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步进电动机在机器手应用(步进电机传动装置)

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-03 18:34   点击:115  编辑:admin   手机版

1. 步进电机传动装置

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用电能转化为机械能。

步进电动机主要应用在数控机床制造领域,由于步进电动机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。除了在数控机床上的应用,步进电机也可以用在其他的机械上,比如作为自动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以应用在打印机和绘图仪中。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。

2. 步进电机传动机构

同步带轮平稳性很好!传动精度好一点。

十字万向节,如果是单个的,传动是波动的正弦;要1:1传动要双十字万向节才可以,但是制造和装配精度势必会影响传动的平稳性了!

3. 步进电机的构造

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电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。。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。

步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。

4. 步进电机传动装置图

步进电机的半绕与全绕为以下区别

在整步运行中,同一种步进电机既可配整/半步驱动器也可配细分驱动器,但运行效果不同。步进电机驱动器按脉冲/方向指令对两相步进电机的两个线圈循环激磁(即将线圈充电设定电流),这种驱动方式的每个脉冲将使电机移动一个基本步距角,即1.80度 (标准两相电机的一圈共有200个步距角)。

2、半步驱动

在单相激磁时,电机转轴停至整步位置上,驱动器收到下一脉冲后,如给另一相激磁且保持原来相继处在激磁状态,则电机转轴将移动半个步距角,停在相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后双相激磁步进电机将以每个脉冲0.90度的半步方式转动。山社电机供应的所有的整/半步驱动器都可以执行整步和半步驱动,由驱动器拨码开关的拨位进行选择。和整步方式相比,半步方式具有精度高一倍和低速运行时振动较小的优点,所以实际使用整/半步驱动器时一般选用半步模式。

5. 步进电机驱动装置的组成

先说结论,步进电机驱动由控制电路,移动电路,固定电线圈等零件组成。步进电机驱动是电机领域重要的驱动设备之一,起做工的效率非常的快。步进电机驱动的速度直接关系到了电机做功的效率,因此,步进电机驱动的越快,机械设备运行得越快。

6. 步进电机传动轴

1.根据工作原理——按结构及工作原理的不同,汽车电机可分为直流电动机,同步电动机和异步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。

2.根据工作电源分类——根据电动机工作电源的不同,可分为交流电动机和直流电动机。其中交流电动机还分为三相电动机和单相电动机。

3.根据启动与运行方式分类——电动机按运行方式和启动可分为电容启动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容启动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4.根据转子的结构分类——电动机按转子的结构可分为绕线转子感应电动机(也可称为绕线型异步电动机)和笼型感应电动机(也可称为鼠笼型异步电动机)。

5.根据用途分类——汽车电机按用途可分为控制用电动机和驱动用电动机。驱动用电动机又分为电动工具(包括磨光、开槽、钻孔、抛光、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、影碟机、吸尘器、照相机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、医疗器械、小型机械、电子仪器等)用电动机。控制用电动机又分为伺服电动机和步进电动机等。

6.根据运转速度分类——汽车电机按运转的速度可分为低速电动机、高速电动机、调速电动机、恒速电动机。

7. 步进电机传动装置图片

开环数控机床就是没有检测反馈装置的数控机床,数控系统发出指令后,不管机床是否动作,不管动作是否准确,闭环数控机床检测工作台,或者刀具的移动速度和位置是否与数控系统发出的指令一致,如果不一致,就修正。

半闭环数控机床,检测进给电机的转动速度和角度是否准确,不准确就发出修正指令。

特点和区别:开环数控机床使用的是步进电机,精度低,稳定性差;半闭环数控机床使用的是伺服电机,检测反馈装置安装在伺服电机上,处于进给传动系统的中间,在检测反馈装置之后发生问题,它检测不到。精度和稳定性较好。

闭环数控机床,检测反馈装置安装在床身和工作台之间,是直线型检测反馈装置(直线电机),这种数控机床精度和稳定性最好。

8. “步进电机”

1、步进电机动作的话要靠驱动器来驱动的,步进电机也叫脉冲电机,给一个脉冲转一个角度。

12V的话要控制要先买个开关电源,把220V变成12V接到驱动器,再用驱动器控制电机,还要

一个外部给脉冲的控制器(单片机或者PLC)给驱动器脉冲信号。

2、根据控制信号运动,一个脉冲信号走一步,步进角则根据固有参数计算,比如以5相步进电

机为例,采用基本步进角即无细分,则每给一个脉冲信号,步进电机运转0.72°,500脉冲一

圈。所以当脉冲的频率越高时,步进电机的运转速度越快,依次计算即可。

9. 步进电机传动装置的作用

减速机分为大功率减速机、小功率减速机(微型减速机),分别应用于不同的领域;例如兆威机电的小型减速机(外径尺寸38mm,电压24V)的应用于小设备中:

一、电子产品、设备 手机、数码相机、手持风扇、平衡车、无人机、电子锁具、电动牙刷、智能互动机器人、电动公仔、打印机、复印机等。

二、智能家居、智能家电设备 空调、洗衣机、扫地机、吸尘器、智能马桶清洗泵、智能感应垃圾桶、电动窗帘、遮阳帘、百叶窗、电动晾衣架、电动投影器等等。

三、汽车传动齿轮箱 汽车摇窗、汽车天窗、雨刷器、大灯调节器、尾门电机、电动推杆、EPB、后视镜调节器、自动方向盘电机、安全带电机、步进仪表电机、安全保护头枕电机、汽车天线电机等等。

四、智能医疗电机 胰岛素泵齿轮箱电机、智能按摩鞋电机、按摩椅电机、微创直线吻合器、智能输液控制器、自凝刀电机、龙爪按摩器电机等等。

五、智能化设备 电信基站天线调节电机、自动包装机齿轮箱、ATM机电机、自动贩卖机、自动出票机、机器人传动、无人机、安防旋转摄像头等等。

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