力重庆大学出版社可编程序控制器使用手册附录手动自动梯形图电动机基本原理及选取步进电机简介步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外般称为或赃，等等。目前，随着电子技术控制技术以及电动机本体的发展和变化，传统电机分类间的界面越来越模糊。笔者认为这是机电体化元件组件的必然趋势。就传统的步进电功价来说步进电动机可以简单地定义为根据输入的脉冲信号，每改变次励磁状态就前进定角度或长度，若不改变励磁状态则保持定位置而静止的电动机。从广义上讲，步进电动机是种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机也可看作是在定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。步进电动机的发展历史步进电动机的机理是基于最基本的电磁铁作用其原始模型起源于年至年间。午前后开始以控制为目的的尝试应用于氮弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电动机。此后，在电话自动交换机中广泛使用了步进电动机。不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。世纪年代后期，在步进电动机本体方面随着水磁材料的发展，各种实用性步进电动机应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。在近年间步进电动机迅速地发展并成熟起来。从发展趋向来讲步进电动机已经能与直流电动机异步电动机，以及同步电动机并列，从而成为电动机的种基本类型。我国步进电动机的研究及制造起始于本世纪年代后期。从年代后期到年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电动机为主。年代初期，步进电动机的生产和研究有所突破。除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电动机本体的设计研究发展到个较高水平。年代中期至年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开发。自年代中期以来，由于对步进电动机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电动机及驱动器作为产品广泛利用。步进电动机的特色步进电动机具有自身的特色归纳起来有可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价。位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，可以组成结为简单而又具有定精度的开环控制系统，也可在要求更高招度时组成闲环控制系统。无刷，电动机本体部件少，可靠性高。易于起动停止正反转及变速响应性也好停止时，可有自锁能力。步距角选择范围大，可在几十角分至度大范围内选择。在小步距情况下通常可以在超低速下高转矩稳定运行通常可以不经减速器直接驱动负载。速度可在相当宽范围内平滑调节。同时用台控制器控制几台步进电动机可使它们完全同步运行。步进电动机带惯性负载的能力较差。由于存在失步和共振，因此步进电动机的加减速方法根据利用状态的不向而复杂化。不能直接使用普通的交直流电源驱动步进电机的些基本参数电机固有步距角它表示控制系统每发个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了个步距角的值，如型电机给出的值为表示半步工作时为整步工作时为，这个步距角可以称之为电机固有步距角，它不定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相三相四相五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，般二相电机的步距角为三相的为五相的为。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之。比如，当人们说的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为的步进电机。是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。在国内没有统的翻译方式，容易使大家产生误解由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有。步进电机的些特点般步进电机的精度为步进角的，且不累积。步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏度以上，有的甚至高达摄氏度以上，所以步进电机外表温度在摄氏度完全正常。步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成个反向电动势频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率或速度的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。步进电机低速时可以正常运转,但若高于定速度就无法启动,并伴有啸叫声。步进电机有个技术参数空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按定加速度升到所希望的高频电机转速从低速升到高速。步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。步进电机动态指标及术语步距角精度步进电机每转过个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示误差步距角。不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在之内，八拍运行时应在以内。失步电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。失调角转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。最大空载起动频率电机在种驱动形式电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。最大空载的运行频率电机在种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。运行矩频特性电机在种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。其它特性还有惯频特性起动频率特性等。电机旦选定，电机的静力矩确定，而动态矩却示教程序的保存和离线修改，进而也容易实现离线编程。可以用或者订作个虚拟场景，进而实现虚拟示教编程，这样会更加安全和方便。当然手工编写的程序代码也可以在此虚拟场景中运行，以验证其合理与否。通过虚拟场景和网络，也可以进步实现对机器人的远程监测和控制。还可以尝试在原有实验平台上加上视觉反馈。控制界面如果用设计，可能会更方便些。通过进步完善控制方式和控制结构，可以将控制系统的软件嵌入到嵌入式系统上去。致谢本次毕业设计，是于德弘老师考虑到学生日后的研究方向而特意为我安排的。通过这次训练，提高了自己的动手能力设计能力和编程水平，为学生日后顺利进入机器人这深邃的科研领域作下了铺垫。本次毕业设计，学生收获颇多，这与于老师的悉心指导是分不开的。于老师身体状况欠佳，且公务繁忙，但是还是经常抽时间来视察学生毕业设计进度，就毕业设计过程中遇到的问题给予耐心指导，敦敦教诲，身体力行，实在令学生钦佩感动不已,特此，学生郑重向于老师表示感谢,另外，学生还要感谢何玉成师兄和任小刚师兄，他们在学生毕业设计的过程中给出了许多有益的建议，特此表示感谢,参考文献,北京机械工业出版社，索罗门采夫工业机器人图册北京机械工业出版社，周伯英工业机器人设计北京机械工业出版社，郭洪红贺继林田宏宇席巍工业机器人技术西安电子科技大学出版社，三浦宏文机电体化实用手册科学出版社社，陈国联王建华夏建生电子技术西安交通大学出版社，沈裕康严武升杨庚辰电机与电器北京理工大学出版社，罗建军朱丹军顾刚刘路放大学程序设计教程北京高等教育出版社，罗建军崔舒宁杨琦大学程序设计案例教程北京高等教育出版社，中延时，再次采样，取得误差量进入循环延时，再次采样，取得误差量，使误差积累使电机输出电压用函数控制循环次数，经过此循环后，跳出循环，大臂或小臂已停止下落实现制动选择结果,,所以最终制动时间为总结对于方法二，其控制框图如图所示图示教编程及在线修改程序设计方法当机器人停止在个位置时，可以记录下在该位置所对应的组关节角，这组关节角用个结构体存储记录的位置同时显示在列表框中，记录位置不超过个。为了便于对这些位置作修改，本文采用链表来动态存储这些结构体。当记录结束以后，就可以运行刚才记录的系列位置了，由于采用链表结构存储程序，所以取用这些程序很方便，只需用个指针从链表首部开始取程序，逐行运行，至到链表末尾即可。程序运行的时候，机器人各个关节同时运动，工作效率高正在运行的那行程序，以高亮状态显示。另外，对于记录的位置可以做删除清空等操作。设置参考点及回参考点程序启动或退出的时候，机器人应停留在预设的参考点上，这个参考点在初始对话框函数中预先设置。在程序运行期间，使用者也可以自行设置。回参考点的程序和回放示教程序样，不过回参考点只是运行到个位置。第章总结所完成的工作对实验平台的改造本文利用的是报废的焊接机器人，要改造成送料机器人，不但要对末端执行机构进行重新设计，还要重新布线。对关节轴电位器进行重新标定由于标定电压不同，标定曲线和所得的函数关力重庆大学出版社可编程序控制器使用手册附录手动自动梯形图电动机基本原理及选取步进电机简介步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外般称为或赃，等等。目前，随着电子技术控制技术以及电动机本体的发展和变化，传统电机分类间的界面越来越模糊。笔者认为这是机电体化元件组件的必然趋势。就传统的步进电功价来说步进电动机可以简单地定义为根据输入的脉冲信号，每改变次励磁状态就前进定角度或长度，若不改变励磁状态则保持定位置而静止的电动机。从广义上讲，步进电动机是种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机也可看作是在定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。步进电动机的发展历史步进电动机的机理是基于最基本的电磁铁作用其原始模型起源于年至年间。午前后开始以控制为目的的尝试应用于氮弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电动机。此后，在电话自动交换机中广泛使用了步进电动机。不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。世纪年代后期，在步进电动机本体方面随着水磁材料的发展，各种实用性步进电动机应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。在近年间步进电动机迅速地发展并成熟起来。从发展趋向来讲步进电动机已经能与直流电动机异步电动机，以及同步电动机并列，从而成为电动机的种基本类型。我国步进电动机的研究及制造起始于本世纪年代后期。从年代后期到年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电动机为主。年代初期，步进电动机的生产和研究有所突破。除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电动机本体的设计研究发展到个较高水平。年代中期至年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开发。自年代中期以来，由于对步进电动机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电动机及驱动器作为产品广泛利用。步进电动机的特色步进电动机具有自身的特色归纳起来有可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价。位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，可以组成结为简单而又具有定精度的开环控制系统，也可在要求更高招度时组成闲环控制系统。无刷，电动机本体部件少，可靠性高。易于起动停止正反转及变速响应性也好停止时，可有自锁能力。步距角选择范围大，可在几十角分至度大范围内选择。在小步距情况下通常可以在超低速下高转矩稳定运行通常可以不经减速器直接驱动负载。速度可在相当宽范围内平滑调节。同时用台控制器控制几台步进电动机可使它们完全同步运行。步进电动机带惯性负载的能力较差。由于存在失步和共振，因此步进电动机的加减速方法根据利用状态的不向而复杂化。不能直接使用普通的交直流电源驱动步进电机的些基本参数电机固有步距角它表示控制系统每发个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了个步距角的值，如型电机给出的值为表示半步工作时为整步工作时为，这个步距角可以称之为电机固有步距角，它不定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进