มอเตอร์ สเตปเปอร์ ที่ น่า เชื่อถือ ได้ อย่าง ยิ่ง พลัง และ ความ ชัดเจน ใน การ ควบคุม การ ขับ
มอเตอร์สเตปเปอร์มักจะถูกประเมินต่ําเมื่อเทียบกับมอเตอร์เซอร์โว แต่มันมีความน่าเชื่อถือเท่ากัน มอเตอร์เหล่านี้ทํางานร่วมกันอย่างแม่นยํากับสัญญาณกระแทกจากตัวควบคุมไปยังคนขับทําให้สามารถตั้งตําแหน่งและควบคุมความเร็วได้อย่างแม่นยําด้วยแรงหมุนที่สูงในความเร็วต่ํา และความสั่นสะเทือนอย่างน้อย พวกเขาโดดเด่นในการใช้งานในระยะสั้นและการตั้งตําแหน่งอย่างรวดเร็ว
มอเตอร์ ขั้น: คู่มือ ครบถ้วน เรื่อง หลักการ ประเภท และ การ ใช้
"มอเตอร์สเตปเปอร์? มอเตอร์เซอร์โวต้องทํางานได้ดีกว่า" นี่คือความเข้าใจผิดที่ทั่วไปเมื่อพูดถึงมอเตอร์สเตปเปอร์เครื่องยนต์ stepper ดีเยี่ยมในการใช้งานที่หลากหลาย จากอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ทันสมัยถึงเครื่องมืออัตโนมัติประจําวันบทความนี้อธิบายว่าทําไมมันจึงยังคงเป็นตัวเลือกหลักสําหรับระบบที่ขับเคลื่อนด้วยความแม่นยํา
ขณะที่บางคนอาจมองข้ามมอเตอร์สเตปเปอร์ แต่บทบาทของพวกเขาในการควบคุมความแม่นยําสูงเป็นสําคัญในทุกสาขาอุตสาหกรรมอุปกรณ์การแพทย์, เครื่องมือการวิเคราะห์, ระยะความแม่นยํา, ระบบการเงิน, เครื่องบรรจุอาหาร, และแม้กระทั่งการปรับรูปร่างกล้อง
ทําไมคุณถึงใช้มอเตอร์สเตปเปอร์
ใช้ง่าย: 34%
ราคาถูก: 17%
การดําเนินงานง่าย 16%
ไม่จําเป็นต้องปรับ: 12%
อื่นๆ: 21%
*# ของผู้ถูกถาม: 258 (อนุญาตให้ตอบหลายคํา) / สืบค้นโดย Oriental Motor
ข้อ ดี ที่ สําคัญ: ใช้งาน ง่าย และ ราคา ถูก
ตามการสํารวจผู้ใช้มอเตอร์สเตปเปอร์ หลายคนชอบอัตราการใช้งานที่ง่าย, การทํางานง่าย, และค่าใช้จ่ายต่ํากรรมการและการจัดตั้งที่ตรงไปตรงมาของมอเตอร์ stepper อธิบายธรรมชาติข้อดีเหล่านี้. อย่างไรก็ตามผู้อ่านบางคนอาจสงสัยความแม่นยําและการทํางานของทอร์ค. ความสงสัยดังกล่าวถูกแก้ไขที่ดีที่สุดโดยการเปรียบเทียบโดยตรงกับมอเตอร์ควบคุมอื่น ๆ เช่น servos.โดยการเข้าใจลักษณะของมอเตอร์สเตปเปอร์และให้ตรงกับความต้องการในการใช้งานผู ้ ใช้ งานสามารถลดต้นทุนอุ ปกรณ์ได้อย่างมี ประสิทธิภาพ.
ความแม่นยําในการหยุดที่สูง ด้วยผลงานที่เร็วต่ํา / ความเร็วกลาง
มอเตอร์ขั้นต่ําให้ความแม่นยําในการหยุดยั้งที่โดดเด่นและทําให้การควบคุมลุ้นเปิดที่แม่นยํา เช่น รุ่น RK II ประสบความแม่นยําในการหยุดยั้ง ± 0.05 องศา (ไม่มีภาระ) เมื่อตั้งตารางหมุนโดยไม่มีความผิดพลาดขั้นตอนสะสมการออกแบบที่ไม่ใช้โคเดอร์ ทําให้ระบบขับเคลื่อนง่ายขึ้น ลดต้นทุนและยังคงมีความน่าเชื่อถือได้
ตัวอย่างเช่น เมื่อแปลงความแม่นยําในการหยุด ±0.05° ของมอเตอร์สเตปเปอร์ เป็นกลไกสกรูลูกกลอง:
สภาพการทํางาน:
• เครื่องยนต์: รุ่น RK II
• หมุนของสกรูลูกกลม: 10 มม.
ความแม่นยําของการหยุด: ± 1.4μm
โดยทั่วไป ความแม่นยําของชนิดของลูกกลมสกรูบดเป็น ± 10μm เมื่อใช้ชนิดของลูกกลมสกรูม้วน ความแม่นยําของมันลดลงเป็น ± 20μmแสดงว่าความแม่นยําของการหยุดของมอเตอร์สเตปเปอร์สูงกว่ามากของชนิดลูกกลม.
มอเตอร์สเตปเปอร์โดดเด่นในทอร์คความเร็วต่ํา / กลาง เป็นความแตกต่างที่สําคัญจากมอเตอร์เซอร์โว ซึ่งส่งมอบทอร์คที่สม่ําเสมอในความเร็วกลางถึงสูงและเหมาะสมกับภารกิจการหมุนสูง,มอเตอร์ stepper มีเส้นโค้งมอเตอร์ที่ไม่เรียบ: มอเตอร์สูงสุดในระดับความเร็วต่ํา / กลางลดลงอย่างมากในระดับความเร็วสูง.ที่พวกเขาให้:
สั้น ๆ นะครับ สเตปเปอร์ออฟติเมชั่นสําหรับทอร์ค ที่มันสําคัญที่สุด คือ ระยะความเร็วต่ํา/กลาง ที่สําคัญสําหรับการใช้งานระยะสั้นและขับเคลื่อนด้วยความแม่นยํา
คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สามของมอเตอร์สเตปเปอร์คือการตอบสนองของพวกเขา ด้วยการควบคุมลุปเปิด ซึ่งส่งคําสั่งทางเดียวไปยังมอเตอร์ในทางตรงกันข้าม, มอเตอร์เซอร์โวเชื่อมโยงกับการตอบสนองของโคเดอร์, มักจะทําให้การสั่งการช้า. อย่างไรก็ตาม, มอเตอร์สเตปเปอร์ทํางานในเวลาจริงกับอัมพวาที่เข้ามา, ลดความช้าลงอย่างน้อยและรับประกันการตอบสนองอย่างรวดเร็ว.
นี่ทําให้มอเตอร์สเตปเปอร์เป็นที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานที่ต้องการการร่วมกันหลายมอเตอร์ เช่น ในระบบการถ่ายทอดบอร์ดที่มีสองคอนเวียเตอร์ แต่ละตัวขับเคลื่อนโดยมอเตอร์แยกมอเตอร์ขั้นสามารถประสานงานการเคลื่อนไหวอย่างแม่นยํา, รับประกันการโอนแผ่นที่เรียบร้อยระหว่างคอนเวียเตอร์
ตัวอย่าง: ทอร์คของกรอบมอเตอร์ขนาด 85 มิลลิเมตร เท่ากับทอร์คชื่อของมอเตอร์เซอร์โว 400 วัตต์เมื่อ 1000 r/min
ทอร์คในช่วงความเร็วที่ต่ํากว่านี้สามารถสูงขึ้นถึง 5 เท่า สําหรับการตั้งตําแหน่งระยะสั้น การมีทอร์คสูงในช่วงความเร็วต่ํา / กลางเป็นสิ่งจําเป็น
นอกเหนือจากการใช้งานในระยะสั้นที่มีการเริ่มและหยุดบ่อย ๆ มอเตอร์สเตปเปอร์เหมาะสําหรับการตั้งตําแหน่งของโปรเซสเซอร์ตรวจสอบภาพที่ไม่ชอบการสั่นเครื่องขับเคลื่อนแคมที่ปรับปรับได้ยากด้วยมอเตอร์เซอร์โว, และกลไกความแข็งแรงต่ํา เช่น การขับเคลื่อนเข็มขัด. นอกจากนี้, ค่าใช้จ่ายจะลดลงอย่างมากโดยการเปลี่ยนการขับเคลื่อนลูกกลมเป็นการขับเคลื่อนเข็มขัด.
นอกจากการลดต้นทุน, มอเตอร์ stepper มีข้อดีหลายอย่างในแง่ของผลประกอบการ. กราฟต่อไปนี้แสดงให้เห็นการแปลงทอร์คของตัวอย่าง RKII ซีรีสที่เฉพาะเจาะจง servo วัตต์ช่วง.ต่อไปลง, ข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับมอเตอร์ stepper, เช่นโครงสร้างพื้นฐาน, ระบบ, และตัวอย่างการใช้งาน, นํามาสําหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ stepper.
มอเตอร์สเตปเปอร์หมุนด้วยมุมการเดินที่ตั้งไว้ เหมือนชิ้นสองของนาฬิกาการตั้งตําแหน่งที่แม่นยําสูงสามารถดําเนินการด้วยการควบคุมลุปเปิด.
ขณะที่มีการควบคุมการหมุนและความเร็วอย่างเต็มที่ โครงสร้างที่เรียบง่ายของมอเตอร์สเตปเปอร์ถูกบรรลุโดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบไฟฟ้า เช่น เครื่อง Encoder ภายในมอเตอร์มอเตอร์ขั้นตอนแข็งแรงมาก และมีความน่าเชื่อถือสูง ด้วยความผิดพลาดน้อยมากในส่วนของความแม่นยําของการหยุด, ± 0.05 ° (โดยไม่รวมความผิดพลาด pitch) เป็นแม่นยํามากเนื่องจากการตั้งตําแหน่งของมอเตอร์ stepper ถูกดําเนินการโดยการควบคุมลุปเปิดและทํางานโดย stator magnetized และหมุนแม่เหล็กที่มีฟันเล็ก, มอเตอร์สเตปเปอร์มีกลไกการติดตามการสั่งการที่สูงกว่าของมอเตอร์เซอร์โว นอกจากนี้ไม่มีการล่าเกิดขึ้นเมื่อหยุดมอเตอร์สเตปเปอร์ พวกเขายังเป็นยอดเยี่ยมในการขับเคลื่อนเข็มขัดที่มีความแข็งแรงต่ํา.
เมื่อแรงผลักดันเข้าสู่ตัวขับผ่านเครื่องผลักดัน, มอเตอร์สเตปเปอร์ตั้งตามจํานวนแรงผลักดันเข้า มุมการเดินพื้นฐานของมอเตอร์สเตปเปอร์ 5 ขั้น คือ 0.72 ° และ 1.8° สําหรับมอเตอร์ขั้น 2 ขั้นความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ขั้นตอนถูกกําหนดโดยความเร็วของความถี่กระแทก (Hz) ที่ได้รับจากผู้ขับและมันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนการหมุนมอเตอร์อย่างอิสระโดยเพียงแค่การเปลี่ยนแปลงจํานวนของแรงกระแทกการเข้าหรือความถี่ที่ผู้ขับมอเตอร์สเตปเปอร์ไม่เพียงแค่ใช้เป็นมอเตอร์ควบคุมตําแหน่ง แต่ยังเป็นมอเตอร์ควบคุมความเร็วที่มีการปรับปรุงความพร้อมสูง
• ความถี่สูง การตั้งตําแหน่งที่ซ้ําซ้ําของมุมก้าวคงที่
• การวางตําแหน่งที่ต้องการเวลาหยุดยาว เนื่องจากการปรับความกว้าง เป็นต้น
• ความตึงเครียดและความแข็งแรงที่เปลี่ยนแปลง
• การตั้งตําแหน่งที่แบ่ง 1 จักรยาน
• หม้อมอเตอร์ที่ต้องการการทํางานพร้อมกัน
เนื่องจากมันเป็นไปได้ที่จะดําเนินการตั้งตําแหน่งและควบคุมตําแหน่งที่แม่นยําในขณะที่ปรับสynchronizing กับจํานวนของคําสั่งกระแทกและความเร็ว ไม่มีความจําเป็นสําหรับอุปกรณ์ เช่นเซ็นเซอร์สําหรับการตั้งตําแหน่งดังนั้น ระบบทั้งหมดจึงเรียบง่ายในการสร้าง หากการควบคุมที่ระดับสูง เช่นการดําเนินงานการแทรกซ้อน ไม่จําเป็นแล้ว แนะนําให้ใช้ตัวขับประเภทฟังก์ชันที่ติดตั้งในเครื่องควบคุมค่าใช้จ่ายลดลงโดยการกําจัดผู้ควบคุมเช่น เครื่องกําเนิดแรงกระแทก และ PLC positioning module
ถึงแม้การตั้งตําแหน่งที่แม่นยําสูงจะเป็นไปได้ ด้วยการควบคุมแบบเปิดวงจร แต่ถ้าเกิดปัญหา เกิดอะไรขึ้น?สามารถใช้เครื่องยนต์ชนิด Encoder หรือเครื่องยนต์ชนิด Sensor Closed-loop Control (AR Series).
ประเด็นทั่วไปของวิศวกรการออกแบบคือการลดต้นทุน มีวิธีที่จะลดต้นทุนได้อีกไหม?ได้ดําเนินการโดยใช้กลไกลูกกลมรายละเอียดของการทดสอบคือ:
1เพิ่มความเร็วต่อไป
2. ลดต้นทุนต่อ
[สภาพของอุปกรณ์ที่วางแผนในเบื้องต้น] กลไก: สกรูลูกกลม + มอเตอร์เซอร์โว สภาพเช่นภาระ, ความเร็ว, และนํา, แสดงอยู่ด้านขวา,ได้กําหนดขึ้นจาก servo motor ที่ติดกับสกรูลูกกลมและแผ่นเหล็ก.
เปลี่ยนกลไกเป็นเข็มขัดพูลี่
• สกรูลูกกลมถ้าพยายามเพิ่มความเร็ว => กลไกเข็มขัดอาจเหมาะสมกว่า => 1000 มม / วินาทีถึง 1500 มม / วินาทีเป็นไปได้ด้วยกลไกเข็มขัดเปลี่ยนเข็มขัดถ้าไม่มีปัญหากับความแม่นยําการตั้งตําแหน่ง. • ลดต้นทุนได้อย่างมากถ้าการเปลี่ยนไปใช้เข็มขัดเป็นไปได้ => เข็มขัดมีราคาไม่แพง แต่ความแข็งแรงต่ําของมันอาจส่งผลกระทบต่อความมั่นคงของการทํางานของ servo motor แม้จะมีการปรับอัตโนมัติ
1ความแตกต่างในความแม่นยําในการหยุดระหว่างสกรูและเข็มขัด... ความแม่นยําในการหยุดที่ต้องการมากแค่ไหน?
2. ผลของความแข็งแรงต่ํา... ผลกระทบในการตั้งเวลา, หลีกเลี่ยงปัญหาการปรับ
• ความแม่นยําในการหยุดที่ดีกว่ากับสกรู ไม่มีปัญหาที่จะเปลี่ยนไปยังเข็มขัด? => ความแม่นยําในการหยุดที่ต้องการของแอพลิเคชั่นคือ ± 0.05 ~ 0.1 มม ซึ่งไม่แม่นยําเท่าที่สําหรับสกรูดังนั้นมันคงไม่เป็นไรหรอกนะ ถ้าเปลี่ยนกับเข็มขัด
• หากเปลี่ยนไปยังเข็มขัด ความแข็งแรงบนกลไกจะลดลง ดังนั้นการเคลื่อนไหวของ servo มอเตอร์จะกลายเป็นไม่มั่นคง.เพราะเหตุนี้, พวกเขาไม่ต้องการการปรับและแข็งแรงต่อความแข็งแรงต่ํา การเคลื่อนไหวของพวกเขาคงที่ไม่ว่าจะเป็นภาระที่เปลี่ยนแปลง หากผลิตเท่ากัน, พิจารณามอเตอร์ stepper.
อุปกรณ์: กระบะเข็มขัด + มอเตอร์: ลองกับมอเตอร์ stepper
1ความแตกต่างในความแม่นยําในการหยุดระหว่างสกรูและเข็มขัด... ความแม่นยําในการหยุดที่ต้องการมากแค่ไหน?
2. ผลของความแข็งแรงต่ํา... ผลกระทบในการตั้งเวลา, หลีกเลี่ยงปัญหาการปรับ
• ความแม่นยําในการหยุดที่ดีกว่ากับสกรู ไม่มีปัญหาที่จะเปลี่ยนไปยังเข็มขัด? => ความแม่นยําในการหยุดที่ต้องการของแอพลิเคชั่นคือ ± 0.05 ~ 0.1 มม ซึ่งไม่แม่นยําเท่าที่สําหรับสกรูดังนั้นมันคงไม่เป็นไรหรอกนะ ถ้าเปลี่ยนกับเข็มขัด
• หากเปลี่ยนไปยังเข็มขัด ความแข็งแรงบนกลไกจะลดลง ดังนั้นการเคลื่อนไหวของ servo มอเตอร์จะกลายเป็นไม่มั่นคง.เพราะเหตุนี้, พวกเขาไม่ต้องการการปรับและแข็งแรงต่อความแข็งแรงต่ํา การเคลื่อนไหวของพวกเขาคงที่ไม่ว่าจะเป็นภาระที่เปลี่ยนแปลง หากผลิตเท่ากัน, พิจารณามอเตอร์ stepper.
อุปกรณ์: กระบะเข็มขัด + มอเตอร์: ลองกับมอเตอร์ stepper
• น้ําหนักที่สามารถขนส่งได้ -> น้ําหนักที่อนุญาตสูงสุด 7 กิโลกรัม • ความเร็วในการเดินทาง -> ปรับปรุงเป็น 800 มม/วินาที มอเตอร์ => โดยเปลี่ยนจากมอเตอร์สเตปเปอร์เป็นมอเตอร์เซอร์โว ลดต้นทุน 50%!อุปกรณ์ => โดยเปลี่ยนจากสกรูลูกกลม เป็นอุปกรณ์เข็มขัดลดต้นทุน 7%!
มี โอกาส ที่ จะ ลด ค่าใช้จ่าย มาก!
โดยการตรวจสอบกลไกแบบไม่มีค่า และการเลือกมอเตอร์ตามลักษณะ เราสามารถเพิ่มรายละเอียดและลดต้นทุนได้แม้ว่าขนาดของมอเตอร์ได้ใหญ่ขึ้นเล็กน้อยในอดีต การเลือกมอเตอร์ถูกทําขึ้นบนพื้นฐานของความสะดวกในการใช้งานหรือความคุ้นเคย หลังจากการฝึกนี้ ความแตกต่างของการทํางานระหว่างมอเตอร์ servo และมอเตอร์ stepper ได้กลายเป็นชัดเจนมันน่าประหลาดใจที่มอเตอร์สเตปเปอร์ ถูกกว่าที่คาดต้องมีพื้นที่ในการลดต้นทุนของอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้วิธีนี้ การปฏิบัตินี้ยอมรับอีกครั้งว่าการเลือกที่สมดุลระหว่างนิติบุตรของมอเตอร์และต้นทุนขณะที่การปรับปรุงลักษณะของเครื่องยนต์สูงสุดคือกุญแจ.
สอบถามลูกค้า: กําลังมองหามอเตอร์ที่มีความแม่นยําในการหยุดที่ดี มีความแตกต่างมากแค่ไหนระหว่างมอเตอร์สเตปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โว
ข้อสมมุติ: เครื่องยนต์ AC servo NX Series มีเครื่องปรับรหัส 20 บิต ดังนั้นมันควรมีความละเอียดดีและความแม่นยําในการหยุดดี
อย่างแรก, มันจําเป็นต้องระบุความแตกต่างระหว่างความละเอียดและความแม่นยําของการหยุด: ความละเอียดคือจํานวนของขั้นตอนต่อรอบและมันยังเรียกว่ามุมขั้นตอนสําหรับมอเตอร์ stepper.มันจําเป็นเมื่อพิจารณาว่าการตั้งตําแหน่งที่จําเป็นต้องถูกต้องขนาดไหนความแม่นยําของการหยุดคือความแตกต่างระหว่างตําแหน่งหยุดจริงและตําแหน่งหยุดทฤษฎี
นั่นหมายความว่ามอเตอร์เซอร์โวเอซีที่ติดเครื่องโคเดอร์ความแม่นยําสูง มีความแม่นยําในการหยุดดีกว่ามอเตอร์สเตปเปอร์หรือไม่
ไม่เลย ในอดีตไม่มีปัญหาเกี่ยวกับแนวคิด "ความแม่นยําในการหยุดของมอเตอร์เซอร์โวที่เท่ากับความละเอียดของโคเดอร์ภายใน ± 1 จันทร์"เครื่องยนต์เซอร์โวล่าสุดมีเครื่องโคเดอร์ 20 บิต,048,576 ขั้นตอน) ซึ่งมีความละเอียดดีมาก เพราะเหตุนี้ ความผิดพลาดเนื่องจากความแม่นยําการติดตั้งเครื่องรหัสมีผลมากต่อการหยุดความแม่นยําแนวคิดของความแม่นยําของการหยุดได้เริ่มเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย.
ตามแผนภูมิการเปรียบเทียบ ความแม่นยําในการหยุดระหว่างมอเตอร์สเตปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โว AC เกือบเท่ากัน (± 0.02o ~ 0.03o)ความแม่นยําขึ้นอยู่กับความแม่นยําทางกลของมอเตอร์สําหรับมอเตอร์ stepper, ดังนั้นถ้าสถานะหยุดสามารถทําใน 7.2o, การตั้งตําแหน่งทําโดยฟันเล็ก ๆ เดียวกันบนหมุนทุกเวลา, ตามโครงสร้างของมอเตอร์.ทําให้สามารถเพิ่มความแม่นยําในการหยุด.
อย่างไรก็ตาม, มอเตอร์ stepper อาจสร้างมุมการย้ายขึ้นอยู่กับค่า torque การแบ่งปันAC servo มอเตอร์อาจมีความกว้างล่าที่กว้างกว่าในการตอบสนองการปรับการเพิ่มด้วยเหตุผลเหล่านี้ จึงต้องระวัง
