步進(jìn)電機(jī)控制器原理

　　步進(jìn)電機(jī)控制器是一種能夠發(fā)出均勻脈沖信號的電子產(chǎn)品，它發(fā)出的信號進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器后，會由驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)所需要的強(qiáng)電流信號，帶動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)控制器能夠準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過每一個角度。

　　驅(qū)動器所接收的是脈沖信號，每收到一個脈沖，驅(qū)動器會給電機(jī)一個脈沖使電機(jī)轉(zhuǎn)過一個固定的角度，就因?yàn)檫@個特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)才會被廣泛的應(yīng)用到現(xiàn)在的各個行業(yè)里。

　　步進(jìn)電機(jī)控制器的應(yīng)用設(shè)置

　　1、設(shè)置步進(jìn)驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)，通常細(xì)分?jǐn)?shù)越高，控制分辨率越高。但細(xì)分?jǐn)?shù)太高則影響到最大進(jìn)給速度。一般來說，對于模具機(jī)用戶可考慮脈沖當(dāng)量為0.001mm/P（此時最大進(jìn)給速度為9600mm/min）或者0.0005mm/P（此時最大進(jìn)給速度為4800mm/min）；對于精度要求不高的用戶，脈沖當(dāng)量可設(shè)置的大一些，如0.002mm/P（此時最大進(jìn)給速度為19200mm/min）或0.005mm/P（此時最大進(jìn)給速度為48000mm/min）。對于兩相步進(jìn)電機(jī)，脈沖當(dāng)量計(jì)算方法如下：脈沖當(dāng)量=絲杠螺距÷細(xì)分?jǐn)?shù)÷200。

　　2、起跳速度：該參數(shù)對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的起跳頻率。所謂起跳頻率是步進(jìn)電機(jī)不經(jīng)過加速，能夠直接啟動工作的最高頻率。合理地選取該參數(shù)能夠提高加工效率，并且能避開步進(jìn)電機(jī)運(yùn)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(jī)的出廠參數(shù)中，一般包含起跳頻率參數(shù)。但是在機(jī)床裝配好后，該值可能發(fā)生變化，一般要下降，特別是在做帶負(fù)載運(yùn)動時。所以，該設(shè)定參數(shù)最好是在參考電機(jī)出廠參數(shù)后，再實(shí)際測量決定。

　　3、單軸加速度：用以描述單個進(jìn)給軸的加減速能力，單位是毫米/秒平方。這個指標(biāo)由機(jī)床的物理特性決定，如運(yùn)動部分的質(zhì)量、進(jìn)給電機(jī)的扭矩、阻力、切削負(fù)載等。這個值越大，在運(yùn)動過程中花在加減速過程中的時間越小，效率越高。通常，對于步進(jìn)電機(jī)，該值在100 ~ 500之間，對于伺服電機(jī)系統(tǒng)，可以設(shè)置在400 ~ 1200之間。在設(shè)置過程中，開始設(shè)置小一點(diǎn)，運(yùn)行一段時間，重復(fù)做各種典型運(yùn)動，注意觀察，如果沒有異常情況，然后逐步增加。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，則降低該值，并留50%~100%的保險余量。

　　4、彎道加速度：用以描述多個進(jìn)給軸聯(lián)動時的加減速能力，單位是毫米/秒平方。它決定了機(jī)床在做圓弧運(yùn)動時的最高速度。這個值越大，機(jī)床在做圓弧運(yùn)動時的最大允許速度越大。通常，對于步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)組成的機(jī)床，該值在400~1000之間，對于伺服電機(jī)系統(tǒng)，可以設(shè)置在1000 ~ 5000之間。如果是重型機(jī)床，該值要小一些。在設(shè)置過程中，開始設(shè)置小一點(diǎn)，運(yùn)行一段時間，重復(fù)做各種典型聯(lián)動運(yùn)動，注意觀察，如果沒有異常情況，然后逐步增加。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，則降低該值，并留50%~100%的保險余量。通?？紤]到步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動能力、機(jī)械裝配的摩擦、機(jī)械部件的承受能力，可以在廠商參數(shù)中修改各個軸的最大速度，對機(jī)床用戶實(shí)際使用時的三個軸最大速度予以限制，。

　　5、根據(jù)三個軸零點(diǎn)傳感器的安裝位置，設(shè)置廠商參數(shù)中的回機(jī)械原點(diǎn)參數(shù)。當(dāng)設(shè)置正確后，可運(yùn)行“操作”菜單中的“回機(jī)械原點(diǎn)”。先單軸回，如果運(yùn)動方向正確則繼續(xù)回，否則需停止，重新設(shè)置設(shè)置廠商參數(shù)中的回機(jī)械原點(diǎn)方向，直至所有軸都可回機(jī)械原點(diǎn)。

　　6、設(shè)置自動加油參數(shù)（設(shè)置得小一些，如5秒加一次油），觀察自動加油是否正確，如果正確，則將自動加油參數(shù)設(shè)置到實(shí)際需要的參數(shù)。

　　7．校驗(yàn)電子齒輪和脈沖當(dāng)量的設(shè)定值是否匹配?？梢栽跈C(jī)床的任意一根軸上做個標(biāo)記，在軟件中把該點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)為工作零點(diǎn)，用直接輸入指令、點(diǎn)動或手輪等工作方式使該軸走固定距離，用游標(biāo)卡尺測量實(shí)際距離與軟件中坐標(biāo)顯示距離是否相附。

　　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(diǎn)一個點(diǎn)，把該點(diǎn)設(shè)為工作原點(diǎn)，抬高Z軸，然后把Z軸坐標(biāo)設(shè)為0；反復(fù)使機(jī)床運(yùn)動，比如空刀跑一個典型的加工程序（最好包含三軸聯(lián)動），可在加工中暫停或停止，然后回工件原點(diǎn)，緩慢下降Z軸，看刀尖與毛坯上的點(diǎn)是否吻合。如有偏差，請檢查步進(jìn)驅(qū)動器接收脈沖信號的類型，檢查端子板與驅(qū)動器間接線是否有誤。如果還出現(xiàn)悶車或丟步，按10、11、12步調(diào)整加速度等參數(shù)。

　　步進(jìn)電機(jī)控制器編程實(shí)例

　　案例：

　　1.電機(jī)正轉(zhuǎn)15秒左右（15-100圈我以后可調(diào)節(jié)） 到時間后馬上倒轉(zhuǎn)

　　2.倒轉(zhuǎn)時間大約5秒左右 到時間再正轉(zhuǎn)

　　3.正轉(zhuǎn)時間大約3秒左右 停頓

　　4.停頓大約5秒 到時間再倒轉(zhuǎn)

　　5.倒轉(zhuǎn)回到原點(diǎn) 等待下一工序

　　配置材料：57BYG250-76 步進(jìn)電機(jī)

　　ZD-6560-V4 步進(jìn)驅(qū)動器

　　s-100-24 開關(guān)電源

　　CL-01A 步進(jìn)控制器

　　分析要求。

　　1.電機(jī)正轉(zhuǎn)15秒左右（15-100圈我以后可調(diào)節(jié)） 到時間后馬上倒轉(zhuǎn)

　　電機(jī)正轉(zhuǎn)15秒， 15圈，就相當(dāng)于是1秒一圈。

　　電機(jī)不細(xì)分的情況下，200個脈沖轉(zhuǎn)一圈，為保證步進(jìn)電機(jī)的平穩(wěn)及噪音低，將細(xì)分設(shè)置為8細(xì)分，就是1600個 脈沖轉(zhuǎn)一圈

　　那么控制器的第一條速度為 1600 ，速度知道了， 行程怎么算就是 1600 *圈數(shù)15 ，=24000

　　到時間后馬上倒轉(zhuǎn)

　　2.倒轉(zhuǎn)時間大約5秒左右 到時間再正轉(zhuǎn)

　　正方向行程為1600*5，反向行程就是-1600*5

　　3.正轉(zhuǎn)時間大約3秒左右 停頓

　　正轉(zhuǎn)是1600*3（行程） 停頓就是延時，看控制器的延時功能為DELAY，停頓為5秒，一秒等于1000毫秒， 那就是延時5000毫秒

　　4.停頓大約5秒 到時間再倒轉(zhuǎn)

　　再倒轉(zhuǎn)，回復(fù)到原點(diǎn)，就再計(jì)算一下，回去了，多少行程。 正轉(zhuǎn)15，反轉(zhuǎn)5，正轉(zhuǎn)3， 就是說，現(xiàn)在距離原點(diǎn)為13圈。

　　編程結(jié)果如下：01 seed 1600

　　02.G-LEN 1600*15

　　03.G-LEN -1600*15

　　04.G-LEN 1600*3

　　05.DELAY 5000

　　06 G-LEN -1600*13

　　07. END