A линейный шаговый двигатель преобразует цифровые импульсы в точное линейное перемещение не требуя систем обратной связи (управление с разомкнутым контуром). Он широко используется в приложениях, требующих точного позиционирования, таких как:
• 3D-принтеры
• Станки с ЧПУ
• Медицинское оборудование
• Автоматизированное испытательное оборудование
• Оптика и лазерные системы
(1) Типы двигателей
|
Тип |
Описание |
Плюсы |
Аферы |
Приложения |
|
Переменное сопротивление (VR) |
Использует зубчатый железный ротор |
Низкая стоимость, простой дизайн |
Меньший крутящий момент, отсутствие усилия фиксации |
Недорогое позиционирование |
|
Постоянный магнит (PM) |
Содержит намагниченный ротор |
Более высокий крутящий момент, лучшая удерживающая сила |
Ограниченное разрешение |
Общая автоматизация |
|
Гибрид (HB) |
Сочетает в себе функции VR + PM |
Высокий крутящий момент, высокое разрешение |
Более дорогой |
Прецизионное оборудование |
(2) Требования к силе и скорости
• Сила (толчок):
Рассчитайте требуемую силу с учетом трения, ускорения и полезной нагрузки.
♦ Типичный диапазон: от 1N до 500N (для более высоких усилий могут потребоваться шариковые винты).
&бык; Скорость:
Шаговые двигатели теряют крутящий момент на более высоких скоростях (используйте микрошаги для более плавного движения).
(3) Разрешение и точность
Угол наклона шага: Обычный (1,8° или 0,9° на полный шаг).
Микрошаг: повышает плавность хода (например, 1/16, 1/32 микрошага).
Выбор ходового винта/шага: влияет на линейное разрешение (например, ход 2 мм или 0,01 мм/шаг с микрошагом).
(4) Механическая интеграция
Монтаж: Обеспечьте правильное выравнивание, чтобы избежать заедания.
• Люфт: Сведите его к минимуму с помощью гаек с защитой от люфта или систем с предварительной нагрузкой.
Охлаждение: Избегайте перегрева с помощью радиаторов или приточного воздуха (при работе с высокими рабочими циклами).
Шаг 1: Определите требования к приложению
• Масса груза (кг)
• Расстояние и скорость перемещения (мм/с)
• высокая точность позиционирования (µм/мм)
• Рабочий цикл (непрерывный/прерывистый)
Шаг 2: Рассчитайте требуемое усилие
Воспользуйся:
Итого=Поверхность +Трение+сила тяжести (вертикальная)
Где:
Faccel=m, умноженное на a (масса, умноженная на ускорение)
Трение =μ&умножить;m&умножить;g (µ = коэффициент трения)
Шаг 3: Выберите Двигатель и привод
• Размер двигателя: NEMA 17, 23, 34 (более высокая рама = больший крутящий момент).
• Выбор водителя:
♦ Постоянный ток (Лучшее управление теплом)
♦ Возможность микрошага (более плавное движение)
Номинальное напряжение (более высокое = Лучшая производительность на высоких скоростях)
Шаг 4: Проверьте производительность
• Кривая зависимости крутящего момента от скорости: Обеспечьте достаточное усилие на рабочей скорости.
• Температурные ограничения: Избегайте превышения номинальной температуры двигателя.
|
Параметр |
Ценность |
|
Масса груза |
5 кг |
|
Максимальная скорость |
200 мм/с |
|
Ускорение |
2 м/с и выше 2; |
|
Путешествовать |
300 мм |
|
Точность |
±0,05 мм |
|
Выбранный двигатель |
Гибридный шаговый двигатель NEMA 23 |
|
Водитель |
48 В, Микрошаг 1/32 |
|
Ведущий винт |
гайка с шагом 5 мм, предотвращающая люфт |
❌ Двигатель с недостаточной мощностью и редко глохнет на высоких оборотах.
❌ Плохое охлаждение и, как правило, термическое отключение при непрерывном режиме работы.
❌ Неправильные микрошаги и проблемы с вибрацией/резонансом.
❌ Механическое смещение и, как правило, повышенный износ и снижение точности.
► Гибридные степперы обеспечивают наилучший баланс крутящего момента и точности.
► Микрошаговые приводы повышают плавность хода и снижают уровень шума.
► Правильный расчет усилия обеспечивает надежную работу.
Для обеспечения высокой скорости и точности работы рассмотрите шаговые двигатели с замкнутым контуром или линейные серводвигатели в качестве альтернативы.
