作為直驅精密平臺的一種，龍門(mén)平臺可應用于多種場(chǎng)景。Akribis致力于設計生產(chǎn)用于制造、檢測和測試的直驅電機、模組、精密平臺和系統解決方案，龍門(mén)平臺就是其中之一，通過(guò)龍門(mén)結構的精密平臺，拓展更多場(chǎng)景落地，解決用戶(hù)的多元化需求。
龍門(mén)結構介紹
龍門(mén)結構通俗地說(shuō)一根橫梁連接兩個(gè)支腿與地面緊固組成的像一個(gè)門(mén)框一樣的結構。是運動(dòng)平臺中的一種常見(jiàn)結構。這種結構可以使上端軸上安裝執行機構（如拾取和放置機構，相機等）從上端接近被加工件。
通常，龍門(mén)結構有單驅動(dòng)單反饋、雙驅動(dòng)單反饋、雙驅動(dòng)雙反饋以及更少使用的單驅動(dòng)雙反饋。
不同架構對比
1.單驅單反
單驅單反架構采用單電機驅動(dòng)單柵尺反饋，其性能低、成本低、技術(shù)難度低，適用于一些追求性?xún)r(jià)比的場(chǎng)景。
由于電機驅動(dòng)位置遠離偏擺中心，因此通常會(huì )激起橫梁的偏擺模態(tài)。
由于測量位置遠離偏擺中心，導致即無(wú)法把力分配到偏擺中心，也無(wú)法測量偏擺中心的位移，從而限制了系統帶寬的提升，降低了動(dòng)態(tài)性能。
這種架構的龍門(mén)通常會(huì )采用直線(xiàn)導軌滑塊進(jìn)行支撐，導軌的摩擦力使其無(wú)法實(shí)現較好的重復性。
單驅單反頻率響應函數
Q：怎樣提高單驅單反龍門(mén)的性能？
提高連接剛性、減輕橫梁質(zhì)量！
橫梁的偏擺模態(tài)取決于剛度與質(zhì)量的比，“提剛減重”后這個(gè)比值會(huì )提高，從而提高動(dòng)態(tài)性能。剛度提高后，導軌摩擦力導致的變形會(huì )減小，重復性能也隨之提高。但由于自身結構的限制這種提高也是有限的。
2.雙驅單反
這種結構與單驅單反相比，在橫梁的另外一側多了一個(gè)電機。兩個(gè)電機合力，理論上可以做到不激起偏擺模態(tài)。但通常情況下橫梁軸會(huì )存在運動(dòng)負載，導致質(zhì)心位置和振型不斷變化，在不改變電機發(fā)力比的情況下總會(huì )略微激起偏擺模態(tài)。當柵尺位于遠離質(zhì)心位置，其振型分量較大，可能會(huì )影響到動(dòng)態(tài)性能。
Q：怎樣提高雙驅單反龍門(mén)的性能？
高剛度低質(zhì)量
盡量把柵尺布局在偏擺中心位置
3.雙驅雙反
雙驅雙反架構一般出現在高性能龍門(mén)當中，比雙驅單反多了一條反饋柵尺。有了雙反饋就可以通過(guò)控制算法把龍門(mén)軸和偏擺軸進(jìn)行解耦控制，而不是把單電機作為一個(gè)軸來(lái)控制。
把兩個(gè)柵尺的均值或某個(gè)加權值作為龍門(mén)軸的反饋，把偏擺角度作為偏擺軸的反饋，兩個(gè)軸獨立進(jìn)行控制。這種反饋方式相當于其測量點(diǎn)位于偏擺中心附近，其模態(tài)振型分量幾乎為0，能夠更大的提高動(dòng)態(tài)性能。
龍門(mén)軸頻率響應函數
偏擺軸頻率響應函數
剛性連接設計中重要考慮因素
1）兩端剛性固定，橫梁長(cháng)度是固定/被完全限制
環(huán)境溫度變化時(shí)，橫梁熱脹冷縮。
安裝在橫梁上的移動(dòng)軸通過(guò)橫梁散發(fā)運動(dòng)產(chǎn)生熱量。隨著(zhù)橫梁長(cháng)度的變化（越長(cháng)越顯著(zhù)），龍門(mén)軸上的摩擦力增加，橫梁可能產(chǎn)生彎曲和扭轉。
2）兩個(gè)直線(xiàn)導軌的機械調整
導軌的安裝精度：導軌在安裝時(shí)不可避免會(huì )存在細微的誤差，若兩個(gè)導軌不平行，會(huì )導致它們在行程中摩擦不均勻，影響伺服性能，并且需要比需求計算更高的電機驅動(dòng)力。
導軌的安裝誤差會(huì )隨著(zhù)龍門(mén)的增大而增大，因此如果龍門(mén)很大，為達到所需精度，其基本結構會(huì )非常昂貴，甚至無(wú)法達到。
解決方案
大多剛性安裝軸承仍有一些較小的柔性度，在所需方向上允許一些偏差。但其性能還是取決于加工精度、軸承間隙、龍門(mén)尺寸等。
3）雙編碼器時(shí)的剛性連接
使用兩個(gè)編碼器，可以提供偏擺誤差（兩個(gè)電機的位置區別）到控制器。
編碼器尺帶的安裝精度：同直線(xiàn)導軌一樣，編碼器尺帶在安裝時(shí)會(huì )存在誤差；同時(shí)，尺帶本身也存在一定的誤差，導致和軸承偏差類(lèi)似的效果。
此時(shí)，控制器將嘗試控制兩個(gè)電機到命令位置，如果尺帶誤差和橫梁長(cháng)度完全約束，為了減小各自的位置錯誤，控制器將輸出非常高的電流到電機，以至于伸展、彎曲或扭曲橫梁。兩個(gè)電機將彼此“打架”，導致設備不穩定和較高的電機持續力。
解決方案
通常，我們會(huì )用一個(gè)控制器進(jìn)行誤差補償，來(lái)匹配另一編碼器的讀數。這種情況下，橫梁會(huì )使龍門(mén)軸自然“放松”適應（龍門(mén)軸電機之間沒(méi)有打架現象），但這并不意味著(zhù)偏擺誤差為零。
事實(shí)上，在剛性龍門(mén)結構上是不可能實(shí)現零偏擺誤差，除非機械安裝（平行度、直線(xiàn)度、平面度等）是出色的。
4）柔性連接
允許一側在偏擺方向有一定的自由度；另一側，在橫梁方向和偏擺旋轉上允許自由平移。柔性連接需要兩個(gè)驅動(dòng)器，這些控制組件會(huì )更昂貴，但能夠用軟件控制來(lái)彌補機械方面的不足。
如何選擇合適的龍門(mén)結構
龍門(mén)架構的選擇通常需要綜合考慮性能需求、制造成本以及技術(shù)難度等因素。
當追求低成本、適中性能時(shí)，可選擇單驅單反架構龍門(mén)，比如某些3D打印機；
當追求高性能時(shí)應當選擇雙驅單反甚至雙驅雙反架構，比如半導體行業(yè)相關(guān)的設備。
Akribis龍門(mén)平臺
VGR-II 龍門(mén)平臺
Akribis多軸精密平臺-VRG系列是多功能的龍門(mén)平臺，反饋采用非接觸式的光學(xué)編碼器，擁有高峰值推力與持續推力，響應時(shí)間快，可以應用在高速取放，自動(dòng)化組裝，點(diǎn)膠等高精度行業(yè)。
龍門(mén)平臺作為直驅精密平臺的一種，因其多種驅動(dòng)可能性，能自由選擇，靈活適用于多種應用場(chǎng)景。 但無(wú)論哪種驅動(dòng)，都適用于高重復精度和提供更加平衡驅動(dòng)力的行業(yè)應用。
