大尺寸的龙门框在两边导轨上移动或横梁在两边立柱上的移动必须同步，即两边的驱动必须精确同步。如两边驱动不能很好的同步，轻则影响机床的工作精度，重则影响机床的安全。在普通龙门机床上的横梁的同步升降（如龙门钻床、龙门铣床）就是典型机构。两边立柱上各有一根梯形螺母的丝杠，顶梁上电动机通过一对锥齿轮同步驱动，两根丝杠带动横梁同步升降，然后将横梁夹紧再加工。

一、数控龙门加工中心对双边（多边）同步驱动的基本要求

　　在同步驱动运动指令移动一个轴时，另一个轴（或一个以上）同步移动，接受移动指令的轴称为主动轴，与主动轴同步移动的轴称为从动轴。一个同步轴组可以有一个主动轴和一个（或更多）从动轴。

　　（1）同步激活由于机械的刚性联络，同步驱动在机床“正常”工作时，应一直处于激活状态。

　　（2）同步运动模式所有运动指令在JOG、手轮、增量运动、MDI、自动等等各种方式下，发送到主动轴的指令都将使从动轴同步移动。从动轴仅在屏幕上显示位置，而不能指令，在编程中从动轴应不出现。

　　（3）偏差检测与报警在同步驱动中，控制系统应一直检查两个（或更多）伺服电动机的偏差（或主动轴与从动轴的坐标位置偏差），如偏差超过一定允许值时会停止同步轴组的运动，并发出报警信息。

　　（4）参考点返回同步轴组应能进行“参考点返回”的操作。主动轴、从动轴在开机后能建立各自的坐标位置，与机床坐标对准，以消除各种原因引起的位置偏差（例如：停机后的外力使同步位置失调）。

　　（5）人工干预（同步撤消） 同步运行在特定的情况下应可以人工撤消，以便进行人工干预。例如，当外界原因使同步轴组之间的坐标位置偏差过大时，应能人工去除同步，由手动方式去除这一偏差。但即使是在取消同步运动时，主动轴与从动轴间的位置偏差检测报警也应继续存在，以防错误操作损坏机床。

　　（6）补偿功能同步轴组中的主动轴、从动轴的补偿功能，如间隙补偿，螺距补偿，交叉补偿等等应对主动轴、从动轴分别进行，并继续有效，以保证运动精度。

　　（7）失步的补偿。
　　（8）零件的编程在零件程序中，只有主动轴可以被编程，对从动轴的编程应产生报警。

二、同步控制功能简介

　　Gantry axes（龙门轴）功能适用于机械上刚性连接的双边（多边）驱动的运动部件。例如大型龙门加工中心的龙门架移动或横梁的上下移动。由于在开机、手动、手动回参考点、MDI、自动等各种模式下都能实现精确同步运动，对主、从轴的位置偏差一直进行监控，并在外界强力干扰以致轴对位置偏差过大、超出极限时能报警，停机，以防止机械损坏。

　　西门子的龙门轴功能适应刚性连接双边驱动部件的运动控制，下面对840D的Gantry axes功能及应用作一描述。

三、西门子!"#$龙门轴功能的一般描述

　　1 功能简介

　　（1）龙门轴允许两个或更多的机械上连接的机床轴同步而无偏差地运动。考虑到操作及编程的方便可将这些轴定义到一个龙门轴组。

　　（2）龙门轴组将这些轴作为一个机床轴来处理。对编程而言，从动轴是“不存在的”。当龙门轴移动时控制器连续监控耦合轴的实际位置，检查它们间的偏差。当从动轴的实际位置偏离主动轴太大时，控制器会自动停下所有龙门组的轴，以免损坏机床。

　　（3）配置总共可定义三个龙门轴组，每个龙门轴组可包括一个主动轴及多到两个从动轴。例如在龙门加工中心中可视结构需要将横梁上下移动定义为一个龙门轴组，而将龙门框的移动定义为另一个龙门轴组。

　　（4）主动轴（主导轴Master axis），可以如一般的NC轴一样操作及编程。

　　（5）从动轴（同步轴Synchronized axis），在龙门轴组内，它的运动与主动轴精确同步，从操作和编程的角度来看，可以认为从动轴是不存在的。

　　（6）运动差值比较主动轴和从动轴的位置实际值的差异是一直在比较的，机器参数(MD:GANTRY-BRESK-WARNING()37110设定差值极根，当差值大于设定值时报警。

　　（7）龙门轴断开极限当主动轴和从动轴位置实际值的差值大于MD:GANTRY-BRESK-ERROR参数设定的极限值，控制系统输出报警，龙门轴急停以保护机床部件免遭损坏。

　　（8）龙门轴的回参考点及同步龙门轴接通电源就要立即保持同步。主动轴、从动轴使用增量测量系统时，机床接通电源必须立即进行“回参考点”操作，以建立机床坐标。在回参考点后，轴间的失调应该消除（回参考点操作详见后述）。

　　（9）闭环控制特性龙门轴应该设置为相同的动态响应，以保证主、从动轴在加、减速时能同步运行，并对干扰和指令有相同的良好响应。

　　（10）强制连接的拆分在有需要时用手工拆分的方法， 手动移动主、从轴消除差值， 可用MD:GANTRY-BRESK-UP来拆分龙门轴。

　　2 龙门轴组有回参考点操作

　　龙门轴回参考点分三个阶段：

　　（1）主动轴回参考点，从动轴跟随运动同步运行。主动轴到达参考点（输出到达信号“Reference/synchrenized-1”（主动轴））。

　　（2）主动轴到达参考点后，从动轴自动回参考点运动（内部自动起动），此时主动轴跟随从动轴运动（如有第二从动轴则上述过程再进行一次）。

　　（3）龙门轴同步所有龙门组的轴回参考点，与龙门轴的从动轴与主动轴的位置进行比较，如差值不大于报警极限控制系统，开始同步过程强制连接。如果差值大于报警极限则控制系统不自动开始同步过程，输出等待同步起动信息。“wait for synchornization”，等待操作员起动龙门同步处理，再次起动。

　　3 位置测量系统

　不同类型的位置测量系统可以安装在一个轴组的龙门轴上，每个龙门轴要以处理两个位置测量系统，可以随时进行切换，但两个测量系统必须在回参考点前选择，切换。

　4 补偿功能的激活

　　主动轴和从动轴的补偿功能应能被激活，补偿值分别作用在各龙门轴，补偿的有效激活状态见下表：

　　5 监视功能

　　工作极限，软件极限，保护区等轴运动的监视功能在龙门轴回参考点后有效，与一般的01轴相类似。

　　6 龙门轴功能的激活与配置

　　（1）由于龙门轴组中的主动轴和从动轴是强制连接的，轴也必须视作同一轴来起动，因此主动轴和从动轴的机器数据必须作为关联数据来确定和输入。

　　（2）必须检查轴相应的运动方向MD:AX-MOTIO-DIR=TA(C>FC0A$F?来改变确定

　　（3）配置龙门轴用MD:GANTRY-AXIS-TYPE(37100)注意：一个龙门轴组内的所有轴应为同一类型（直线轴或旋转轴，用MD:IS-ROT-TOL-ERROR来决定）。

　　（4）输入从动轴和主动轴间的实际位置差值允许值
　　MD:GANTRY-POS-TOL-REF（龙门轴回参考点时的允许值）
　　MD:GANTRY-POS-TOL-ERROR （龙门轴断开极限）

　　由于611D数字驱动对干扰和设定变化的良好的响应特性，在龙门轴间不需要补偿控制。龙门轴只能以精确同步方式运动。为了主从轴的响应特性相同，应对主、从轴设定同样的动态响应数值，见下列数据：

　　MD 32200:POSCTRL-GAIN（位置增益）
　　MD 3260:FFW-MODE（前馈控制）

　　前馈控制激活要设定有关参数：0，无前馈1，速度前馈2，力矩前馈。

　　MD 32200:VELO-FFW-WEIGH（前馈控制权值）
　　MD 32650 AX-INERTIA（轴惯量矩）

　　注：一般将上述参数设定同一值（在主、从轴负载特性相对称时），如负载相差较远则需用动态响应适配功能来使用不同特性的轴对设定的改变的动态响应达到良好的匹配。

　　主动轴和从动轴相同的动态响应表示在轴以相同速度运动时跟随误差大小一样。

　　（5）参考点位置设置!主动轴和从动轴的参考点位置首先应设置为近似一致的值。龙门报警极限MD:GANTRY-POS-GOL-WRRNING在初始起动回参考点以前必须为8，以防止运动过程中输出一个报警信息。当有一个超大附加力矩作用引起主、从轴的不对准，应在回参考点前对准主、从轴（拆分龙门轴，人工干预）。主、从轴回参考点后，它们之间的差值可用参考点偏置MD:REFD-MOVE-DIST或REFP-MOVE-CORR来补偿，使主、从轴的位置实际值在执行补偿运动后相同。%=在主、从轴的参考点被设定后，输入MD:GANTRY-POS-GOL-WRRNING逐步增加此值直到低于报警响应极限，这有利于加速阶段的运动。

四、调试实例（横梁上下）及注意事项

　　（1）脱开横梁左右驱动的联轴节，配置两驱动电动机W1、W2的轴名、类型及方向。使两电动机运动正常，并参照正常执行回参考点动作（第一测量主回路，手工模拟挡铁动作）。

　　（2）将横梁调平，固紧联轴节，配置W1、W2的MD:GANTRY-AXIS-TYPE（第一个龙门轴组，W1为主动轴，W2为从动轴）。

　　（3）各项参数使用相同的缺省值。

　　（4）以低速?’,运行W1轴（W2轴应同步运行），观察动作应正常，W1、W2显示值应同步，无大误差（对W2指令应不能动作）。

　　（5）低速回参考点试验。先用第一回路进行。

　　（6）改用第二测量回路，进行低速?’,回参考点各项试验。

　　（7） 用MD:REFP-MOVE-DIST-CORP或MD:REFP-MOVE-DIST(来调整使:5、:7的参考点数值一
致（建议用"#$(偏置，使参考点为8）。

　　（8）调整各相应参数，使手动、慢速、快速各模式运动正常，注意，应由慢到快，防止机械的损坏，建议在调整时可将力矩适当减少（宁可多报警，不要错动而损坏机床）。

　　（9）优化轴控制环路（位置环，速度环及电流控制环）。

　　（10）参数设置举例如下：