1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговый двигатель и работа с ним

Шаговый двигатель и работа с ним

  • Главная
  • О нас
  • Новости
  • Каталог
    • По производителям
    • По типу продукции
  • Бренды
    • FAULHABER Group
    • Dunkermotoren GmbH
    • Phytron
    • Doga
    • Nanotec GmbH & Co. KG
    • PiezoMotor
    • GEORGII KOBOLD
    • Eibl DHT
    • SMJ
    • Copley Controls
    • Марафон
    • HanZhen
    • Moflon
  • Тех. Библиотека
    • FAQ
    • Публикации
    • Каталоги pdf
    • Видеоматериалы
  • Контакты
  • Области применения
  • Склад

Шаговые электромоторы для работы в особых условиях окружающей среды

Компания Микропривод с 2012 года является эксклюзивным официальным представителем Phytron в России и оказывает помощь не только в выборе стандартных компонентов, но также и в подготовке/согласовании технического задания, в том числе организации встреч с разработчиками Phytron на их производственной базе в Германии.

Немецкая компания Phytron специализируется на разработке и изготовлении гибридных шаговых электродвигателей с двухфазной обмоткой и электронных систем для их управления. Компания была основана в 1947 году как радиолаборатория, где занимались исследованиями в области физики и электроники, откуда происходит современное название. Центральный офис и основное производство Phytron расположены в немецком городе Грёбенцелль недалеко от Мюнхена, штат компании насчитывает около 100 сотрудников.

Несмотря на то, что Phytron является небольшой семейной компанией, она получила широкую известность как разработчик шаговых моторов и комплектующих к ним для работы в специальных условиях:

  • Шаговые электромоторы компании Phytron используются в криогенной технике, для работы в агрессивных средах, при повышенной радиации и в вакууме. В частности, двигатели серии VSS установлены в оптической системе марсохода Curiosity.
  • Продукция Phytron находит широкое применение в промышленности — контроллеры движения различных шаговых двигателей и силовые каскады для ПЛК-систем (1-STEP-DRIVE для работы с SIMATICET 200 ® S), модульные многоосевые контроллеры для шаговых двигателей (phyMOTION ® ).
  • Помимо применения управляющей электроники, моторы компании Phytron могут комплектоваться датчиками, демпферами, муфтами, тормозами и редукторами, в том числе и волновыми редукторами для некоторых серий.
  • Оборудование сертифицировано для работы в условиях, соответствующих специальным медицинским требованиям (DIN EN 46001).

Профиль компании Phytron предполагает не только стремление к идеальному качеству продукции, но и располагает к гибкости и возможности разрабатывать системы шагового привода под конкретные требования заказчика по его техническому заданию.

На данный момент продукция Phytron представлена в 25 странах Европы, Азии и Северной Америки.

Шаговый двигатель в станке с ЧПУ: виды, плюсы, минусы, альтернативы

Одно из главных отличий современного станка с ЧПУ от «классических» моделей с ручным управлением – отсутствие кинематической связи между механизмами, отвечающими за перемещение рабочих органов и вращение шпинделя. Раздельный привод позволяет отказаться от использования многоступенчатых коробок передач, механических делительных головок, доверить сложные расчеты компьютеру. Но чтобы перемещения были точными, а станок всегда понимал, в какой точке находится режущий инструмент в текущий момент времени, привод должен иметь вполне определенные параметры. В механизмах станка с ЧПУ лучше всего с этими задачами справляются шаговые двигатели: компактные «послушные» в управлении и сравнительно недорогие.

В этой статье мы расскажем о работе этих устройств, постараемся найти их недостатки и подобрать альтернативные варианты.

Как работает шаговый двигатель?

Наиболее важная конструктивная особенность шагового двигателя – явно выраженные магнитные полюса. На статоре их роль играют сердечники обмоток. Ротор выглядит как зубчатое колесо: выступы на его поверхности – это тоже полюса (постоянных магнитов). Благодаря такой конструкции шаговый двигатель способен совершать дискретные угловые перемещения с остановкой в определенном положении. Связанный с ним через передачу винт-гайка узел станка совершает заданное линейное перемещение.

Управляющий сигнал для шагового двигателя представляет собой последовательность импульсов. Их количество кратно числу шагов, которые совершает ротор. Система управления станка знает, сколько импульсов было послано на двигатель, и может посчитать текущее положение исполнительного механизма.

Достоинства и недостатки

У шаговых двигателей обширный перечень преимуществ. Самые важные из них:

  • Доступная стоимость. Такие приводы применяются не только в промышленных станках, но и в бытовой технике. Например, на маломощные самодельные станки часто устанавливают шаговые двигатели, снятые с принтеров.
  • Надежность. Благодаря отсутствию щеток и применению подшипников с избыточным рабочим ресурсом вывести из строя шаговый двигатель достаточно сложно. Перегрузки приводят к пропуску шагов, но не повреждают двигатель.
  • Высокая скорость отклика на управляющий сигнал. Старт, торможение и реверсирование происходят практически мгновенно из-за того, что максимальный момент двигатель развивает при скоростях, близких к нулю.
Читать еще:  Двигатель газ 5441 тех характеристики

Есть у таких приводов и недостатки:

  • На обмотках двигателя всегда есть напряжение, то есть он постоянно потребляет энергию.
  • Крутящий момент зависит от частоты вращения, и на высоких скоростях он значительно падает.
  • Эффект резонанса — падение момента на некоторых частотах вращения. При чем резонансная частота непостоянна и зависит от величины нагрузки.
  • При пропуске шагов система ЧПУ не сможет правильно определить положение исполнительного механизма, если шаговый привод работает без обратной связи.

Типы шаговых приводов

Существует два типа шаговых приводов:

  • Униполярные. Обмотки статора имеют от 5 до 8 выводов. Двигатель включается в работу посредством их коммутации при помощи простейшего драйвера с четырьмя ключами.
  • Биполярные. В таком моторе всего 4 вывода, и для изменения параметров магнитного поля им нужна более сложная система управления.

Биполярные двигатели развивают большие моменты на валу, чем униполярные, при сравнимых массово-габаритных характеристиках, поэтому их в станках с ЧПУ можно увидеть значительно чаще.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ станка?

Самостоятельный выбор шагового двигателя для ЧПУ станка привода — работа сложная и требующая точных расчетов. Он должен преодолеть силу трения в ШВП или передаче винт-гайка, инерцию портала и рабочую нагрузку, которая зависит от свойств обрабатываемой детали и режима резания. Также нужно учесть геометрические параметры присоединительного фланца, вала и корпуса. Важный момент – анализ графика зависимости крутящего момента от частоты вращения. Именно здесь ошибки приводят к пропуску шагов.

Тем, кто все же решился собрать станок самостоятельно, мы рекомендуем посмотреть характеристики приводов готовых моделей, близких по размерам и поставленным задачам.

Альтернативные варианты

Единственный конкурент шагового двигателя в ЧПУ станке — сервомотор. Его установка требует реализации более сложной схемы управления с обратной связью (энкодером). Есть у него и другие недостатки. Выбор между сервоприводом и шаговым двигателем для ЧПУ станка вызывает много вопросов у начинающих станочников и споров на форумах. Чтобы определить оптимальный состав привода, нужно учесть следующие факторы:

  1. Стоимость. При жестких ограничениях в бюджете широкий выбор отсутствует в принципе, и считается, что шаговый двигатель значительно дешевле сервомотора. Но это справедливо для устройств небольших типоразмеров. Чем больше мощность, тем меньше разница в цене, а у некоторых крупных моделей стоимость моторов обоих типов сопоставима.
  2. Массово-габаритные характеристики станка. Чем больше станок, тем большая мощность нужна для перемещения рабочих органов. Склонность к резонансным явлениям сильнее проявляется у мощных шаговых двигателей, что может привести к пропуску шагов и снижению точности обработки. Для фрезерных станков с ЧПУ рекомендуется выбирать серводвигатели, если масса портала превышает 50 кг.
  3. Сложность настройки. Схемы приводов с обратной связью требуют точной наладки и высокой квалификации оператора. Если требуется самое простое решение, оптимальным выбором для станка с ЧПУ будет шаговый двигатель.
  4. Вероятность перегрузок и заклинивания. Считается, что при заклинивании серводвигатель обязательно выйдет из строя. Это не совсем так. Если станок настроен правильно, драйвер не пошлет сигнал на повторную отработку перемещения, выполнение программы прекратится, и стойка перейдет в режим ожидания до вмешательства оператора или наладчика. Шаговые двигатели при перегрузке могут пропустить несколько шагов. Из-за отсутствия обратной связи СЧПУ не узнает об этом и продолжит отсчитывать шаги дальше. Пропуск нескольких шагов при кратковременном заклинивании – это бракованная деталь на выходе. Потеря шагов также возможна при внешних вибрационных воздействиях и ударах.
  5. Скорость перемещения. В массивных ЧПУ станках с шаговыми двигателями скорость движения портала обычно не превышает 9 м/мин. Если материал заготовки и режущий инструмент позволяют назначить режим обработки на более высоких скоростях, то мотор будет «узким местом», ограничивающим производительность. Тот же портал с приводом от серводвигателя аналогичного типоразмера сможет развить скорость до 60 м/мин.
  6. Рабочие ускорения. Чрезмерный разгон шагового двигателя неизбежно приведет к пропуску шагов. Если предполагается работа на высоких ускорениях, лучше выбрать сервомотор.
  7. Нагрузка на передачу в момент остановки. В тяжелых станках с ЧПУ шаговые двигатели часто устанавливают на механизмы вертикального перемещения шпинделя. Ротор затормаживается магнитными силами после остановки. Сервопривод в остановленном положении совершает колебания, что очень нежелательно. Шаговый двигатель хорошо ведет себя в механизмах поворота заготовки (4-ой оси), кода требуется удерживать ее в стационарном положении.
Читать еще:  В бензиновый двигатель какой бензин заливать

Какие двигатели применяются в станках MULTICUT?

Надежность конструкции – основной критерий, по которому инженеры компании MULTICUT оценивают комплектующие для станков от сторонних производителей. В выборе двигателей для механизмов перемещения не допускаются компромиссы в качестве.

По умолчанию на все станки устанавливаются шаговые приводы MIGE и контроллеры YAKO. Базовая комплектация выбрана исходя из пожеланий заказчиков и анализа оборудования конкурентов. Приводы демонстрируют высокие крутящие моменты и динамику. Станок стабильно работает на ускорениях до 1,5 м/с 2 . Двигатели работают в микрошаговом режиме с точностью 300 шагов на оборот. В сочетании с редуктором с передаточным отношением 5 аппаратная точность позиционирования составляет 6 мкм. «Шаговость» никак не отражается даже на самых мелких деталях.

В качестве опции заказчику предлагаются сервоприводы DELTA серии ASDA-B2. Эти двигатели отличаются отличной управляемостью: положение, момент и скорость могут регулироваться сигналом задания. По динамическим характеристикам эти моторы значительно превосходят более дорогие аналоги. Разгон от -3000 до + 3000 оборотов в минуту на холстом перемещении составляет около 10 мс. В тех моделях, которые мы устанавливаем на станки, есть тормозной резистор. В энкодер с разрешением 160000 импульсов на оборот встроен цифровой модуль управления, который позволяет оперативно выполнить конфигурирование мотора.

Если станок рассчитан на работу в высоконагруженных режимах, от него требуется хорошая производительность, то мы рекомендуем выбирать сервоприводы ESTUN. Интеллектуальные силовые модули промышленного класса, используемые в конструкции двигателей, позволяют им выдерживать перегрузки по току, развивать высокие моменты во время пуска. Производитель реализовал функцию подавления вибрации, сделал настройку простой и удобной, а двигатель — отзывчивым и точным в работе.

На настольные станки 500-й серии мы устанавливаем привода мощностью 200 Вт (на каждую ось). В базовой комплектации крупногабаритных моделей мощность шаговых двигателей составляет 400 Вт. Для всех серий станков в сервоисполнении мы предлагаем моторы мощностью 0,75 и 1 кВт.

Чтобы получить консультации по вопросам выбора и комплектации станков MULTICUT, позвоните по контактному телефону в вашем регионе.

Шаговый двигатель и работа с ним

Сообщение Eugen Graf » 18 фев 2009, 23:26

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение nigyl » 18 фев 2009, 23:34

вопрос не в этом. как работать с цифровыми выходами я знаю(условно. примеры я все просмотрел..)..

только судя по циклограмам: есть 4 провода(я так понимаю 2 обмотки).. надо падавать сигналы так: 1000, 0100, 0010, 0001, . и по кругу.
как это сделать?

З.Ы. надо учесть что,если было 1000, а становится 0100.. с первого порта надо сбросить единицу на 0..(а вот с этим особая проблема. т.к.когда я посылаю ноль на цифровой порт, там держиться 5В еще какоето время.. )..как с этим совсем разобраться?

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение Korotenko » 19 фев 2009, 03:12

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение nigyl » 19 фев 2009, 09:01

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение nigyl » 20 фев 2009, 09:52

неужели никто не поможет?

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение Virt » 20 фев 2009, 13:45

Может это поможет

Re: Работа с шаговым двигателем!

Сообщение Konstantin Sumenko » 20 фев 2009, 14:34

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение qwert666999 » 20 фев 2009, 17:08

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение nigyl » 20 фев 2009, 21:53

Читать еще:  Что означает вин код двигателя

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение nigyl » 22 фев 2009, 00:40

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение Konstantin Sumenko » 22 фев 2009, 01:12

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение nigyl » 26 мар 2009, 22:14

прочел все, что дали. скажите я правильно понимаю: что бы мне упралять с АЦП движком надо сделать следующее: припаеваем к движку драйвер, драйвер отдельно подпитываем, а цифровыми входами драйвера лишь задаем частоту , количество оборотов и т.д.

система так работать будет:
драйвер:
входы:
1 1 1 1 0 1 Vcc (это условно, т.е. на входы драйвера подаем только одни значения и их держим пока не понадобиться все остановить.)
выходы на движок:
1 0 1 0
0 1 0 1
1 0 1 0 (это тоже условно..я показываю что с драйвера будут поступать сигналы на двигатель, которые генирируются с определенной частотой которую мы задалт..)
1. Правильно я понял?
2. Драйвер L298 так работает(т.е. он подойдет)?

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение Konstantin Sumenko » 27 мар 2009, 00:30

Re: Работа с шаговым двигателем

Сообщение nigyl » 27 мар 2009, 13:24

Шаговый двигатель, виды, принцип работы, плюсы и минусы

Шаговый двигатель, принцип работы

Шаговый двигатель – это бесщёточное устройство с синхронным принципом функционирования и несколькими обмотками. Работа двигателя основывается на поэтапной активации обмоток ротора, которые обеспечивают перемещения, то есть шаги ротора или его фиксацию. Вращение статора и ротора возникает засчёт магнитных потоков. Сила вращения шагового двигателя пропорциональна силе магнитного поля, которая соответствует числу витков в обмотке и показателю тока в ней. Итак, шаговый двигатель — устройство, преобразующее электроимпульсы в механическое движение. Конструкция двигателя состоит из выводов, вала и круглого корпуса.

Виды шаговых двигателей

Шаговый двигатель купить можно, выбирая из различных видов этих устройств. На современном рынке реализуются следующие виды шаговых агрегатов:

  • Гибридные двигатели
  • Двигатели с переменным магнитным сопротивлением
  • Двигатель с постоянным магнитным сопротивлением

Двигатель переменного сопротивления вращается свободно, имеет три или четыре обмотки. Двигатель с постоянным магнитом испытывает сопротивление вращению, имеет две обмотки. Гибридный двигатель – это усовершенствованная модель двигателя постоянного сопротивления.

Сферы применения

Шаговый двигатель купить уместно для использования во многих технических сферах. Шаговые двигатели применяют в приводах непрерывного движения или в приводах механизмов со стартово-стопным режимом. Купить шаговый двигатель уместно для станков с чпу, поскольку управление в них осуществляется последовательностью электроимпульсов. Благодаря возможности точного позиционирования шаговые двигатели применяют в работе устройств компьютерной памяти и чтения оптических дисков. Высокая надёжность и хорошие технические показатели валовых двигателей объясняют их распространённое использование в военной промышленности. Также эти устройства нашли применение в автомобилях, различном производственном оборудовании, в бытовой технике.

Плюсы и минусы использования

Прежде чем шаговый двигатель купить следует учесть преимущества и недостатки его использования. Несомненным достоинством шаговых двигателей является точность вращения, при попадании заряда на обмотку ротор поворачивается на конкретный уровень. Плюсом является возможность купить шаговый двигатель для чпу по относительно невысокой стоимости. Шаговые двигатели отлично подойдут для оборудования систем автоматизации технических процессов. Шаговые двигатели способны работать в режиме быстрого старта или остановки, а также перезапуска. Этим устройствам присуща высокоточная величина шага, высокая степень повторяемости без нарастания процента погрешности с каждым оборотом. Возможность работы на пониженных скоростях вращения. Ещё одно преимущество шаговых двигателей обусловлено отсутствием в их конструкции щёток, что продлевает срок эксплуатации и повышает надёжность.

К недостаткам относится свойство шагового двигателя проскальзывать. Эта проблема происходит при неправильной установке программного обеспечения, при вхождении вращательной скорости в резонансное состояние, при превышении уровня валовой нагрузки. Чтобы предотвратить возможность проскальзывания на двигатель монтируют датчики для обратной связи для контроля за перемещением и скоростью вращения. В то же время датчик лишь сигнализирует о появлении проблемы, для её устранения потребуется остановка производственного процесса. Для предотвращения проскальзывания рекомендуется купить шаговый двигатель для чпу с увеличенной мощностью. Это позволит избежать проблем с проскальзыванием шагового двигателя и воспользоваться всеми его преимуществами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector