注塑机械手步进电机的升降速曲线
步进电机的控制方式已成功应用于注塑机械手中,具有定位精确、稳定可靠的性能。
注塑机械手常用的步进电机升降速曲线有:直线升降速、指数曲线升降、抛物线升降速等。本文从电机的动力学方程、矩频特性曲线及实际情况出发,提出S型升降速曲线作为步进电机的升降速曲线。在注塑机械手步进电机的控制系统中,发出一个电脉冲信号,步进电机就会转一个角度或前进一步,步进电机的转矩-频率特性曲线知,当转速上升时,转矩随速度按照线性关系下降。这个转矩实际上是电磁转矩T0和阻力矩TL之差。
理论上驱动脉冲的频率f是随着时间呈指数规律上升即可实现电机转速在较短的时间内达到要求,且能实现电机不失步和快速起停。注塑机械手在实际取料过程中,步进电机启动时,由于机械手的静态惯性较大,应该以较小的加速度加速;而机械手在较高的速度下运行时,由于电机的输出转矩会降低,须以较小的加速度升降速;在步进电机停止动作时,为了防止机械手发生过冲现象,必须以较小的加速度降速,S形曲线进行升降频更适合于实际情况。
在实际情况中,考虑到注塑机械手步进电机的惯性作用,在升降速过程中,如果电机的速率变化太大,电机响应速度跟不上电机频率的变化,从而出现失步现象。因此,每改变一次频率,要求电机持续运行一定的步数,使注塑机械手的电机适应变化频率,从而稳定的运行。因此在升降速过程中要建立一个数据存储区,用来存储频率与步数。在程序运行时顺序取数,每次取出一个频率和该频率对应的步数。
该方法提高了注塑机械手的定位精度、改善了运行平稳性、缩短了步进电机的升降时间、提高了劳动生产率。
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