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台达A2伺服龙门同轴控制！

发布时间：2025-09-15 浏览次数：5 返回列表

台达 A2 系列伺服系统的龙门同轴控制（Gantry Axis Control）是一种通过同步控制两个伺服轴（通常为 X1 和 X2 轴），实现类似龙门结构的同步运动，确保两个轴在机械上保持精确同步，常用于需要大负载、高精度同步运动的设备（如数控机床、大型印刷机等）。

一、龙门同轴控制的核心原理

龙门同轴控制通过主从轴同步机制实现：

主轴（Master Axis）：接收运动指令（位置、速度），作为基准轴
从轴（Slave Axis）：实时跟随主轴的运动状态，通过位置闭环补偿消除同步误差
同步方式：采用电子齿轮（Electronic Gear）或位置比较（Position Compare）模式，确保从轴与主轴的位置差控制在允许范围内（通常≤0.1mm）

二、硬件配置与接线

1. 核心组件

台达 A2 系列伺服驱动器（至少 2 台，如 ASD-A2-xx23-M）
伺服电机（与驱动器匹配，需带编码器反馈）
控制器（台达 PLC 如 DVP 系列，或运动控制器如 DMC 系列）
机械结构（龙门架、滚珠丝杠、线性导轨等）
编码器线、动力线、控制信号线

2. 关键接线（以 PLC 控制为例）

主轴驱动器：

脉冲输入：连接 PLC 的高速脉冲输出（如 Y0/Y1）
编码器输出：连接从轴驱动器的编码器输入（作为同步基准）
控制信号：使能（SON）、报警复位（RES）等

从轴驱动器：

脉冲输入：接收主轴编码器信号（实现电子齿轮同步）
控制信号：与主轴共用使能信号，确保同时启动 / 停止

注意：需使用屏蔽线并单端接地，减少电磁干扰。

三、参数设置（关键参数）

台达 A2 伺服驱动器需通过参数设置实现主从同步，核心参数如下：

参数号	名称	主轴设置	从轴设置	说明
P1-01	控制模式	0（位置控制）	3（电子齿轮同步）	主轴接收脉冲指令，从轴跟随主轴
P1-44	电子齿轮分子	1	1	同步比例分子（根据机械减速比调整）
P1-45	电子齿轮分母	1	1	同步比例分母（通常设为 1:1 同步）
P2-10	编码器输入类型	-	1（AB 相脉冲）	从轴接收主轴编码器的 AB 相信号
P2-11	编码器脉冲数	-	与主轴电机编码器一致	匹配主轴编码器分辨率
P5-01	刚性等级	5-8（根据负载调整）	比主轴高 1-2 级	从轴需更高刚性确保快速跟随
P5-21	前馈增益	30-50%	30-50%	减少跟随误差

注：参数需根据实际机械结构（如减速比、丝杠导程）调整，确保位置同步精度。

四、控制程序设计（PLC 示例）

以台达 DVP PLC 为例，使用梯形图实现龙门轴的基本控制：

1. 控制逻辑

主轴接收 PLC 的脉冲指令运动
从轴通过电子齿轮同步主轴运动
实时监测两轴位置差，超过阈值时报警

2. 关键程序片段（梯形图伪代码）

plaintext

// 初始化：使能伺服
LD     M0      // 系统启动信号
OUT    Y0      // 主轴使能（SON）
OUT    Y1      // 从轴使能（SON）

// 手动控制：JOG模式
LD     X0      // 手动+X
AND    M0      // 系统正常
PLSY   K1000   Y2      // 主轴正转脉冲（1000Hz）
// 从轴自动跟随主轴

LD     X1      // 手动-X
AND    M0
PLSY   K-1000  Y2      // 主轴反转脉冲

// 自动运行：执行预设轨迹
LD     X2      // 自动启动
AND    M0
MOV    K10000  D100    // 目标位置10000脉冲
DRVI   D100    K5000   Y2  Y3  // 主轴定位（速度5000Hz）
// 从轴同步跟随

// 同步误差监测
LD     M10     // 运行中
SPD    Y2      D200    // 读取主轴速度
SPD    Y4      D201    // 读取从轴速度（需从轴编码器反馈到PLC）
DIFU   D200    D202    // 计算速度差
CMP    D202    K50     M20  // 速度差>50Hz时
LD     M20
OUT    Y10     // 同步异常报警
RST    Y0      // 紧急停止主轴
RST    Y1      // 紧急停止从轴

五、调试要点与同步优化

机械调整优先：

确保两轴机械结构对称（丝杠精度、导轨平行度）
消除机械间隙（可通过预紧或参数 P2-30 设置反向间隙补偿）

同步精度调试：

采用台达伺服调试软件（Delta ASDA-Soft）实时监测两轴位置差
逐步提高从轴刚性（P5-01），但需避免共振
增加前馈增益（P5-21），减少动态跟随误差

动态性能优化：

限制最大加速度（P1-35），避免急加速导致同步偏差
加入 S 型加减速（通过 PLC 或驱动器参数 P1-36 设置）

异常处理：

设置同步误差阈值（如 ±50 脉冲），超限时立即停机
定期检查编码器线连接，避免信号丢失导致同步失效

六、常见问题解决

静态同步偏差：

原因：机械负载不均、电子齿轮比设置错误
解决：重新校准电子齿轮比（P1-44/P1-45），调整从轴增益

动态同步偏差大：

原因：刚性不足、加速度过大
解决：提高从轴刚性（P5-01），降低运动加速度

运行中振动：

原因：刚性过高、机械共振
解决：降低刚性等级，增加滤波器参数（P5-10）

台达 A2 伺服的龙门同轴控制核心是通过电子齿轮同步和参数优化实现高精度跟随，实际应用中需结合机械特性和运动需求，通过软件调试工具反复优化参数，才能达到最佳同步效果。对于更高精度要求，可考虑采用台达 DMC 系列运动控制器，其支持更复杂的同步控制算法（如电子凸轮）。

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