凌臣科技龍門控制平臺、 柔性回零及定位精度補償功能應用

　　1 龍門控制方案種類

　　龍門的控制方法有很多種，比較常見的有以下幾種：

　　(1)單反饋，單電機：只在其中一邊有電機提供動 力，另一邊則由導軌支撐，通過機械應力來運動。此方法 比較經(jīng)濟，適用于低速、小跨距、輕負載、精度要求不高 的應用場合。

　　(2)單反饋，多電機：相當于把兩個電機并聯(lián)， 一 組控制信號同時控制兩個電機。此方法控制比較簡單，但 是由于機械和電機的一致性很難保證，容易出現(xiàn)兩個電機

　　圖 1 主從控制龍門算法原理示意圖

　　圖 2 主從龍門控制配置界面

　　圖 3 交叉解耦龍門控制原理示意圖

　　電流環(huán)控制精度不好導致推力不均衡，控制性能差。

　　(3) 主從控制：凌臣科技龍門控制采用高性能驅動 器內(nèi)置龍門算法，主從之間使用10M高速通信生成電流 控制信號來同步兩個Y1、Y2軸，并實時監(jiān)控主從軸之間 位置偏差進行動態(tài)調整，可以實現(xiàn)主從軸之間負荷平均分 配，搭配凌臣自主研發(fā)的高精度龍門平臺可以擁有更高的 速度、加速度、定位精度、重復定位精度、直線度、正交 度，如圖1、圖2所示。

　　(4) 交叉解耦算法：凌臣科技高精度龍門雙驅平臺 采用獨特交叉解耦控制算法以Gantry方向軸和Yaw扭擺 軸兩個控制對象來控制，而不是控制兩個單獨的電機，減 少耦合的影響，此方法可以最大程度提高控制性能。搭配 凌臣自主研發(fā)高精度龍門平臺可以擁有更高的速度、加速 度、定位精度、重復定位精度、直線度、正交度，如圖3 所示。

　　2 柔性回零功能

　　(1)產(chǎn)生背景

　　圖 4 柔性龍門回零原理操作

　　圖 5 開啟 gantryoffset

　　圖 6 伺服驅動器內(nèi)部位置誤差補償功能

設備剛性龍門模式，可以按以下步驟通過相機抓圖對回零重復精度進行測試。

　　測試步驟：龍門斷使能-手推一下-龍門上使能-回零后拍照(其他軸都使能不動，只動龍門軸)。

　　測試結果：測試幾次拍照重復定位誤差很大能夠到40-50um。

　　原因分析：剛性龍門算法要求設備要具有絕對剛性，特別對一些是跨度比較大、橫梁比較重也不是絕對剛性，每次龍門斷使能特別是斷使能再用手推一下后會產(chǎn)生形變，軸系姿態(tài)發(fā)生變化。然而傳統(tǒng)剛性龍門算法回零是以主軸單獨控制尋找index刻線回零，從軸沒有動力依靠系統(tǒng)橫梁機械剛性與主軸同步，這樣受限于系統(tǒng)機械剛性從軸無法調整位置，保證每次回零后位置一致性，所以會產(chǎn)生回零重復性問題。

　 柔性原理：使用驅動器回零，主從軸都需要加裝index點，并且需要提前測算出兩個index之間的距離gantryoffset，并在從軸設定。

　　龍門執(zhí)行以下回零過程：

　　找主軸index- - -

　　找從軸index- - -

　　對齊方式及偏置設置及校準 - - -

　　主軸按照回原模式回原點找index---回零完成。

　　此時驅動器內(nèi)部也會測算從軸的位置Calc，并計算與gantryoffset的差值Err，在回零過程中第二次回到主軸index的時候將差值Err補進去，以保證每次主從軸的相對位置一致，如圖4所示。

　　柔性龍門校準模式、偏置、校準功能啟動。

　　結果：設置為柔性龍門后，按照按以上步驟測試回零精度， 主從軸電機的實際位置在3um內(nèi)波動(可通過終端輸入MFBRAW查看)，相機的拍照精度在5um， 滿足客戶要求，如圖5所示。

　　3 位置誤差補償功能

　　在高精度場合應用時，往往會出現(xiàn)系統(tǒng)定位精度出現(xiàn)問題，導致系統(tǒng)無法按照客戶需求精度運行，造成客戶對設備精度產(chǎn)生懷疑。這種精度誤差大致上由以下幾個方面造成：阿貝誤差、環(huán)境溫度影響、余弦誤差、死程誤差