1 龙门加工中心对多轴同步驱动的基本要求

1. 同步激活 由于机械的刚性联接，同步驱动在机床“正常”工作时，应一直处于激活状态。
2. 同步运动模式 所有运动指令在JOG、手轮、增量运动、MDI和自动等各种方式下，发送到主动轴的指令都将使从动轴同步移动。从动轴仅在屏幕上显示位置，而不能指令，在编程中从动轴应不出现。
3. 偏差检测与报警 在同步驱动中，控制系统应一直检查两个(或更多)伺服电动机的偏差(或主动轴与从动轴的坐标位置偏差)，如偏差超过一定允许值时会停止同步轴组的运动，并发出报警信息。
4. 参考点返回 同步轴组应能进行“参考点返回”的操作。主动轴和从动轴在开机后能建立各自的坐标位置，与机床坐标对准，以消除各种原因引起的位置偏差(例如:停机后的外力使同步位置失调……)。
5. 人工干预(同步撤消) 同步运行在特定的情况下应可以人工撤消，以便进行人工干预。例如，当外界原因使同步轴组之间的坐标位置偏差过大时，应能人工去除同步，由手动方式去除这一偏差。但即使是在取消同步运动时，主动轴与从动轴间的位置偏差检测报警也应继续存在，以防错误操作损坏机床。
6. 补偿功能 同步轴组中的主动轴和从动轴的补偿功能如间隙补偿、螺距补偿和交叉补偿等。应对主动轴和从动轴分别进行补偿，并继续有效，以保证运动精度。
7. 失步的补偿
8. 零件的编程 在零件程序中，只有主动轴可以被编程，对从动轴的编程应产生报警。

2 同步控制功能简介

3 西门子84D龙门轴功能的一般描述

1. 功能简介
   龙门轴允许两个或更多的机械上联结的机床轴同步而无偏差地运动。考虑到操作及编程的方便可将这些轴定义到一个龙门轴组。
   龙门轴组将这些轴作为一个机床轴来处理。对编程而言，从动轴是“不存在的”。当龙门轴移动时控制器连续监控耦合轴的实际位置，检查它们间的偏差，当从动轴的实际位置偏离主动轴太大时，控制器会自动停下所有龙门组的轴，以免损坏机床。
   配置总共可定义三个龙门轴组，每个龙门轴组可包括一个主动轴及多到两个从动轴。例如在龙门加工中心中可视结构需要将横梁上下移动定义为一个龙门轴组，而将龙门框的移动定义为另一个龙门轴组。
   主动轴(主导轴，Master axis)，可以如一般的NC轴一样操作及编程。从动轴(同步轴，Synchronized axis)，在龙门轴组内，它的运动与主动轴精确同步，从操作和编程的角度来看，可认为从动轴是不存在的。主动轴和从动轴的运动位置实际值的差异是一直在比较的，机器参数MD:GANTRY-POS-TOL-WARNING(37110)设定差值极根，当差值大于设定值时报警。
   龙门轴断开极限，当主动轴和从动轴位置实际值的差值大于MD:GANTRY-POS-TOL-ERROR参数设定的极限值，控制系统输出报警，龙门轴紧急停止以保护机床部件免遭损坏。
   龙门轴的回参考点及同步。龙门轴接通电源就要立即保持同步。主动轴和从动轴使用增量测量系统时，机床接通电源必须立即进行“回参考点”操作，以建立机床坐标。在回参考点后，轴间的失调应该消除。
   闭环控制特性。龙门轴组应该设置为相同的动态响应，以保证主、从动轴在加D减速时能同步运行，并对干扰和指令有相同的良好响应。
   强制连接的拆分。在有需要时用手工拆分的方法，手动移动主/从动轴消除差值，可用MD:GANTRY-BRESK-UP=1来拆分龙门轴。
2. 龙门轴组回参考点的操作
   龙门轴回参考点分三个阶段:(1)主动轴回参考点，从动轴跟随运动同步运行。主动轴到达参考点[输出到达信号“Reference/synchronized=1”(主动轴)]。(2)主动轴到达参考点后，从动轴自动回参考点运动(内部自动启动)，此时主动轴跟随从动轴运动，(如有第二从动轴则上述过程再进行一次)。(3)龙门轴同步所有龙门组的轴回参考点，比较龙门轴的从动轴与主动轴的位置，如差值不大于报警极限，则控制系统开始同步过程强制联接。如果差值大于报警极限则控制系统不自动开始同步过程，输出等待同步启动信息。“wait for synchronization start”等待操作员启动龙门同步处理，再次启动。
3. 输入从动轴和主动轴间的实际位置差值允许值
   MD:GANTRY-POS-TOL-WARNING
   MD:GANTRY-POS-TOL-REF(龙门轴回参考点时的允许值)
   MD:GANTRY-POS-TOL-ERROR(龙门轴断开极限)
   注:
   (1)开始调试时GANTRY-POS-TOL-WARNING=0则不会输出报警。
   (2)断开极限参数必须输入。
   611D数字驱动对干扰和设定变化有良好的响应特性，在龙门轴间不需要补偿控制。龙门轴只能以精确同步方式运动。为了主从动轴的响应特性相同，应对主、从动轴设定同样的动态响应数值，见下列数据:
   MD 32200:POSCTRL-GAIN(位置增益)
   MD 32620:FFW-MODE(前馈控制)前馈控制激活要设定有关参数
   0:无前馈1:速度前馈2:力矩前馈
   MD 32610:VELO-FFW-WEIGH(前馈控制权值)
   MD 32650:AX-INERTIA(轴惯量矩)
   MD 32800:EQUIY-CURRCTRL-TIME
   MD 33000:FIPO-TYPE
   MD 32400:AX-FERK-ENABLE
   MD 32410:AX-JERK-TIME
   MD 32420:JOG-AND-POS-JERK-ENABLE
   MD 32430:JOG-AND-POS-MAX-FERK<DIV style="FONT-SIZE: 8pt; MARGIN-LEFT: 60pt">注:一般将上述参数设定同一值(在主、从动轴负载特性相对称时)，如负载相差较远则需使用动态响应适配功能来使不同特性的轴对设定的改变的动态响应达到良好的匹配。</DIV>
   主动轴和从动轴相同的动态响应表示在轴以相同速度运动时跟随误差大小一样。
4. 参考点位置设置
   主动轴和从动轴的参考点位置首先应设置为近似一致的值。
   龙门报警极限(MD:GANTRY-POS-GOL-WARNING)在初始起动回参考点以前必须为0，以防止运动过程中输出一个报警信息。
   当有一个超大附加力矩作用引起主、从动轴不对准时，应在回参考点前对准主、从动轴(拆分龙门轴，人工干预)。
   主、从动轴回参考点后，它们之间的差值可用参考点偏置MD:REFD-MOVE-DIST或REFP-MOVE-DIST-CORR来补偿，使主、从动轴的位置实际值在执行补偿运动后相同。
   在主、从动轴的参考点被设定后，输入MD:GAN-TRY-POS-TOL-WARNIG，逐步增加此值直到低于报警响应极限，这有利于加速阶段的运动。

4 参数设置举例