步進(jìn)電機(jī)實用案例課件

1、步進(jìn)電機(jī)實用案例步進(jìn)電機(jī)在三維掃描系統(tǒng)中的應(yīng)用 三維掃描系統(tǒng)工作原理概述三維掃描系統(tǒng)工作原理概述通過57HS2A76-304型號步進(jìn)電機(jī)控制滾珠絲杠帶動滑塊運(yùn)動，實現(xiàn)掃描儀豎直方向的運(yùn)動。選擇86HS2A101-504-01步進(jìn)電機(jī)控制支撐桿旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)掃描儀在豎直平面按一定角度旋轉(zhuǎn)。選擇 86HS2A101-504-01步進(jìn)電機(jī)控制電動回轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)圓形電磁盤的360度旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對待檢測工件的自動掃描。 三維掃描系統(tǒng)工作流程圖三維掃描系統(tǒng)工作流程圖 運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈1.用步進(jìn)電機(jī)1經(jīng)過減速器2和聯(lián)軸器3驅(qū)動滾珠絲杠5轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠5經(jīng)螺母帶動滑座6上下移動，從而可以實現(xiàn)與滑座連接的掃描儀上

2、下移動。2.滑座6上的步進(jìn)電機(jī)通過減速器和聯(lián)軸器直接驅(qū)動擺臂7繞軸擺動，從而實現(xiàn)掃描儀俯仰角的變化。3.工作臺9可以實現(xiàn)360旋轉(zhuǎn).任務(wù)任務(wù)根據(jù)掃描儀的工作原理可以確定為了實現(xiàn)掃描儀正常共作所需要進(jìn)行的工作：1.根據(jù)實現(xiàn)掃描儀上下移動所需要的最大轉(zhuǎn)矩選擇步進(jìn)電機(jī)的類型；2.進(jìn)行慣量匹配所需要的減速器類型；3.驅(qū)動擺臂擺動所需要的步進(jìn)電機(jī)的選型；4.進(jìn)行慣量匹配所需要的減速器的類型；5.實現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)動所需需要步進(jìn)電機(jī)的類型。擺臂的工作狀況擺臂的工作狀況擺臂用來實現(xiàn)改變掃描儀的俯仰角，擺臂在空行程是實現(xiàn)最大的擺速 ,最短加速時間 ，從而計算求得最大加速度 ,當(dāng)擺臂在水平位置加速啟動時，所需要驅(qū)動力

3、矩最大。/6Lwrads1ts2/6LwRradst擺臂的結(jié)構(gòu)擺臂的結(jié)構(gòu)擺臂的長度300mm ,質(zhì)量大約為 3kg ,掃描儀整體的質(zhì)量大約為 10kg ，根據(jù)這些已知條件可以求得要想實現(xiàn)掃描儀俯仰角改變所需要的最大驅(qū)動功率，由此可以實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的選型0.3lm13mk g21 0mk g1210.322210011112222222120.15,0.3310/0.3100.090.0939.80.154.466100.3109.80.329.8764.4629.8734.3334.3317.986lrm rmmkgmlJx dxx dxkgmTJ Rm grNmTm Rrm grNmTTTN

4、mWTwW控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇用運(yùn)動控制卡來控制步進(jìn)電機(jī)，控制步進(jìn)電機(jī)在豎直方向運(yùn)動?？刂埔螅豪眠\(yùn)動控制卡控制步進(jìn)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動，從而控制滑塊在豎直方向的運(yùn)動，當(dāng)按下停止按鈕時，點(diǎn)擊馬上停止轉(zhuǎn)動（電機(jī)軸鎖?。?。按下脫機(jī)按鈕，電機(jī)軸松開。控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇對于步進(jìn)電機(jī)的選擇我們主要考慮了兩個方面，一是電機(jī)的最大靜力矩，要求能夠拖動負(fù)載。二是選擇電機(jī)的步距角，但是由于我們選擇的是帶細(xì)分功能的驅(qū)動器，可以通過細(xì)分來改變步距角。相關(guān)計算：利用公式 （n為脈沖數(shù)，L為移動距離，p為滾軸絲桿的螺距， 為步距角）計算脈沖數(shù)

5、n,我們選擇步距角為1.8度，經(jīng)測量最大移動距離為1250mm，選擇的滾軸絲杠的螺距為5mm.代入計算可得n為50000.設(shè)置為5細(xì)分，電機(jī)每轉(zhuǎn)一周可發(fā)出 =1000個脈沖。360pLn58 . 1360控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇控制豎直方向運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)的選擇電機(jī)所需拖動的最大重量為100N，計算負(fù)載最大時的靜力矩為1 。選擇57HS2A76-304型號的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)最大靜力矩是1.8 ，額定電流為3A,機(jī)身長度76mm,轉(zhuǎn)子慣量為440，重量1.05Kg,符合要求。mNmN 控制掃描儀按一定角度旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的計算與選擇控制掃描儀按一定角度旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的計算與選擇同樣用運(yùn)動控制卡來控制

6、步進(jìn)電機(jī)，實現(xiàn)電機(jī)順時針與逆時針的旋轉(zhuǎn)，用一個機(jī)械限位來限制掃描儀旋轉(zhuǎn)的最大角度?？刂埔螅河眠\(yùn)動控制卡控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，當(dāng)按下開始按鈕時，電機(jī)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到某一位置時，按下停止按鈕，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動（電機(jī)軸被鎖?。?。連桿在水平時電機(jī)軸承受的力矩最大，測量得掃描儀重2Kg,力臂最長為228mm,計算可得力矩最大為4.56Nm.控制掃描儀按一定角度旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的計算與選擇控制掃描儀按一定角度旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的計算與選擇選擇的步進(jìn)電機(jī)型號為86HS2A101-504-01，該電機(jī)的最大靜力矩為6Nm,額定電流為5A，機(jī)身長度101mm，重量為3.25Kg,經(jīng)測試符合要求。由于控制電動回轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)的精度要求不高，經(jīng)

7、測試86HS2A101-504-01型號步進(jìn)電機(jī)可滿足控制要求，故在此不在過多贅述。擺臂轉(zhuǎn)動慣量的匹配擺臂轉(zhuǎn)動慣量的匹配0.322210022222 2212424100.09100.30.90.90.090.992.710,90%0.99642.7100.9lLMMLpLMJx dxx dxkgmJm rkgmJJJkgmJkgmwJiwJ根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量，由最佳慣量匹配求得所需要減速器的傳動比符號說明：擺臂相對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 掃描儀相對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 擺臂和掃描儀組合（負(fù)載）相對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 所選型號步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 慣量匹配的最佳傳動比1J2JLJMJpi根據(jù)最佳傳動比可以求得步進(jìn)電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速器后的最大輸出轉(zhuǎn)矩：8.7,64,34.338.7 64556.8ppTNm iTNmTT iNmTT額出額出由此可知，所選擇的步進(jìn)電機(jī)動力方面滿足要求，傳動比較大，選用諧波減速器較合適。根據(jù)滑座上下的移動速度狀況及絲杠所驅(qū)動負(fù)載的質(zhì)量，選用的滾珠絲杠公稱直徑 16mm ，導(dǎo)程10mm16dmm10pmm滑座的質(zhì)量 11kg ，滑座上安裝的驅(qū)動擺臂擺動裝置的質(zhì)量 3kg ，由此可得絲杠驅(qū)動豎直上下運(yùn)動負(fù)載的質(zhì)量5mkg滑 座5mkg驅(qū)9 0 %123 10 5