大型数控加工中心龙门轴和主从轴结构及应用

■ 南京高速齿轮制造有限公司 （江苏 211100） 赵红淑

1. 龙门轴在西门子数控系统上的应用特点和参数控制

（1）龙门轴（GANTRY）简介。如图1所示，X和Z轴分别有由两个电动机和两个轴组成的两个龙门轴控制系统，其中X1和Z1分别为主动轴，X2和Z2为同步轴。

龙门轴结构中所有的轴（≥2）分为主动轴和同步轴，它们都有各自的位置环，同步轴的位置给定值由主动轴给出，数控系统会实时监控主动轴和同步轴之间的位置误差值。每一根轴都有它自己单独的测量系统（龙门轴的伺服系统控制逻辑见图2），比如光栅尺或者编码器。由于龙门轴之间属于硬联接，这些轴的驱动机构移动时必须绝对同步，否则整个机械结构就会倾斜或扭曲。

图1 龙门轴机床典型的结构

图2 龙门轴控制逻辑图

（2）龙门轴主要参数设定。龙门轴功能是西门子系统的一个选项功能，这个功能叫做“Synchronous axes pair(GANTRY)”，此选项需开启参数19310的某一位，将其置1就能把GANTRY轴功能开通。下面以SCHIESS机床的YL+YF龙门轴数据进行分析。

建立龙门轴组：

M D37100 G A N T RY_A X I S_TYPE[YL]=1；YL为龙门轴组1中的主动轴

M D37100 G A N T RY_A X I S_TYPE[YF]=11；YF为龙门轴组1中的同步轴

设置龙门轴之间的位置监控值：

当龙门轴确定参考点以后，数控系统会不停监控主动轴和同步轴之间的位置差异，如果超过37110参数中设置的0.7，系统就会报错“10652 Warning limit exceeded”，同时触发接口信号DB3X.DBX101.3=1，此信号还可以在PLC中处理触发各类报警信息等。

这表示当主从轴的差值超过1，系统就会报错“10653 Error limit exceeded”，同时触发接口信号DB3.DBX101.2=1，轴紧急停车，并且系统会自动取消两轴的同步关系。

这表示龙门……