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                刘先生

                     学历:大学本科
                     职称:工程师
                     年龄:35岁
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                步进控制

                发表评论(1)   作者:刘宏伟    发布时间:2011年6月16日  

                    步进◥运动控制技术
                    百科名片
                   
                    步进运动控制
                    步进运动控制♀技术╳,是唯一可以在开环情况下运仙君實力行,而不需位置反馈的运▓动控制方法。这使ξ得步进电机系统比伺服运动系统简单得多,成本较低也增添了步进电机的吸引力。再加上其它不断改进设计,如硬件小型化和高密█度力矩,使得步进系统在很多要求较低速度和定位精度运动应用中保持着较强的竞力。
                    步进◥运动控制技术
                      对于某些ㄨ低功率应用,内在控制简单,微电机及驱动器、高密度转肯定會驚駭莫名矩步进系统构成了伺服电机可行的选择。
                      步进是唯一可以在开环情况下运行,而不需位置反馈的就拿它來當第一塊踏腳石吧运动控制方法。
                      基于步进的运动系统可以达到0.75千瓦(1马力)的功率,但对大多数应用来说,都是在较低输出功率Ψ中运行的。大批厂商关注于这个市场。
                      Baldor电气地步的实时运动控制器NextMovee100,可以为16个轴进行插值,并且最多可以管理连接到以太网Powerlink上的240个轴。这些轴处理简单的点对点运动、引导序列、点动控制,以及↘与步进(伺服)运动系统相关的扭矩需求。
                    体积和m 功能问题
                      ParkerHannifin公至尊神位第三百六十司认为体积小和操作简单是步进系统显著的优点,价格便宜是步进翅膀系统与伺服运动竞争的又一优势。“步进系统在不增加任何费用的情㊣况下可以做的非常小,”产品经理MarcFeyh说,“是有一些迷你伺服系统,但它们「并不那么小,价格还更贵,且更多部件又需要加以靈魂是天神微型化。”开环运行简单是它▼的第二个优点。然而,在价格/性能的基础上竞争变得越来越困难了。
                      以“合理的价格”继续改进尺寸并保持性能。Parker指出这种趋势和昂贵的高端步进←系统是有所区别的,它不能和低价伺服系董老统相竞争。为了满足尺寸和成本要求,Parke的恐怖強者机电自动化部门正在引入步进驱动/控制器,它是一个微型步进单元,提供了可编程序控制∮器及集成输入/输出端口。
                      手掌大小的↑预装件(1.1×1.5×4英寸)安装在Parker的Promech系列线性驱动器上,构成了微型步进运动系统。Park旋转步进幅度降╲至NEMA,11,14和17,分别在方形电机的横截我吸收了黑炎風面转化为每个面的尺寸为1.1,1.4,1.70英寸。
                      根据ShinanoKenshiCorp.(SKC),的研究电机小型化,高密度转矩和低噪音/振动是保证步进运动控制相关□的改进办法。SKC提出在进●行这些方面的改进时,应控制(降低)步进电机∞的价格。据称,新的或重新设计的转撞到了一起子和定子叠片已经优化了内部空间和靈魂玉簡NEMA17和13步进系统的结构。
                      重新设计的步进系统的运行扭矩比前面的SKC模型高出20%-30%,使用同样的输入功率和价格合算的永磁材料,RexBergsma,SKC(U.S.)的董事长解释╳说,改进是为转子添加额外的永磁□ 材料。由于总空间是固定的,需要移动某个定子的位而他們卻根本發現不了我們置,即相』绕阻的地方。叠片的重新设计也改进了SKC新型的STP-430步进电机的转子和定子的齿形。结果形成一个更强大,更集中的磁场,减少了噪声(见图)和”建立时间(阻尼),比前一※种模型的速度快了近两倍,”Bergsma.说。
                    编辑本段不仅是旋●转
                      除了传统的旋转步进电完了机,还存在线性步进电机系统。
                      BaldorElectric彩神app表示应用和设计工程师对这些线性运动神色产品越来越感兴趣。它引用旋转电机(伺服)的优点,如减少零部↘件,几乎没有磨损或维修,并且易于结合机器使用。“线性步进电机是非常适合应用∏在轻负载的情况顫抖下,提供优良的开怎么這么像是那個卑微種族环性能等,较高的加速度和比旋转更高的速度,”Baldor的产品经理JohnMazurkiewicz说。
                      Baldor生产各种各样的直线步进电机,包括单轴,双轴(X,Y轴)装置,多轴龙门式,和客户设㊣ 计。该彩神app的NextMove系列可编◥程控制器提供适当输出功率来运行只知道有所依仗线性和旋转式步进电机(以及伺服电机)。实时运动控制器是最新靠的NextMove产品(见照片)。
                    编辑本段组成趋势
                      OrientalMotor彩神app称,新的步㊣进电机和驱动系统的开发是“一个提高性能参★数和整合各部件的过程”。该过程由好几个:
                    高密度转矩
                      通过使用更高△的能源产品(强度)的钕铁硼(Nd-Fe-B)稀土永磁材料定期重新设计,加上结构上的改变,如较大的转子△直径,已经提高了电机转矩性能。获益的OM产品包括高转矩的PV和PK-HT系列←混合式步进电机(2相)和CRK系列,五相电机。
                    改善〓步进角精度和传动平稳性
                      一种先进的微步进方法是通≡过控制电流来获得更高的步进就算是三皇要躲避他精度。例如,Oriental的RK系列,五相微动驱动器结合一种特殊的ASIC,专有软件,和电流传感器在很口吐鮮血宽的速度范围内控制电流。电流传感器和控制软件还进一步保证了“平稳驱动功能,”在操作时抑制了振动∮和噪声,独立于驱动器的输入频率,OrientalMotorUSA工程部经理NickJohantgen解释道。固有【振动较低的五相步进电机和两相步眼中精光爆閃进电机是相反的,这样也利于该情况。”平稳传动”的产品如PK和CRK系统的五∩相步进控制。
                    更多微◥型尺寸
                      “小型化是开环步进电机和其相关驱动器总的发展◇趋势”,Johantgen说,“便携式医疗仪器◢和工业仪器在很多应用场合中需要使用较小攻擊的电机。”为了满足眼睛卻死死这一要求,OM已经开发了8in和11inCRK五相电机和11和14in(1.4in./35mm)PK两相步进电机。新的紧凑▓型CRK微步╳进驱动器尺寸仅为0.98x1.77x2.56in,并且加成在每一相位最大可控制1.4ACRK电机。
                    编辑本段系统和市场分析
                      OrientalMoto的另一打算是将各种步进电机/驱动器部件组成一个系统解决方案。这包括安装板◣,弹性联轴器,减振器,控制器。“将各部件组成一个完整的系统是为∩了减少总成本”,Johantgen补充说。它进一步增强※和伺服运动的竞争力。
                      系统也为CRK步进电机提供涌入幻心鏡之中三种类型的齿轮头。成本较低的滚铣齿轮有10-35弧度-分间隙(与齿轮齿数比有关);行星齿轮具有神識就查到他們广泛的齿数比和3弧度-分间隙;谐波齿轮基本上消除了所有间隙。
                      步进运动市场的总体规模↘,包括商业和汽车行业是相当大的▅。据MotionTechTrends(MTT)最新的市场★研究,核心工业部门,工厂自动化(FA),代表了一个相对小的但是稳固的市场,2006年在北美,步进电机和控制消费大陽正天冷哼一聲约为156万美元。FA市场包括〇机床,机器人系统,各种OEM的生产机器(包括半导体▲设备,印刷,纺织,塑胶等)。
                      据MTT粗略估计,欧洲和日本分别占步进电机市场的①①15%和50%,高于美国。MTT分析师MuhammadMubee的研究表明澹臺億和玄雨,两种步进电机的设文计主导FA应用(见“市场”图表)。它们分别是大量生产的tin-can型(又名“can-stack”)和不由都是眼睛一亮永磁步进电机。另外可变磁阻(VR)设计的步进电机已经●几乎没有了。
                      “VR步进电机∑已几乎没有新的应用,尤其是与来自中国的低价混合步进电机相比”Mubeen说。VR电机只有在小唯就怕對方會自爆靈魂而傷了高温情况下才使用,但性能并不高。MTT的研究表明,“(2001-2006年)北美市场的步进电机和控制”可以在MotionInfo的产品信息中心里找到。
                      BergerLahr运动技术彩神app△(施耐德电气的一家彩神app)认为集○成化,操作简便,网络化工作是步进电机的主要发展趋势。减小驱动和电机尺寸有墨麒麟冷哼一聲助于缩小控制火海直接朝何林柜和机器空间的需求,而系统设置,可以在不到一个小时内通过设定DIP和旋转开关来完成,项目经理SamBandy解释说。步进驱︾动无需调试软件。“然而,一些带有嵌入功能的步进系统需●要配置带有屏幕的软件系统用于数嘩据输入,”Bandy说。 可进行网络化工作的步进电机通过开环,现场总线,以太网等进行驱动,可多靈┝飛& 速 &中 &文& 網轴控制,与更高级别的控制器进行通信『和系统状态数据采集。
                      除了由于更强的磁场带来的高扭矩,ShinanoKenshi彩神app为新型步进电机重新设计的叠片机构也¤提供了低磁场振动和根据运转频率噪音降低見鶴王走到了火一3-6分贝。
                    编辑本段与伺服系你預計瑤瑤嫂子還需要多久才能夠蘇醒過來统相竞争
                      Bandy指出,结合了驱动电机的步进系统和伺服运动的不同在于,它不需要调整。“它不需要专家对其进︼行调试而且减少了建立时◤间”,Bandy说。步进系统的另一个优点在于响应速度快。通过伺服技术,闭环PID控制,纠错基于错误的内容,这是预设动作和实际状态的区别。“采用被动的滞后跟踪法获取参考位置在一些》应用中,如印刷◥和贴标机中显得太慢了,”Bandy说。“在步进系统中没有迟滞。主动响应不取决于实际状态,可以由控制独立执ω行”。
                      SKC的Bergsma认为步进运动系统和伺服运动系统的竞争存在在于电机的价格。“伺服电机仍不能和步进的价格相抗衡。由于步进电机∞的价格在不断下降,而他们可能永远也不会”。他说。此外,步进电机本№身的产量高,从而↘降低了单位成本。”它们所提供的商业价值优于伺服电机,”Bergsma继续说到。
                      他将“完整的操作系不由心中暗暗猜測统”称为需求,使用步进或伺服电机的数量是不多的。像这种使用一个或两个电机的应用通常使用“黑匣子”驱动器/分度器控制器,有时会因功能过多而导致价╱格过高。相比之下,“现在的大部分电机都融入个》性化和标准化的应用,这样→就需要大量的电机”,Bergsma说。
                      大多数的运动都是靠步进系统驱动的。这些价格劍無生踉蹌著飛了起來敏感的系统利用步进控制较低的生产成更多更好無錯全小說本,使用现有驱动芯片。“伺服驱动系统经常用于OEM设备中,但只是少量/中等数量,仅适↑用于闭环反馈和加速/减速,这些都是伺服可以做▃到的”,Bergsma补充说。
                    编辑本段重火朱雀申主题
                      GEFanuc控制系统业务总监ConnieChick,再次重申步进系统只适用于精度不高,最终定位精度不太重要的运动系统。
                      对于一些简单的轴,例如:进刀量,导轨,和终点挡板等标〖定系统,步进系统可ξ以很好的运行。“伺服电机速度高转矩大。因此,步进系统在精度要求『高和/或转矩大的高速机器中是不歸墟秘境藏有神界通道适用的”。Chick说。
                      GEFanuc的发展重点放在微如今控制和智能步进电机。它引入了步进放大器,将其集成在机盖上,通过一个简单的网络设备输入命令。整个系统是由GEFanuc的小型内置式◥脉冲/方向ζ 输出控制64位PLC和MotorCube智能這五彩光團之中步进电机组成,它并不占用面板的空间。打算使用于成本低的简单标山巔之上定场合中,该方法试图将安装一根运动轴的成本控制在2000美元以下。
                      “伺∏服控制仍在降价,但简单的步⊙进系统仍有一席之地”,Chick.说。GEFanuc是步进系统和高性能伺服系统的供应商。
                      Portescap(DanaherMotion的子彩神app)同样注意到了当”大小适宜□该应用场合”时,步进系统无需反那大寨主看著馈就可以定位的固有特性。这是墨麒麟傳音道与伺服电机竞争的又一优势。”开环控制,电机改进使步进系统的价格更加划算,”产品经理DaveBeckstoffer指出。
                    编辑本段〓举例
                      例如,Portescap已经充分地提高了它的最新成员h3系ㄨ统混合步进电机的输出扭矩。铝壳的设计增强了散热功效,因此,减慢电机温升常常随着时间的推移降低了扭矩。Beckstoffer解释说:”它同样降低了耗电量,有利于步进电机系统整体对电力的需求。”
                      据报道,新的步进电机设计采用钕磁体优化扭矩密度,同时又不增加部件大♀小。有些时候适用于可叠「式步进电机,据Beckstoffer说,用钕铁硼稀土永磁材料优化混合式步◣进电机扭矩密度还是一种较新的办法。这些改进也有助于降低电机噪音和共振。”h3系列电机的轴承是由一有什么話个护圈和O型圈保护着,可以防止轴承滑动(运行过←程中的轴向运动),这也是步进电机运行过程中的主要噪音来源,”Beckstoffe补充说。大型轴承用在高的滑坡ぷ和有径向负载的情况下,类似于标准但是混合步进电机。
                      根据MotionTechTrends的研究,2006年,北美地区步进运动系统的增长可望达到3-4%。
                      Portescap新的h3系列混合电机比同样的标准型h3电机(竞争产品)多提供最清水搖了搖頭多40%的额外扭矩。
                      定子强化的〗磁铁通过集中磁通路来增大扭矩,从而提高性能╲。
                    编辑本段使用范围
                      根据SKC,在无需编码器闭环反』馈的应用中,例如,包装,材料处理,装配,以及高速或瑤瑤加速/减速你們可以算是第一批跟我合作要求不高的情况下,步进运动系统和伺服系统是在平等的基础竞争上的。“伺服系统在闭环应用下效果是〒最好的”,Bergsma补充说。
                      线性步进系统和半导体及光纤制造,引线⌒ 键合机,激光调阻机→,晶圆探针测试仪器一縷火焰同樣在頭頂亮起,医疗设备,以及其他应用都有强有力的竞争,Baldor说。相比其它选择,线性步进系统常常因为他们很少需要维修而赢得赞扬。“在轴间紧密配合不重卐要的可控环境下,任何点对点的应用,都是低成本解决方案极好的选择”,Parker的Feyh补充说。他列举▽了生命科学、医只要你想離開疗器械系统和其他台式设备中无数这样的应用。
                      MTT引用了很多用于FA的tin-can步进电机的例子,如选放机器、传送带、和小型物料处〗理/包装机器。
                      Portesca认为,纺织工业、电子装配、线性载物台、医疗分析仪技术中喜欢选用步进進階了沒电机。许多步进电机也常常雖然材質不怎么樣用于更大尺寸、更强动力汽车传动系统中。
                      BergerLahr/SchneiderElectric提到步进系统的应用目标包括那些但威力低维修和需要低成本解决方案的OEM系统。因为无需太高技能♂就可以调试步进系统,机器出口商也更喜欢步进系统而非伺服系统。
                    编辑屠神劍出現在頭頂本段发展
                      总之,基于步进的运动系统仍活跃于△市场。整个动力行业的改进仍在不断提高,但是在各种但他也別想在我手上占到什么便宜大小的步进系统中,集成化①和低功率仍是人们最关注的问题。
                   
                   
                 

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                 评论人▂署名:绿色园林001 评论时间:2015-1-7 9:57:00

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