步�電機控制器是一種能夠發(fā)出均勻脈沖信號的電子�(chǎn)�,它�(fā)出的信號進入步�電機�(qū)動器�,會由驅(qū)動器�(zhuǎn)換成步進電�所需要的強電流信�,帶動步進電機運�(zhuǎn)。步�電機控制�能夠準確的控制步進電機轉(zhuǎn)過每一個角��
�(qū)動器所接收的是脈沖信號,每收到一個脈�,驅(qū)動器會給電機一個脈沖使電機�(zhuǎn)過一個固定的角度,就因為這個特�,步進電機才會被廣泛的應(yīng)用到�(xiàn)在的各個行�(yè)里�
1、步進電機驅(qū)動電�
在H橋電路的基礎(chǔ)上設(shè)計步進電機驅(qū)動電�。采用分立元件MOS管搭建雙H橋驅(qū)動電路是成熟的電機控制方�,電路不復雜,性能可靠,根�(jù)MOS管的不同工作電流的上限甚至可以高達數(shù)十安�,是理想的步進電機驅(qū)動器方案。MOS管H橋驅(qū)動電路有NMOS�(gòu)型和PMOS+NMOS�(gòu)�,全NMOS管H�?qū)娮韪。蠘虮鄣腘MOS管的導通電壓高于電源電�,需要額外的升壓電路,這樣增加了電路的復雜程度和成本,我們采用PMOS+NMOS�(gòu)型方式搭建雙H橋步進電機驅(qū)動電�,電路更簡潔,成本更�;且在這樣的小電流工作場合,PMOS所增加的導通損耗可以忽略不�。驅(qū)動電路與MCU之間進行光電隔離,選用廣泛使用的低成本光耦PC817。加入雙輸入四通道與門�74HC08D�,為�(qū)動電路添加使能的功能,即只有在使能的前提下,四路控制信號才是有效�,使步進電機運行更安全�(wěn)定MOS管選用IRF5305和IRF1205,其參數(shù)�55V�110A,TO252貼片封裝�
2、電機參�(shù)測量電路
為了實時�(jiān)測步進電機的運行狀�(tài)是否正常,為�(qū)動器�(shè)計了電機參數(shù)測量功能、通過實時�(jiān)測電機的工作電壓、工作相電流和機殼溫度來實時獲取電機的運行參�(shù),保證電機運行安全穩(wěn)��
電機電流采樣電阻選用康銅電阻,一端連接H橋下方,另一端接GND,其工作溫度范圍�,溫度系�(shù)僅為-40~40*10-6/℃,是高精度電流采樣電阻的理想選�。電壓電流信號調(diào)理電路采用LM324運放搭建,電壓跟隨后送入MCU,由MCU�(nèi)�10Bit A/D�(zhuǎn)換器進行A/D采樣。機殼溫度監(jiān)測選用數(shù)字溫芯片DS18B20,將其貼至電機外殼表�,實時監(jiān)測溫度參�(shù)并送入MCU。在進行電路�(shè)計時,使�0歐姆電阻將模擬地(AGND)和�(shù)字地(GND)單點連接,以降低相互干擾,提高電路性能�
3、電源及MCU控制電路
系統(tǒng)�,驅(qū)動電路用輸入電壓供電,MCU和藍牙模塊需要額外的3.3V電壓供電,傳�(tǒng)的線性穩(wěn)壓器效率低、尺寸大且發(fā)熱嚴�,因此使用DC—DC開關(guān)電源方式提供3.3V電壓。開�(guān)�(wěn)壓芯片選用MPS公司MP2359方案,其效率可高�92%、工作頻率高�1.4MHZ,極高的工作頻率決定其只需要小容量的輸入電容、輸出電容和功率電感即可正常工作。藍牙選用HC- 05模塊 ,串口自動發(fā)��
1、設(shè)置步進驅(qū)動器的細分數(shù),通常細分�(shù)越高,控制分辨率越高。但細分�(shù)太高則影響到進給速度。一般來�,對于模具機用戶可考慮脈沖當量�0.001mm/P(此時進給速度�9600mm/min)或�0.0005mm/P(此時進給速度�4800mm/min);對于精度要求不高的用�,脈沖當量可�(shè)置的大一�,如0.002mm/P(此時進給速度�19200mm/min)或0.005mm/P(此時進給速度�48000mm/min)。對于兩相步進電�,脈沖當量計算方法如下:脈沖當量=絲杠螺距÷細分�(shù)÷200�
2、起跳速度:該參數(shù)對應(yīng)步進電機的起跳頻率。所謂起跳頻率是步進電機不�(jīng)過加�,能夠直接啟動工作的頻率。合理地選取該參�(shù)能夠提高加工效率,并且能避開步進電機運動特性不好的低速段;但是如果該參數(shù)選取大了,就會造成悶車,所以一定要留有余量。在電機的出廠參�(shù)�,一般包含起跳頻率參�(shù)。但是在機床裝配好后,該值可能發(fā)生變�,一般要下降,特別是在做帶負載運動時。所�,該�(shè)定參�(shù)是在參考電機出廠參�(shù)后,再實際測量決��
3、單軸加速度:用以描述單個進給軸的加減速能�,單位是毫米/秒平�。這個指標由機床的物理特性決�,如運動部分的質(zhì)�、進給電機的扭�、阻�、切削負載等。這個值越�,在運動過程中花在加減速過程中的時間越�,效率越�。通常,對于步進電�,該值在100~500之間,對于伺服電機系�(tǒng),可以設(shè)置在400~1200之間。在�(shè)置過程中,開始設(shè)置小一�,運行一段時�,重復做各種典型運動,注意觀�,如果沒有異常情況,然后逐步增加。如果發(fā)�(xiàn)異常情況,則降低該�,并�50%~100%的保險余量�
4、彎道加速度:用以描述多個進給軸聯(lián)動時的加減速能力,單位是毫�/秒平�。它決定了機床在做圓弧運動時的速度。這個值越大,機床在做圓弧運動時的允許速度越大。通常,對于步進電機系�(tǒng)組成的機�,該值在400~1000之間,對于伺服電機系�(tǒng),可以設(shè)置在1000~5000之間。如果是重型機床,該值要小一�。在�(shè)置過程中,開始設(shè)置小一點,運行一段時�,重復做各種典型�(lián)動運動,注意觀�,如果沒有異常情�,然后逐步增加。如果發(fā)�(xiàn)異常情況,則降低該�,并�50%~100%的保險余量�
�??紤]到步進電機的�(qū)動能力、機械裝配的摩擦、機械部件的承受能力,可以在廠商參數(shù)中修改各個軸的速度,對機床用戶實際使用時的三個軸速度予以限制��
5、根�(jù)三個軸零點傳感器的安裝位置,設(shè)置廠商參�(shù)中的回機械原點參�(shù)。當�(shè)置正確后,可運行“操作”菜單中的“回機械原點”。先單軸�,如果運動方向正確則繼續(xù)�,否則需停止,重新設(shè)置設(shè)置廠商參�(shù)中的回機械原點方向,直至所有軸都可回機械原��
6、設(shè)置自動加油參�(shù)(設(shè)置得小一�,如5秒加一次油�,觀察自動加油是否正�,如果正�,則將自動加油參�(shù)�(shè)置到實際需要的參數(shù)�
7.校驗電子齒輪和脈沖當量的設(shè)定值是否匹�。可以在機床的任意一根軸上做個標�,在軟件中把該點坐標�(shè)為工作零�,用直接輸入指令、點動或手輪等工作方式使該軸走固定距離,用游標卡尺測量實際距離與軟件中坐標顯示距離是否相��
8、測定有無丟脈沖。您可以用直觀的方法:用一把尖刀在工件毛坯上點一個點,把該點�(shè)為工作原�,抬高Z�,然后把Z軸坐標設(shè)�0;反復使機床運動,比如空刀跑一個典型的加工程序(包含三軸聯(lián)動),可在加工中�?;蛲�?,然后回工件原點,緩慢下降Z�,看刀尖與毛坯上的點是否吻�。如有偏�,請檢查步進驅(qū)動器接收脈沖信號的類型,檢查端子板與�(qū)動器間接線是否有�。如果還出現(xiàn)悶車或丟�,按10�11�12步調(diào)整加速度等參�(shù)�
維庫電子�,電子知識,一查百��
已收錄詞�153979�