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在激光切割、木工板式家具等加工設備行業中，由于使用到的機床行程較長，且速度要求較高，所以機床一般采用龍門雙驅的結構。龍門雙驅結構機床通常有兩個機械傳動機構并列于機架兩側，共同帶動龍門軸進行無間隙運動，兩側機械傳動結構各由一個電機獨立控制。

挑戰

然而，龍門雙驅結構機床運行時，當其中一個軸發生報警后，另一個軸會因為停止不同步，導致機械損壞（如圖1所示），影響產品的加工效果。

圖1 龍門雙驅結構因為停止不同步，導致機械損壞

維宏龍門結構機床整體解決方案

為此，針對激光切割、木工板式家具等領域的龍門結構機床，維宏股份提供了包括控制系統、進給軸（朗驅多軸伺服驅動器及配套伺服電機）在內的一整套方案（如圖2、圖3所示）。

圖2 激光切割行業整體解決方案

圖3 木工家具行業整體解決方案

朗驅多軸伺服驅動器

維智朗驅多軸伺服驅動器結構圖如圖4所示，內部集成4臺伺服驅動器，支持18路通用輸出，38路通用輸入，1組模擬量輸出；同時提供1個主機接口，1個脈沖主軸接口，1個六軸手輪接口，1個擴展I/O接口，1個總線拓展軸接口。

圖4 維智朗驅多軸伺服驅動器結構圖

龍門協調停止功能

尤為值得一提的是，維智朗驅多軸伺服驅動器推出的龍門協調停止功能，當其中一個軸發生報警后停止，另外一個軸會協調同步停止，有效防止了機械損壞（圖5）。

圖5 維智朗驅多軸伺服驅動器龍門協調停止功能示意圖

朗驅多軸伺服驅動器龍門協調停止功能原理如圖6所示。當機床運行時，Y1軸突然發生報警。系統接收到報警信息，然后系統下發servooff伺服使能關閉信號給Y2軸，Y2軸接收使能關閉信號會有一定的時間延遲，此時Y2軸會拖拽Y1軸繼續前行一段距離，會使得龍門雙驅軸存在較大的位置偏差，損壞機械結構。

圖6 龍門協調停止功能原理圖

下面以采集的波形數據進行簡要分析，如圖7所示，深紅色為Y1Y2軸位置偏差曲線，綠色、藍色為實際速度曲線。

從圖7可以看出發生報警時，Y2軸速度下降的時間點相對Y1軸有20ms的滯后，且Y1Y2軸位置偏差進一步增大，峰值大約在550000pulse左右，換算成機床實際位置偏差為17.5mm的位移量（采集的波形數據是電機以2000r/min的速度運行，運行速度越快Y1Y2軸位置偏差越大），如龍門雙驅軸經常發生異常報警，會導致龍門雙驅軸的機械損壞也會降低機床加工精度。

木工拉米諾機床                                                  激光平面切割機床

圖7 未開啟龍門協調停止功能

從圖8采集的波形圖來看，啟用龍門協調停止功能后，當發生報警時，Y2軸速度下降的時間點相對Y1軸只有1ms的滯后，速度震蕩幅值明顯減小，軸位置偏差幅值相對于未開啟功能前明顯減小，峰值只有66000pulse左右，換算成機床實際位置偏差為2mm的位移量，且軸位置偏差會隨時間推移進一步縮小，直至位置偏差趨近于0，協調停止過程結束。

圖8 開啟龍門協調停止功能后

小結

維智朗驅多軸伺服驅動器由繁至簡驅動控制，滿足多樣加工需求，特別是結合激光切割、木工板式家具等加工設備的實際需求，深入用戶應用現場，為設備持續進行功能升級提供充足的動力。