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防止步进电机运行时出现失步和误差

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2016-10-25 09:52:00

 步进电机是一种性能良好的数字化执行元件,在数控系统的点位控制中,可利用步进电机作为驱动电机。在开环控制中,步进电机由一定频率的脉冲控制。由PLC直接产生脉冲来控制步进电机可以有效地简化系统的硬件电路,进一步提高可靠性。由于PLC是以循环扫描方式工作,其扫描周期一般在几毫秒至几十毫秒之间,因此受到PLC工作方式的限制以及扫描周期的影响,步进电机不能在高频下工作。例如,若控制步进电机的脉冲频率为4000HZ,则脉冲周期为0.25毫秒,这样脉冲周期的数量级就比扫描周期小很多,如采用此频率来控制步进电机。则PLC在还未完成输出刷新任务时就已经发出许多个控制脉冲,但步进电机仍一动不动,出现了严重的失步现象。若控制步进电机的脉冲频率为100HZ,则脉冲周期为10毫秒,与PLC的扫描周期约处于同一数量级,步进电机运行时亦可能会产生较大的误差。因此用PLC驱动步进电机时,为防止步进电机运行时出现失步与误差,步进电机应在低频下运行,脉冲信号频率选为十至几十赫兹左右,这可以利用程序设计加以实现。 保证定位精度与提高定位速度之间的矛盾。

 
  步进电机的转速与其控制脉冲的频率成正比,当步进电机在极低频下运行时,其转速必然很低。而为了保证系统的定位精度,脉冲当量即步进电机转一个步距角时刀具或工作台移动的距离又不能太大,这两个因素合在一起带来了一个突出问题:定位时间太长。例如若步进电机的工作频率为20HZ,即50ms走一步,取脉冲当量为δ=0.01mm/步,则1秒钟刀具或工作台移动的距离为20x0.01=0.2mm,1分钟移动的距离为60x0.2=12mm,如果定位距离为120mm,则定位时间需要10分钟,如此慢的定位速度在实际运行中是难以忍受的。
 
  为了保证定位精度,脉冲当量不能太大,但却影响了定位速度。因此如何既能提高定位速度,同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。                      
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