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。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。步进电机的最大速度600~~~1200rpm 加速度一般设0.1s~~~1s
1.确定驱动机械结构 2.确定运动曲线 3.计算负荷转矩 4.计算负荷惯量 5.计算启动转矩 6.计算必须转矩 7.电机选型 8.选型电机验算 9.选型完成
选定电机:
1.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)
2.在起动脉冲速度f1时,起动转矩>负载转矩T
3.在最大脉冲速度f0时,离开转矩(是不是必须转矩)>负载转矩T
步进选型计算见(KINCO 步进选型中12页的例题)
伺服选型计算见(松下伺服选型计算伺服电机选型方法)
1千克•米(kg•m)=9.8牛顿•米(N•m)。
脉冲当量(即运动精度)&= Cxi/200xm<0.05
(0.05为重复定位精度) 200为两相步进电机的脉冲数 m为细分数 200=360/1.8 i减速比1/x
C电机转一圈的周长,无减速比电机转一圈丝杠走一个导程
电机转速(r/s) V=P/((360/1.8)xm) P为脉冲频率
例: 已知齿轮减速器的传动比为1/16,步进电机步距角为1.5°,细分数为4细分,滚珠丝杠的基本导程为4mm。问:脉冲当量是多少?
脉冲当量是每一个脉冲滚珠丝杠移动的距离
滚珠丝杠导程为4mm,滚珠丝杠每转360°滚珠丝杠移动一个导程也就是4mm
那么每一度移动(4/360)mm
电机4细分,步距角为1.5°,则每一个脉冲,步进电动机转1.5/4
那么一个脉冲,通过减速比,则丝杠转动(1.5/4)*(1/16)度
那么每个脉冲滚珠丝杠移动距离(及脉冲当量)&:
&=(1.5/4)*(1/16)*(4/360)=0.0003mm或者&= Cxi/200xm<0.05
例: 必要脉冲数和驱动脉冲数速度计算的示例
下面给出的是一个3相步进电机必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算示例。这是一个实际应用例子,可以更好的理解电机选型的计算方法。
1.1 驱动滚轴丝杆
如下图,2相步进电机(1.8°/步)驱动物体运动1秒钟,则必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算方法如下:
例: 精度要求0.01mm的雕刻机,导程5mm,步进电机驱动器一般用多少细分好呢?
一:如果确认是“精度”而不是“分辨率”的话,要考虑误差问题。
1)、你选择丝杠本身精度要高于0.01mm,
2)、其次电机细分只表示了分辨率,并不等同于电机精度。
假设你丝杠精度0.005mm,那么剩给电机的允许误差也就只有0.005mm了(暂不考虑其他误差因素)
0.005//5*360=0.36,表示你的电机精度要高于0.36度,所以你要选择绝对精度高于0.36度的电机。
二:至于细分,就简单了。
1)、0.01/5*360=0.72;表示步进角0.72度时可达到0.01mm的分辨率
2)、360/0.72=500;表示0.01mm分辨率时,电机一圈500步即可。
在实际使用时,你要尽可能选择细分高些,一方面提高运动平稳性,一方面也提供更高的步进分辨率。