11脚接0V。
参考如下图
5.4 SMC20网线连接
下图红框内白色网线，从combi驱动X205连接到SMC20.
6 调试
6.1 电机参数设置
6.2 主轴驱动配置
1， 以2SP1255-8HA01-1DK2为例。编码器为1VPP 256。温度传感器为PT1000。星三角切换速度1800转/分钟配置主轴驱动，选择调试---驱动系统---驱动---更改。
电机温度传感器为PT1000，但红框内没有PT1000.这里可以先选择默认，之后再驱动参数里修改。
星三角电机有两套电机参数，在没设置数据组之前是无法输入第二组参数，在配置驱动时可先把星型电机参数输入到如下，三角型参数在激活第二数组之后驱动参数里输入。
驱动为COMBI一体机，通过拓扑系统会自动把主轴外置编码器X205直接设置在编码器2。按照实际硬件连线修改到编码器1。
配置自由报文，如下所示：使用BICO的自由报文设计（如果不选择会导致820-824不允许修改）
点击“下一步”直到完成。
重新进入调试---驱动系统---驱动---数组界面.点击“添加数据组”
添加一个数据组，修改数值为2,8,8。选择“下一步”
点击“下一步”直到配置完成。如下图所示:
数据组添加成功。
进行轴分配（参见调试手册）
轴分配后星型电机数据验证，输入三角型电机数据，当电机数据有[0]和[1]是数据组添加成功。
[0]对应星型电机数据，[1]对应△型电机数据。
6.3 星三角控制硬件分配
配置控制单元参数，先通过BICO把X122第9,10两脚定义成输出（bit8和bit9）
P738,P739在X122第9脚定义成星型接触器输出，在X122第10脚定义成△型接触器输出，如下图
P831[0],P831[1]星型接法的接触器反馈用X122第3脚（R722 bit2）。三角型接法用X122第4脚（R722 bit3）。
修改P820,P821,P822,P824为0；P823位BICO 2197.2，如下图（P2155速度到达，2197.2=1 DDS8生效）
P826[0],P826[1]=0,P827[0]=0,P827[1]=1
检验电机参数是否输入正确，设置340=4自动变未0，进行控制器计算。（建议每一位都设置）
P10=0 P1400设置为7A8H
P2000，1082=15000（断电重启，否则转速与实际不符）
P2155[0]-[15]=1800（0-15位都要输入，否则切换不可能）
P2140[0]-[15]=90
6.4 设置温度传感器
6.5 星三角切换监控
当转速低于2155设定的值2155[1]=1（包括轴静止状态），当转速大于2155设定的值，2155[2]=1
诊断里监控数据组是否可以切换。否则无法对应相应的电机参数，会造成报警或者损坏电主轴。也可以通过R49（MDS）和R51（DDS）监控。
6.6 调试流程如下
1， 驱动配置后进行轴分配，建议进入驱动参数检查电机和编码器参数是否无误。
2， 修改340=4，对控制器参数进行计算。
3， 检查并调整P600，P4601等参数，使温度传感器正常工作。
4， 根据电机给出的参数修改P1980，P325，P329等换向角识别参数。（同步电机）
5， 记录640现有值，并降低到百分之二十以内。
6， 加上使能做换向角识别，各个位置如果识别情况较一致的情况下（同步电机）注意电机和编码器实际方向，以及飞车情况。根据情况修改P410.
7， 做电流环优化，调整1715（西门子电机不建议修改）。注意：电流环不能超调导致电机损坏
8， 电机旋转正常，恢复P640原值。
9， 做速度环，位置环自动优化或者手动优化。
6.7 优化
优化（这里以优化电流环为例），手动强制切换成星型数据组（强行先切换数据组，823[0]=0为星型对应DDS0，MDS0在诊断驱动信息里查看，后加主轴使能。否则容易造成接触器损坏粘连）在诊断里如下。开始优化
断掉主轴使能，手动强制切换成三角型数据组，（823[0]=1为三角型对应DDS8，MDS1，切换数据组后加上主轴使能）在诊断里如下，开始优化
6.8 PLC编程
• 通过松拉刀和有无刀开关制作主轴保护程序。
主轴松刀开关到位时，禁止主轴旋转
主轴拉刀在无刀状态时，需要激活接口信号DB380X.DBX3.6对应轴参数35160设置无刀转速限制
注意：1星三角硬件连线，否则会损坏硬件设备。
2异步电机高速时温度较同步温度低。
3客户在带负荷运行时不应星角切换！当刀具与工件不接触时，客户应在没有负载的情况下进行切换。
4不要在800~18,000rpm运行时超过主轴的扭矩（根据功率扭矩图）
5根据确定，星三角切换速度应在1800转为最理想。
6强制切换数据组（用于优化），先切换后加主轴使能。否则容易造成接触器损坏粘连。
7 故障处理
1， 供电里配置了外置接触器，当急停松开后，过几秒中系统发生报警，经过检查发现COMBI硬件故障，试验步骤：
1） 送电加上使能接触器是吸合状态。根据报警帮助，用万用表量combi进线电源，三相交流380V无误，单相与地交流220V也很平稳。断电量三相与地之间没有短路。
2） 送电加上使能，量直流母线两相之间是直流530上下。证明母线是充电的。
3) 监控系统进线电源发现都是在0V上下。但实际输入电压是380V。怀疑硬件问题更换combi驱动
4) 更换硬件后再次监控进线电压是380V，并且没有任何系统报警。
2， 风扇报警，检查硬件连接
图上标注为风扇连线
下图红色框是风扇连接线端口,蓝色框为combi驱动电源直流24V
3， 在进行驱动出厂设置后，Z轴手动移动时出现轮廓监控，定位监控。实际描述：电机转，但在PPU端显示移动几毫米后又变回0，后检查30240没设置。
4， 驱动配置主轴最后完成时系统报警：
本以为是因为报文的问题（因为是星三角切换需要把报文136修改为自由BICO报文）。但报文改回136也完成不了。最后进行出厂设置重新配置（怀疑电机数据输入错误）
5， 修改星三角两套电机参数后，把P10改为0不可能。检查发现系统报警，最后发现电机参数设置问题，这里是因为额定频率参数P311设置错误。
6， 切为三角型时，转速在500转电流就不稳定，在700以上系统报警，主轴停止。最后发现是因为电机参数不完整缺少350,352,354,356,358,360。正确设置电机参数后，高速运转没有报警。
检查工作：
1） 检查切为三角型接触器是否正确，硬件连线是否正确
2） 检查切为三角型数据组是否也正确切换，可以在参数R49和R51或者r830状态字监控。也可以在诊断里监控MDS和DDS当前数据组
3） 星型或者三角型都要对应自己的电机参数。
星三角切换，如2155设置为800，在超过800转时才会切换成角控制。如执行M3S1000，倍率是百分之50，当前主轴旋转是500转。是不会切换。只有倍率大于百分之80才会切换
7， 系统版本为V4.7+SP2+HF01有如下两个bug。
1） 电主轴驱动配置，轴分配后重新上电报警如下图：经过检查发现系统自动分配主轴一个错误报文“999”,手动修改为136后报警消失
2） 系统偶发性重启，尤其是在配置驱动时，把版本升级到V4.7SP6，故障解决。版本升级后系统会自动进行固件升级，固件升级时切勿断电。
8， 电主轴配置好后，报警如下图： 硬件故障SMC20型号和版本
处理故障如下：下图为smc20内部端脚说明。
1） 编码器线型号为：6FX5002-2CA31，根据报警可以判断出是编码器电源问题。圆头连接到电主轴上，方头按照上图使用万用表量取1脚和14脚，2脚和16脚是否为通路。如果为通路可以判定电机和线是没问题的。
2） 更换smc20硬件，故障解除。
9. 星三角电主轴，攻丝转速高于切换转速轮廓偏差报警
主轴型号：2SP1255-8HA01-1DK2星三角启动电主轴
星型额定转速为800转，切换速度在800转切换。
主轴在800转以内攻丝，利用率不高，轮廓偏差很小
主轴在1000转攻丝时，测试如下，利用率瞬间达到了百分百，轮廓偏差达到40左右，如果36400设置在40以内，主轴报警。
0到800转接触器星到角切换，攻丝到底从1000到0转接触器角到星切换，在反转0到800转接触器星到角切换，攻丝退出孔从1000到0转接触器角到星切换
主轴在1200转攻丝时，测试如下，利用率瞬间达到了百分百，轮廓偏差达到50左右
主轴在1500转攻丝时，测试如下，利用率瞬间达到了百分百，轮廓偏差达到60左右
再次测试主轴在1500转攻丝，切换速度为1500转以上（攻丝时一直是星启动，接触器无动作）。测试如下，利用率百分之16左右，轮廓偏0.3左右，
经过上面测试可以发现，星三角在切换时电流大，轮廓偏差大。主轴易报警。除了报警以外攻丝转速高于切换转速时，接触器切换太频繁接触器容易损坏，攻丝一个孔接触器就要切换四次。
根据德国热线反馈：
1， 如果客户使用主轴用于高速攻丝机器，主轴可以在两种配置下运行15.000rpm。没有必要转换。高转矩和低转速运行只需使用星形模式，高转速和低转矩运行只需使用角型模式。–或者更好的是，保持星型模式。
2， 如果想从星型转为三角型，1.800rpm切换可能会更平滑。
8 参考文献
1. ECS电主轴2SP1使用说明2SP1_zh-CHS，操作手册
2. S120 ECS 电主轴2SP1_PJ_0211_chs，配置手册
9 作者/联系人
Liu Tao Wang Qi
2020.6.10