1 龙门控制方案种类

　　龙门的控制方法有很多种，比较常见的有以下几种：

　　(1)单反馈，单电机：只在其中一边有电机提供动 力，另一边则由导轨支撑，通过机械应力来运动。此方法 比较经济，适用于低速、小跨距、轻负载、精度要求不高 的应用场合。

　　(2)单反馈，多电机：相当于把两个电机并联， 一 组控制信号同时控制两个电机。此方法控制比较简单，但 是由于机械和电机的一致性很难保证，容易出现两个电机

　　图 1 主从控制龙门算法原理示意图

　　图 2 主从龙门控制配置界面

　　图 3 交叉解耦龙门控制原理示意图

　　电流环控制精度不好导致推力不均衡，控制性能差。

　　(3) 主从控制：凌臣科技龙门控制采用高性能驱动 器内置龙门算法，主从之间使用10M高速通信生成电流 控制信号来同步两个Y1、Y2轴，并实时监控主从轴之间 位置偏差进行动态调整，可以实现主从轴之间负荷平均分 配，搭配凌臣自主研发的高精度龙门平台可以拥有更高的 速度、加速度、定位精度、重复定位精度、直线度、正交 度，如图1、图2所示。

　　(4) 交叉解耦算法：凌臣科技高精度龙门双驱平台 采用独特交叉解耦控制算法以Gantry方向轴和Yaw扭摆 轴两个控制对象来控制，而不是控制两个单独的电机，减 少耦合的影响，此方法可以最大程度提高控制性能。搭配 凌臣自主研发高精度龙门平台可以拥有更高的速度、加速 度、定位精度、重复定位精度、直线度、正交度，如图3 所示。

　　2 柔性回零功能

　　(1)产生背景

　　图 4 柔性龙门回零原理操作

　　图 5 开启 gantryoffset

　　图 6 伺服驱动器内部位置误差补偿功能

设备刚性龙门模式，可以按以下步骤通过相机抓图对回零重复精度进行测试。

　　测试步骤：龙门断使能-手推一下-龙门上使能-回零后拍照(其他轴都使能不动，只动龙门轴)。

　　测试结果：测试几次拍照重复定位误差很大能够到40-50um。

　　原因分析：刚性龙门算法要求设备要具有绝对刚性，特别对一些是跨度比较大、横梁比较重也不是绝对刚性，每次龙门断使能特别是断使能再用手推一下后会产生形变，轴系姿态发生变化。然而传统刚性龙门算法回零是以主轴单独控制寻找index刻线回零，从轴没有动力依靠系统横梁机械刚性与主轴同步，这样受限于系统机械刚性从轴无法调整位置，保证每次回零后位置一致性，所以会产生回零重复性问题。

　 柔性原理：使用驱动器回零，主从轴都需要加装index点，并且需要提前测算出两个index之间的距离gantryoffset，并在从轴设定。

　　龙门执行以下回零过程：

　　找主轴index- - -

　　找从轴index- - -

　　对齐方式及偏置设置及校准 - - -

　　主轴按照回原模式回原点找index---回零完成。

　　此时驱动器内部也会测算从轴的位置Calc，并计算与gantryoffset的差值Err，在回零过程中第二次回到主轴index的时候将差值Err补进去，以保证每次主从轴的相对位置一致，如图4所示。

　　柔性龙门校准模式、偏置、校准功能启动。

　　结果：设置为柔性龙门后，按照按以上步骤测试回零精度， 主从轴电机的实际位置在3um内波动(可通过终端输入MFBRAW查看)，相机的拍照精度在5um， 满足客户要求，如图5所示。

　　3 位置误差补偿功能

　　在高精度场合应用时，往往会出现系统定位精度出现问题，导致系统无法按照客户需求精度运行，造成客户对设备精度产生怀疑。这种精度误差大致上由以下几个方面造成：阿贝误差、环境温度影响、余弦误差、死程误差