一、先说清：什么是模拟主轴 / 模拟轴
数字轴：NCK 通过 Drive-CLiQ / PROFIdrive 直接给 SINAMICS 驱动下指令，速度环与电流环都在驱动里做。
模拟轴 / 模拟主轴：NCK 只输出一路 ±10 V（双极性）或 0–10 V（单极性）模拟电压 作为速度给定，送给变频器或第三方驱动器；速度环、电流环由变频器或外部闭环完成。NCK 这一侧只负责一件事——把「指令转速」与「实际转速」按比例标定对。
- 模拟主轴（analog spindle）：主轴用模拟量给定，典型是保留旧变频器的改造机。
- 模拟轴（analog axis）：进给轴也这样配，比如加装第三方模拟伺服。
- 两者参数口径一致，本文一起讲。
典型场景：
- 翻新 / 改造机保留原有变频器，不想换 SINAMICS 驱动。
- 主轴用 MM440 / G120 这类通用变频器，只要速度不要定位。
- 加装第三方模拟量伺服做辅助轴。
说明：本文以 SINUMERIK 828D 调试手册与西门子「Output of setpoints to analog drives – Retrofit Solution」（文档 109761423）为准；不同 PPU 型号、软件版本下接口与默认值有差异，动手前以本机硬件手册和诊断画面当前值为准。
二、关键机床数据 MD30100–31050 速查
模拟轴配置主要落在两组参数上：设定值输出组（301xx） 定义「NCK 怎么把指令送出去」，实际值采集组（302xx / 310xx） 定义「反馈从哪来」。
| MD | 名称 | 模拟轴 / 主轴常用值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 30100 | CTRLOUT_SEGMENT_NR | 0 | 设定值输出段号；=0 表示使用本地总线段，即激活模拟量输出 |
| 30110 | CTRLOUT_MODULE_NR | 按实际（如 1、4） | 该段上的模块号，取决于 PPU 与接口配置 |
| 30120 | CTRLOUT_NR | 1 | 所选模块的第几个输出 |
| 30130 | CTRLOUT_TYPE | 1 | 设定值输出类型：1=模拟，0=数字 |
| 30134 | IS_UNIPOLAR_OUTPUT | 0 / 1 / 2 | 0=双极性 ±10 V；1=单极性 + 独立使能/方向；2=单极性 + 方向相关使能 |
| 30200 | NUM_ENCS | 0 或 1 | 实际值编码器数量；无编码器时 = 0 |
| 30220[0] | ENC_MODULE_NR[0] | 数字驱动 / 编码器模块的模块号 | 直接编码器挂在哪个数字模块上 |
| 30230[0] | ENC_INPUT_NR[0] | 2 | 用数字电机模块的第二编码器输入口 |
| 30240 | ENC_TYPE | 1 / 4 | 1=增量型；4=绝对值型；0 表示模拟或无编码器 |
| 31020 | ENC_RESOL | 编码器每转脉冲数（如 2000） | 反馈分辨率 |
| 31040 | ENC_IS_DIRECT | 1 | =1 表示编码器直接装在主轴上（直接测量） |
| 31050 / 31060 | 传动比分母 / 分子 | 按机械实际 | 主轴电机与主轴非 1:1 时的换算 |
| 32250 | RATED_OUTVAL | 常用 80（=80%×10 V=8 V） | 额定输出电压 |
| 32260 | RATED_VELO | 如 3000 | 与 M32250 那个电压点对应的电机转速 |
| 35000 | SPIND_ASSIGN_TO_MACHAX | 0 | 主轴分配到机床轴 |
| 35100 | SPIND_DEF_MASTER_AXIS | 1 | 主轴定义为主轴 |
| 35110 | GEAR_STEP_CHANGE_ENABLE | 1 | 允许档位（齿轮级）切换 |
| 36700 | DRIFT_ENABLE | 0 / 1 | 模拟量零点漂移自动补偿；相关：MD36710（限值）、MD36720（基准值） |
三、硬件接线：模拟量接口与变频器使能 / 方向
828D 的模拟量给定从 PPU 上的接口引出，具体是哪个接口取决于 PPU 型号：PPU240.2 上常用 X252 的 1、2 脚；也有资料给出 X121 的 8（AO0+）、9（AO0-）脚。两者都以本机硬件手册为准。
按主轴（模拟驱动）的工作方式，输出信号不同：
| 主轴类型 | 模拟量信号 | 使能 / 方向信号 |
|---|---|---|
| 双极性主轴 | AOUT = ±10 V，AGND = 0 V 参考 | DOUT11 = 控制器使能；方向不单独占用 DOUT12 |
| 单极性 + 独立使能/方向 | AOUT = +10 V，AGND | DOUT12 = 负方向请求（无使能时也保持） |
| 单极性 + 方向相关使能 | AOUT = +10 V，AGND | DOUT11 = 使能 + 正向；DOUT12 = 使能 + 负向 |
要点：
- D/A 转换分辨率为 14 bit。
- 模拟量给定电缆必须用屏蔽电缆，屏蔽层单端接地，否则主轴转速容易漂移、受干扰。
- 变频器侧一般要有四个信号与 PLC 对上：使能、方向、就绪、故障。
四、量程标定：MD32250 / MD32260
这是模拟轴最容易出错、也最影响加工结果的一步。原则：让 NCK 指令转速与实际转速一致，靠这两个参数按比例标定。
- MD32250（RATED_OUTVAL）= 额定输出电压。常用 80，含义是 80% × 10 V = 8 V；也有按 100% 填的，取决于变频器侧的增益设定。
- MD32260（RATED_VELO）= 与 MD32250 那个电压点相对应的电机转速。例如填 3000，表示「8 V 对应 3000 rpm」。
标定步骤：
- 先按电机铭牌与变频器设定，把 MD32250、MD32260 填上一个初值。
- 指令一个固定转速（例如
S1000 M3），用转速表实测主轴实际转速。 - 按下式修正：新 MD32260 ≈ 原 MD32260 ×（指令转速 ÷ 实测转速）。
– 例：指令 1000，实测 1050 → 新值 = 原值 × 1000/1050。
- 重新指令、再实测，直到误差在可接受范围。
常见坑：
- 🚨 把 MD32260 当成「最高转速」填。它不是最高转速，只是某个电压点对应的转速；填错会让全程比例系统性偏移。
- MD32250 与变频器侧的模拟量增益 / 最高频率设定打架。两侧要一起核，改一侧不动另一侧最容易出问题。
- 主轴电机与主轴非 1:1 传动时，还要把 MD31050 / MD31060 的传动比一起填对，否则指令转速与实际转速仍有固定比例差。
五、编码器配置：三种反馈方案
| 方案 | 关键 MD | 能力 / 限制 |
|---|---|---|
| 无实际值编码器 | MD30200 = 0 | 只能开环跑转速；不能做准停（SPOS）、刚性攻丝、螺纹切削 |
| 直接编码器（编码器装在主轴上） | MD30200 = 1；配 SMC30（TTL / 正弦）或 SMC20（1Vpp 正余弦）接到 Drive-CLiQ | 可做准停、刚性攻丝、螺纹；精度最好 |
| 电机侧编码器（主轴电机非 1:1） | MD30200 = 1；配 MD31050 / MD31060 传动比 | 能做同步类功能，但要靠传动比换算，机械间隙不补偿 |
直接编码器的配置思路（官方示例）：把主轴实际值编码器先配成某台数字驱动的第二编码器——令 MD30220[0] 等于该数字驱动的 ENC_MODULE_NR[0]（例如 SMC30 挂在 Y 轴上），MD30230[0] = 2（第二编码器输入口），再把这个编码器分配给该模拟主轴作为它的第一编码器使用。
编码器类型 MD30240：1 = 增量型，4 = 绝对值型，0 = 模拟量或无编码器。
六、PLC 与调试顺序
推荐顺序（别跳步）：
- 硬件接线：模拟量屏蔽线单端接地，使能 / 方向 / 就绪 / 故障信号点对点核。
- 设机床数据：30100 / 30110 / 30120 / 30130 / 30134，再配 302xx / 310xx。
- NCK 复位 / 重新上电：MD30100、MD30130 这类是断电生效类，只做软复位不够，新的控制器输出类型要等下次上电或 NCK 复位才被采样。
- 检查模拟量输出：指令一个转速，用万用表量 AOUT 对 AGND 的电压，确认有输出且极性/大小符合预期。
- 标定：按第四节按比例修正 MD32260。
- PLC 逻辑：主轴使能、正反转、档位切换、报警处理。
- 试运行：低速→中速→高速逐步验证。
安全提示：写轴 MD 之前，务必让驱动停止、禁止控制器使能，并确认主轴处于机械安全状态；模拟主轴一旦给定电压就可能转起来，现场要有急停与专人监护。
七、排查清单
- 确认本机接口是 X252 还是 X121（看 PPU 型号与硬件手册）。
- MD30100 = 0（本地总线段，模拟输出）；MD30130 = 1（模拟）。
- MD30134 按变频器特性选：0 双极性 ±10 V / 1 单极性 + 独立方向 / 2 单极性 + 方向相关使能。
- MD30110 模块号、MD30120 输出号按实际填（这是「没输出」最常见的两个坑）。
- MD30200 按有无编码器设 0 / 1；有编码器再配 30220 / 30230 / 30240 / 31020 / 31040。
- NCK 复位后确认模拟量真的有电压输出。
- 指令转速 vs 实测转速不一致 → 按比例修正 MD32260。
- 转速漂移 / 受干扰 → 查屏蔽层单端接地、MD36700 漂移补偿。
常见问题
828D 模拟主轴一定要装编码器吗？
不一定。无实际值编码器（MD30200 = 0）时主轴照样能按给定电压转起来，只是没有反馈，属于开环运行——准停（SPOS）、刚性攻丝、螺纹切削这些需要位置/速度反馈的功能都用不了。要做准停或刚性攻丝，必须配直接编码器（SMC30 / SMC20 接到 Drive-CLiQ）并完成相应配置。
设完 MD 还是没有模拟量输出怎么办？
按顺序查：① MD30130 = 1（模拟输出类型）；② MD30100 = 0（本地总线段）；③ MD30110 模块号、MD30120 输出号是否与本机接口实际一致——这两项是「没输出」最常见的坑；④ 驱动是否处于停用状态（写 MD 前须让驱动停止、禁控制器使能）；⑤ NCK 复位/重新上电是否真的做了，MD30100、MD30130 属断电生效类，软复位不够；⑥ 最后查接线与屏蔽层单端接地。
MD32250 和 MD32260 到底怎么填？
MD32250 是额定输出电压，常用 80，意思是 80% × 10 V = 8 V；MD32260 是与这个电压点相对应的电机转速，例如 3000 表示 8 V 对应 3000 rpm。初值可按电机铭牌和变频器设定填，然后指令一个固定转速实测，按「新 MD32260 ≈ 原值 ×（指令转速 ÷ 实测转速）」修正。注意 MD32260 不是「最高转速」，只是标定用的一个电压/转速对应点。
最后更新：2026-10-28
相关：828D SD 与 MD 数据怎么区分 —— 模拟轴配置里 MD30130/30240 属配置类，而 JOG 速度、手动转速这类属设定数据（SD），权限与生效方式都不同。
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