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原点输出光电隔离正端
电机线圈通电位于原点置为有效(B,-A通电);光电隔离输出(高电平)
TM
原点输出信号光电隔离负端
+端接输出信号限流电阻,TM接输出地。最大驱动电流50mA,最高电压50V。
+V
电源正极
-V
电源负极
DC24-80V
3.6 步进电机的控制指令
1. 原点回归指令 (DZRN)
指令格式 DZRN S1 S2 S3 D
DDRVI 5000 10000 Y10 Y1
3, 绝对位置指令(DDRVA)
指令格式 DDRVA S1
S2 D1 D2
指令参数说明: S1 目标的绝对位置, 范围围 -2147483648~2147483647 S2 目标频率 , 频率范围 100Hz ~ 100KHz D1 脉冲输出装置, 使用Y10和Y11 D2 方向输出装置 ,使用Y0和Y1 ,不可使用Y10及Y11 如:
1.2 步进电机的分类 步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式
(HB)。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为 7.5度 或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角 一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被 淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相 和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种 步进电机的应用最为广泛。
指令参数说明: S1 原点回归速度, 频率范围 100Hz~ 100KHz S2 寸动速度 , 频率范围 100Hz~ 100KHz S3 近点信号输入, 使用X10和X11 D 输出装置 ,使用Y10和Y11 如:
DZRN 7500 1000 X10 Y10
2, 相对位置指令(DDRVI)
指令格式 DDRVI S1 S2 D1 D2
PLC控制梯形图
1. M1102=ON 时表示Y10 脉冲输出结束,而 M1103=ON 时表示Y11 脉冲输出结束
2. DDRVI 与DDRVA的区别
当DDRVI 与DDRVA 指令正在运行时,成立条件 OFF,指令停止输出脉冲,但DDRVI清除S1中没有发送 完的脉冲个数, DDRVA则不清除.当条件再次右OFF 到ON时, DDRVI 重新发送S1个脉冲,DDRVA则发送 上次剩下的脉冲.
2. 步进电机的选型
步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩及电流三大要素组成. 一旦三大要素确定,步进电机的型号也就确定下来了.
1、步距角的选择 电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量) 换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步 距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度 /0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三 相电机)等。
3、电流的选择 静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依 据矩频特性曲线图,判断电机的电流(参考驱动电源、及驱动电压)
2.1 步距角的选择
要求精度为 0.1mm, 圆盘半径R为100mm
0.1/100=1000,0.1对圆盘可 近似是直线
2 * 3.14 *R
0.1
360
X
X=0.057
TL = m * R / (2 * pi * u) = 0.1 < 3.3
3. 步进电机的控制
3.1 步进电机接线示意图
3.2 驱动器接线示意图
3.3 驱动器功能设定示意图
3.4 驱动器的细分表
细分数 1
2
4
5
8 10 20 25 40 50 100 200 200 200 200 200
D0
2、静力矩的选择 步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力 矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩 擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动 时(一般为低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负 载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载 的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何 尺寸)
3.5 驱动器引脚功能说明
标记 符号 TM O.H Im
+
PU
功能
注释
工作指示灯 故障指示灯 电机线圈电流设定电位器
TM信号有效时,绿色指示灯点亮 过热保护时红色发光管点亮 调整电机相电流,逆时针减小,顺时针增大
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V-+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻
D4=OFF,PU为步进脉冲信号 D4=ON,PU为正向步进脉冲信号
下降沿有效,每当脉冲由高变低时电机走一步。输入电阻220Ω,要求:低电平0-0.5V,高电平 4-5V,脉冲宽度>2.5μs
+
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V-+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻
D4=OFF,DR为方向控制信号
DR
用于改变电机转向。输入电阻220Ω,要求:低电平0-0.5V,高电平4-5V,脉冲宽度>2.5μs
D4=ON,DR为反向步进脉冲信号
+
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V-+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻
MF
电机释放信号
有效(低电平)时关断电机线圈电流,驱动器停止工作,电机处于自由状态
内容提要
1. 步进电机的基本概念 2. 步进电机的选型 3. 步进电机的控制方式
1 步进电机的基本概念
1.1 什么是步进电机, 什么是步进电机驱动器? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。它的旋转
是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的 ,其特点是没有 积累误差。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就 是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电 机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就使 步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成 正比。 控制步进脉冲信号的频率,可以控制步进电机的速度;控 制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位目的。
1.3 什么是驱动器的细分?步距角如何计算? 步距角表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角
度。电机出厂时给出了一个步距角的值,(BS86HB80-04,为1.8°)这 个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工
作时
的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关 . 驱动器的细分数就是指电机运行时的真正步距角是固有步距角(整 步)的几分指一 ,细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流 所产生的,与电机无关.如Q2HB68MC驱动器,200细分,则真正步距角 为1.8/200=0.009度.则转一圈所需的脉冲个数为360/0.009=40000.
则步距角1.8, 50细分 1.8/50=0.036<0.057
2.2 扭距的选择
(1) 滚轴丝杆驱动
2.3扭距计算示例(TL)
2.3.1. 滚珠丝杆和减速器传动
2.3.2.圆盘扭距的计算
F R
m = p * V=p * ( Pi * R * R) * H=2.7 * (Pi * 10 *10 ) *8 = 6782.4(g) = 6.78(Kg)
DDRVA 5000 10000 Y10 Y1
指令使用说明:
1. 原点复归指令DZRN 不比较输出个数,因此使用Y10 时,则必须由近点讯号输入脚(从OFF 到ON)作为转换 条件,否则指令将不会转换至减速区段.
2. M1102=ON 时表示Y10 脉冲输出结束,M1103=ON 时表示Y11 脉冲输出结束。 3.原点复归指令DZRN 进入减速区段,并且输出频率到 达寸动速度(结束频率)时,则其停止输出动作将由近点 讯号输入脚ON 到OFF 发生时而停止输出.
ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF
D1
ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF
D2
ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF
D3
ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
ON,双脉冲:PU为正向步进脉冲信号,DR为反向步进脉冲信号 D4
OFF,单脉冲:PU为步进脉冲信号,DR为方向控制信号
D5 自检测开z脉冲)
指令参数说明: S1 脉冲输出总个数, 范围围-2147483648~2147483647 S2 目标脉冲输出频率 , 频率范围 100Hz ~ 100KHz D1 脉冲输出装置, 使用Y10和Y11 D2 方向输出装置 ,使用Y10和Y11 ( 当S1为正数时D2 ON,当
S1为负数时D2为OFF.D2建议使用Y0或Y1) 如: