在有些高端機(jī)床、激光切割、晶圓檢測(cè)等對(duì)平面運(yùn)動(dòng)要求較高的行業(yè)，傳統(tǒng)的X、Y單軸已無(wú)法滿足客戶對(duì)大跨越度、大負(fù)載運(yùn)動(dòng)的平滑度、軸間耦合度等需求。龍門結(jié)構(gòu)能夠很大的改善精度要求高，誤差要求小的問題。

龍門同步技術(shù)的高精尖應(yīng)用領(lǐng)域均被國(guó)外進(jìn)口品牌占領(lǐng)，經(jīng)過邁信電氣研發(fā)人員共同努力，打造了全新一代EP5系列驅(qū)動(dòng)器，在龍門同步技術(shù)上做到了剛性和柔性龍門完美適配。原點(diǎn)對(duì)齊、協(xié)調(diào)停機(jī)等剛需功能配備齊全，讓自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)在高速高精的保障下更加簡(jiǎn)單、便捷。

一、龍門同步的基本原理

龍門同步算法是一種用于多線程編程的同步機(jī)制，用于協(xié)調(diào)多個(gè)線程之間的操作順序，以保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性。如圖所示一個(gè)龍門機(jī)構(gòu)由2個(gè)電機(jī)和一個(gè)可平移的載臺(tái)機(jī)構(gòu)組成，Y1和Y2共同運(yùn)行完成X軸方向上的運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)Y1、Y2軸共同運(yùn)行時(shí)若沒有龍門同步技術(shù)則Y1、Y2軸會(huì)出現(xiàn)位置誤差，若誤差較大則可移動(dòng)載臺(tái)會(huì)扭轉(zhuǎn)從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)損壞。

龍門按照機(jī)構(gòu)連接形式分為剛性龍門和柔性龍門如圖所示：

剛性龍門結(jié)構(gòu)更加牢固，重量更大，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)固常用于高剛性高穩(wěn)定性的大型自動(dòng)化物流傳輸和大型器械加工場(chǎng)所。

柔性龍門結(jié)構(gòu)相對(duì)靈活可變性強(qiáng)，載臺(tái)可在主從軸有較小位移的工況下同時(shí)移動(dòng)，通常用于激光加工，3D打印等場(chǎng)景。

二、龍門同步的應(yīng)用場(chǎng)景

龍門同步是工業(yè)領(lǐng)域常見的一種運(yùn)動(dòng)控制方式，在各個(gè)自動(dòng)化行業(yè)均有所涉及。

· 高精尖制造領(lǐng)域

龍門同步功能在高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用如半導(dǎo)體激光微加工，3D打印等，精度和運(yùn)行的平滑度要求極高的場(chǎng)所。

· 大型工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

龍門結(jié)構(gòu)在大型工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用如航空航天工業(yè)、玻璃激光切割、機(jī)械工業(yè)龍門加工中心等，對(duì)剛性和穩(wěn)定性要求極高的場(chǎng)所。 

· 常規(guī)自動(dòng)化領(lǐng)域

龍門結(jié)構(gòu)在生活中也經(jīng)?？梢娙缥锪髯詣?dòng)化流水線、木工切割機(jī)、膏體印刷機(jī)等，對(duì)速度效率有較高要求的場(chǎng)所。

三、邁信龍門同步特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)

邁信EP5系列伺服驅(qū)動(dòng)器利用主從軸的位置和速度雙偏差反饋生成速度和轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償量來(lái)協(xié)調(diào)主從軸之間的同步性能。

1、高同步性能

相對(duì)于傳統(tǒng)的ABZ脈沖輸入輸出信號(hào)口互聯(lián)，接線較多，受硬件延遲和干擾影響較大，主軸和從軸交互太少，不利于功能實(shí)現(xiàn)。

邁信針對(duì)總線方案有專用的龍門接口，通過專用通訊線纜可以實(shí)現(xiàn)主從軸高速的內(nèi)部通訊可以達(dá)到62.5μs的通信周期，是PLC端方案的16~32倍。內(nèi)部集成同步補(bǔ)償龍門算法，在主從軸工況差異的情況下，輸出速度補(bǔ)償和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)綇妮S從而保證優(yōu)異的同步性能。

2、多功能齊全

支持多種回零方式，針對(duì)不同的龍門結(jié)構(gòu)可設(shè)置單回原開關(guān)，主從軸同步回原點(diǎn)和雙回原開關(guān)主從軸分別回原功能?？稍谖恢媚Ｊ胶退俣饶Ｊ较逻\(yùn)行同步功能，滿足不同需求。

3、高安全性能

實(shí)時(shí)檢測(cè)主從軸位置偏差，內(nèi)置主從軸協(xié)調(diào)停機(jī)功能，當(dāng)龍門運(yùn)行中有軸出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，主從軸同時(shí)段時(shí)能并自由停機(jī)，避免機(jī)構(gòu)出現(xiàn)損壞。當(dāng)出現(xiàn)警告時(shí)，主從軸可根據(jù)參數(shù)設(shè)定用戶可選擇主從軸報(bào)警時(shí)刻位置自鎖還是均斷使能自由停機(jī)。 

4、低位置誤差

當(dāng)開啟龍門同步算法后通過示波器查看位置誤差，在默認(rèn)增益參數(shù)的情況下開啟龍門同步算法后位置誤差優(yōu)化66%。

四、EP5系列伺服驅(qū)動(dòng)器

1、性能全面提升

通過全新的模型算法將速度響應(yīng)頻寬提高到3KHz,基于位置前饋的高響應(yīng)控制，降低響應(yīng)延遲，位置整定時(shí)間最優(yōu)可達(dá)1ms。

2、顯著減小安裝尺寸

· 400W驅(qū)動(dòng)器寬度45mm，相較于上一代產(chǎn)品 減小30%；

· 750W驅(qū)動(dòng)器寬度45mm，相較于上一代產(chǎn)品 減小40%，為電柜內(nèi)部設(shè)計(jì)節(jié)省大量空間。

3、兼容性設(shè)計(jì)

· 驅(qū)動(dòng)器輸出功率400W~15kW；

· 可配套旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直驅(qū)電機(jī)、直線電機(jī)； 

· 可搭配單圈/多圈絕對(duì)值、磁編、旋變等 各類型編碼器。最高可支持25bit編碼器。

4、全新接口設(shè)計(jì)

· 兼容5V差分/24V單端指令脈沖輸入，最高頻率4MHz；

· 7路DI/5路DO功能自定義；

· 總線系列產(chǎn)品使用彈簧接線端子，IO免焊接；

· 1394型編碼器接口。

5、應(yīng)用案例

EP5系列伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人，數(shù)控機(jī)床，送料機(jī)，激光切割等行業(yè)。