步進電機到底為甚麼會“丟步”？助理工程師連這個都不知道的話，就等著被工程師叼吧

步進電機如果說它丟步了應該怎麼辦 明明沒報錯 但位置越來越偏 別急着罵這個電機不行 很有可能是你的打開方式沒找對 一個視頻帶你徹底解決這個問題 首先我們好 歡迎來到今天的飛鏢自動化步進電機選行專題 我是機工程師秦峯 那麼今天給大家帶來的是我們步進電機選行專題中的第五小節 常說的步進電機丟步是什麼 以及爲何會發生 平時我們做設計的時候 有些工況或者說有些情況會反饋到我們工程師手裏啊 叫什麼呢 叫步進電機丟步了 那這到底是什麼意思呢 我們這裏現在給大家看張截圖 這個是步進電機的一個內部原理圖 也就是我們的一個步進電機的旁邊視圖 那麼像這樣的一個視圖展示了什麼呢 比如說我們之前也提到過步進電機 它的一個控制 它旋轉是通過什麼 是通過脈衝束來控制它的一個基本精度 什麼意思呢 比如說像這個電機 我這裏一共一圈是多少度 一圈是360度轉了一整圈 對不對 我分爲30個脈衝束來控制 那麼是不是相當於我把這一個電機的旋轉週期分成了多少步 分成了30步 那麼每一步是多少呢 我們直接用360除以什麼 除以30就能得到一個12度 相當於這個12度就是什麼 就是它的佈局角 但是當有一些工況下 佈局角它小於12度 達不到12度的情況下 就被稱之爲什麼 被稱之爲我們的丟步 而一旦步進電機發生丟步呢 它整個的精度和我們的一個重複定位的穩定性就直接會喪失了 那麼你步入上普通電機或者步入上我們的一個氣動了 所以說這個步進電機發生丟步是一個比較影響我們的一個實際工況 但又很難避免的一個問題 那麼步進電機丟步到底是怎麼產生的呢 我們這裏需要明白一點 步進電機丟步它的一個實際的意義 或者說是它的根本原因是什麼呢 是因爲輸出的一個流矩怎麼樣 無法克服負載所需的總流矩 這又是什麼意思呢 我們之前也講過確定步進電機選行的時候 有一個參數很重要 就是它的一個輸出流矩 那麼如果我無法克服它的總流矩呢 比如說在這個工況裏面 當然了這個採取的是4伏電機啊 這個你也可以用步進 如果這個步進我所需要的一個實際負載的一個流矩 小於我們的一個大於什麼 大於我們這個電機的一個輸出流矩 那麼這個情況下就叫我們的什麼輸出流矩 無法克服所需的一個總流矩 那麼什麼情況下會產生這個問題呢 主要有4種情況 哪4種呢 第一種比如說我們的一個摩擦力 或者是我們的一個阻力突然變大 注意我這裏說的突然變大 爲什麼這裏說突然變大呢 因爲正常來講 只要一個靠補點的工程師 我們在基礎選擇的時候 我們剛開始進行步進電機選行計算的時候 我們計算的一個流矩 然後乘以一個安心繫數 就基本上它能覆蓋我們一個總的輸出流矩了 我們一般來說我們電機叫什麼 那個就不叫丟步了 叫什麼叫電機選小了 就是導致我們剛開始的一個輸出流矩 就小於我們的一個總流矩 所以說這裏說的是突然的情況 摩擦力和阻力突然變大 那麼什麼情況下 摩擦力和阻力會突然變大呢 比如說我們的一個導軌卡瑟 無論是因爲你這個導軌壞了 生鏽了還是什麼原因 或者是說什麼呢 我們的一些軸承損壞 比如說我們在做一個步進電機 簡單的一個旋轉動作的時候 軸承突然壞掉了 或者是什麼呢 我們的一個潤滑不良 那麼這些情況都會導致摩擦和阻力突然變大 那麼我們所需要的是什麼 是流矩 我的一個阻力突然變大了 我的什麼 我的一個流矩就突然變大了 我的總的負載變大了 就會產生一個丟步現象 第二種是什麼呢 第二種是我們的一個負載慣性變大 這個也是一個比較突然的情況 那麼我們之前講的這個摩擦阻力 就結合我們之前看的一個輸出流矩 它取決於什麼 取決於我們的一個勻速流矩 對不對 那麼除了勻速流矩以外 還要考慮一個東西叫做加減速的一個流矩 那麼我們的負載慣性爲什麼突然變大呢 很多時候就是在我們的一個起停過快的一個情況下 那麼我們起停過快說明 我對於它啓動要求的一個加速度和停止要求的一個加速度 都會比較高 那麼這個時候就會導致什麼 導致我們的一個加速力矩要求比較高 大於了我們電機本身的一個加速力矩 那麼這個時候 它就有可能也會產生我們一個丟步現象 還有第三種是什麼 第三種是我們的一個外部負載突變 什麼叫做外部負載突變呢 比如說我們有一些結構設計 設計到機械死點 那麼走到死點就剛好怎麼樣 你這個東西就推不進去了 往下走不動了 就會外部負載導致我們一個突變 或者是你用步進電機去走一些刀具的一些場合 刀具產生什麼 產生我們的一個吃刀的一個現象 也會突然給你卡停 反饋到整個電機上面 就會導致我們步進電機產生丟步的一個現象 那麼第四點是什麼 第四點就是我們說的一個速度過快 爲什麼步進電機速度過快 也會產生我們的一個丟步呢 這裏又要拉出我們的一個什麼 步進電機的一個選手冊 然後直接來到什麼 來到我們的一個舉評特線 舉評曲線圖 平時我們在去做電機選行的時候 包括什麼伺服電機 步進電機都是要去看一下它這個舉評曲線圖的 那麼隨着我的一個什麼 隨着我的一個轉速過快 我的什麼實際負載率是不是會下來 實際負載率下來 是不是有可能導致我的什麼 我的輸出流矩無法克服所需的一個負載總流矩 那麼這個情況下也會產生我們的一個丟步 那麼怎麼去預防它的一個丟步呢 我們既然知道了它的什麼 它的產生原因 那麼我們想預防是不是比較簡單 預防丟步首先第一點是什麼呢 就是我們的一個正確選行 這個選行是要什麼呢 是要把我們的一個安全係數稍微給大一點 防止怎麼樣 防止它的一個電機的流矩 然後怎麼樣 小於我們連續工作的一個負載流矩不就行了嗎 然後第二點是什麼呢 第二點就是什麼優化機械設計 我們從結構角度來講 要儘量的去減少負載觀量 降低摩擦 提高一個傳動的剛性 比如說避免使用長軸柔性聯絡器 或者是說呢 儘量去選擇優質一點的直線導軌 滾珠絲桿保證比較良好的一個潤滑 然後呢 第三種是什麼 第三種就是比如說我們的一個優化運動控制了 這個東西呢 可能要跟電器稍微溝通一下 比如說把我的一個速度給控的稍微好一點 通過驅動器設置共振來抑制它的一個頻率 或者調整速度 跳過它的什麼 跳過我們容易產生丟步的一個數值區間嘛 那麼還有第四個是什麼呢 第四個還是推薦怎麼樣 推薦採用什麼 採用我們的一個閉環不進電機 那麼到底什麼東西叫閉環不進電機呢 也稍微講一下 這個也是我們近兩到三年來 纔會慢慢的被更多的採用的一款 因爲整個電機的價格下來了 這是第一點 第二點現在來講做設計比以前要求的整個的一個精度啊 包括效果啊 都要求更高了 比如說這臺設備在十年前 這臺設備呢 都是那種高手中的高高手才玩的明白了 現在的話呢 一個終極工程師基本上的要求就是你要把這個設備能有一個比較好的設計啊 我可能是有些細節上 你有些細化可能做不好 但大體上你要能完成 那麼什麼叫閉環不進呢 我們不進來講 現在也比較分的比較多的 也就是分開環閉環啊 那麼我們拿到下一張來做一個基礎講解 好 那麼這是今天給大家帶來的啊 我們常說的不進電機丟部是什麼 以及爲何發生的一個基礎介紹 謝謝大家