在有些高端機(jī)床、激光切割、晶圓檢測等對平面運動要求較高的行業(yè),傳統(tǒng)的X、Y單軸已無法滿足客戶對大跨越度、大負(fù)載運動的平滑度、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。原點對齊、協(xié)調(diào)停機(jī)等剛需功能配備齊全,讓自動化產(chǎn)業(yè)在高速高精的保障下更加簡單、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。如圖所示一個龍門機(jī)構(gòu)由2個電機(jī)和一個可平移的載臺機(jī)構(gòu)組成,Y1和Y2共同運行完成X軸方向上的運動。
當(dāng)Y1、Y2軸共同運行時若沒有龍門同步技術(shù)則Y1、Y2軸會出現(xiàn)位置誤差,若誤差較大則可移動載臺會扭轉(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)相對穩(wěn)固常用于高剛性高穩(wěn)定性的大型自動化物流傳輸和大型器械加工場所。
柔性龍門結(jié)構(gòu)相對靈活可變性強(qiáng),載臺可在主從軸有較小位移的工況下同時移動,通常用于激光加工,3D打印等場景。
二、龍門同步的應(yīng)用場景
龍門同步是工業(yè)領(lǐng)域常見的一種運動控制方式,在各個自動化行業(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,精度和運行的平滑度要求極高的場所。
· 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,對剛性和穩(wěn)定性要求極高的場所。
· 常規(guī)自動化領(lǐng)域
龍門結(jié)構(gòu)在生活中也經(jīng)??梢娙缥锪髯詣踊魉€、木工切割機(jī)、膏體印刷機(jī)等,對速度效率有較高要求的場所。
三、邁信龍門同步特點及其優(yōu)勢
邁信EP5系列伺服驅(qū)動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)償量來協(xié)調(diào)主從軸之間的同步性能。
1、高同步性能
相對于傳統(tǒng)的ABZ脈沖輸入輸出信號口互聯(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,不利于功能實現(xiàn)。
邁信針對總線方案有專用的龍門接口,通過專用通訊線纜可以實現(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\行同步功能,滿足不同需求。
3、高安全性能
實時檢測主從軸位置偏差,內(nèi)置主從軸協(xié)調(diào)停機(jī)功能,當(dāng)龍門運行中有軸出現(xiàn)報警時,主從軸同時段時能并自由停機(jī),避免機(jī)構(gòu)出現(xiàn)損壞。當(dāng)出現(xiàn)警告時,主從軸可根據(jù)參數(shù)設(shè)定用戶可選擇主從軸報警時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,位置整定時間最優(yōu)可達(dá)1ms。
2、顯著減小安裝尺寸
· 400W驅(qū)動器寬度45mm,相較于上一代產(chǎn)品 減小30%;
· 750W驅(qū)動器寬度45mm,相較于上一代產(chǎn)品 減小40%,為電柜內(nèi)部設(shè)計節(jié)省大量空間。
3、兼容性設(shè)計
· 驅(qū)動器輸出功率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
· 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)。