1. 步进电机步距角应根据数控系统的脉冲当量而定
31.8和50 是什么的直径?是丝杆的吗?如果带动丝杆,只要螺距就OK了。
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. 步进电机的步距角与脉冲频率成正比
一般两相混合式步进电机的步距角是1.8°,是指整步时一个脉冲步进电机运行1.8°,如果是半步时一个脉冲步进电机运行0.9°,如果驱动器有细分,如英纳仕EZM552的最大512细分时,每个脉冲步进电机运行的角度为360°/(512*200)=0.0035°所谓细分是将一个整步分成若干小步完成,可以有效改善步进电机运行的效果。
4. 步进电动机的角位移与其接受的脉冲数
雕刻机使用指令脉冲控制步进电机旋转方向和转速,只要改变指令脉冲频率,就可以使步进电机的旋转速度在很宽的范围内连续调节。它具有以下特点:
1.位置控制功能。雕刻机可以预先发出具体的脉冲数量,从而得到需要输出地角度。这里的指令脉冲数就是电动机的转动步数,即角位移的大小。
2.无极调速功能。可以根据发送脉冲的速度,得到需要的电机的转速。
3.正/反,急停及锁定功能。通过对雕刻机系统的高低电平控制,得到正/反旋转的效果,在电机锁定情况下(电机绕组中存在电流,外部没有要求旋转的电脉冲),仍有静止力矩的输出。
4.低速及高精度位置功能。通过对脉冲速度的控制,可以直接得到极低的转速而不需要通过齿轮箱的过渡,从而避免了功率的损耗和角度位置的偏差。
5.长寿命。不需要像普通的直流电动机通过电刷和换相器换相,从而减少了摩擦,增长了寿命。金鑫人秉承“以用户为核心、技术创新为发展,诚实守信为原则”的优良传统,不懈努力,勇于探索,为客户提供更多优质的产品和完善的服务河北,从而实现与客户共赢的企业理念!
5. 步进电机角位移和脉冲数的关系
原因如下
一、改变方向时丢脉冲,表现为往任何一个方向都准,但一改变方向就累计偏差,并且次数越多偏得越多;
二、初速度太高,加速度太大,引起有时丢步;
三、在用同步带的场合软件补偿太多或太少;
6. 步进电机步距角与脉冲关系
步进电机的步距角α是反映步进电机绕组的通电状态每改变一次,转子转过的角度。步距角α一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度; 反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。
反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。 电机固有步距角: 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如SL86S2114A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。
7. 步进电机在输入一个脉冲时所转过的角度称为步距角
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。
8. 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位
工作原理的区别
伺服电机有光码盘的反馈,是闭环的,所以伺服电机用于精确机构。
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。
步进电机和交流伺服电机用途上的区别:
一、控制精度不同
二、低频特性不同
三、矩频特性不同
四、过载能力不同
五、运行性能不同
六、速度响应性能不同
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