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標題: 討論：用步進電機分度定位的精度和解決問題 [打印本頁]

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-5 22:25
標題: 討論：用步進電機分度定位的精度和解決問題
本帖最后由北京機床維修于 2012-12-8 18:46 編輯

最近接到一臺拉絲機改裝步進電機進行分度的電氣制作，在寫梯圖的時候發現，客戶要求的很多分度數值都不能被整除，在網上查了一下，沒有找到有用的資料，所以本人自己想了一些辦法，現在與大家分享，同時，也請高手指點一下，還有沒有更好的思路。本人初學，所以臉紅紅的虛心請教了，請高手莫笑！
一：盡量提高程序中主軸每轉所需的脈沖數。提高了脈沖數后，每個脈沖所對應的尺寸會變得很小，這樣的話，如果分度完成后，脈沖數有余數，也會盡量的減小誤差。
二：因為每一個脈沖所對應的誤差量很小，所以采取了每隔幾段就補幾個脈沖的辦法。如每五段補7個脈沖。做梯圖時是這樣做的，先求得每一段脈沖發出后所余的小數，用這個數比如：0.38，這個數比較接近0.4，所以我就輸入補4個脈沖，再求得主軸每轉后會丟失的脈沖數，然后把這個數除以4，這樣就確定了每隔多少段就補4個脈沖，用計數器計數到多少段后就加4個脈沖，這樣，主軸在旋轉一周后，丟失或是增加的脈沖脈沖數就比原來的少了最少百分這九十。如：原來一段會丟失300個脈沖，這樣補充后，最多丟失或增加30個脈沖。這樣定位精度就提高了很多。
為什么要這樣做呢？一般我們用步進電機的時候精度要求的都不是特別的高，但是，拉絲機的主軸是一直在不停的分度，長期下來，脈沖丟失累積就會造成尺寸的誤差。越是分度定位的數值大，精度偏差的也就越大。如果脈沖數除以分度定位段數是整數也就無所謂了，但一但除不盡，就會造成這種問題。再如上面所說，那個數是0.34，那么我可以每隔N段補7個脈沖。這7個脈沖的精度是完全顯現不出來的。
我不知道大家是怎么處理這種問題的，所以先分享一下我的思路，然后再求高手指教。
跪地求你們了！指點我一下吧。{:soso_e109:}
還有一個問題，步進電機和主軸連接的齒輪比也除不盡，這個怎么辦呢？如果不算上齒輪比，脈沖總數是整數，一乘以齒輪比就成了浮點數了，這個問題也挺煩人的。也請高手賜教一下吧。

經過幾位高手、前輩、大俠的幫助，我已經成功的解決了這個問題，多謝多謝。經過實驗通過，解決方法在21#，里面還帶有我寫的程序，和大家一起分享。最后感謝社區給我們一個平臺，讓我們共同發展學習。

作者: 打鐵的 時間: 2012-12-5 23:29
本帖最后由打鐵的于 2012-12-5 23:31 編輯

主軸加個反饋，我一般用光電開關，轉一圈或幾圈重新計脈沖。精準點就用編碼器。

作者: 前景錢 時間: 2012-12-6 08:25
學習一下，謝謝分享

作者: xmdesign 時間: 2012-12-6 09:47
分度精度要求不高時，我是加個對射光電開關來進行控制

作者: 馬利劍 時間: 2012-12-6 12:58
步進電機分度，做不了太精。即使你做了細分，它的誤差也很大。要非得用就加個大減速比的高精度減速器吧！能好點。

作者: 凡人一個 時間: 2012-12-6 13:42
伺服電機如果沒有編碼器，也是會丟步的。
步進電機更加容易丟步。
加開關清零或者加編碼器。

作者: w9049237 時間: 2012-12-6 13:55
前一陣子買一個步進電機,本以為驅動器只能選擇半步或全步驅動,打開說明書才嚇一跳,現在的驅動器除未附電子齒輪比外,輸入信號倍率少說有16格個選項...
如果以上仍無法解決你的問題,不如再花2000元買個單軸控制器直接用電子齒輪比來完成!!

作者: ajm 時間: 2012-12-6 19:00
看具體的精度和齒輪比了，光靠步進電機細分，不一定能達到你的要求。
裝光電，編碼器都可以，看你的精度要求和成本要求了。

作者: jhg1977 時間: 2012-12-6 20:43
本帖最后由 jhg1977 于 2012-12-6 20:50 編輯

如果沒記錯的話細分與步進電機的精度沒有關系步進電機本身也沒有累積誤差
細分可以改善動態性能，可以降低共振頻率

樓主能否給個草圖看看傳動圖說明一下分度精度要求究竟是多少
初步建議是每圈回一次零發脈沖數的算法用絕對位置方式不要相對的一段一段的發

作者: 生而為贏 時間: 2012-12-6 20:54
東方有一款馬達，可以直接做分度用，不知道合不合樓主要求？

作者: duanyz 時間: 2012-12-6 21:33
請教樓主你用的是什么控制系統，這多加的4個脈沖是怎么樣加到程序里的？

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-6 21:43

jhg1977 發表于 2012-12-6 20:43
如果沒記錯的話細分與步進電機的精度沒有關系步進電機本身也沒有累積誤差
細分可以改善動態性能，可以 ...

細分是和精度沒有太大關系，但是，如果總脈沖數少的話，每一個脈沖引起的角度變化會增大，分度次數越多，精度越低，如總脈沖是3000個，一周分三百次，這時的誤差可能會有近300個脈沖，這近300個脈沖的誤差太大了。如果是300000個總脈沖的話，誤差分三百次后還是近300個，這三百個脈沖相對的精度就提高了。所以我選擇了增大細分數來增大總脈沖數的方法。

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-6 21:53

duanyz 發表于 2012-12-6 21:33
請教樓主你用的是什么控制系統，這多加的4個脈沖是怎么樣加到程序里的？

我用的是信捷的XP3-18RT,這四個脈沖是用余數的倍數算出來的，計算出這個脈沖后，用總脈沖分段后的剩余脈沖除以4得到的每隔多少段加一個脈沖。用記數器記數，記數的時候用求得的間斷個數減1，然后記數，如：間斷個數為8，那么，我在第7段的時候打開記數器，記數器打開后將四個脈沖存入一個補充脈沖寄存器，發送脈沖的程序中，最開始的一段是應發的脈沖寄存器+補充脈沖寄存器＝最后要發送的脈沖寄存器，這樣在第八個脈沖發送的時候，這兩個脈沖會相加，送到最后要發送的脈沖寄存器中，然后發送。當然，我的記數器是放在發送完成標志的M繼電器下。我已經測試過了，沒有問題。如果你們有用信捷的PLC的話，我可以把我的程序上傳一下，大家討論一下。

作者: 04102 時間: 2012-12-7 00:15
很多步進電機的驅動器都有細分功能，可以分到非常精細，比如說每步都4000細分

但還是感覺裝個編碼器吧

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-7 18:57

04102 發表于 2012-12-7 00:15
很多步進電機的驅動器都有細分功能，可以分到非常精細，比如說每步都4000細分

但還是感覺裝個編碼器吧

即使安裝了編碼器，如果主軸一周我要分311段的話，怎么能保證定位精度呢？還請賜教！

作者: jhg1977 時間: 2012-12-7 19:48
本帖最后由 jhg1977 于 2012-12-7 19:50 編輯

北京機床維修發表于 2012-12-7 18:57
即使安裝了編碼器，如果主軸一周我要分311段的話，怎么能保證定位精度呢？還請賜教！

我做任意分度的做法是這樣的，假設工件主軸上直連了20000線的編碼器，則用公式（20000XN）/311，N為分度位，例第47段對應的編碼器讀數為20000X47/311=3022。5 ，按4舍5入取3023，當編碼反饋到3023時電機停止，第48段為3087，依次類推，一圈后取Z相歸零，但不知道這樣是否能滿足你的精度要求？關鍵還是看你的定位精度要求

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-7 22:37

jhg1977 發表于 2012-12-7 19:48
我做任意分度的做法是這樣的，假設工件主軸上直連了20000線的編碼器，則用公式（20000XN）/311，N為分度 ...

您好，多謝您的指教，但這樣的話，成本會增加很多。還有就是，我現在還不會控制步進電機在快到位的時候如何能讓他的速度慢下來直到到位停止。用中斷可以，但是，步進電機在快速旋轉的時候如果立刻停止發送脈沖會不會導致步進電機的沖過位？還請高手指點迷津。謝謝。這里還要說一下，這臺機器在運行的時候，速度不慢，所以我要電機做快速旋轉，大約每分鐘轉速最高在600轉。

作者: 凡人一個 時間: 2012-12-8 12:13
能不能說說用步進電機的最終目的的什么？
是不是用來控制拉出來鋼絲的長度？
或者最好說說拉絲機的詳細工作狀況。

作者: jhg1977 時間: 2012-12-8 12:53

北京機床維修發表于 2012-12-7 22:37
您好，多謝您的指教，但這樣的話，成本會增加很多。還有就是，我現在還不會控制步進電機在快到位的時候如 ...

需要一段高速再接一段低速，低速用來定位，即使高速也是有加減速的， 600轉對普通步進來說速度偏高，扭矩會下降，選型的時候要注意了
另外現在還有閉環步進，再不然就上伺服

同意樓上的意見把設備具體怎么回事說清楚就更方便大家討論了

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-8 18:09
您好，加減速脈沖輸出我會，但我不會的是如何用編碼器實現到位后減速停止。應該說是如何實現在編碼器到位這前開始減速，一直減速至編碼器設定的位置停止。這臺機器就好像是做齒輪似的工作方式，只不過只是用一把刀來回的拉齒，齒輪一直旋轉，而且工件來回的時間很快，電機只在一個方向內有動作，所以要求時間上要快，電機轉速要高一點。精度要求的不是很高，但我在做這臺電路的時候還是提高了要求。

作者: 北京機床維修 時間: 2012-12-8 18:39
結合了眾多網友和前輩的方法后，我想出了一些針對我來說可行性的方案，并一一做了實驗。第一個實驗是我第一次做的那種，每隔多少段加幾個脈沖，這種方式的精度不是怎么好，做起來也麻煩，操作上也麻煩，還總是需要在開始工作這前要輸入一些插補的具體數值，但是，這個程序通過了。第二個實驗是用余數累積的方法來做的，把余數累積起來，如果大于1個脈沖數，在程序中就補一個脈沖，如果不夠一個脈沖，就接著累積余數，補一個脈沖后在脈沖發送完時將這個累積的數值減1，然后在下一段繼續累積。這個方法的精度比我第一種的高太多了，幾乎沒有誤差。在不計較電機的情況下，光考慮脈沖發送，這種方法在我來看已經是完美的了。這種方法在程序上也不麻煩，和第一種相似，但在精度和使用上比第一種強太多了。我使用的是信捷XP3-18RT的機器，這臺機器和XC3系列的PLC通用，只是集成了文本。下面我將脈沖程序發上來，請大家參考，同時也請大家指點一下，因為我畢竟是初學者。同時，您有更好的方法也請上傳一下，共同分享.如果您有信捷的編程軟件的話，可以直接打開。我的版本是XCPPRO-3.3H版本。最后，特別感謝一下幾位網友前輩如：JHG1977,TIGERGUO1975,老電工，赫德森等幾位大俠的鼎力相助，他們為我開拓了思路，才能讓我想出了解決的辦法。謝謝！ (, 下載次數: 25)

作者: xmdesign 時間: 2012-12-8 19:15
本帖最后由 xmdesign 于 2012-12-8 19:23 編輯

分度和分段好像會有根本性的差別
工位分度累計誤差。。。不消除不行
工料分段只是正負誤差。。。主要保證不丟步
不知道負載大不大？，價格低的直流無刷伺服電機也是不錯的選擇

作者: 陳曉偉 時間: 2012-12-8 22:18
學習了

作者: 陳曉偉 時間: 2012-12-8 22:20
學習了，學習了，樓主太歷害了，真心學得自己才疏

作者: 04102 時間: 2012-12-10 13:38

北京機床維修發表于 2012-12-7 22:37
您好，多謝您的指教，但這樣的話，成本會增加很多。還有就是，我現在還不會控制步進電機在快到位的時候如 ...

步進電機你要它往600rpm跑，不合適。已經是該用伺服的場合了。

另外，分度的問題，按照你可以接受的精度范圍內，去選擇編碼器的線數

作者: sz_lingnan 時間: 2012-12-14 11:14
根據高精度，穩定性的話使用伺服系統應該更穩定些吧

作者: ycg777 時間: 2013-4-19 22:03
謝謝啦

作者: 阿位yj 時間: 2013-5-6 20:30
剛好在做這個幫助太大了

作者: jxqgp 時間: 2013-5-6 21:56
看的懵懵懂懂，初學者。看完后我有一些疑問，我也要做一個用步進電機分度的問題，就是做一臺打孔機，兩個孔在一條直線上，打完一個孔后，給電機一個或幾個脈沖，讓電機旋轉180°，從而帶動工件旋轉180°，精度要求高點，會不會也會碰到一些丟步，累計誤差長時間導致精度大大降低，還有如何讓電機在旋轉180°后快速停止，是程序上處理還是硬件上處理方便簡單，電機轉速要求不高，還請樓上各位大俠指教?。。?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: 止戈為武 時間: 2014-3-5 09:47
最近正好做相關事情，幫助很大，謝謝樓主！

作者: shilimengma 時間: 2019-6-4 21:24

北京機床維修發表于 2012-12-8 18:39
結合了眾多網友和前輩的方法后，我想出了一些針對我來說可行性的方案，并一一做了實驗。第一個實驗是我第一 ...

翻啦好多，一定標記下，這個方法太好了，伺服中的累加器也是同樣的原理，余數累積

作者: 筆尖上_AYDjE 時間: 2019-7-28 11:52
感謝樓主分享

作者: 13995936456 時間: 2019-7-31 13:44
學習了，好方法

作者: 開創者 時間: 2019-10-4 21:15
樓主辛苦了謝謝分享

作者: 星幽孤魂 時間: 2019-10-18 16:23
學習一下，謝謝分享

作者: 北京機床維修 時間: 2019-11-5 19:33

星幽孤魂發表于 2019-10-18 16:23
學習一下，謝謝分享

不客氣，好幾個前的東西了，想想現在要是重新做的話會感覺比較簡單。重要的還是經驗的積累和知識的靈活運用。

作者: dwc1991 時間: 2019-12-28 15:49

作者: potato13 時間: 2021-4-2 13:58
謝謝，正好有用

作者: 1013007228 時間: 2022-8-19 09:15
謝謝

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