程控步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝的研制
宋小茜（上海電機(jī)技術(shù)研究所）
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的數(shù)字執(zhí)行元件，具有精度高、慣性小、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，與其它類型的電動(dòng)機(jī)比較，更適宜采用微處理器控制。因此在數(shù)字控制領(lǐng)域．如數(shù)控機(jī)床、機(jī)械手、繪圖儀、雷達(dá)、火炮發(fā)射臺(tái)等對(duì)轉(zhuǎn)速變化、方向變化及定位有要求的場(chǎng)合獲得廣泛應(yīng)用。
本文根據(jù)我所研制成功的生產(chǎn)盤式電機(jī)專用設(shè)備——盤卷式電機(jī)定、轉(zhuǎn)子沖床中所應(yīng)用的步進(jìn)補(bǔ)償裝置的研制，對(duì)采用z1p -80單板機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制作一介紹。
l 盤卷式電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖床的步進(jìn)補(bǔ)償
盤卷式電機(jī)定、轉(zhuǎn)子沖床運(yùn)行過程基本原理如圖1所示。圖中1為規(guī)格化的硅鋼帶料．2為沖制槽型的沖頭，3為盤卷著的定子或轉(zhuǎn)子d為沖制帶料的起點(diǎn)，運(yùn)行方向如圖中箭頭所示。
沖制過程：當(dāng)沖頭每沖落一下，帶料運(yùn)行走過l距離相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)過妒角度，其對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)z應(yīng)滿足關(guān)系式
由于每沖制一周所形成的并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓，而是以螺旋方式纏繞的近似圓．因j沖槽在一圓周內(nèi)的分布不是周等分，而需要對(duì)每沖一下進(jìn)行適度補(bǔ)償；另外，隨著纏繞圈數(shù)增加．相應(yīng)的半徑r也增加，每沖制一步所走過的弧長(zhǎng)即帶料送進(jìn)的長(zhǎng)度亦相應(yīng)改變。為了使其符合一定的函數(shù)規(guī)律．需作相應(yīng)的補(bǔ)償。這可通過編制軟件．命令步進(jìn)電機(jī)按軟件指令來修正步長(zhǎng)，或改變步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方向．從而帶動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成補(bǔ)償過程。
2硬件和軟件
本系統(tǒng)采用tp - 801型單板機(jī)附加硬件，控制五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。單板機(jī)具有可編程功能．在硬件上可省去環(huán)形分配電路．使結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)便，系統(tǒng)如圖2所示。利用單板機(jī)上可編程并行接口pl0，經(jīng)光電偶合電路，給功率驅(qū)動(dòng)器發(fā)出一定規(guī)律的環(huán)形分配脈沖，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)接序步進(jìn)。
分別定義為起動(dòng)信號(hào)·停止信號(hào)、正／反轉(zhuǎn)信號(hào)．由行程開關(guān)接通發(fā)生高電平有效。當(dāng)單板機(jī)接受到pa:,高電平信號(hào)向即響應(yīng)中斷．轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)子程序即起動(dòng)程序。
單板機(jī)光電偶合功率驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)
在開始執(zhí)行起動(dòng)程序時(shí)單板機(jī)首先要判斷步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，即采樣i>a.口，然后將計(jì)算好的步距數(shù)送l>c寄存器，該步距數(shù)決定要補(bǔ)償量的大小。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖分配采用五相十拍方式．各相繞組導(dǎo)電次序?yàn)椋篴一ab一b--bc一c一cd一d一de一e一ea，其真值表如附表所示。軟件按真值表排列成表格．設(shè)定變址寄存器ly作為表格指針．周而復(fù)始地移動(dòng)指針，再利用out指令輸出當(dāng)前指針內(nèi)容，直至步距數(shù)減至零·步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即轉(zhuǎn)動(dòng)了相應(yīng)的步距．軟件流程圖如圖3所示。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度是通過軟件實(shí)現(xiàn)的．修改延時(shí)子程序的延遲時(shí)間常數(shù)．就可改變電機(jī)的運(yùn)行速度。正反轉(zhuǎn)狀態(tài)既可通過軟件設(shè)定．也可由外部行程無關(guān)按通與否來控制。軟件中未安排加、減速運(yùn)行程序，是因?yàn)槊繘_制一槽的補(bǔ)償量即所要轉(zhuǎn)過的角度不大的緣故．在有必要令快速回車，或其它應(yīng)用場(chǎng)合，則可在軟件中增加加速、減速運(yùn)行程序，而不要作任何硬件上的改動(dòng)。
3功放驅(qū)動(dòng)電路的改進(jìn)
展簡(jiǎn)單的功放驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為90bf009．其每相靜態(tài)電流為7.4．電壓為8017．線圈電阻為0.2/180.．線圈電感為4mh。
4結(jié)語
采用單板機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的裝置，不但使控制電路得到簡(jiǎn)化．而且可根據(jù)實(shí)際需要更改步進(jìn)電動(dòng)機(jī) |
