Come fanno i motori passo-passo a decelerare?

Come attuatore,motore passo-passoÈ uno dei prodotti chiave della meccatronica, ampiamente utilizzato in vari sistemi di controllo dell'automazione. Con lo sviluppo della microelettronica e della tecnologia di produzione di precisione, la domanda di motori passo-passo è in costante aumento, e i motori passo-passo e i meccanismi di trasmissione a ingranaggi, combinati in un riduttore, sono sempre più diffusi negli scenari applicativi. Oggi, grazie alla loro semplicità, tutti possono comprendere appieno questo tipo di meccanismo di trasmissione a ingranaggi.

 

Come fanno i motori passo-passo a decelerare?

Il motore passo-passo, in quanto motore di azionamento comunemente utilizzato e ampiamente impiegato, viene solitamente utilizzato con dispositivi di decelerazione per ottenere un effetto di trasmissione ideale; i dispositivi e i metodi di decelerazione comunemente utilizzati per il motore passo-passo includono riduttori, encoder, controllori, segnali a impulsi, ecc.

 

Decelerazione del segnale di impulso:La velocità di rotazione di un motore passo-passo dipende dalla variazione del segnale di impulso in ingresso. In teoria, inviando un impulso al driver, il motore passo-passo ruota di un angolo di passo (suddivisione per ogni angolo di passo). In pratica, se il segnale di impulso cambia troppo rapidamente, a causa dell'effetto di smorzamento interno dovuto alla differenza di potenziale elettrico, la risposta magnetica tra rotore e statore non seguirà la variazione del segnale elettrico, causando blocchi e perdita di passi.

 

Decelerazione del riduttore:Il motore passo-passo, dotato di un riduttore di velocità, viene utilizzato insieme. L'elevata velocità di uscita del motore passo-passo, la bassa coppia di trasmissione, è collegata al riduttore di velocità. L'ingranaggio interno del riduttore, ingranando, forma una trasmissione tramite un rapporto di riduzione. In questo modo, l'elevata velocità di uscita del motore passo-passo viene ridotta e la coppia di trasmissione viene aumentata per ottenere un effetto di trasmissione ideale. L'effetto di riduzione dipende dal rapporto di riduzione del riduttore: maggiore è il rapporto di riduzione, minore è la velocità di uscita, e viceversa.

 

Velocità di controllo esponenziale della curva:Curva esponenziale, nella programmazione del software, prima calcola le costanti di tempo memorizzate nella memoria del computer, indica la selezione durante il funzionamento. Solitamente, il tempo di completamento dell'accelerazione e decelerazione del motore passo-passo è di 300 ms o più. Se si utilizzano tempi di accelerazione e decelerazione troppo brevi, per la stragrande maggioranza dei motori passo-passo sarà difficile ottenere una rotazione ad alta velocità.

 

Decelerazione del controllo encoder:Il controllo PID, in quanto metodo di controllo semplice e pratico, ha trovato ampia applicazione negli azionamenti per motori passo-passo. Si basa sul valore dato r(t) e sul valore di uscita effettivo c(t) per formare la deviazione di controllo e(t), la deviazione proporzionale, integrale e differenziale attraverso una combinazione lineare della grandezza di controllo, controllando l'oggetto di controllo. Questo articolo utilizza un sensore di posizione integrato in un motore passo-passo ibrido bifase e progetta un controllore di velocità PI ad adattamento automatico basato su un rilevatore di posizione e controllo vettoriale, che fornisce caratteristiche transitorie soddisfacenti in condizioni operative variabili. Basandosi sul modello matematico del motore passo-passo, viene progettato il sistema di controllo PID del motore passo-passo e viene utilizzato l'algoritmo di controllo PID per ottenere la grandezza di controllo per controllare il movimento del motore nella posizione specificata. Infine, viene verificato tramite simulazione che il controllo presenta buone caratteristiche di risposta dinamica. Il controllore PID ha i vantaggi di una struttura semplice, elevata robustezza e alta affidabilità, ma non può gestire efficacemente le informazioni incerte nel sistema.

 

Con quale riduttore si può abbinare un motore passo-passo? Nella scelta del motore passo-passo e del riduttore, è necessario prestare attenzione a questi fattori e a quale tipo di riduttore si può scegliere per l'utilizzo combinato.

 

1. Il motivo per cui si utilizza un motore passo-passo con riduttore

 

Il motore passo-passo commuta la frequenza della corrente di fase dello statore, ad esempio modificando l'impulso di ingresso del circuito di pilotaggio del motore passo-passo, in modo da ottenere un movimento a bassa velocità. Il motore passo-passo a bassa velocità è in attesa del comando di passo, il rotore è fermo e, durante il passo a bassa velocità, le fluttuazioni di velocità saranno molto ampie. In questo caso, ad esempio passando al funzionamento ad alta velocità, si può risolvere il problema delle fluttuazioni di velocità, ma la coppia sarà insufficiente. In altre parole, a bassa velocità si verificheranno fluttuazioni di coppia, mentre ad alta velocità la coppia sarà insufficiente, rendendo necessario l'uso di un riduttore.

 

2. Motore passo-passo spesso con riduttore cosa

 

Il riduttore è un tipo di trasmissione a ingranaggi, a vite senza fine o a ingranaggi-vite, racchiuso in un involucro rigido, spesso utilizzato come riduttore tra il motore primo e la macchina operatrice, o tra il motore primo e l'attuatore per adattare la trasmissione di velocità e coppia; i riduttori hanno un'ampia gamma, in base al tipo di trasmissione possono essere suddivisi in riduttori a ingranaggi, riduttori a vite senza fine e riduttori epicicloidali. In base al numero di stadi di trasmissione possono essere suddivisi in riduttori monostadio e multistadio; in base alla forma degli ingranaggi possono essere suddivisi in riduttori a ingranaggi cilindrici, riduttori a ingranaggi conici e riduttori a ingranaggi conici-cilindrici; in base alla forma di disposizione della trasmissione possono essere suddivisi in riduttori non ripiegati, riduttori in derivazione e riduttori coassiali. I riduttori per motori passo-passo includono riduttori epicicloidali, riduttori a vite senza fine, riduttori a ingranaggi paralleli e riduttori a ingranaggi a filamento.

 

 

E per quanto riguarda la precisione del riduttore epicicloidale del motore passo-passo?

 

 

La precisione del riduttore è detta anche gioco di ritorno. Quando l'estremità di uscita è fissa e l'estremità di ingresso viene ruotata in senso orario e antiorario per produrre la coppia nominale ±2% all'estremità di uscita, si verifica un piccolo spostamento angolare all'estremità di ingresso del riduttore, e questo spostamento angolare rappresenta il gioco di ritorno. L'unità di misura è "minuti d'arco", ovvero un sessantesimo di grado. I valori usuali del gioco di ritorno si riferiscono al lato di uscita del riduttore. Il riduttore epicicloidale per motori passo-passo offre elevata rigidità, alta precisione (la trasmissione a singolo stadio può essere completata in 1 minuto), elevata efficienza di trasmissione (97%-98% per singolo stadio), elevato rapporto coppia/volume, assenza di manutenzione, ecc.

 

La precisione della trasmissione del motore passo-passo non è regolabile; l'angolo di rotazione del motore passo-passo è determinato interamente dalla lunghezza del passo e dal numero di impulsi, e il numero di impulsi può essere un conteggio completo, la quantità digitale non è il concetto di precisione, un passo è un passo, due passi sono due passi. La precisione attuale che può essere ottimizzata è la precisione del gioco di ritorno degli ingranaggi del riduttore epicicloidale.

 

1. Metodo di regolazione della precisione del mandrino:La regolazione della precisione di rotazione del mandrino del riduttore epicicloidale, se l'errore di lavorazione del mandrino stesso soddisfa i requisiti, è generalmente determinata dal cuscinetto. La chiave per regolare la precisione di rotazione del mandrino è la regolazione del gioco del cuscinetto. Mantenere un gioco adeguato è fondamentale per le prestazioni dei componenti del mandrino e per la durata del cuscinetto. Per i cuscinetti volventi, un gioco eccessivo non solo concentra il carico sul corpo volvente nella direzione della forza, ma produce anche gravi fenomeni di concentrazione delle sollecitazioni nel punto di contatto tra le piste di rotolamento dell'anello interno ed esterno del cuscinetto, riducendo la durata del cuscinetto e causando la deriva dell'asse del mandrino, con conseguente rischio di vibrazioni delle sue parti. Pertanto, la regolazione del cuscinetto volvente deve prevedere un precarico, in modo da generare una certa interferenza all'interno del cuscinetto, producendo una certa deformazione elastica nel punto di contatto tra il corpo volvente e le piste di rotolamento dell'anello interno ed esterno, migliorando così la rigidità del cuscinetto.

2. Metodo di regolazione del divario:Nel processo di movimento del riduttore epicicloidale si genera attrito, che causa variazioni di dimensioni, forma e qualità superficiale tra le parti, nonché usura. Di conseguenza, il gioco tra le parti aumenta, pertanto è necessario effettuare una regolazione entro un intervallo ragionevole per garantire la precisione del movimento relativo tra le parti.

 

3. Metodo di compensazione degli errori:le parti stesse commettono errori attraverso l'assemblaggio appropriato, in modo che il fenomeno di offset reciproco durante il periodo di rodaggio, per garantire la precisione della traiettoria di movimento dell'apparecchiatura.

 

1. Metodo di compensazione globale:l'utensile installato con il riduttore stesso per effettuare la lavorazione è stato trasferito con la corretta regolazione del piano di lavoro per eliminare i risultati combinati dell'accuratezza degli errori.