看到一篇西门子840D数控系统龙门同步的设置方法的文章，其中提及龙门同步功能和操作的不少概念，个人以为无论对于数控系统的使用者还是开发者，本文都有助于对龙门概念的理解，特此转载。

       龙门铣床、龙门加工中心等大型机床为了缩小机床总体尺寸，增加加工高度和机床刚度，常将原来的工作台移动改为龙门框移动，主轴箱上下移动(固定横梁式)改为横梁上下移动。这时，大尺寸的龙门框在二边导轨上的移动或横梁在二边立柱上的移动必须精确同步。早期的数控龙门机床用系统的简易同步功能将横梁移动到几个固定位置(常使用无触点开关、磁性开关作为定位元件)锁紧后再进行加工。由于计算机技术的飞速发展，数控系统的控制功能不断加强，除了以往的对各轴的位置、速度、转矩的精确控制外，目前各种数控系统已有“龙门轴”控制等同步驱动功能供用户使用，使双边(多边)精确驱动问题得到满意的解决。

 
1 龙门加工中心对多轴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(或多个)从动轴。对双边(多边)同步驱动具有如下基本要求:

      1).同步激活 由于机械的刚性联接，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和自动等各种方式下，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。主动轴和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和从动轴的补偿功能如间隙补偿、螺距补偿和交叉补偿等。应对主动轴和从动轴分别进行补偿，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。

2 同步控制功能简介
      目前常用的数控系统有各种同步控制功能，西门子840D/810D中有“Coupled axes”(耦合轴)和“Gantryaxes”(龙门轴)功能可供选用。Gantry axes功能适用于机械上刚性联结的双边(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和自动等各种模式下都能实现精确同步运动，对主、从动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。尤其是手动使主、从动轴以专门的同步方式回各自的参考点，建立精确的机床坐标。另外，能在外界强力干扰使其位置超差时，用手工方式拆分龙门轴组，进行人工干预，消除偏差，再使龙门轴组恢复同步更是一个必需具备的功能。Coupled axes功能适合不是刚性联接的两根轴(或更多)的同步运动，由于它的同步功能的激活/取消，可由程序指令来编程，十分灵活。适用于正常情况下各自独立，但有时需要同时运动的场合。尤其是西门子的Coupled axes有耦合系数来控制耦合的方向、倍率，使机床加工编程更具灵活性。
      但由于不能完整地手动同步完成回参考点的动作，则对机械固定联接的运动对象控制不太合适。

3 西门子84D龙门轴功能的一般描述

      1).功能简介
      龙门轴允许两个或更多的机械上联结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。
      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。
      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。
      主动轴(主导轴．ｍａｓｔｅｒaxis)，可以如一般的NC轴一样操作及编程。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，可认为从动轴是不存在的。主动轴和从动轴的运动位置实际值的差异是一直在比较的，机器参数MD:GANTRY-POS-TOL-WARNING(37110)设定差值极根，当差值大于设定值时报警。
      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-POS-TOL-ERROR参数设定的极限值，控制系统输出报警，龙门轴紧急停止以保护机床部件免遭损坏。 
      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。主动轴和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。
      闭环控制特性。龙门轴组应该设置为相同的动态响应，以保证主、从动轴在加D减速时能同步运行，并对干扰和指令有相同的良好响应。
      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/从动轴消除差值，可用MD:GANTRY-BRESK-UP=1来拆分龙门轴。

      2).龙门轴组回参考点的操作
      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/synchronized=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(内部自动启动)，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