1、步進式
輸送機介紹
步進式輸送機如圖1.能間歇地輸送工件,主要由步進電機、曲柄搖桿、滑架、推爪和減速箱等組成。工作時電動機通過傳動裝置,工作機構驅動滑架往復移動。
電控系統的要求:(1)可以控制速度、步長;(2)推動前檢測工件是否在正確位置上;(3)有極限保護,有報警系統。
2、步進式工件輸送機控制系統的硬件實現
(1)電動機選擇
型號 70BF10C
相數 三相
每相繞組電阻,Q1.2
每相靜態電流/A 3
直流勵磁電壓/V 24
最大靜力矩/Nm 0.5
(2)PWM驅動電路
此次設計采用一種脈沖寬度調制(PWM)方式控制步進電機驅動電路。
如圖2所示,電路主要有D觸發器、比較器和大功率場效應管功放電路組成。在這個電路中,原來串聯在電機繞阻回路中的7Ω電阻減小到1Ω.用作電流取樣。
工作原理:控制信號產生電路使D觸發器輸入端為高電平,大功率場效應管導通,24 V電源經步進電動機的繞阻和場效應管及電阻R3組成回路,步進電動機繞阻電流上升,電阻上的壓降變大,當電壓上升到超過參考電壓,比較器翻轉,比較器輸出高電平,D觸發器復位,輸出低電平,場效應管截止,步進電動機繞阻電流為零。電阻R,上壓降為0.比較器輸出低電平D觸發器復位,由于輸入信號保持高電平。當時鐘電路出現上升沿,又將觸發D觸發器.這樣循環,場效應管不斷導通、截止,使步進電動機繞阻電流穩定,達到橫流目的。
本電機要求電流為3A,參考電壓設為3V,一旦電流超過設定值,電路斷路。此電路特點是電阻功耗大為減少。
3、步進式工件輸送機運動控制方案總體設計
3.1軟件環分
本文采用軟件環分,通過C語言編程。主要要求:
(l)啟動后等待外部檢測決定是否啟動;
(2)有電機失步檢測;
(3)有超行程檢測;
(4)有報警系統。
具體執行如圖3所示。
3.2 proteus仿真
仿真電路如圖4所示。
仿真采用四相步進電機,通電順序A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
步進電機速度主要受通電頻率的控制,當定子繞阻按一定順序不斷地輪流通電時,步進電機就持續不停地旋轉,轉速
改變通電頻率就可改變點擊轉速。本文采用單片機控制,故控制時通過調用延時函數來改變控制通電頻率,而改變延時函數輸入量來改變速度。如圖5~圖8用示波器檢測單片機輸出頻率。
4、結語
(1)步進電機的驅動電路選擇PWM驅動電路時電阻消耗功率小,電路簡單,可提供的驅動穩定性高:
(2)本設計的軟件環分邏輯清晰,完全符合輸送機要求,能實現預期的控制功能;
(3)運用keil和proteus聯合仿真單片機控制步進電機.通過改變單片機接口的輸出脈沖來控制步進電機的速度和步長,提供不同大小的步速和步長.能夠滿足輸送機不同的輸送要求。