多轴同步是现代工业自动化的关键挑战之一。对生产线生产率、精度和灵活性的需求不断增长，促使机器制造商越来越依赖先进的驱动系统和具有运动控制功能的 PLC 控制器。作为从 PLC 控制器和伺服驱动器到 TIA Portal 工程环境的完整生态系统的供应商，西门子提供全面的工具，可以设计简单和高度复杂的多轴系统。
现代工业机器，尤其是在包装、装配、材料加工和物流等领域，需要多轴的完美同步运动。要实现高精度，需要使用先进的运动算法、控制器和驱动器之间的高速通信，以及精心挑选的能够提供这些功能的硬件。
多个伺服驱动轴
西门子生态系统内的同步
1。SINAMICS 伺服驱动器
轴同步的基础
适用于单轴和多轴应用的高性价比驱动器
SINAMICS S200 是一款伺服驱动器，专为典型的装配、包装、取放应用和简单生产机器而设计。它支持位置、速度和扭矩控制模式，可与绝对编码器配合使用，与PROFINET IRT网络集成，并与包括技术版本在内的S7‑1200 G2和S7‑1500控制器完全兼容。在多轴系统中，它作为从轴的性能特别好。
2。控制器
满足轴同步要求
具有运动控制功能的高性价比控制平台
第二代 SIMATIC S7‑1200 控制器显著提高了计算能力，支持轴同步、电子凸轮和定位。它们与SINAMICS S200和S210变频器原生集成，从而能够实现基本的多轴系统，同时保持高精度。
3.关键方面
轴同步
电子同步 — 电子齿轮传动
同步允许复制两个轴之间的机械连接。从轴以规定的齿轮比跟随主轴。此功能在印刷、包装和输送机器中至关重要。
电子摄像头 — 电子摄像头
电子凸轮以非线性方式定义轴运动之间的关系。它们可以精确控制切割刀具、包装模块和成型站。TIA Portal 为创建和配置电子摄像机配置文件提供图形环境。
多轴插值
插值在 CNC 应用、激光切割、工业打印和高级拾放操作器中至关重要。SIMATIC S7‑1500T 控制器支持线性、圆形和多轴插值。
机器人运动学
T‑CPU 控制器通过定义运动学结构来实现笛卡尔机器人、SCARA、delta 和自定义机器人的配置。逆向运动学计算由控制器自动执行。
4。集成 TIA Portal
单一生态系统的优势
Siemens TIA Portal 生态系统
在一个项目中，PLC、HMI、驱动器和网络可以一起进行设计和管理。所有组件共享统一的诊断、通用的数据模型和完全的相互兼容性。
缩短了调试时间
轴、凸轮和运动学的自动向导，以及即用型运动块，显著缩短了机器调试时间。
更低的拥有成本
单一的工程环境、一个供应商和统一的文档大大简化了服务、现代化和技术支持。
Cybersecurity
TIA Portal 和 S7 控制器以及最新驱动系统均提供高级保护机制，例如安全通信、用户角色、加密和证书，这些都是满足 NIS2 指令要求所需的一切。
同步的示例应用程序
包装机
薄膜、切割和成型模块的同步
拣货和放置
动态运动同步、多轴插值和增量运动学
材料加工
实时控制多个运动轴
笛卡尔龙门机器人
笛卡尔运动学和多维插值
总结
多个驱动轴的同步是现代自动化系统的关键要素。通过提供完整的生态系统（PLC 控制器、SINAMICS 驱动器、SIMOTICS 电机和 TIA Portal 工程环境），西门子能够设计出具有最高水平的精度、灵活性和性能的系统。统一平台可简化集成，缩短调试时间，确保系统稳定性并降低运营成本。因此，工程师可以开发符合最苛刻的工业标准的机器。
Bartosz Toczko
西门子 Sp.z. o.o.
Kwiecien 2026