龍門(mén)在各種各樣不同的應(yīng)用中扮演著重要的角色，比如基因測(cè)試，貼片組裝，物料搬運(yùn)等等諸多應(yīng)用。龍門(mén)需要兩個(gè)軸緊密協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng)，即使微小差別的跟隨誤差也可能導(dǎo)致兩個(gè)軸相互阻礙，從而降低精度，導(dǎo)致不均勻的運(yùn)動(dòng)，甚至完全阻止龍門(mén)的兩個(gè)軸一起運(yùn)動(dòng)。集成龍門(mén)特定功能的 Copley 驅(qū)動(dòng)器可幫助防止這些問(wèn)題，并且簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和調(diào)試。

提供龍門(mén)性能的方法：

龍門(mén)通常使用集中式控制（PLC 或運(yùn)動(dòng)控制器）或分布式控制（主從架構(gòu)）進(jìn)行操作，但兩種控制方式都 會(huì)有延遲產(chǎn)生，相比之下，雙軸驅(qū)動(dòng)器提供了更有效的解決方案。在 Copley 雙軸驅(qū)動(dòng)器中，兩軸的信號(hào)同時(shí)傳輸，延遲僅為數(shù)百納秒。

 
提升龍門(mén)精度和減小相互阻礙有多種方法，接下來(lái)我們列出它們，分別比較其準(zhǔn)確性和有效性。

 
方法一：簡(jiǎn)單地同步時(shí)鐘，同時(shí)將兩個(gè)軸命令到同一位置，即可防止相互阻礙。該技術(shù)可用于單軸驅(qū)動(dòng)器，盡管對(duì)于具有高速或高精度要求的應(yīng)用無(wú)效。雙軸驅(qū)動(dòng)器可提供更好的性能。

方法二：并聯(lián)控制電機(jī)電流可用于兩軸相互較勁，機(jī)械剛性相對(duì)較強(qiáng)的系統(tǒng)中。但由于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸讀取每個(gè)軸的編碼器/機(jī)械位置誤差，剛性較強(qiáng)的龍門(mén)系統(tǒng)本質(zhì)上會(huì)相互對(duì)抗。這尤其表現(xiàn)在積分增益上，并可能導(dǎo)致一個(gè)軸朝正方向以最大電流推動(dòng)，而另一個(gè)軸則反向推動(dòng)。

方法三：編碼器誤差校正功能（Error  Correction）可提高一定行程內(nèi)兩軸的精度，提高兩軸運(yùn)動(dòng)精度和減小由誤差引起的相互阻礙。當(dāng)合適地匹配到應(yīng)用中，該技術(shù)可以非常有效。但是，其中一些應(yīng)用可能難以執(zhí)行。為了簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，所有基于FPGA 處理器的Copley Plus 系列驅(qū)動(dòng)器和基于 ARM 處理器的 Copley Standard 系列驅(qū)動(dòng)器都具備編碼器校正功能。

伺服驅(qū)動(dòng)器能達(dá)到的定位控制精度會(huì)受到編碼器所能提供的位置數(shù)據(jù)分辨率和精度的影響。編碼器誤差可分為制造和裝配過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)在誤差（例如碼盤(pán)誤差，電子非線(xiàn)性誤差, 偏心誤差等）和安裝過(guò)程中引入的外部誤差（例如碼盤(pán)和檢測(cè)器的偏心安裝)。一種方法是測(cè)量編碼器誤差并生成補(bǔ)償值表，驅(qū)動(dòng)器可使用該補(bǔ)償表實(shí)時(shí)校正這些誤差。Copley 驅(qū)動(dòng)器正是采用了這種方法。

在雙軸驅(qū)動(dòng)器中執(zhí)行誤差校正表還會(huì)帶來(lái)另一個(gè)好處，誤差校正在數(shù)百皮秒內(nèi)即可同時(shí)應(yīng)用到兩個(gè)軸。與集中式或分布式控制相比，雙軸驅(qū)動(dòng)器具有更低的時(shí)基抖動(dòng)和更快的更新速率。

方法四：Copley 雙軸驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)交叉解耦算法（Cross Coupling），可用于機(jī)械剛性相對(duì)較弱的系統(tǒng)中，確保兩軸彼此跟隨。#1軸的誤差補(bǔ)償?shù)?#2 軸，從而引起 #2 軸調(diào)整其速度，以便與軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。最終結(jié)果是提高運(yùn)動(dòng)精度和減小相互阻礙的程度。

舉例，如下圖所示，盡管兩軸已接收完全相同的運(yùn)動(dòng)指令，但由于機(jī)械結(jié)構(gòu)、電機(jī)性能個(gè)體差異、編碼器誤差等原因，最終實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，兩軸還是存在較大的跟隨誤差不同，也就是說(shuō)兩軸實(shí)際上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還存在相互阻礙的現(xiàn)象。

接下來(lái)使用 Copley 雙軸驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的的交叉解耦功能后，首先調(diào)整比例增益使得兩軸跟隨誤差的幅值盡量接近。

 
然后調(diào)整積分增益，消除兩軸跟隨誤差的穩(wěn)態(tài)誤差，如下圖所示，可以看到運(yùn)動(dòng)過(guò)程中軸A和軸B的跟隨誤差基本已完全重合，在這種情況下，雖然雙軸運(yùn)動(dòng)中仍有波動(dòng)，但兩軸波動(dòng)一致，同步效果非常好。

 
在各種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中，龍門(mén)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，以上描述的方法可以顯著地影響運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的性能。通過(guò)利用 Copley 驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)功能，以及 Copley Controls 的應(yīng)用支持，OEM 可根據(jù)自身需要，選擇合適的提高龍門(mén)性能的方法，將自身的工程工作能力重點(diǎn)放在更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品功能上，以?xún)?yōu)化運(yùn)動(dòng)性能。