在定位系統(tǒng)中,最常用的電機(jī)不外乎是步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī),其中,步進(jìn)電機(jī)主要可分為 2相、5相、微步進(jìn)系統(tǒng) , 伺服電機(jī)則主要分為 DC伺服和AC伺服兩種。
2相、5相和微步進(jìn)系統(tǒng)主要是驅(qū)動器所表現(xiàn)出來解析度不同 , 2相步進(jìn)系統(tǒng)電機(jī)每轉(zhuǎn)最細(xì)可分為 400 格 , 五相則為 1000 格 , 微步進(jìn)則可從 200 ~ 50000(或以上)格 , 表現(xiàn)出來的特性以微步進(jìn)最好,加減速時間較短,動態(tài)慣性較低。
AC 和 DC 伺服電機(jī)主要的分別為 DC伺服比AC伺服電機(jī)多了一個碳刷 , 會有維護(hù)上的問題 , 而 AC 伺服電機(jī)因沒有碳刷 , 所以后續(xù)并不會有太大維護(hù)上的問題. 所以基本上來說 AC伺服系統(tǒng)是較DC伺服系統(tǒng)為優(yōu) , 但 DC 伺服系統(tǒng)主要的優(yōu)勢則是價位上比 AC 伺服系統(tǒng)較便宜. 而此兩種系統(tǒng)的控制精度皆為相同。
以下為伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的特征介紹:
步進(jìn)電機(jī):
◎特 征
●具保持力:
由于步進(jìn)電機(jī)在激磁狀態(tài)停止時,具有很大的保持力,因此即使不使用機(jī)械式剎車亦可以保持停止位置(具有激磁狀態(tài)停止時,與電機(jī)電流成比例的保持力)。
在停電時步進(jìn)電機(jī)不具有保持力,因此停電時若需有保持力,請使用附電磁剎車機(jī)種。
藉由電機(jī)的高精度加工,可實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)高精度定位功能。解析度是取決于電機(jī)的構(gòu)造,一般的HYPRID型5相步進(jìn)電機(jī)為1步級0.72°精度是取決于電機(jī)的加工精度而定,無負(fù)載時的停止精度誤差為±3分(±0.05°)。
● 角度控制、速度控制簡單:
步進(jìn)電機(jī)為與輸入的脈波成正比,一次以一步級角運轉(zhuǎn)(0.72度)。
● 高轉(zhuǎn)矩,高響應(yīng)性:
步進(jìn)電機(jī)雖然體積小但在低速運轉(zhuǎn)時皆可獲得高轉(zhuǎn)矩輸出。因此在加速性、響應(yīng)性、頻繁的起動及停止皆可發(fā)揮很大的威力。
●高分解能、高精度定位:
5相步進(jìn)電機(jī)在
全步級時0.72°(1回轉(zhuǎn)500分割),
半步級時0.36°(1回轉(zhuǎn)1000分割)。
停止定位精度為±3分(±0.05°),
所以并不會有角度累積誤差。
●步進(jìn)電機(jī)與AC感應(yīng)或伺服電機(jī)等,有相當(dāng)大的差異,并具有下列的特征:
?與輸入脈波同期,以步級方式運轉(zhuǎn)。
?以開回路方式即可完成高精度定位。
?起動、停止的響應(yīng)性優(yōu)越。
?停止時不會有累積角度誤差。
?因為電機(jī)構(gòu)造簡單,所以保養(yǎng)容易。
?要驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)必須要有控制器,只需向驅(qū)動器輸入脈波即可簡單的以開回路方式進(jìn)行高精度定位控制。
伺服電機(jī):
◎特 征
●高信賴性(閉回路)
AC伺服電機(jī)由電機(jī)與編碼器、驅(qū)動器三部分構(gòu)成,驅(qū)動器的作用是將輸入脈波與編碼器的位置、速度情報進(jìn)行比較后來對驅(qū)動電流進(jìn)行控制。由于AC伺服電機(jī)可以透過編碼器的位置、速度情報隨時檢出電機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài),因此,即使是在電機(jī)停止時也會向控制器輸出警示信號,所以能隨時檢出電機(jī)的異常情況。
●AC伺服電機(jī)的長處
?能獲得定位結(jié)束信號。
?發(fā)生過負(fù)載等異常情況時,因會輸出警示信號,所以能在設(shè)備發(fā)生異常時報警。
?因能依據(jù)負(fù)載狀態(tài)來控制電流,所以效率高、電機(jī)發(fā)熱程度低。
在如左圖所示的機(jī)構(gòu)上使用時,可充分發(fā)揮AC伺服電機(jī)的特長。
?系在X軸運轉(zhuǎn)完畢后再進(jìn)行Y軸運轉(zhuǎn)的驅(qū)動模式。此種情況下,因能輸出X軸運轉(zhuǎn)完畢的信號(END),所以非常方便。
?假如X軸發(fā)生異常停止時,有可能會影響到其他機(jī)構(gòu)。但因為會輸出通知異常情況的警示信號,所以非常方便。
●高速?高轉(zhuǎn)矩
步進(jìn)電機(jī)的特性為在低速領(lǐng)域時能輸出大轉(zhuǎn)矩,但在高速領(lǐng)域時則轉(zhuǎn)矩會逐漸下降。
AC伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)相比,即使在高速領(lǐng)域亦能獲得穩(wěn)定的高轉(zhuǎn)矩。所以,按照長行程進(jìn)行高速移動時適合使用AC伺服電機(jī)。
●減速機(jī)型
從與一般AC電機(jī)相同的分離型簡易減速機(jī)到高強(qiáng)度、高精度的一體型減速機(jī),一般備有種類豐富的減速機(jī)型伺服電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
?大慣性驅(qū)動
?體積大幅度縮小