三自由度小型雕刻機(jī)設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)方案-在線瀏覽
2025-06-17 07:33本頁面
【正文】 相對較高。最受歡迎的是兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，約占97%以上的市場份額，其原因是性價(jià)比高，配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后效果良好。/步，配上半步驅(qū)動(dòng)器后，176。/微步）。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果。用百分比表示：誤差/步距角*100%。2 失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。3 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。5 最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。其它特性還有慣頻特性、起動(dòng)頻率特性等。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓，采用小電感大電流的電機(jī)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：例如當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳BBCCDDA或()時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈ACDBCAB或()時(shí)為反轉(zhuǎn)。該電機(jī)的外觀： 圖3 步進(jìn)電機(jī)實(shí)物圖 步進(jìn)電機(jī)尺寸：其中L=76mm。2KPPS2020KPPS5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。在進(jìn)行放大從而前驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。TB6560是東芝公司開發(fā)的全雙橋MOSFET驅(qū)動(dòng)，耐壓40V，（峰值），通過反饋電阻可設(shè)置多種驅(qū)動(dòng)電流， 具有整步、1/2細(xì)分、1/8細(xì)分、1/16細(xì)分運(yùn)行方式可供選擇；電流衰減方式可調(diào)；內(nèi)置溫度保護(hù)及過流保護(hù)功能；下圖是該公司提供的芯片的典型應(yīng)用外圍：圖5 TB6560典型應(yīng)用外圍本例采用zip25封裝的TB6560，芯片管教分布圖見下圖：圖6 zip25封裝TB6560上端俯視引腳排列圖其中關(guān)鍵的幾個(gè)引腳是M1，M2，設(shè)定四種細(xì)分模式，細(xì)分模式有二分之一細(xì)分，八分之一細(xì)分，十六分之一細(xì)分。CW,CLK,REST，ENABLE引腳控制分別控制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，旋轉(zhuǎn)速度，復(fù)位與使能。除此之外TB6560的TQ1與TQ2用于設(shè)定電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流的衰減。 光耦的選取 由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓較高（24V）。光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對輸入端無 影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳輸效率高。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大提高計(jì)算機(jī)工作的可靠性。其他兩個(gè)使用EL817普通光耦耦合隔離。億光電子的光耦合器可提供各式封裝型式 (4Pin SSOP, 4Pin SOP, 4Pin DIP, 6Pin DIP, 8Pin SOP 與 8Pin DIP) 且客戶可依據(jù)產(chǎn)品輸出功能，選用適合的產(chǎn)品。詳細(xì)信息見下圖：圖8 dip4封裝的el817及參數(shù)內(nèi)部引腳 電路原理圖與PCB制作電路原理圖是在官方提供基礎(chǔ)上修改簡化之后，由于所需元件不是常用元件，電路圖器件和pcb封裝都需要自己在軟件里自己再畫。根據(jù)芯片資料與自己設(shè)計(jì)，采用驅(qū)動(dòng)板卡與控制卡隔離形式。及時(shí)某塊驅(qū)動(dòng)卡損壞可以直接代換，因?yàn)轵?qū)動(dòng)卡是比較容易損壞的，而信號(hào)卡一般不容易損壞。最終驅(qū)動(dòng)卡PCB電路見下圖9 TB6560驅(qū)動(dòng)pcb板路 .還接過程中會(huì)遇到芯片損壞的問題，所以在制作過程中，將集成電路芯片焊接安裝插座還是很方便的。才有了很多代替零件，封裝不同，但是經(jīng)過細(xì)心調(diào)試。實(shí)物照片見下圖：圖10 TB6560驅(qū)動(dòng)pcb板實(shí)物 6 電源部分設(shè)計(jì)電源部分采用變壓器降壓，然后經(jīng)簡單濾波整流，最后經(jīng)DCDC變換。DCDC升壓電路采用采用了LM2596ADJ芯片為核心，電路輸出電壓為24V.。完全滿足、單個(gè)驅(qū)動(dòng)電路板對電源的要求。電源開關(guān)是典型的NPN裝置，電流能夠達(dá)到3A，可以承受40V電壓。芯片內(nèi)部包含 100 kHz固定頻率的內(nèi)部振蕩器。在規(guī)定輸入電壓和輸出負(fù)載條件下輸出電壓的偏差范圍是177。 4%。芯片內(nèi)部電路主要包括100HZ的振蕩器，誤差放大器，比較器，NPN開關(guān)及其保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路和邏輯控制電路。對于固定輸出電壓系列的芯片，反饋端只需接到電路輸出端即可，芯片內(nèi)部已經(jīng)有RR2的分壓裝置。而ADJ系列則沒有內(nèi)部的分壓裝置（此時(shí)R1=0Ω，R2=∞），需要在外面另加，這就給我們的使用帶來了方便，這也是本電路采用ADJ輸出芯片的原因。如果想有不同的電路輸出，可以將R1換做精密可調(diào)電位器，R2為固定電阻，通過調(diào)整R1的大小達(dá)到要求輸出的電壓。二極管D采用續(xù)流二極管，要求開關(guān)速度快。 當(dāng)NPN開關(guān)開啟時(shí)，12V電源產(chǎn)生的電流經(jīng)電感L流入開關(guān)，由于電感阻礙電流變化的原因，電感中的電流以速率VIN/L持續(xù)上升，將電能儲(chǔ)存在電感中。從而，開關(guān)開啟時(shí)儲(chǔ)存在電感中的電能在開關(guān)關(guān)閉時(shí)傳送到了輸出端，完成了電能的輸送。R1，R2對輸出電壓進(jìn)行分壓后反饋到芯片內(nèi)部的誤差放大器。
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