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安川运控控制器（如 MP 系列运动控制器）的主从同步控制主要通过电子齿轮 / 电子凸轮功能、同步脉冲传输或总线型同步控制实现，适用于需要多轴精确协同的场景（如印刷、包装、金属加工等）。以下是具体实现方式及关键要点：

一、主从同步控制的核心原理

主从同步控制中，主轴（Master） 作为运动基准（如由编码器、PLC 脉冲或外部信号驱动），从轴（Slave） 按照预设的比例关系（或动态关系）跟随主轴运动，确保两者位置、速度严格匹配。安川控制器通过同步控制算法实时计算从轴的目标位置 / 速度，补偿机械传动误差，实现高精度同步。

二、主流实现方式（以 MP 系列为例）

1. 电子齿轮同步（最常用）

通过设定齿轮比（分子 / 分母），使从轴运动距离与主轴成固定比例，适用于简单同步场景（如传送带与切割轴的同步）。

• 实现步骤：

1. 定义主轴：在控制器参数中指定主轴（如外部编码器轴、虚拟主轴或物理轴）。

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2. // 示例：将轴1设为主轴（外部编码器输入）
   AXIS1: MODE=ENCODER, SOURCE=EXT_A  // 主轴由外部编码器A相输入

3. 配置从轴齿轮比：设定从轴与主轴的运动比例（如从轴移动 2mm 对应主轴转动 1 圈）。

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4. // 从轴2跟随主轴1，齿轮比=2/1（从轴移动量=主轴移动量×2）
   AXIS2: SYNC_MODE=GEAR, MASTER=AXIS1, GEAR_NUM=2, GEAR_DEN=1

5. 启动同步：通过指令使从轴进入同步状态，实时跟随主轴。

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6. ACTIVATE SYNC AXIS2  // 激活轴2的同步功能

• 关键参数：

• 齿轮比（GEAR_NUM/GEAR_DEN）：精确匹配主从轴机械传动比（如减速箱、丝杆螺距）。

• 同步滞后补偿：若存在机械延迟，可设置前馈增益（FF_GAIN）减少跟随误差。

2. 电子凸轮同步（复杂轨迹同步）

当从轴与主轴的关系是非线性（如椭圆运动、变径切割）时，通过凸轮曲线（CAM Table） 定义主从位置对应关系，实现动态同步。

• 实现步骤：

1. 创建凸轮表：在控制器中预设主轴位置与从轴位置的对应点（可通过软件导入 CAD 轨迹）。

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2. // 凸轮表示例：主轴每转10°，从轴位置对应值
   CAM_TABLE1:
     MASTER_POS(°): 0, 10, 20, ..., 360
     SLAVE_POS(mm): 0, 5, 8, ..., 0  // 非线性轨迹

3. 关联主从轴：指定从轴跟随主轴的凸轮表，并设置循环模式（单次 / 往复）。

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4. AXIS3: SYNC_MODE=CAM, MASTER=AXIS1, CAM_TABLE=CAM_TABLE1, CYCLE=REPEAT

5. 启动凸轮同步：主轴运动时，从轴自动按凸轮表轨迹跟随。

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6. START CAM AXIS3  // 启动轴3的凸轮同步

• 优势：支持复杂轨迹（如印刷机的套印、折弯机的随动压料），精度可达 ±0.01mm。

3. 总线型同步（多轴分布式控制）

通过MECHATROlink-III川专用实时总线）实现多驱动器与控制器的高速同步，适用于大型设备（如机器人、生产线）。

• 实现原理：

• 控制器作为总线主站，通过 MECHATROlink-III 向各从站驱动器发送同步时钟和位置指令（周期≤125μs）。

• 所有从轴以总线时钟为基准，确保运动时序一致（同步误差≤1μs）。

• 配置要点：

1. 在总线配置工具中分配各轴的节点地址（如驱动器地址 1~16）。

2. 启用 “分布式时钟同步”（DCL），确保主从站时钟偏差≤50ns。

3. 通过指令SYNC_BUS START启动总线同步。

三、同步控制的关键调试要点

1. 机械传动误差补偿：

• 若主从轴通过齿轮、皮带连接，需测量反向间隙，在控制器中设置间隙补偿值（如BACKLASH=0.02mm）。

• 对长距离传动（如丝杆），可通过线性误差补偿表修正累积误差。

2. 动态响应优化：

• 同步跟随误差过大时，可提高从轴的位置环增益（P_GAIN） 和速度环增益（V_GAIN），但需避免震荡。

• 启用前馈控制（FF_MODE=ON），提前补偿速度变化带来的滞后。

3. 异常保护：

• 设置同步误差上限（如SYNC_ERR_LIMIT=0.1mm），当超过阈值时触发报警（ALM210）并停止运动。

• 主轴故障时，通过SYNC_ABORT指令立即解除从轴同步，避免设备碰撞。

四、典型应用案例

• 印刷机套印：主轴（送纸辊）通过电子齿轮带动多色组印刷轴，确保色标对齐（同步误差≤0.05mm）。

• 锂电池叠片机：主轴（传送带）通过电子凸轮控制叠片轴的升降轨迹，实现高速叠片（效率提升 30%）。

• 机器人协调运动：通过 MECHATROlink-III 总线同步 6 轴机器人的关节运动，确保末端轨迹平滑。

总结

安川运控控制器的主从同步控制通过电子齿轮（简单比例）、电子凸轮（复杂轨迹） 或总线同步（多轴分布式） 实现，核心是通过精确的参数配置和机械误差补偿，确保从轴实时跟随主轴运动。实际应用中需结合设备机械结构选择合适的同步方式，并通过调试工具（如安川的 MPE720）优化动态性能。