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在需要隨時了解機器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中,步進電機和伺服電機有重要差別。建議步進電機轉(zhuǎn)速在800r/min以內(nèi),大于這個轉(zhuǎn)速就要考慮用伺服電機了。在通過步進電機控制的開環(huán)運動應(yīng)用中,控制系統(tǒng)認為電機始終處于正確的運動狀態(tài)。不過,在遇到問題以后,比如因為部件卡住而導(dǎo)致電機失速,控制器就無法了解機器的實際位置,從而導(dǎo)致失位。伺服電機本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個優(yōu)勢:如果其被一個物體卡住,會立刻檢測到。機器會停止操作, 始終不會失位。
開環(huán)步進電機轉(zhuǎn)速,在扭矩公式可以看出,電機轉(zhuǎn)速越高,扭矩就越低。,這樣驅(qū)動細分不能太大,不然轉(zhuǎn)速會很慢,驅(qū)動器選擇100細分,一轉(zhuǎn)所需20000個脈沖,這樣電機轉(zhuǎn)速是60轉(zhuǎn)/分鐘,速度很慢。要提高電機轉(zhuǎn)速,同時保持較大有效扭矩,則需提高電機的運行功率來提高扭矩,而開環(huán)驅(qū)動器是以電流恒定控制,這樣,需提高運行功率,則只有加大驅(qū)動電壓來達到電機運行時功率,從而使電機提高相應(yīng)轉(zhuǎn)速,保持扭矩。
5.實際應(yīng)用中:
1.反饋信號:通常會用2個光電開關(guān)來檢測電機軸上的光柵,這樣光電開關(guān)得到的是兩個周期和占空比一致,但有先后的脈沖,可根據(jù)脈沖的先后來監(jiān)測轉(zhuǎn)動方向,根據(jù)周期來監(jiān)測實際轉(zhuǎn)速。
2.雙保險以解決單一故障問題:一般會采用雙CPU,1號監(jiān)測光電 開關(guān)信號即實際的轉(zhuǎn)動情況,以及對2號的電源開關(guān),2號控制Motor Driver,1號 2號通過串口通信,如此避免出現(xiàn)單一故障問題。
步進電機的勵磁方式一般分為1相勵磁、2相勵磁、1-2相勵磁。
1相勵磁時,步進電動機按A→B→A→B方式循環(huán)通電,每次只對一相通電,磁場旋轉(zhuǎn)一周需要換相4次,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一個齒距角。其通電方式較為簡單,轉(zhuǎn)矩較小。勵磁方式見下表。
2相勵磁時,每次對兩相同時通電,磁場旋轉(zhuǎn)一周需要換相4次,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一個齒距角。在雙三拍工作方式中,步進電動機正轉(zhuǎn)的通電順序為:AB→A的反B→AB的反→B的反A;反轉(zhuǎn)的通電順序為:
BA→AB的反→AB的反→BA的反。雙三拍工作方式的優(yōu)點是:
可產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩,不易產(chǎn)生失步。勵磁方式見下表。
1-2相勵磁是1相勵磁和2相勵磁交替使用的方法。磁場旋轉(zhuǎn)一周需要換相8次,轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)過一個步距角,屬于半步的方式,也就是說1-2相勵磁時的步距角比前兩種方式
四個維度:扭矩、速比、精度、規(guī)格
扭矩:減速機的額定扭矩要大于等于電機額定扭矩乘以減速比的得數(shù)。假設(shè)電機額定扭矩為5N.M,減速比為10,那么所選擇的減速機型號的額定扭矩要大于5*10=50N.M。
速比:減速機的減速比大致選擇電機額定轉(zhuǎn)速除以總輸出轉(zhuǎn)速的得數(shù)。比如需要總輸出的轉(zhuǎn)速是200RPM,電機的額定轉(zhuǎn)速是3000RPM,那么減速機的速比以1:15左右為佳。輸出轉(zhuǎn)速的高低取決于工況需要。
精度:減速機的回程間隙(背隙、間隙或稱回轉(zhuǎn)間隙)視具體工作要求,一般來說配合伺服電機使用的間隙不要大于20arcmin,單級減速能做到小于等于3arcmin的一般是檔次高產(chǎn)品了。
規(guī)格:減速機的截面尺寸一般要和電機截面尺寸差不多,其他參數(shù)參考所選品牌的說明,技術(shù)樣本一般標(biāo)明了選型步驟及計算例。他認為,機器人產(chǎn)業(yè)在不同國家的發(fā)展符合資本品增長的“雁行模式”,并提出“機器人密度曲線”。具體型號各品牌有不同表示。通常以輸出法蘭尺寸或截面尺寸大致表示,一般有40/42、50/60、70/80、90、115/120、142、160、180、220、240等等規(guī)格。