步进运动控制技术纵览

技术分类: 运动控制/自动化    作者:Frank J.Bartos,Control Engineering  发表时间:2007-08-20
振动和噪声,独立于驱动器的输入频率,Oriental Motor USA工程部经理Nick Johantgen解释道。固有振动较低的五相步进电机和两相步进电机是相反的,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的电机。”为了满足这一要求,OM已经开发了8in和11in CRK五相电机和11和14in(1.4 in./35 mm)PK两相步进电机。新的紧凑型CRK微步进驱动器尺寸仅为0.98 x 1.77 x 2.56 in,并且在每一相位最大可控制1.4A CRK电机。

  系统和市场分析
  Oriental Moto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Motion Tech Trend
s (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约为156万美元。FA市场包括机床,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15%和50%,高于美国。
  MTT分析师Muhammad Mubee的研究表明,两种步进电机的设计主导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.com的产品信息中心里找到。
  Berger Lahr运动技术公司 (施耐德电气的一家公司)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助于缩小控制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Sam Bandy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。

低磁场振动和根据运转频率噪音降低3-6分贝
除了由于更强的磁场带来的高扭矩,Shinano Kenshi 公司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3-6分贝。

  与伺服系统相竞争
  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,可以由控制独立执行”。
  SKC的Bergsma认为步进运动系统和伺服运动系统的竞争在于电机的价格。“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












1】【2】【3】【4
收藏此页】【  】【打印】【关闭

精彩专题

超值订阅2009年度DESIGN NEWS China杂志

DESIGN NEWS China杂志向国内读者介绍国际上最先进的工业技术与设计,涉及电子/测试、运动控制/自动化、创新材料、工程软件/硬件、汽车设计等领域,现在订阅可获更多优惠…[ 详细内容 ]

浏览该文章的用户还看过

  • 文章
  • 论坛
  • 博客