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步进电机在工业机械手中的应用

发布时间:2018-09-14    编辑:步进电机
    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件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
    虽然步进电机已被广泛应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,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。
    工业机器手中的应用
    工业机械手是一种模仿人手动作,并按设定的程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或操持工具进行操作的机电一体化自动化装置。
    步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比,其速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比,其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序,便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。步进电机具有较好的控制性能,其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成,且可获得较高的控制精度,因而得到了广泛的应用。
    控制系统中PLC用来产生控制脉冲,通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲,控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量,同时通过编程控制脉冲频率进而控制伺服机构的进给速度。环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。环行脉冲分配器可分为软件环形分配器和硬件环形分配器。软件环形分配器,即PLC利用软件编程达到轮流输出信号。对于功率步进电机要求几十至上百伏特、几安至十几安的驱动能力,因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。用PLC控制三相步进电机的方法简单易行、可靠性高。由于采用了PLC控制步进电机技术,所以改变控制参数相当方便。只需改变PLC程序中相应部分即可。对任何相数的步进电机都可以使用,在设计方法上简单易行,减少占用PLC的I/0口,与PLC接口时比较方便,这样在PLC控制步进电机的控制系统中不仅减少了控制系统设计的工作量、大大缩短开发研制周期和节约了开发费用,而且提高了控制系统的柔性和可靠性,具有较高的推广和实用价值。