關(guān)于步進(jìn)電機(jī)任意分度程序的編寫方法
作者：admin 發(fā)布時(shí)間：2020-05-09 01:02
很多人都認(rèn)為步進(jìn)電機(jī)是不能精密分度的，把伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法過于的神化。就本人用步進(jìn)電機(jī)做分度盤的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，其實(shí)你只要懂得怎么去用步進(jìn)電機(jī)，懂得怎么去寫程序，正常情況下的分度精度還是可以保證的。
步進(jìn)電機(jī)不管在什么場(chǎng)所應(yīng)用，有一點(diǎn)是必須要保證就是有足夠的扭矩。步進(jìn)電機(jī)就是一個(gè)大馬拉小車的東西。
正常情況下的啟動(dòng)時(shí)間，一般來(lái)說應(yīng)盡可能的拉長(zhǎng)一些。啟動(dòng)的速度也不可以太快。啟停過快都可能會(huì)引起過沖的現(xiàn)象。在使用過程中，如果分度不完整，也就是正常要走一圈的，但是發(fā)現(xiàn)怎么弄都差那么一點(diǎn)點(diǎn)，也就是有一個(gè)接縫，這種情況就是有傳說中的失步。解決失步的方法不外乎如下幾點(diǎn)：
增加電機(jī)扭矩，加大驅(qū)動(dòng)器的電流;
降低運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速；
拉長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間；
減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。
如果以上都沒有問題，那么就有可能是程序里面帶有無(wú)法分完的余數(shù)脈沖所產(chǎn)生的累計(jì)誤差了。
眾所周知，脈沖是以整數(shù)來(lái)計(jì)算，沒有哪里會(huì)出現(xiàn)半個(gè)脈沖的說法。但是往往就是這半個(gè)脈沖出了問題，如果一個(gè)圓分10等份，每個(gè)等份差半個(gè)脈沖不算個(gè)什么。20個(gè)等份，每個(gè)等份差半個(gè)脈沖可能也不是特別明顯。但是要分到50個(gè)，100個(gè)，500個(gè)，nnn個(gè)等份時(shí)，這樣每個(gè)等份差半個(gè)脈沖可就不是一個(gè)小數(shù)目了。在等份數(shù)越多時(shí)，就算是每個(gè)等份差0.1個(gè)脈沖，都是一個(gè)天文數(shù)字。這就是很多人都認(rèn)為步進(jìn)電機(jī)無(wú)法做出精密的分度盤的原因了。這不僅僅是進(jìn)步電機(jī)，就算是伺服電機(jī)，同樣也存在這個(gè)問題----余數(shù)。
如下：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)為64.那么電機(jī)每一圈的脈沖數(shù)為64x200=12800.
現(xiàn)在設(shè)定電機(jī)分成128等份，那么很好計(jì)算 12800/128=100.每個(gè)等份的脈沖數(shù)為100個(gè)脈沖。
但是如果我現(xiàn)在要求分成129等份，公式為：12800/129=99.2248062，也就是每個(gè)等份須要99.2248062個(gè)脈沖才能均分，如此計(jì)數(shù)去掉小數(shù)點(diǎn)余數(shù)，那么這129個(gè)等份里總共將要誤差129X0.2248062=28.9999999個(gè)脈沖。相當(dāng)于這個(gè)圓就誤差了一個(gè)等份的1/4。
由于本人文化水平有限，通過了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間去思考，終于解決了這個(gè)剩余脈沖數(shù)的處理方法。
以面說的例子為參考，電機(jī)脈沖數(shù)為12800為一圈，分成129等份。要求一圈走完的最大誤差不大于1個(gè)脈沖。
程序編寫方法如下：
設(shè)定電機(jī)脈沖數(shù)，這個(gè)是死的，可以不寫。 12800或者其它數(shù)值。
設(shè)定要分的等份數(shù)：129 代入數(shù)據(jù)寄存器D 或者V
計(jì)算出每個(gè)等份須要的整數(shù)脈沖數(shù)：12800/129=99
精確計(jì)算出每個(gè)等份須要的脈沖數(shù)，浮點(diǎn)運(yùn)算得到的結(jié)果是：12800/129=99.2248062
把99轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)數(shù)，得到數(shù)據(jù)為99.0
然后用99.2248062—99.0=0.2248062 這個(gè)計(jì)算公式得到了每個(gè)等份剩下脈沖數(shù)。
用剩下的脈沖數(shù)再乘上等份總數(shù):0.2248062x129=28.99999998.去掉小數(shù)點(diǎn)，得到整數(shù)28.
用等份數(shù)減去28得到：129-28=101。本數(shù)據(jù)為加工過程中的等份數(shù)。
程序運(yùn)行到：己經(jīng)加了的等份大于101，也就是從102等份開始到129等份，這28個(gè)等份里面，每個(gè)等份加一個(gè)脈沖。也就是從102等份開始的脈沖數(shù)為99+1=100.
如上計(jì)算,在后28個(gè)等份里面，每個(gè)等份增加一個(gè)脈沖，也就是每個(gè)等份增加了1/100.
總結(jié)：從上面的計(jì)算來(lái)看，如果不是要求絕對(duì)精密的加工，本程序加工出來(lái)的產(chǎn)品是完全滿足要求的。
步進(jìn)電機(jī)不管在什么場(chǎng)所應(yīng)用，有一點(diǎn)是必須要保證就是有足夠的扭矩。步進(jìn)電機(jī)就是一個(gè)大馬拉小車的東西。
正常情況下的啟動(dòng)時(shí)間，一般來(lái)說應(yīng)盡可能的拉長(zhǎng)一些。啟動(dòng)的速度也不可以太快。啟停過快都可能會(huì)引起過沖的現(xiàn)象。在使用過程中，如果分度不完整，也就是正常要走一圈的，但是發(fā)現(xiàn)怎么弄都差那么一點(diǎn)點(diǎn)，也就是有一個(gè)接縫，這種情況就是有傳說中的失步。解決失步的方法不外乎如下幾點(diǎn)：
增加電機(jī)扭矩，加大驅(qū)動(dòng)器的電流;
降低運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速；
拉長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間；
減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。
如果以上都沒有問題，那么就有可能是程序里面帶有無(wú)法分完的余數(shù)脈沖所產(chǎn)生的累計(jì)誤差了。
眾所周知，脈沖是以整數(shù)來(lái)計(jì)算，沒有哪里會(huì)出現(xiàn)半個(gè)脈沖的說法。但是往往就是這半個(gè)脈沖出了問題，如果一個(gè)圓分10等份，每個(gè)等份差半個(gè)脈沖不算個(gè)什么。20個(gè)等份，每個(gè)等份差半個(gè)脈沖可能也不是特別明顯。但是要分到50個(gè)，100個(gè)，500個(gè)，nnn個(gè)等份時(shí)，這樣每個(gè)等份差半個(gè)脈沖可就不是一個(gè)小數(shù)目了。在等份數(shù)越多時(shí)，就算是每個(gè)等份差0.1個(gè)脈沖，都是一個(gè)天文數(shù)字。這就是很多人都認(rèn)為步進(jìn)電機(jī)無(wú)法做出精密的分度盤的原因了。這不僅僅是進(jìn)步電機(jī)，就算是伺服電機(jī)，同樣也存在這個(gè)問題----余數(shù)。
如下：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)為64.那么電機(jī)每一圈的脈沖數(shù)為64x200=12800.
現(xiàn)在設(shè)定電機(jī)分成128等份，那么很好計(jì)算 12800/128=100.每個(gè)等份的脈沖數(shù)為100個(gè)脈沖。
但是如果我現(xiàn)在要求分成129等份，公式為：12800/129=99.2248062，也就是每個(gè)等份須要99.2248062個(gè)脈沖才能均分，如此計(jì)數(shù)去掉小數(shù)點(diǎn)余數(shù)，那么這129個(gè)等份里總共將要誤差129X0.2248062=28.9999999個(gè)脈沖。相當(dāng)于這個(gè)圓就誤差了一個(gè)等份的1/4。
由于本人文化水平有限，通過了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間去思考，終于解決了這個(gè)剩余脈沖數(shù)的處理方法。
以面說的例子為參考，電機(jī)脈沖數(shù)為12800為一圈，分成129等份。要求一圈走完的最大誤差不大于1個(gè)脈沖。
程序編寫方法如下：
設(shè)定電機(jī)脈沖數(shù)，這個(gè)是死的，可以不寫。 12800或者其它數(shù)值。
設(shè)定要分的等份數(shù)：129 代入數(shù)據(jù)寄存器D 或者V
計(jì)算出每個(gè)等份須要的整數(shù)脈沖數(shù)：12800/129=99
精確計(jì)算出每個(gè)等份須要的脈沖數(shù)，浮點(diǎn)運(yùn)算得到的結(jié)果是：12800/129=99.2248062
把99轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)數(shù)，得到數(shù)據(jù)為99.0
然后用99.2248062—99.0=0.2248062 這個(gè)計(jì)算公式得到了每個(gè)等份剩下脈沖數(shù)。
用剩下的脈沖數(shù)再乘上等份總數(shù):0.2248062x129=28.99999998.去掉小數(shù)點(diǎn)，得到整數(shù)28.
用等份數(shù)減去28得到：129-28=101。本數(shù)據(jù)為加工過程中的等份數(shù)。
程序運(yùn)行到：己經(jīng)加了的等份大于101，也就是從102等份開始到129等份，這28個(gè)等份里面，每個(gè)等份加一個(gè)脈沖。也就是從102等份開始的脈沖數(shù)為99+1=100.
如上計(jì)算,在后28個(gè)等份里面，每個(gè)等份增加一個(gè)脈沖，也就是每個(gè)等份增加了1/100.
總結(jié)：從上面的計(jì)算來(lái)看，如果不是要求絕對(duì)精密的加工，本程序加工出來(lái)的產(chǎn)品是完全滿足要求的。