步進電機停止、啟動控制方法
2023-05-21 14:50:31 2
專利名稱：步進電機停止、啟動控制方法
技術領域：
本發明涉及一種控制步進電機停止和啟動的方法。
步進電機是將電脈衝信號轉換為角位移的機電式數—模轉換器，每接收一次指令脈衝就控制步進電機轉動一個固定的角度。現有技術中採用環形脈衝分配器控制驅動步進電機，是由環形脈衝分配器產生脈衝信號，通過信號放大器輸入控制步進電機，硬體部分故障點多，幹擾大；該數控裝置在送完規定的脈衝後，觸發器自動恢復清零狀態，步進電機轉動部分實際上處於「自由狀態」，造成工藝過程中的移位現象，使步進電機到位不準，不能滿足工藝要求。為控制電機的停止，一般電機都帶有剎車裝置，但由於步進電機多用於一些控制精度較高的工藝設備上，安裝剎車裝置在設計上成為一種負擔，也造成更多的故障因素。隨著計算機技術的發展，計算機作為控制元件參與工藝過程已越來越普遍，但採用計算機對步進電機的停止、啟動過程進行控制的技術至今還未見報導。
本發明的目的是得到一種用計算機對步進電機的停止啟動進行控制的方法，可消除步進電機到位不準的現象，並正確啟動而不會發生失步現象。
為實現上述目的，本發明提出的技術解決方案為一種步進電機停止啟動控制方法，是由計算機通過如下步驟進行控制(1)將步進電機控制脈衝按步進電機的脈衝發生規律編成代碼存儲在計算機的存儲器中，(2)在停止時使步進電機到位的最後一個脈衝一直保持到下次啟動，並將該脈衝代碼輸入存儲器記錄，(3)啟動時由計算機控制給停電時通電磁極的相鄰磁極送電。
所述的步進電機在停止時，由計算機控制增加1～5個脈衝以補償傳動誤差。
所述的步進電機在停止時，由計算機控制其到位時間判斷是否到位。
下面對本發明做進一步詳細描述現有的步進電機數控裝置在送完規定(理論計算出來)脈衝後，觸發器自動恢復原始狀態(清零)，這時，步進電機實際上處於「自由狀態」，如果此時機電接合部分的摩擦力較大，電機不會移位；如機電接合部分摩擦力較小，就會產生移位現象，即啟動時的位置不在停止時的位置，而現有技術中的分析誤認為是到位不準確引起。
本發明由計算機控制將步進電機停止後的自由狀態改為鎖定狀態，即將步進電機到位時的最後一個脈衝由清零狀態改為不清零狀態，使最後一個脈衝保持送進步進電機的某一組磁極，將轉子用電磁力緊緊鎖定，使步進電機在下次啟動前還在停止的位置，消除了不到位的一種假象。
採用該方法控制停止後，當步進電機要再次啟動執行下一工序時，發出的控制脈衝必須是按照脈衝發送規律給相鄰的磁極送電(正方或反方)。例如，步進電機為三相六拍脈衝，其正向轉動的三相六拍脈衝規律為A→AB→B→BC→C→CA→A……；反向的脈衝規律為A→CA→C→BC→B→AB→A……，如此循環。如果電機在執行某一工藝過程中出現停機信號時(斷點)，保持脈衝的磁極為A，電機再次啟動時的通電磁極必須是與A相鄰的磁極AB(正方)或CA(反方)，否則步進電機會出現失步狀態。(注如果電機停止時處於自由狀態，就不會產生失步)，為了解決失步問題，需要對步進電機運行斷點進行記憶，首先根據步進電機三相電源接到PIO接口的位置和信號放大相序設定脈衝代碼，並在脈衝存放地址兩端設立標誌位，例如在C、A相脈衝代碼下一個地址設一個標誌位進行判斷，如與標誌位代碼相符，則運用絕對轉移指令到A相脈衝代碼地址，發送脈衝到A相，如有停機信號則由計算機控制記憶停機時(斷點)的脈衝代碼，即將保持通電的磁極的代碼進行存儲。
如有重新啟動的信號，由計算機控制在原脈衝的代碼上進行自動±1，然後將存儲器內容與標誌位進行對比，根據比較出來的兩種不結果，去分別執行相應的指令，控制脈衝按照脈衝發生規律輸出，步進電機就能按照工藝要求進行運轉，從而實現步進電機的斷點保護，保證其正常啟動。
另外，為了消除步進電機機械傳動誤差，本發明經過定數、定時檢測是否到位，如果到位即停機。
定數檢測是根據各個傳動機構不同的行程，計算出步進電機角位移所需要的脈衝數作為基數，考慮到機械傳動上的誤差，基數脈衝送完後仍不能到位，在停止時採用脈衝的動態補償，進行到位控制時補送1～5個脈衝，即送一個脈衝檢測一次，最多送5個脈衝，如仍不到位，則作為故障報警。
為了對故障進行正確判斷，除了到位檢測外再加上定時檢測使故障誤判為零。定時檢測是根據步進電機縱向行程計算出應發送脈衝個數，並根據要求計算出脈衝發送間隔，得到送完所有脈衝時間；為實現定時檢測，用計算機的一個寄存器作為時間計數器，將時間參數按二進位輸入寄存器，計算機每開中斷一次，也就是送一個脈衝後計數器自動減一，當檢測到計數器為零時，如這時檢測還未到位，就作為故障報警。
本發明由於採用計算機對步進電機的停止、啟動進行控制，由計算機控制使步進電機到位時的最後一拍脈衝保持到下一次啟動，並對那最後一拍沒有規律、隨機的脈衝進行簡潔又巧妙的記憶，實現電機的停止時的斷點記憶；當重新啟動步進電機時，由計算機控制進行斷點識別，發出相鄰的控制脈衝並按照規律發送，保證再次啟動可正常啟動，並可消除機械傳動的誤差，消除停止時的到位不準的現象。
權利要求
1.一種步進電機停止啟動控制方法，其特徵在於由計算機通過如下步驟進行控制(1)將步進電機控制脈衝按步進電機的脈衝發生規律編成代碼存儲在計算機的存儲器中，(2)在停止時使步進電機到位的最後一個脈衝一直保持到下次啟動，並將該脈衝代碼輸入存儲器記錄，(3)啟動時由計算機控制給停電時通電磁極的相鄰磁極送電。
2.根據權利要求1所述的步進電機停止啟動控制方法，其特徵在於所述的步進電機在停止時，由計算機控制增加1～5個脈衝以補償傳動誤差。
3.根據權利要求1或2所述的步進電機停止啟動控制方法，其特徵在於所述的步進電機在停止時，由計算機控制其到位時間判斷是否到位。
全文摘要
本發明涉及一種控制步進電機停止和啟動的方法:由計算機通過如下步驟進行控制:將步進電機控制脈衝按步進電機的脈衝發生規律編成代碼存儲在計算機的存儲器中,在停止時使步進電機到位的最後一個脈衝一直保持到下次啟動,並將該脈衝代碼輸入存儲器記錄;啟動時由計算機控制給停電時通電磁極的相鄰磁極送電。步進電機在停止時,由計算機控制增加1～5個脈衝以補償傳動誤差。本發明可消除步進電機到位不準,使之正確啟動而不會發生失步。
文檔編號H02P8/00GK1195923SQ98100568
公開日1998年10月14日 申請日期1998年2月24日 優先權日1998年2月24日
發明者湯業鑫 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司