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步进电动机角位移(步进电动机角位移与控制脉冲

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-29 11:44   点击:113  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机角位移与控制脉冲个数成正比

1、步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为"步距角")一步一步运行的, 其特点是没有积累误差(精度为100%), 所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以,控制步进脉冲信号的频率,可以对电机精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位目的;

2、步进电机通过细分驱动器的驱动,其步距角变小了,如驱动器工作在10细分状态时,其步距角只为‘电机固有步距角‘的十分之一,也就是说:‘当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电机转动1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电机只转动了0.18° ‘,这就是细分的基本概念。 细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生,与电机无关。

2. 脉冲数决定了步进电机的转动角

相关概念

与脉冲当量相关的术语。

脉冲当量(P)

数控系统发出一个脉冲时,丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数,也是数控系统所能控制的最小单位。该值越小,机床加工精度和工件表面质量越高;值越大,机床最大进给速度越大。

因此,在进给速度满足要求的情况下,建议设定较小的脉冲当量。

机床所能达到的最大进给速度与脉冲当量的关系为:

例如:朗达4S的硬件频率为1MHz,假设脉冲当量为0.001mm/p,则:

机械减速比(m/n)

减速器输入转速与输出转速的比值,也等于从动轮齿数与主动轮齿数的比值。在数控机床上为电机轴转速与丝杠转速的比值。即:

螺距(d)

丝杠上相邻两个螺纹对应点之间的轴距离。

电子齿轮比(B/A)

为伺服驱动器参数(例:安川驱动器,B为PN202,A为PN203),伺服驱动器对接收到上位机的脉冲频率进行放大或缩小。B/A的值大于1为放大,值小于1为缩小。

例如:如果上位机输入频率为100Hz,电子齿轮比分子设为1,分母设为2,那么伺服驱动器实际运行速度按照50Hz的脉冲进行。

如果上位机输入频率100Hz,电子齿轮比分子设为2,分母设为1,那么伺服驱动器实际运行速度按照200Hz的脉冲进行。

编码器分辨率(F)

伺服电机轴旋转一圈所需的脉冲数。查看伺服电机的铭牌,并对应驱动器说明书即可确定编码器分辨率。

下图为安川SGMSH型号电机的铭牌。其中电机型号中第四位是序列编码器规格,该电机分辨率为217,即131072。

例如:某型号机床(配安川驱动器)的丝杠螺距为5毫米,编码器分辨率为17bit,脉冲当量为0.0001mm/p,机械减速比1:1,则:

设定方法

脉冲当量的设定值决定机床的最大进给速度。在进给速度满足要求的情况下,可以设定较小的脉冲当量。

设置脉冲当量后,根据脉冲当量公式计算电子齿轮比或细分数,再设置到驱动器中。

对于不同的电机系统,脉冲当量计算方法不同。

一般来说,对于模具机用户可考虑脉冲当量为0.001mm/p(此时最大进给速度为9600mm/min)或者0.0005mm/p(此时最大进给速度为4800mm/min)。

对于精度要求不高的用户,脉冲当量可设置的大一些,如0.002mm/p(此时最大进给速度为19200mm/min)或0.005mm/p(此时最大进给速度为48000mm/min)。

判断脉冲当量是否正确:

用刀尖在当前位置扎一个点后,对应进给轴走100mm;

再扎一个点,测量两点间距离。

若两点间距离为100mm,则脉冲当量设置无误。

伺服电机

一般情况下,设定脉冲当量(p)为默认值0.001mm/p,再计算电子齿轮比(B/A)。

伺服电机的脉冲当量根据轴类型的不同,可分为:

直线轴

电子齿轮比与脉冲当量的关系为:

旋转轴

旋转轴脉冲当量是每个脉冲对应装夹工件的轴转动的度数。其与直线轴的区别在于:旋转轴的螺距值为360度。因此,计算伺服电机旋转轴脉冲当量时,只需将螺距值换成360,其他计算方法相同。

故伺服电机旋转轴脉冲当量的计算方法为:

步进电机

一般情况下,先设定细分数,再计算脉冲当量。也可先设定脉冲当量,再计算细分数。

步进电机的脉冲当量根据轴类型的不同,可分为:

直线轴

脉冲当量和细分数之间的关系为:

例如:某型号机床的X轴选用的丝杠导程为5毫米,步进电机的步距角为1.8度,工作在10细分模式。电机和丝杠采用连轴节直连。那么,X轴的脉冲当量为:

旋转轴

旋转轴脉冲当量是每个脉冲对应装夹工件的轴转动的度数。其与直线轴的区别在于:旋转轴的螺距值为360度。因此,计算步进电机旋转轴脉冲当量时,只需将螺距值换成360,其他计算方法相同。

3. 步进电机的步距角和脉冲当量

1、认识丝杠,导程5的丝杠就是每两个丝的间距是5;

2、步进电机是1.8度200步进,走一圈就是200×1.8=360度;

3、驱动器是8细分就是把1.8在分成8次;

4、经过驱动器的电机每一步进就是1.8度÷8=0.225度;

5、每转一圈就是200×8=1600步进;

6、导程5的丝杠每转一圈走5毫米,每一步进就是5÷1600=0.003125毫米,这就是电机参数。如果是导程3的参数就是0.001875,以次类推。

7、用1除以电机参数就是脉冲当量,例如:1÷0.003125=320,就是每走1毫米需要多少步进,就是脉冲当量。

4. 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位

名称不同,都是靠脉冲控制。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

5. 步进电机角位移和脉冲数关系

脉冲数=需走角度/步距角*细分数。首先要知道步距角,和要走的角度及驱动器的细分数才能求出脉冲数。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

6. 步进电机步距角应根据数控系统的脉冲当量而定

伺服电机脉冲计算公式与驱动脉冲数

1、如果认为“脉冲当量”的脉冲,是电机输入的驱动脉冲,也就是与伺服步进的一个步距相对应的脉冲;

2、那么脉冲当量,就是伺服电机每输入一个驱动脉冲,转过一个步距,工件平移的距离;

3、脉冲当量的计算方法:

1)减速比=伺服的转数/丝杠的转数;

2)工件平移的距离=螺距×丝杠的转数;

3)工件平移的距离=螺距×伺服的转数/减速比

4)伺服的转数=伺服输入的驱动脉冲/伺服每转一周的驱动脉冲数;

5)工件平移的距离/伺服输入的驱动脉冲=螺距/(减速比×伺服每转一周的驱动脉冲数);

6)脉冲当量= 螺距/(减速比×伺服每转一周的驱动脉冲数)

4、驱动脉冲数是多少?

1)驱动脉冲数=伺服转数×伺服每转一周的驱动脉冲数

2)电子齿轮比=驱动脉冲数/控制脉冲/;

3)驱动脉冲数=控制脉冲×电子齿轮比;

4)伺服每转一周的驱动脉冲数=伺服每转一周控制脉冲数×电子齿轮比;

5)脉冲当量=工件平移的距离/伺服输入的驱动脉冲=螺距/(减速比×伺服每转一周控制脉冲数×电子齿轮比)

5、“脉冲当量=螺距/ (传动比 X 编码器解析度 X 电子齿轮比”是错误的:

1)脉冲当量与编码器的解析度无关;

2)脉冲当量只与丝杠的螺距、减速比、电子齿轮比、伺服每转一周控制脉冲数有关!

3)举例说,伺服的极对数不同,“当量”会不同的!

4)按照笨鸟的说法,当量与伺服没有关系的!

5)编码器的脉冲对控制脉冲只是个反馈的关系,与“当量”没有关系!

7. 步进电机步距角与脉冲关系

移动300mm需要的脉冲数300/200=电机转1.5转;脉冲数=1.5转 * 1000P/转=1500Pulse //驱动器接收1500个脉冲,则电机带动300mm;步距角,为一个脉冲使得步进电机旋转的角度。例如步距角1.2度,那么电机转一圈需要300个脉冲。驱动器细分设置为1000步/转,是指驱动器接收到1000个脉冲则驱动电机转一圈,为了提高控制的精度和控制的方便。

8. 与步进电机输出的角位移成正比的是

当步进电机步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,进而通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

步进电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

9. 步进电机的步距角与脉冲频率成正比

两相步进电机步距角为1.8°,不细分的情况下200个脉冲为一转,一般设置步进电机启动转速可设置为60-200转/分之间,即脉冲频率为200Hz-700Hz,启动频率和你的负载和实际工作频率有一定的关系,一般取工作频率的20%-60%之间。

10. 步进电动机的输出角位移与什么成正比

首先你要搞明白步进电动机的原理:它是一种把电脉冲控制信号转换成角位移或直线位移的控制元件,它同专用电源供给电脉,每输入一个脉冲电机就前进一步.

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