步进电机驱动两坐标线切割控制
AutoCut线切割编控系统使用说明书
AutoCut线切割编控系统使用说明书2006年11月作者:李东瑞目录目录 ........................................................ 错误!未定义书签。
第一章 AutoCut线切割编控系统介绍............................ 错误!未定义书签。
简介..................................................... 错误!未定义书签。
AutoCut系统构成........................................ 错误!未定义书签。
AutoCut系统主要功能.................................... 错误!未定义书签。
AutoCut系统主要特点.................................... 错误!未定义书签。
AutoCut 系统运行环境.................................... 错误!未定义书签。
第二章 AutoCut系统软硬件安装................................ 错误!未定义书签。
硬件安装................................................ 错误!未定义书签。
软件安装................................................. 错误!未定义书签。
软件卸载................................................. 错误!未定义书签。
第三章 AutoCut CAD的使用.................................... 错误!未定义书签。
第四章 AutoCut For AutoCAD的使用............................ 错误!未定义书签。
线切割步进电机失步的原因解决方法
线切割步进电机失步的原因解决方法哇塞,线切割步进电机失步可是个大问题呢!这可会严重影响到加工的精度和效率呀!那到底为啥会失步呢?原因有不少呢,比如驱动电源的问题,电机本身的故障,或者是工作环境不合适等等。
那怎么解决呢?这可得好好说道说道。
首先要仔细检查驱动电源,看看电压是否稳定,电流是否正常。
这就好比是人的心脏,要是心脏出了问题,那整个人都不好了呀!然后呢,要检查电机的接线是否牢固,有没有松动的地方。
这就像是大楼的根基,根基不牢,那还怎么往上盖呀!还有就是要注意工作环境,不能太潮湿,也不能温度太高或太低。
这就和人一样,得在舒适的环境里才能好好工作嘛!在检查和维护的过程中,可一定要小心谨慎,不能马虎大意哦!不然,一个小疏忽可能就会导致大问题呢!在解决线切割步进电机失步的过程中,安全性和稳定性那可是至关重要的呀!就像走钢丝一样,必须得稳稳当当的。
如果不注意安全,万一出点啥意外,那可不得了啦!所以在操作的时候,一定要严格按照操作规程来,不能有丝毫的马虎。
同时,要定期对设备进行维护和保养,确保它始终处于良好的工作状态。
只有这样,才能保证加工的安全和稳定,不至于出现大的差错呀!那线切割步进电机的应用场景可多了去啦!在模具制造、机械加工等领域都有着广泛的应用呢!它的优势也是很明显的呀,比如精度高、速度快、成本低等等。
这就像是一把锋利的宝剑,能够在各种战场上大显身手呢!它能够快速而准确地完成各种复杂的加工任务,为我们的生产和生活带来了极大的便利呢!我就知道一个实际案例哦,有一家工厂之前老是出现线切割步进电机失步的问题,导致生产效率很低,产品质量也不稳定。
后来,他们按照我说的方法,对驱动电源、电机接线和工作环境都进行了仔细的检查和调整,嘿,你猜怎么着,失步的问题还真就解决了!生产效率大大提高,产品质量也有了很大的提升呢!这效果,那可真是立竿见影呀!所以呀,只要我们认真对待线切割步进电机失步这个问题,找到原因,采取正确的解决方法,就一定能够让它重新焕发活力,为我们的生产和生活服务呀!。
两相混合式步进电机细分控制
两相混合式步进电机细分控制两相混合式步进电机细分控制是一种常用的步进电机控制技术,可以实现高精度和高速度的运动控制。
本文将介绍两相混合式步进电机的工作原理、细分控制技术以及在实际应用中的一些注意事项。
首先,我们来了解一下两相混合式步进电机的工作原理。
两相混合式步进电机由两个相位的线圈组成,每个相位有两个线圈。
当电流通过线圈时,会产生磁场,这个磁场会与电机中的永磁体相互作用,从而产生力矩,推动电机转动。
通过交替激励两个相位的线圈,可以控制电机的转动方向和步长。
在细分控制中,我们需要将一个完整的步进角度细分为更小的角度,以提高步进电机的精度和平滑性。
常见的细分控制技术有全步进、半步进和微步进。
全步进是最基本的细分控制技术,将一个完整的步进角度等分为若干个小角度。
例如,将一个360度的步进角度等分为200个小角度,每个小角度为1.8度。
全步进可以实现较高的转动精度,但在低速运动时容易产生共振和震动。
半步进是在全步进的基础上进行细分的一种技术。
它将一个完整的步进角度等分为更小的角度,并在每个小角度中交替激励两个相位的线圈。
例如,将一个360度的步进角度等分为400个小角度,每个小角度为0.9度。
半步进可以提高步进电机的转动平滑性和精度,但在高速运动时容易失步。
微步进是最高级别的细分控制技术,可以将一个完整的步进角度细分为更小的角度,并通过改变线圈电流的大小和方向来控制电机的转动。
微步进可以实现非常高的转动精度和平滑性,但同时也增加了系统复杂性和成本。
在实际应用中,我们需要根据具体需求选择合适的细分控制技术。
如果对转动精度要求较高,可以选择全步进或半步进;如果对转动平滑性要求较高,可以选择半步进或微步进。
同时,还需要注意以下几点:1. 选择合适的驱动器和控制器:不同的细分控制技术需要相应的驱动器和控制器来实现。
因此,在选择步进电机系统时,需要考虑其兼容性和可靠性。
2. 控制参数调整:在使用细分控制技术时,需要根据具体情况调整控制参数,如脉冲频率、加速度和减速度等。
AutoCut线切割编控系统使用说明书
A u t o C u t线切割编控系统使用说明书2006年11月作者:李东瑞目录第一章AutoCut 线切割编控系统介绍 简介AutoCut 线切割编控系统(以下简称AutoCut 系统)是基于windowsxp 平台的线切割编控系统,AutoCut 系统由运行在windows 下的系统软件(CAD 软件和控制软件)、基于PCI 总线的4轴运动控制卡和高可靠、免维护、节能步进电机驱动主板(无风扇)组成。
用户用CAD 软件根据加工图纸绘制加工图形,对CAD 图形进行线切割工艺处理,生成线切割加工的二维或三维数据,并进行零件加工;在加工过程中,本系统能够智能控制加工速度和加工参数,完成对不同加工要求的加工控制。
这种以图形方式进行加工的方法,是线切割领域内的CAD 和CAM 系统的有机结合。
系统具有切割速度自适应控制、切割进程实时显示、加工预览等方便的操作功能。
同时,对于各种故障(断电、死机等等)提供了完善的保护,防止工件报废。
系统构成 如上图所示,AutoCut 系统是一套完整的线切割解决方案。
AutoCut 系统由AutoCut 系统软件、基于PCI 总线的运动控制卡、高可靠、免维护的节能步进电动机驱动主板、微秒中走丝主振板构成。
AutoCut 系统软件包含AutoCAD 线切割模块、AutoCutCAD(包含线切割模块)、CAXA 的AutoCut 插件以及机床控制软件。
系统主要功能 1、支持图形驱动自动编程,用户无需接触代码,只需要对加工图形设置加工工艺,便可进行加工;同时,支持多种线切割软件生成的3B 代码、G 代码等加工代码进行加工; 2、软件可直接嵌入到AutoCAD 、CAXA 等各版本软件中; 3、多种加工方式可灵活组合加工(连续、单段、正向、逆向、倒退等加工方式) 4、XYUV4轴可设置换向,驱动电机可设置为五相十拍、三相六拍等; 5、实时监控线切割加工机床的X 、Y 、U 、V 四轴加工状态; 6、加工预览,加工进程实时显示;锥度加工时可进行三维跟踪显示,可放大、缩小观看图形,可从主视图、左视图、顶视图等多角度进行观察加工情况; 选配 Windowsxp 高可靠、免维护、节能步进电机驱动器(无线切割机床其他软件生成的 3B 加工代码 AutoCut 控 制 软 件 n 号控制卡 1号控制卡 AutoCAD 绘图及生成轨迹 AutoCutCAD 中绘图、生成加工CAXA 绘图及生成轨迹 图 形 驱 动 微秒中走丝主振板 变频器控制等可扩展IO 高频功放7、可进行多次切割,带有用户可维护的工艺库功能,使多次加工变得简单、可靠;8、锥度工件的加工,采用四轴联动控制技术,可以方便的进行上下异形面加工,使复杂锥度图形加工变得简单而精确;9、可以驱动4轴运动控制卡,工作稳定可靠;10、支持多卡并行工作,一台电脑可以同时控制多台线切割机床;11、具有自动报警功能,在加工完毕或故障时自动报警,报警时间可设置;12、支持清角延时处理,在加工轨迹拐角处进行延时,以改善电极丝弯曲造成的偏差;13、支持齿隙补偿功能,可以对机床的丝杆齿隙误差进行补偿,以提高机床精度;14、支持光栅闭环控制,采用光栅尺对位置误差进行精确的校正,可以显着提高大工件加工时的位置精度;15、支持两种加工模式:普通快走丝模式、中走丝通讯输出模式;16、断电时自动保存加工状态、上电恢复加工,短路自动回退等故障处理;17、加工结束自动关闭机床电源。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种将电信号转换为精确的机械运动的特殊电机。
由于其高精度、可控性和稳定性,步进电机广泛应用于许多领域,如工业自动化、医疗仪器、机器人技术等。
本文将讨论步进电机的控制方法,在这些方法中,人们可以实现对步进电机的精确控制和位置控制。
首先,我们来介绍步进电机的基本工作原理。
步进电机的转子由永磁体或由电磁铁组成,通常与定子上的绕组相互作用。
当绕组依次激励时,电机的转子会按照一定的角度顺序旋转。
每次激励的脉冲将使转子转动一个固定的角度,称为步长。
因此,通过正确控制脉冲信号的频率和顺序,我们可以精确地控制步进电机的运动。
步进电机的控制方法主要分为开环控制和闭环控制。
开环控制是最简单的一种方法,通过给步进电机提供一系列的脉冲信号来控制其转动。
这些信号的频率和脉冲宽度决定了电机的转速和位置。
开环控制方法适用于需要较低精度和较简单控制的应用,例如简单的运动控制和位置复位。
闭环控制方法则更加复杂,但也更加精确。
闭环控制通过使用编码器或其他位置传感器来监测步进电机的实际位置,并将其与期望位置进行比较。
根据比较结果,控制系统将调整脉冲信号的频率和脉冲数量,以使电机达到期望的位置和运动状态。
闭环控制方法适用于需要高精度和复杂运动控制的应用,例如精密仪器和机器人。
除了开环控制和闭环控制之外,还有其他一些常用的步进电机控制方法。
例如,微步控制方法可以进一步提高步进电机的分辨率。
微步控制通过将每个步进脉冲细分为更小的微步脉冲,从而将电机的角度控制能力提高到更高的级别。
这种方法通常需要更先进的控制电路和算法。
此外,还有一些高级的控制方法,如矢量控制和感应控制等。
矢量控制方法通过同时控制步进电机的多个绕组来实现更复杂的运动模式,提高电机的性能和动态响应能力。
感应控制方法则利用感应原理,通过识别转子位置和磁场变化来控制电机运动。
这些高级控制方法在某些特定的应用领域中具有重要意义,但通常需要更复杂的控制算法和硬件实现。
两相步进电机 控制程序
两相步进电机控制程序一、初始化设置在控制步进电机之前,需要进行一些初始化设置。
这包括:1. 配置微控制器:选择适合的微控制器,并为其分配必要的资源和接口。
2. 电机参数设定:根据步进电机的规格和性能,设定合适的参数,如步进角度、驱动电流等。
3. 接口配置:配置微控制器与步进电机驱动器之间的接口,包括电源、信号线等。
二、电机驱动脉冲生成为了使步进电机按照设定的方向和步数转动,需要生成合适的驱动脉冲。
这通常通过微控制器实现,具体步骤如下:1. 确定目标位置:根据应用需求,确定步进电机需要转到的目标位置。
2. 计算步数:根据目标位置和步进电机的步进角度,计算出需要转动的步数。
3. 生成驱动脉冲:根据步数和电机的工作模式(单拍、双拍等),生成合适的驱动脉冲序列。
三、电机方向控制步进电机的方向可以通过改变驱动脉冲的顺序来控制。
一般来说,有两种方式来控制电机的方向:1. 通过改变脉冲的顺序:正向或反向发送脉冲序列,可以控制电机向正向或反向转动。
2. 通过使用不同的工作模式:一些步进电机驱动器支持不同的工作模式,如全步、半步、1/4步等。
通过选择不同的工作模式,可以改变电机的转动方向和速度。
四、电机速度调节调节步进电机的速度可以通过改变驱动脉冲的频率来实现。
一般来说,脉冲频率越高,电机转速越快。
同时,也可以通过改变工作模式来调节电机的速度。
五、电机状态监测与保护为了确保步进电机的安全运行,需要实时监测电机的状态,并进行必要的保护措施。
这包括:1. 温度监测:监测电机的温度,防止过热。
2. 电流监测:监测电机的驱动电流,防止过流。
3. 位置监测:通过编码器等传感器监测电机的实际位置,防止位置丢失或错误。
4. 故障诊断:通过分析监测数据,判断电机是否出现故障,并采取相应的处理措施。
六、异常处理与故障诊断为了提高控制程序的鲁棒性,需要设计异常处理与故障诊断机制。
这包括:1. 异常情况检测:通过分析监测数据和运行状态,检测出异常情况。
线切割加工原理
线切割加工原理与传统的切削加工方法不同,电火花加工是利用工具电极和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工的加工方法。
电腐蚀现象的一个最简单例子是电气开关的触点的电腐蚀,这种腐蚀是由于触点开闭时产生的火花引起的,逐渐地会损坏触点。
电火花腐蚀的主要原因是:电火花放电时火花通道内瞬时产生一个高温热源,将局部金属熔化和气化而蚀除。
但这种简单的电腐蚀还不能构成实用的电火花加工。
实用的电火花加工要求:1.必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙,通常约为几微米至几百微米,如果间隙过大,极间电压不能击穿极间介质,因而不能产生火花放电。
如果间隙过小,很容易形成短路接触,也不能产生火花放电。
因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置,或称伺服控制系统。
2.火花放电应是短时间的脉冲放电,放电持续时间为10-7-10-3S,且每次放电后需停歇一段时间,以保证消电离,避免持续电弧放电烧伤工件。
3.火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行,如煤油、皂化液等。
液体介质又称工作液,它们必须具有(1)较高的绝缘性能,以利于产生脉冲性的火花放电;(2)液体介质还有排除间隙内电蚀产物,保证在时间和空间上分散的重复性脉冲放电正常进行;(3)冷却电极的作用。
因此,一般电火花加工设备都具有实现这些要求的装置,它们包括脉冲电源,工作液循环系统,工具电极与工件的相对伺服进给系统以及机床主体等。
它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件, 例如模具的凸模、凹模。
它是在电火花穿孔、成形加工的基础上发展起来的。
它不仅使电火花加工的应用得到了发展,而且某些方面已取代了电火花穿孔、成形加工。
线切割机床已占电火花机床的大半。
其工作原理: 绕在运丝筒上的电极丝沿运丝筒的回转方向以一定的速度移动,装在机床工作台上的工件由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动。
脉冲电源的一极接工件,另一极接电极丝。
在工件与电极丝之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液,电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙,连续不断的脉冲放电就切出了所需形状和尺寸的工件。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种特殊的电机,它通过控制电流的方向和大小来实现精确的位置控制。
在实际应用中,步进电机的控制方法有多种,下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
首先,最常见的步进电机控制方法是单相激励控制。
这种方法通过交替改变单相绕组的电流方向,来驱动步进电机旋转。
单相激励控制简单、成本低廉,适用于一些对精度要求不高的场合。
但是,由于只有单相绕组工作,所以步进电机的扭矩较小,不适用于一些需要承受大负载的场合。
其次,双相激励控制是另一种常见的步进电机控制方法。
这种方法通过交替改变两相绕组的电流方向,来驱动步进电机旋转。
双相激励控制相比单相激励控制,可以提供更大的扭矩,适用于一些需要承受大负载的场合。
但是,双相激励控制相对复杂一些,成本也会略高一些。
此外,微步进控制是一种更加精细的步进电机控制方法。
这种方法通过在步进电机每一个步进角度内,对电流进行微小的变化,来实现步进电机的平滑旋转。
微步进控制可以提供更高的分辨率和更平滑的运动,适用于一些对精度要求较高的场合。
但是,微步进控制相对复杂,对控制系统的要求也更高。
最后,闭环控制是一种更加精确的步进电机控制方法。
这种方法通过在步进电机上添加位置传感器,实时监测步进电机的位置,并根据实际位置调节电流,来实现更加精确的位置控制。
闭环控制可以有效地减小步进电机的失步现象,提高控制精度,适用于一些对控制精度要求极高的场合。
但是,闭环控制的成本和复杂度都较高。
综上所述,步进电机的控制方法有单相激励控制、双相激励控制、微步进控制和闭环控制等多种。
在实际应用中,需要根据具体的需求和条件选择合适的控制方法,以实现最佳的控制效果。
同时,随着控制技术的不断发展,步进电机的控制方法也在不断创新和完善,为各种应用场合提供更加灵活、精确的控制方案。
(完整版)数控机床考试试题(附答案)
数控机床技术测试试卷A卷<附答案)一、填空题<每空1分,共30分)1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。
2、较常见的CNC 软件结构形式有软件结构和软件结构。
3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法,前者用于数控系统,后者用于数控系统。
4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。
5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时,可以使用配备或使用。
6、电火花加工一次放电后,在工件和电极表面各形成一个小凹坑,其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。
7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。
8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。
9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定,当采用短脉冲时,一般应选用极性加工。
10、数控车床X 轴方向上的脉冲当量为Z 方向上的脉冲当量的。
11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。
12、3B 格式的数控系统没有功能,确定切割路线时,必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹,再按编程。
13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同,可分为工作方式和工作方式。
二、判断题<每题1分,共10分,正确打√错误打×)1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。
否则存储器中的数据就会丢失,造成数控系统的瘫痪。
<)2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成,不允许调整一项检测一项。
<)3、数控铣削螺纹加工,要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。
<)4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。
<)5、当脉冲放电能量相同时,热导率愈小的金属,电蚀量会降低。
<)6、开环数控机床,进给速度受到很大限制,其主要原因是步进电机的转速慢。
7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时,其程序编制与刀具半径补偿值无关。
8、只有加工中心机床能实现自动换刀,其它数控机床都不具备这一功能<) <)<)9、M08 指令功能在程序段运动结束后开始。
线切割控制器操作方法
线切割控制器操作方法线切割控制器是用来控制数控线切割机工作的设备。
它通过控制线切割机的运动轴和工作电源,实现对工件进行精确的线切割加工。
线切割控制器一般包括硬件部分和软件部分。
硬件部分主要包括线切割控制器主板、运动轴驱动器、开关电源、限位开关、启动按钮等。
主板是控制整个系统的核心部件,运动轴驱动器是控制运动轴运动的设备,开关电源用于供电,限位开关用于检测工件的位置,启动按钮用于启动线切割机。
软件部分主要包括人机界面、运动控制、加工控制等。
人机界面是用来与线切割控制器进行交互的界面,通过它可以输入加工参数、操作控制器等。
运动控制是控制运动轴运动的软件模块,通过它可以实现对工件的定位、运动轨迹的控制等。
加工控制是控制工作电源的软件模块,通过它可以实现对工作电流、脉冲频率等参数的控制。
线切割控制器的操作方法如下:1. 上电:首先将线切割机与控制器的电源连接好,并确保安全地接地。
打开控制器的开关电源,电源指示灯亮起表示供电正常。
2. 设置加工参数:通过人机界面输入加工参数,包括加工工艺、加工速度、加工深度等。
根据工件的材质和形状,设置合适的加工参数。
3. 定位工件:将工件固定在工作台上,并通过运动控制将线切割机的运动轴定位到工件的切割起点。
可以通过手动控制或者自动定位功能进行定位。
4. 启动加工:在确认工件位置正确后,按下启动按钮。
线切割机开始工作,工作电源输出高频脉冲来切割工件。
在加工过程中,可通过人机界面实时监测加工状态。
5. 调整加工参数:如果加工效果不理想,可以根据实际情况进行加工参数的调整,如调整加工速度、加工深度等,以获得满意的加工效果。
6. 完成加工:当工件切割完成后,停止加工,并将线切割机的运动轴返回到其初始位置。
将工件取下,进行后续的处理。
7. 关闭设备:关闭线切割机和控制器的电源开关,断开与电源的连接。
需要注意的是,在操作线切割控制器时,要遵循安全操作规程,避免操作失误或不当使用导致的安全事故。
线切割操作与维修手册
线切的割的基本操作并不复杂,但它所涉及到的方面比较多,如电工知识、机械设备的维修保养知识、计算机知识、机械加工知识以及单片机或HL系统等方面的知识。
基本工作原理电火花线切割加工目前在世界上主要分为高速走丝(7~11m/s)与低速走丝(0.2~1m/s),还有就是中速走丝,其走丝速度介于高速与低速之间,放电原理则与高低速走丝基本一样。
坐标工作台运动由数控系统通过两个步进电机进行控制,步进电机经过减速箱的齿轮减速增加扭矩后带动滚球丝杠副,使工件台沿两个坐标方向运动(如若进行异形面切割,还须控制上丝架的U、V轴进行运动)。
线切割加工时,电极丝接脉冲电源的负极,工件接正极。
接通高频脉冲电源后,当电极丝某个点与工件之间的距离小于放电间隙时,它们先在两点之间建立一个电场,然后在电场力的作用下,电极丝上大量带负电子的电子高速撞击正极工件,从而将动能转化为热能,使距离电极丝最近处的工件产生汽化,其高温一般在5000摄氏度左右,局部能达到12000摄氏度。
工作液将被熔化和汽化所产生的微粒冲刷出切缝,从而在工件上形成无数的小凹痕,电极丝在数控系统的作用下连续不断在放电,从而加工出所需要的形状。
工作液的作用是急速冷却电极丝并将腐蚀物快速排出加工区,以达到连续切割的目的。
加工工艺线切割加工中的控制参数有脉冲间隙、脉冲宽度、电压、平均加工电流、切割速度、电极丝张紧力、电极丝直径和工作液种类与污染程度等因素。
1、脉冲宽度Ti脉宽是单脉冲放电能量的决定因素之一,对加工速度和表面粗糙度均有很大的影响。
脉宽大则表面粗糙度值大(光洁度差),但加工速度更快。
2、脉冲间隙To调节脉冲间隙实际上就是调节占空比(占空比为脉冲宽度/脉冲间隙),即调节其输入的功率大小,间隙越大,更有利于排除加工区域里的腐蚀物,使后续加工更加稳定。
但不能改变单个脉冲能量,所以它对粗糙度影响不大,但对加工速度有较大的影响。
采用矩形波时,不同的加工厚度所对应的占空比参考值:工件厚度<10 <30 <60 <100 <150 >200占空比1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:6~8采用分组脉冲时,结合实际情况不同的加工百度所采用的参考值:工件厚度mm <20 <50 <100 >100小脉宽(Ti) 4 8 12 12Ti/To 1:1 1:1~2 1:2~3 1:3~6注:对于100mm以上的工件,使用分组脉冲要谨慎调节,否则易出现断丝现象。
线切割的控制原理
线切割的控制原理线切割(Wire EDM)是一种使用导电丝线切割工件的先进切削工艺。
它是通过在工作件和丝线之间施加高电压来形成电火花,进而蚀刻工件材料,实现切割目的。
线切割具有高精度、高效率和适用于难加工材料的优点,被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
线切割的控制原理主要包括三个方面:电路控制、机械控制和工艺参数控制。
首先,电路控制是线切割的基础。
电路控制系统主要包括电源、脉冲发生器、控制器和传感器等组成。
其中,电源提供高频高压电源,脉冲发生器产生高频脉冲信号,控制器根据脉冲信号控制丝线的移动,并根据传感器的信号调整切割参数。
其次,机械控制是线切割的关键。
机械控制系统主要包括工作台和导丝机构。
工作台上夹持工件,并通过导轨和驱动装置实现在X、Y、Z三个坐标方向上的运动。
导丝机构负责牵引和张紧导电丝线,并通过伺服驱动装置实现丝线的快速运动和切割方向的变换。
最后,工艺参数控制是线切割的调节。
工艺参数主要包括脉冲功率、脉冲宽度、脉冲频率、丝线张力和工作速度等。
脉冲功率和脉冲宽度控制电火花的强度和持续时间,脉冲频率控制电火花的频率,丝线张力保证丝线的稳定性,工作速度控制切割速度。
通过调节这些工艺参数,可以实现不同材料的切割要求。
线切割的控制过程主要包括以下几个步骤:首先,根据加工需要,设置切割路径和工艺参数。
其次,将工件固定在工作台上,并通过控制器使丝线与工件之间形成一定距离的切割间隙。
然后,控制器根据脉冲发生器产生的脉冲信号,控制伺服驱动装置调节导丝机构,实现丝线的运动和切割方向的变换。
同时,传感器不断检测切割过程中的信号,并将其反馈给控制器。
最后,根据传感器的信号,控制器自动调整工艺参数,保证切割的稳定性和精度。
线切割的控制原理是一个复杂而且精密的系统。
它需要控制器根据工艺参数和传感器的信号,精确控制脉冲发生器和伺服驱动装置,实现丝线的精确运动和切割方向的变换。
同时,要保证工作台的稳定性和精度,以及丝线的张力和切割间隙的控制。
线切割步进电机原理
线切割步进电机原理线切割步进电机是一种常见的电机类型,常用于数控加工设备中的线切割机床。
它通过不断地改变驱动电流来控制步进角度,从而驱动机械运动。
线切割步进电机原理主要包括结构组成和工作原理两个方面。
结构组成线切割步进电机由定子和转子组成。
定子是电机的主体部分,通常是由铁芯、定子线圈和定位器组成。
铁芯是定子的主要框架,用于支撑和固定定子线圈。
定子线圈是电机的发电部分,通过电流产生磁场,与转子磁场相互作用产生力,驱动机械运动。
定位器用于固定转子并确保其正确位置。
转子是电机的运动部分,通常是由永磁体和转子轴组成,通过步进角度的改变实现机械运动。
工作原理线切割步进电机的工作原理是利用不同相位的脉冲信号来控制电机的转动,实现精确的运动控制。
具体来说,当电机接收到脉冲信号时,会按照一定步进角度进行旋转。
步进角度是由电机内部的电子控制器和驱动器来控制的,控制精度可以达到很高的水平。
在实际应用中,线切割步进电机通常与数控系统结合使用。
数控系统通过发送脉冲信号控制电机的运动,实现精确的切割和加工操作。
在线切割机床中,线切割步进电机可以沿着X、Y、Z轴进行三维运动,精确地控制切割头的位置和运动轨迹,从而完成各种复杂的加工任务。
线切割步进电机具有结构简单、控制精度高、运行稳定等优点,适用于要求精密加工的场合。
然而,在实际应用中也存在一些问题,如热量积累、过载保护等方面的挑战,需要通过合理的设计和控制手段加以解决。
总的来说,线切割步进电机是一种重要且广泛应用的电机类型,其原理简单清晰,结构稳定可靠,在数控加工领域有着重要的地位和作用。
随着科技的不断进步,线切割步进电机的性能和应用领域也将得到进一步拓展和提升。
1。
线切割系统参数设置1333
线切割系统参数设置1333
一、线切割的参数设定:
1、一般加工厚度100以下的,可以用脉宽30us,脉间150us。
这个参数比较常用,但具体要看自己的情况。
2、脉宽越大,电流越大,加工越快,不过光洁度越差。
脉间越大,电流越小,加工速度慢,光洁度好。
3、机床由床身、储丝机构、线架、XY工作台、油箱等部件组成。
绕在储丝筒上的钼丝经过线架作高速往复运动。
4、加工工件固定在XY工作台上。
X、Y两方向的运动各由一台步进电机控制。
数控系统每发出一个信号,步进电机就走一步,并通过中间传动机构带动两方向的丝杠旋转,分别使得X、Y工作台进给。
扩展资料:
一、技术参数:
最大切割厚度(mm): 250;最大切割锥度: TA:20o TB:30o
加工工件重量(kg): 500;电极丝速度(m/sec): 1.7-11.8
脉冲当量(mm): 0.001;加工精度(mm):≤0.01
最佳表面粗糙度(μm):Ra≤0.8;最大切割速度/h=60mm
(mm2/min):≥140
多次切割平均加工速度(mm2/min):40~50;
二、为保证实践教学质量,规范实验设备使用,避免出现机床及人身事故,特制定本规程:
开机前应充分了解机床性能、结构、正确的操作步骤。
检查机床的行程开关和换向开关是否安全可靠,不允许带故障工作。
应在机床的允许规格范围内进行加工,不要超重或超行程工作。
(工
作台最大承载重量120kg)
应按规定在润滑部位定时注入规定的润滑油或润滑脂。
以保证机构运
转灵活,特别是倒向器和轴承,要定期检查更换(暂定半年)。
两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计
机电综合课程设计摘要:本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计;完成交流电机启停的电气控制系统设计。
其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。
设计的总体思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。
位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片,数据经过处理,将按键信息串行方式传送给单片机,单片机通过相应的程序,向控制回路发送控制信号,进而控制工作台的动作,实现对硬件设备的控制。
关键词:键盘操作,单片机控制,数码管显示。
一.前言机电一体化是以机械技术和电子技术为主题,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。
机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。
本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。
采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率,保证加工质量。
此外,由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点,微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多,且又便于一般工人掌握操作和维修。
因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。
本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件,具有快速起动和停止的特点。
其驱动速度和指令脉冲能严格同步,具有较高的重复定位精度,并能实现正反转和平滑速度调节。
它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响,因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。
本设计完成了如下要求:(1)单片机控制系统电路原理图的设计(2)控制系统电路印制版的绘制(3)利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动(4)实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警(5)设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图(6)电气控制电路有相应的保护电路(过载、过压、欠压等)(7)熟悉机电系统常用元器件(PLC、交流电机、直流电机、步进电机)此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统,其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。
步进电机驱动两坐标线切割控制
一、标题:专业选修课实训—步进电机驱动两坐标线切割控制1、作品照片2、焊接电路照片二、步进电机的应用及发展、电路功能1、设计目标利用两个步进电机组成X、Y 坐标系,并分别控制工作台上X 轴和Y 轴的步进脉冲,实现从起点 A 点到预定点 B 点的走向控制。
对步进电机的控制要求:(1).判断旋转方向;(2).按顺序传送控制脉冲;(3).判断所要求的控制步数是否传送完毕。
2、X、Y 工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性以及结构的紧凑,采用滚珠丝杆螺母传动副。
为提高传动刚度和消除间隙,采用有预加载荷的结构。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大,故选用滚动直线导轨副,从而减少工作台的摩擦系数,提高运动平稳性。
考虑电机步距角和丝杠导程只能按标准选取,为达到分辨率的要求,以及考虑步进电机负载匹配,采用齿轮减速传动,系统总体框图如下:图1步进电机控制XY轴系统总体框图3、步进电机的特点1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,角位移与输入脉冲数严格成正比,没有累计误差,具有良好的跟随性。
2.步进电机外表不允许较高的温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130 度以上,有的甚至高达摄氏200 度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90 度完全正常。
3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。
在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
4.步进电机自身的噪声和振动较大,带惯性负载的能力较差。
5.由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常简单、廉价,又非常的可靠。
同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
6.步进电机的动态响应快,易于启停,正反转及变速。
线切割机床步进电机的PLC控制
辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计(论文)题目:线切割机床步进电机的PLC控制院(系):专业班级:学号:学生姓名:指导教师:(签字)起止时间: 2013.12本科生课程设计(论文)课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:自动化Array注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要本文主要阐述了五相十拍步进电动机结构原理,以及对步进电机的调速和正反转的研究。
采用PLC基本逻辑指令和常用指令的方法对步进电机调速正反转控制。
步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比,其速度与单位时间内输入的脉冲数即脉冲频率成正比,其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。
所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序,便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。
步进电机具有较好的控制性能,其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成,且可获得较高的控制精度,因而得到了广泛的应用。
关键词:步进电机;PLC;脉冲目录第1章绪论 (1)1.1线切割机床 (1)1.2PLC控制步进电机研究的意义 (1)1.3国内外关于步进电机和PLC的应用状况 (2)第2章课程设计方案 (3)2.1概述 (3)2.2系统组成总体结构 (3)第3章硬件模块设计 (4)3.1PLC系统设计 (4)3.1.1 PLC简介 (4)3.1.2 PLC工作原理 (4)3.1.3 PLC选择 (4)3.1.4 I/O分配 (5)3.2步进机驱动器 (6)3.3步进电机 (6)3.4PLC外部接线图 (8)第4章软件设计 (10)4.1软件编程 (10)第5章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1线切割机床线切割机床(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。
YH编程控制及线切割加工工艺教程
YH编程控制及线切割加工工艺教程来源:作者: 江苏泰州市德基数控机床技术部发表于:2007-6-9 阅读次数YH编程控制及线切割加工工艺教程1线切割加工及控制原理线切割属于电加工范畴,加工原理是电路瞬间接通或断开产生电弧放电腐蚀.如开关的触头烧毁,即为此原因.线切割的加工电源为高频电源故能不断产生火花放电,以至切割加工.线切割加工轨迹由x,y向步进电机控制.具体控制流程为计算机按图形计算出x,y相对坐标,经控制卡将信号传送到驱动电源,驱动电源将信号放大直接驱动步进电机工作.2线切割加工特点及局限由于放电加工区温度高达上万摄氏度故能加工高硬度,高塑性,高强度,高熔点的导电材料.线切割可加工形状复杂的通孔通轴结构.反之线切割不可加工不通的回转体.其加工精度可达±0.015,故线切割非常适于简单的冷冲模具及难切削材料的加工.3线切割绘图及编程注意事项和技巧一绘图第一步是审图.如将图形复杂之处先画,避免系统产生过多的交点.然后画图形的内部结构元素,最后画外框.这样可以使系统处理图形时少产生交点,减少系统错误.二尽量将图形中心与原点重合,或将图形对称中心与原点重合.这样可以最大限度的使用镜象功能,同时注意整体与单一线段的镜象.三画图尽量不要将一段直线分开画.如需要可使用延长功能.平移功能慎用,特别是平移值不是整数时.若使用需检查平移后是否正确.若不好可手工重画或使用坐标轴平移功能,步骤为保留平移体,坐标轴平移,图形挂起,读盘将平移体删除,挂起拼接.四绘图时尽量使用系统提供的编辑功能,特别是镜象和等分还有交点标记功能.使用好这些功能会提高绘图速度.同时注意绘图先后顺序.因为所有编辑功能分图段和线段,这样由图纸决定是某一线段或是某一图段需编辑,以免使这些功能不好使用.交点标记功能是显示交点的,目的是删除无用的点小直线,消除切割编程可能出现的叉路或无用的元素.五绘图注意同一元素不可画多次,这样易引起混淆,甚至使那一元素不显现,但有时可利用这一点,让程序可沿原路返回六使用延长功能时应注意,局部放大窗口下不要延长超出窗口的线段.因为那样会使窗口外的线段消失,再用删除不封闭线段功能,将会删除图形重要部分甚至全部.但此缺陷可反向利用.以上几点是操作系统局限性所致.因为yh是建立在DOS系统上,故没有WINDOWS下的绘图软件功能强大.但只要我们熟悉其缺点操作时引起注意并克服,甚至有时可反向利用.同样会起到很好的效果!4 切割编程注意事项一切割编程时补偿量不应大于图形的最小间距,否则会引起补偿出界或图形不完整.二特别要注意的编程手工判断的方向一定要与系统判断的一致,否则会使补偿量反向.顺时针箭头向右,逆时针则向左.如1图所示:5 补偿的原理由于钼丝具有一定直径故切割编程需输入一补偿值.因为机床移动的距离加或减钼丝的直径才等于钼丝真正的移动距离.由于我们使用的是电脑自动编程生成加工代码,故不须手工输入加工代码.但我们必须知道补偿的要领.补偿的尺寸分三种:一是孔尺寸,二是轴尺寸,三是非孔非轴尺寸.孔尺寸特征为切削加工时越加工越大.轴尺寸则反之.非孔非轴尺寸则是无法确定大小.具体补偿为加工孔若要得实际尺寸应负补钼丝半径.轴相反,非孔非轴尺寸不补.。
TCAD线切割机床控制柜使用说明书
TCAD线切割机床控制柜使用说明书2.1概述2.1.1系统构成及主要技术指标线切割机床控制系统集数控、高频电源和(或)机床电气于一体,其中数控部分由微型计算机、接口板、电源、标准键盘、3英寸软盘驱动器、操作控制面板及一台屏幕显示器(CRT)组成基本系统。
系统配备自动编程系统。
数控系统和高频脉冲电源组装在立式控制柜中。
各部分之间用电缆线连接,结构简单,便于维修。
系统主要技术指标:1)计算机作为控制系统主机,承担运算、逻辑判断、输入输出和文件管理工作。
2)控制轴数为X、Y、U、V、Z。
同时控制轴数为X、Y、U、V。
3)兼容多种形式的电机拖动系统,可连接步进电机、混合式步进电机、交流伺服机等(出厂前已由厂家设定),脉冲当量为1μΜ。
4)采用逐点比较法的圆弧、直线两种插补方式,控制精度为1μM。
锥度切割采用直纹面控制方式,控制精度≤1μM。
最大圆弧控制半径为10m,最大切割锥度请参阅机床说明书。
2.1.2系统主要功能1)单项进给本系统具有±X,±Y,±U,±V方向进给,单向进给受手控盒控制,可实现点动和快速进给。
2)钼丝回直和钼丝校直为了正确进行锥度切割,钼丝回直和钼丝校直可保证工件几何精度(钼丝应配置相应的硬件)。
3)导轮偏移自动补偿锥度加工时, 导轮偏移量程度可自动补偿.4)放电间隙补偿:本系统可实现凹凸模放电间隙补偿5)旋转:本系统可任意角度旋转,以便灵活实现编程坐标系与机床坐标系一致。
6)倒走加工本系统可对原编程轨迹进行逆向切割加工。
7)自动定位为了保证加工初始时精确定位,可自动对中心和靠边定位。
8)短路回退加工过程中发生短路时,本系统具有手动回退功能。
最多可回退2000步。
9)断电记忆当加工过程中发生掉电,本系统具有掉电记忆功能,待通电开机即可继续加工。
10)断丝保护若切割中发生断丝,系统自身有保护功能。
11)程序容量用户可同时输入1000条3B指令。
12)自动关机程序加工结束,系统断电关机。
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一、标题:专业选修课实训—步进电机驱动两坐标线切割控制1、作品照片2、焊接电路照片二、步进电机的应用及发展、电路功能1、设计目标利用两个步进电机组成 X、Y 坐标系,并分别控制工作台上 X 轴和 Y 轴的步进脉冲,实现从起点 A 点到预定点 B 点的走向控制。
对步进电机的控制要求:(1).判断旋转方向;(2).按顺序传送控制脉冲;(3).判断所要求的控制步数是否传送完毕。
2、X、Y 工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性以及结构的紧凑,采用滚珠丝杆螺母传动副。
为提高传动刚度和消除间隙,采用有预加载荷的结构。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大,故选用滚动直线导轨副,从而减少工作台的摩擦系数,提高运动平稳性。
考虑电机步距角和丝杠导程只能按标准选取,为达到分辨率的要求,以及考虑步进电机负载匹配,采用齿轮减速传动,系统总体框图如下:图1步进电机控制XY轴系统总体框图3、步进电机的特点1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,角位移与输入脉冲数严格成正比,没有累计误差,具有良好的跟随性。
2.步进电机外表不允许较高的温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上,有的甚至高达摄氏 200 度以上,所以步进电机外表温度在摄氏 80-90 度完全正常。
3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。
在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
4.步进电机自身的噪声和振动较大,带惯性负载的能力较差。
5.由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常简单、廉价,又非常的可靠。
同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
6.步进电机的动态响应快,易于启停,正反转及变速。
7.速度可在相当宽的围平滑调节,低速下仍能保证获得大转矩,因此,一般可以不用减速器而直接驱动负载。
8.步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,它不能直接使用交流电源和直流电源。
9.步进电机存在振荡和失步现象,必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。
10.步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。
伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。
4、步进电机及其发展步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机,它是基于最基本的电磁感应作用,将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,大型望远镜,卫星天线定位系统等等。
随着经济的发展,技术的进步和电子技术的发展,步进电机的应用领域更加广阔,同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。
步进电机的原始模型起源于 1830 年至 1860 年,1870 年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氩弧灯的电极输送机构中,这被认为最早的步进电机。
1950 年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。
到 20 世纪 60 年代后期,在步进电机本体方面随着永磁材料的发展,各种实用性步进电机应运而生。
步进电机往后经过不断改良,使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。
在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中,我们很容易发现步进电机的踪迹,尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。
三、电路的组成1、步进电机的结构及工作原理结构图2 步进电机部结构图如图 2.1 所示,步进电机分为转子和定子两部分:1.定子:由硅钢片叠成的,定子上有 6 大磁极,每 2 个相对的磁极(N,S)组成一对,共有 3 对。
定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3π、2/3π,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以π 表示),即 A 与齿 1 相对齐,B 与齿 2 向右错开1/3π,C 与齿 3 向右错开2/3π,A'与齿5 相对齐,(A'就是 A,齿 5 就是齿 1)。
2.转子:由软磁材料制成,其外表面也均匀地分布着小齿,与定子上的小齿相同,并且小齿的大小相同,间距相同工作原理:以反应式步进电机为例:如 A 相通电,B,C 相不通电时,由于磁场作用,齿 1 与 A 对齐,(转子不受任何力以下均同)。
如 B 相通电,A,C 相不通电时,齿 2 应与 B 对齐,此时转子向右移过1/3π,此时齿 3 与 C 偏移为1/3π,齿 4 与 A 偏移(π-1/3π)=2/3π。
如 C 相通电,A,B 相不通电,齿 3 应与 C 对齐,此时转子又向右移过1/3π,此时齿 4 与 A 偏移为1/3π 对齐。
如 A 相通电,B,C 相不通电,齿 4与 A 对齐,转子又向右移过1/3π这样经过 A、B、C、A 分别通电状态,齿 4(即齿 1 前一齿)移到 A 相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按 A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3π,向右旋转。
如按 A,C,B,A……通电,电机就反转。
由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。
而方向由导电顺序决定。
2、步进电机驱动步进电动机不能直接接到工频交流或直流电源上工作,而必须使用专用的步进电动机驱动器,它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。
驱动单元与步进电动机直接耦合,也可理解成步进电动机微机控制器的功率接口。
3、步进电机的单片机控制步进电机控制系统组成图3用微型机控制步进电机原理系统图与传统步进控制器相比较有以下优点:(1).用微型机代替了步进控制器把并行二进制码转换成串行脉冲序列,并实现方向控制。
(2).只要负载是在步进电机允许的围之,每个脉冲将使电机转动一个固定的步距角度。
(3).根据步距角的大小及实际走的步数,只要知道初始位置,便可知道步进电机的最终位置。
4、脉冲序列的生成图4脉冲的生成脉冲幅值:由数字元件电平决定。
TTL 0 ~5V CMOS 0 ~10V接通和断开时间可用延时的办法控制。
要求:确保步进到位。
5、方向控制步进电机旋转方向与部绕组的通电顺序相关。
三相六拍,通电顺序为:正转: A→AB→B→BC→C→CA反转: A→AC→C→CB→B→BA改变通电顺序可以改变步进电机的转向6、脉冲分配实现脉冲分配(也就是通电换相控制)的方法有两种:软件法和硬件法四、电路设计1、设计思路本设计主要是研究基于单片机的步进电机控制,采用单片机 AT89C51 和脉冲分配器 PMM8713 控制步进电机在三相六拍工作方式下的启停控制,正反转控制和加减速控制,通过步进电机丝杠连动,带动 XY 工作台的直线运动,实现从起点 A 点到预定点 B 点的位移控制。
2、设计分析通过软件实现脉冲分配软件法是完全用软件的方式,按照给定的通电换相顺序,通过单片机的 IO向驱动电路发出控制脉冲,下面以三相六拍为例上面提到了三相六拍工作方式通电换相得正序为 A-AB-B-BC-C-CA-A,,反序为A-AC-C-CB-B-BA-A图5 用软件实现脉冲分配的接口示意图注:P1.0:A 相驱动P1.1:B 相驱动P1.2:C 相驱动三相六拍控制字如下表所示:表6三相六拍工作方式的控制字注:0 代表使绕组断电,1 代表使绕组通电在程序中,只要依次将这 10 个控制字送到 P1 口,步进电机就会转动一个齿距角,每送一个控制字,就完成一拍,步进电机转过一个步距角。
软件法在电动机运行过程中,要不停地产生控制脉冲,占用了大量的 CPU时间,可能使单片机无法同时进行其他工作(如监测等),所以,人们更喜欢用硬件法。
通过硬件实现脉冲分配所谓硬件法实际上就是使用脉冲分配器 8713,来进行通电换相控制。
8713 是属于单极性控制,用于控制三相和四相步进电机,我们选择的是三相六拍工作方式。
8713 可以选择单时钟输入或双时钟输入,具有正反转控制、初始化复位、工作方式和输入脉冲状态监视等功能,所有输入端部都设有斯密特整形电路,提高抗干扰能力。
选用单时钟输入方式,8713 的 3 脚为步进脉冲输入端,4 脚为转向控制端,这两个引脚的输入均由单片机提供和控制,选用对三相步进电机进行六拍方式控制,所以 5、6 脚接高电平,7 脚接地。
如下图所示:由于采用了脉冲分配器,单片机只需提供步进脉冲,进行速度控制和转向控制,脉冲分配的工作交给 8713 来自动完成,因此,CPU 的负担减轻许多。
3、步进电机驱动(采用单电压驱动)单电压驱动是指电动机绕组在工作时,只用一个电压电源对绕组供电,它的特点是电路最简单。
步进电机使用脉冲电源工作,脉冲电源的获得可通过下图说明,开关管T是按照控制脉冲的规律“开”和“关”,使直流电源以脉冲方式向绕组 L供电,这一过程我们称为步进电机的驱动。
实用电路如下图所示。
在电机绕组回路中串有电阻Rs,使电机回路时间常数减小,高频时电机能产生较大的电磁转矩,还能缓解电机的低频共振现象,但它引起附加的损耗。
一般情况下,简单单电压驱动线路中,Rs是不可缺少的。
Rs 对步进电动机单步响应的改善如图6 所示:图6单电压功率驱动接口电路图电路中只有一个电源 V,电路中的限流电阻 R1 决定了时间常数,但R1太大会使绕组供电电流减小。
这一矛盾不能解决时,会使电动机的高频性能下降,可在R1 两端并联一个电容,以使电流的上升波形变陡,来改善高频特性,但这样做又使低频性能变差。
R1 在工作中腰消耗一定的能量,所以这个电路损耗大,效率低,一般只用于小功率步进电机的驱动。
4、完整电路图由于步进电机的驱动电流较大,所以微型机与步进电机的连接都需要专门的接口及驱动电路。
驱动器可用大功率复合管,也可以是专门的驱动器。
总之,只要按一定的顺序改变 8713 脉冲分配器的 11 脚~13 脚三位通电的状况,即可控制步进电机依选定的方向步进。
由于步进电机运行时功率较大,可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器(一是抗干扰,二是电隔离。
)以防强功率的干扰信号反串进主控系统。
电路图如下所示:5、元器件表6、程序框图根据设计任务,可画出控制步进电机正反转,加减速控制,工作方式为双时钟,程序框图如上:程序代码如下:本程序的资源分配如下R0——中间寄存器 R1——储存速度级数 R2——储存级数步数R3——加减速状态指针,加速时指向 35H,恒速时指向 37H,减速时指向3AH;P0.0——正转脉冲输入;P0.1——反转脉冲输入;P1.3——正转按钮 K1;P1.4——反转按钮 K2;P1.5——加速按钮 K3;P1.6——减速按钮 K4;定时常数序列放在以ABC 为起始地址的ROM 中。