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步进驱动器细分控制原理(LDY)
2020年12月28日

步进驱动器细分控制原理

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  步进电机步距角不能满足使用要求时,可采用细分驱动器来驱动步进电机。细分驱动器的原理是通过改变A,B相电流的大小,以改变合成磁场的夹角,从而可将一个步距角细分为多步。

步进电机最常见的分为两相步进电机(1.8°),或者三相步进电机(1.2°),将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法,称为细分驱动,在不细分步距角的情况下(1细分),驱动接收一个脉冲信号电机就走1.8度。那么走完360度,就需要接收360/1.8°=200个脉冲。

步进电机的相数与步进电机细分的关系:

  步进电机的相数是指电机内部的线圈组数,常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为1.8度、三相为1.2度、五相的为0.72度。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足步距角的要求。

       如果使用细分驱动器,则相数将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。驱动器一般都具有细分功能,常见的细分倍数有:1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64;或:1/5,1/10,1/20。

  细分后步进电机步距角按下列方法计算:步距角=电机固有步距角/细分数例如:一台1.8°电机设定为4细分,其步距角为1.8°/4=0.45°。当细分等级大于1/4后,电机的定位精度并不能提高,只是电机转动更平稳。

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步进电机驱动器设置细分的方法:

  1.设置步进驱动器的细分数,通常细分数越高,控制分辨率越高。但细分数太高则影响到进给速度。一般来说,对于模具机用户可考虑脉冲当量为0.001mm/P(此时进给速度为9600mm/min)或者0.0005mm/P(此时进给速度为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(此时进给速度为19200mm/min)或0.005mm/P(此时进给速度为48000mm/min)。对于两相步进电机,脉冲当量计算方法如下:脉冲当量=丝杠螺距÷细分数÷200。

  2.起跳速度:
该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速,能够直接启动工作的频率。合理地选取该参数能够提高加工效率,并且能避开步进电机运动特性不好的低速段;但是如果该参数选取大了,就会造成闷车,所以一定要留有余量。在电机的出厂参数中,一般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后,该值可能发生变化,一般要下降,特别是在做带负载运动时。所以该设定参数是在参考电机出厂参数后,再实际测量决定。

  3.单轴加速度:
用以描述单个进给轴的加减速能力,单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定,如运动部分的质量、进给电机的扭矩、阻力、切削负载等。这个值越大,在运动过程中花在加减速过程中的时间越小,效率越高。

通常,对于步进电机,该值在100 ~ 500之间,对于伺服电机系统,可以设置在400 ~ 1200之间。在设置过程中,开始设置小一点,运行一段时间,重复做各种典型运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~****的保险余量。

  4.弯道加速度:
用以描述多个进给轴联动时的加减速能力,单位是毫米/秒平方。它决定了机床在做圆弧运动时的速度。这个值越大,机床在做圆弧运动时的允许速度越大。通常,对于步进电机系统组成的机床,该值在400~1000之间,对于伺服电机系统,可以设置在1000 ~ 5000之间。

如果是重型机床,该值要小一些。在设置过程中,开始设置小一点,运行一段时间,重复做各种典型联动运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~****的保险余量。


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       通常考虑到步进电机的驱动能力、机械装配的摩擦、机械部件的承受能力,可以在厂商参数中修改各个轴的速度,对机床用户实际使用时的三个轴速度予以限制。

  5.根据三个轴零点传感器的安装位置,设置厂商参数中的回机械原点参数。当设置正确后,可运行“操作”菜单中的“回机械原点”。先单轴回,如果运动方向正确则继续回,否则需停止,重新设置设置厂商参数中的回机械原点方向,直至所有轴都可回机械原点。

  6.设置自动加油参数(设置得小一些,如5秒加一次油),观察自动加油是否正确,如果正确,则将自动加油参数设置到实际需要的参数。

  电子齿轮和脉冲当量的设定值是否匹配。可以在机床的任意一根轴上做个标记,在软件中把该点坐标设为工作零点,用直接输入指令、点动或手轮等工作方式使该轴走固定距离,用游标卡尺测量实际距离与软件中坐标显示距离是否相附。

  8.测定有无丢脉冲。可以用直观的方法:用一把尖刀在工件毛坯上点一个点,把该点设为工作原点,抬高Z轴,然后把Z轴坐标设为0;反复使机床运动,比如空刀跑一个典型的加工程序。

步进电机细分多少合适这个不是固定的,关于步进驱动器细分设置表问题可以联系我们工程师给与指导。

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联系人:15801399809  李工

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