在激光切割、木工板式家具等加工設(shè)備行業(yè)中，由于使用到的機(jī)床行程較長，且速度要求較高，所以機(jī)床一般采用龍門雙驅(qū)的結(jié)構(gòu)。龍門雙驅(qū)結(jié)構(gòu)機(jī)床通常有兩個(gè)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并列于機(jī)架兩側(cè)，共同帶動(dòng)龍門軸進(jìn)行無間隙運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)各由一個(gè)電機(jī)獨(dú)立控制。

挑戰(zhàn)

然而，龍門雙驅(qū)結(jié)構(gòu)機(jī)床運(yùn)行時(shí)，當(dāng)其中一個(gè)軸發(fā)生報(bào)警后，另一個(gè)軸會(huì)因?yàn)橥Ｖ共煌?，?dǎo)致機(jī)械損壞（如圖1所示），影響產(chǎn)品的加工效果。

圖1 龍門雙驅(qū)結(jié)構(gòu)因?yàn)橥Ｖ共煌剑瑢?dǎo)致機(jī)械損壞

維宏龍門結(jié)構(gòu)機(jī)床整體解決方案

為此，針對激光切割、木工板式家具等領(lǐng)域的龍門結(jié)構(gòu)機(jī)床，維宏股份提供了包括控制系統(tǒng)、進(jìn)給軸（朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器及配套伺服電機(jī)）在內(nèi)的一整套方案（如圖2、圖3所示）。

圖2 激光切割行業(yè)整體解決方案

圖3 木工家具行業(yè)整體解決方案

朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器

維智朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，內(nèi)部集成4臺伺服驅(qū)動(dòng)器，支持18路通用輸出，38路通用輸入，1組模擬量輸出；同時(shí)提供1個(gè)主機(jī)接口，1個(gè)脈沖主軸接口，1個(gè)六軸手輪接口，1個(gè)擴(kuò)展I/O接口，1個(gè)總線拓展軸接口。

圖4 維智朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

龍門協(xié)調(diào)停止功能

尤為值得一提的是，維智朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器推出的龍門協(xié)調(diào)停止功能，當(dāng)其中一個(gè)軸發(fā)生報(bào)警后停止，另外一個(gè)軸會(huì)協(xié)調(diào)同步停止，有效防止了機(jī)械損壞（圖5）。

圖5 維智朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器龍門協(xié)調(diào)停止功能示意圖

朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器龍門協(xié)調(diào)停止功能原理如圖6所示。當(dāng)機(jī)床運(yùn)行時(shí)，Y1軸突然發(fā)生報(bào)警。系統(tǒng)接收到報(bào)警信息，然后系統(tǒng)下發(fā)servooff伺服使能關(guān)閉信號給Y2軸，Y2軸接收使能關(guān)閉信號會(huì)有一定的時(shí)間延遲，此時(shí)Y2軸會(huì)拖拽Y1軸繼續(xù)前行一段距離，會(huì)使得龍門雙驅(qū)軸存在較大的位置偏差，損壞機(jī)械結(jié)構(gòu)。

圖6 龍門協(xié)調(diào)停止功能原理圖

下面以采集的波形數(shù)據(jù)進(jìn)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(lán)色為實(shí)際速度曲線。

從圖7可以看出發(fā)生報(bào)警時(shí)，Y2軸速度下降的時(shí)間點(diǎn)相對Y1軸有20ms的滯后，且Y1Y2軸位置偏差進(jìn)一步增大，峰值大約在550000pulse左右，換算成機(jī)床實(shí)際位置偏差為17.5mm的位移量（采集的波形數(shù)據(jù)是電機(jī)以2000r/min的速度運(yùn)行，運(yùn)行速度越快Y1Y2軸位置偏差越大），如龍門雙驅(qū)軸經(jīng)常發(fā)生異常報(bào)警，會(huì)導(dǎo)致龍門雙驅(qū)軸的機(jī)械損壞也會(huì)降低機(jī)床加工精度。

木工拉米諾機(jī)床                                                  激光平面切割機(jī)床

圖7 未開啟龍門協(xié)調(diào)停止功能

從圖8采集的波形圖來看，啟用龍門協(xié)調(diào)停止功能后，當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，Y2軸速度下降的時(shí)間點(diǎn)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(jī)床實(shí)際位置偏差為2mm的位移量，且軸位置偏差會(huì)隨時(shí)間推移進(jìn)一步縮小，直至位置偏差趨近于0，協(xié)調(diào)停止過程結(jié)束。

圖8 開啟龍門協(xié)調(diào)停止功能后

小結(jié)

維智朗驅(qū)多軸伺服驅(qū)動(dòng)器由繁至簡驅(qū)動(dòng)控制，滿足多樣加工需求，特別是結(jié)合激光切割、木工板式家具等加工設(shè)備的實(shí)際需求，深入用戶應(yīng)用現(xiàn)場，為設(shè)備持續(xù)進(jìn)行功能升級提供充足的動(dòng)力。