近些年来,我国计算机科技和机械制造都得到了较为迅猛的发展。也正是在这种大环境之下,促使我国多数企业和工厂开始借助这些高新技术进行透明信息化平台的搭建,并在电子商务和自动化技术的带领下,实现在市场中的良性获利。除此之外,据统计,当前我国近八成的行业通过对大量先进自动化机器和工业技术的使用,实现了机械制造行业内工业技术现代化的发展和构建。由此可知,自动化工程技术、自动化设备不仅仅是信息时代的社会经济发展产物,更是企业经济和社会经济发展的催化剂。所以,为了实现二者更好的发展,本文以机械制造自动化技术与优势为内容,希望对此方面的研究有所帮助。

深圳星火自动化科技有限公司，总部位于高新产业云集的深圳市宝安区，在北京设有分公司和生产基地，在无锡、青岛、汕头、浏阳等地设有办事处或分支机构。星火自动化定位于运动控制类产品的研发、生产与销售，主要产品为“STD系列”的数字式步进电机驱动器、伺服电机驱动器、步进电机、专用数控系统等，产品广泛应用于数控机床、医疗设备、纺织印刷、雕刻机、激光打标机、激光内雕机、电子设备、剥线机、包装机械、广告设备、贴标机、恒速应用、机器人等多个行业。

PLC控制步进电机需要注意什么？

步进电机和伺服电机的控制其实是一样的，都是控制电机的角度和速度。不过，步进电机基本都是用脉冲来控制，顶多使用MODBUS写固定位置，几乎没有总线控制的步进驱动器。

1，加速时间设置要合理。

伺服电机的加速时间只有几毫秒，二步进电机的加速时间需要几百毫秒。所以，需要根据实际情况设置步进电机的加速时间。一般情况下300到500毫秒比较保险。

2，转速要合理

步进电机的额定转速一般是500r/min，个别可以到700甚至1000。具体要咨询厂家，一般400到500转之间是最保险的。

3，有必要的防丢步措施

由于步进是开环的，而且步进电机几乎没有什么过载能力，所以，经常会发生不可预知的情况。比如，定位10毫米，但是当步进电机运行到5毫米的时候，由于各种原因堵转了，但PLC仍在发脉冲，这样。步进电机的实际位置和PLC的输出位置，就有了偏差。使用相对定位，就很容易出问题。所以，可以根据设备的生产节拍和运行情况，定期让步进电机回零。或是把绝对定位位置为零的操作用回零替代，但前提是确保设备的生产节拍。

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步进电机控制接口如何接线？

步进电机的控制输入端口一般包含三个信号输入，如下图右上侧绿色端子，分别为方向输入、脉冲输入、使能输入。使用的过程中有两种接线方式NPN型和PNP型，接线图如下。因为控制信号为无源输入，故每个信号都有正负两个接点，在进行接线的时候不可将信号线反接（不论使用什么接线方式，以电流的流向为准，电流从“+”输入，从“-”输出）。

另外当使用PLC进行控制时，因PLC高速脉冲输出端口为24V输出，故需要在PLC和步进驱动器之间增加限流电阻，以保护步进驱动器接口。限流电阻的典型值为2000Ω，0.5W。

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步进电机使用过程中抖动如何处理？

步进电机是用于将脉冲信号转换为角度或者位置的控制电机。在使用调试的过程中，若配置不合理，则可能出现运行抖动的问题。那在出现电机抖动的问题时，可以从以下几个点查找排查异常：

1、驱动器脉冲细分数设置不合理；将驱动器调整到其他细分运行测试，(一般增大驱动器细分)。

2、驱动器功率不足；重新计算核实电机的负载参数。

3、控制脉冲被干扰；驱动器脉冲输入口脉冲出现丢脉冲或者干扰脉冲。

4、电机的加、减速时间设置过短，超过电机的相应速度；增加电机启停时的加、减速时间。

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简谈各个电机的特点

1、步进电机、伺服电机均为控制电机，即：需要用计算机程序来控制电机的转速、和转动的快慢、转动的精确时间，主要用来用于流水线的机械手或者机器人的动作。伺服电机的控制精度最高，步进电机次之。与这两种电机配套的控制设备叫驱动器，没有驱动器的信号发出，这两种电机始终处于自锁状态，即使通电也不转动。

2、减速机一般是普通电机带动一个齿轮箱，来达到降低速度的目的，减速箱是标准件，使用时需要按照手册来选型。

3、刹车方法有很多种，有利用电气控制进行刹车的，如在断电瞬间通入直流电片刻；也有利用离合器进行机械刹车的。

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步进电机的特点和典型运用场合

由于步进电机的独特结构和原理，步进电机有以下特点∶

1、高精度开环定位功能

步进电机的精度是由机械加工精度保证的 ，在容许负载下 ，步进角度严格与控制脉冲数量成比例关系。☆静止锁定功能

对电机绕组励磁而不换向时，电机有很大的锁定力矩。

2、简单控制

控制器只要对电机驱动器发出脉冲就可以控制电 机，脉冲频率决定电机的运转速度，脉冲个数决定电机转过角度。控制器对驱动器只要简单发一个高低平控制信号，就可以实现电机正反转。电机可以无需减速箱工作在低速，可以实现平滑的无级调整控制。

3、长寿命，高可靠性

步进电机内部没有换相器件，电机寿命取决于轴承和绝缘系统。

基于以上特点，步进电机广泛应用于各类数字控制系统，如∶

a、各类打印机，雕刻机

b、检验分析仪器及各类医疗器械

c、通讯设备

d、X-Y 平台和各类半导体、电子自动化生产检测设备

e、印刷设备、成像设备

f、阀门控制

g、舞台灯光、监控设备

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无刷电机驱动器有什么特点？

无刷驱动器特点

·表面贴装工艺，电路更加稳定可靠。·采用工业级芯片，满足工业应用温度要求。

·两象限速度及电流 PID 闭环控制，实现线性调速、低速大转矩、风机和泵类转矩控制等。·可通过电位器与拨码开关设置驱动器参数与工作模式。

·具备安全正反转、安全启动、过压、欠压、过载、短路、过温、故障自诊断、故障报警等保护功能。·通过速度脉冲输出用户可精确显示电机转速。

·驱动器内置光电隔离的模拟电压、PWM 脉冲、脉冲频率等安全接口，增强了使用安全性。·完善的抗干扰措施， 满足工业现场需要。·针对三相直流无刷电机的一般工业调速应用。

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1.电动机的发热过程

电动机在运行过程中, 由于总损耗转换的热量不断产生, 电动机温度升高, 就有了温升, 电动机就要向周围散热。温升越高,散热越快。当单位时间发出的热量等于散出的热量时, 电动机温度不再升高, 而保持一个稳定不变的温升, 即处于发热与散热平衡的状态。此过程是升高的热过渡过程, 称为发热。

 由于电动机发热的具体情况比较复杂, 为了研究分析方便, 假设电动机长期运行,负载不变,总损耗不变,电动机本身各部分温度均匀, 周围环境温度不变。

2、电动机的冷却过程

对负载运行的电动机,在温升稳定以后,如果使其负载减小或使其停车,那么电动机内的总损耗及单位时间的发热量 Q 都将随之减小或不再继续产生。这样就使发热少于散热, 破坏了热平衡状态, 电动机的温度下降,温升降低。

在降温过程中,随着温升的降低, 单位时间散热量 也减小。当发热量等于散热量时,电动机不再继续降温,其温升又稳定在一个新的数值上。

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大家在日常工作生活中，会遇到很多种不同类型的电动机，比如直流电机、步进电机和伺服电机等等。其中交流电机还可以分为异步电动机和同步电动机两种，那么同步电动机和异步电动机到底有什么区别呢？下面就为大家简单介绍一下：

一、转速的区别

看这个题目就能知道，他们最大的区别就在于"同步和异步”。所谓的同步，顾名思义就是指速度相同，同步电动机定子绕组三相电流所产生的旋转磁场的转速，与转子磁场的转速完全相同。而异步电动机则不然，转子的转速与定子旋转磁场的转速不一样，而且始终低于定子磁场转速。

二、造价的区别

同步电机制造工艺复杂，要求的精度要高于异步电动机，维修费事费力，价格昂贵。异步电机比同步电动机反应慢，但易于安装、使用，同时价格便宜，使用较为广泛。

三、性能的区别

同步电动机转速不能随着负载的变化而变化，转速恒定，但功效可以调节，异步电动机转速可以随着负载的变化来调节，尤其是绕线式异步电动机，调速的方法很多，且启动转矩大。

四、应用场所区别

异步电动机主要适用于驱动机床、水泵、空气压缩机、鼓风机、大型起重设备如提升机等。在电力拖动机械中，有95%左右是由异步电动机来完成驱动，使用量比较大。同步电动机由于转速恒定，主要适用于要求转速恒定的大功率生产机械，如连续式轧钢机、球磨机等。其造价昂贵，维修困难，所以同步电动机使用的比较少。

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伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性

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伺服减速机是伺服减速机齿轮传动装置的重量，一般情况电齿轮的重量与其材料和热处理硬度有很大关系。例如在相同功率下，渗碳淬火齿轮的重量将是调质齿轮重量的1/3 左右。所以针对行星齿轮减速机的结构特点和齿轮的载荷性质，应该广泛采用硬齿面齿轮。获得硬齿面齿轮的热处理方法很多，如表面淬火，整体淬火、渗碳淬火、渗氮等，应根据行星齿轮减速机的特点考虑选定。

优点：结构比较紧凑，回程间隙小、 精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时，即小体积大转矩,而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。正齿轮减速器则用于较低的电流消耗，低噪音和高效率低成本应用。行星减速机的特点是体积小，输出扭矩大，传动效率高，只要有这些要求的地方都可以用。

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步进控制系统的应用非常广泛，2020年我国步进机市场接近84亿，约占全球市场的36%，一年内使用的步进电机近九亿台，其中仅汽车、安防摄像机、5G天线和3D打印机就分别达5亿台、2.75亿台、3200万台和3000万台，因此，掌握步进控制系统的应用就显得非常重要。步进控制系统的应用相对比较单一，主要以定位控制为主，需要掌握定位控制技术，普通的旋转控制则比较简单。目前市场主要以混合式步进电机和永磁式和步进电机为主

细分数即设置电机多少步（脉冲）转一圈，也就是上位机（如PLC）控制时的指令脉冲数。细分数越大，控制精度越高，但是速度与细分数成反比。要求提高速度的场合，也不是细分数越小越好，细分数太小，速度是提高了，但步进机运行也许会产生抖动，实际调试过程中，要在速度和精度之间要选择一个合适的值。

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运动控制在实际的工业现场中随处可见，也常听到大家提到运动控制；那什么叫运动控制？以及基本概念有哪些？下面我们为大家做简单的介绍:运动控制(MC)是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制(GMC)。运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

运动控制在实际的工业现场中随处可见，也常听到大家提到运动控制；那什么叫运动控制？以及基本概念有哪些？下面我们为大家做简单的介绍:运动控制(MC)是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制(GMC)。运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

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丝杆步进电机如何选型？

选择合适的丝杆步进电机在做方案前请思考以下几点∶

丝杆步进电机如何选型？

1、系统的负荷是多少?

静负荷 ∶丝杆静止状态下可承受的最大推力。动负荷 ∶丝杆处于运动状态下可承受的最大推力。

力矩∶ 驱动丝杆系统所需要的力矩，包括∶1、惯性力矩，2 、摩擦力矩，3、负载力矩。

2、水平还是垂百负荷?

垂直负荷下需要考虑电机失电后的自滑动，必要时需考虑安装刹车装置以作保护。垂直负荷下还应将负载本身重量考虑在负载计算中。

3、对丝杆步进电机的最高运行速度要求是多少?

为选择合适的丝杆导程参数。导程越大，则丝杆森转—圈螺母走过的直线距离越长。低速度宜选择导程较小的丝杆 ，高速度宜选择较大的丝杆。

4、有效行程的长度是多少? 5、系统的精度要求是多少?

丝杆精度;一般以线性精度来衡量丝杆精度，即丝杆旋转若干圈后实际行程与理论行程的误差。重复定位精度∶重复定位精度为系统能够重复到达指定位置的精度定义，对系统是一个重要的指标。

背隙∶ 背隙是丝杆和螺母静止时两者轴向的相对可移动量。随着工作时间的增加，由于磨损也会导致背隙增加。背隙的补偿或校正可由消隙螺母来实现。当需要双向定位时，背隙是需要被关注的。

6、如何选择合适的丝杆电机类型?

N 贯通轴式、E 外部驱动式、C 固定轴式哪种符合你的机械结构设计?你将如何将运动物体与丝杆相联 ?

7、电机的选择

以下几条请考虑∶

需要多大的力矩? 机械尺寸的要求? 电机转速的要求（电机的电流大小于与转速的高低成正比）?

丝杆电机的通用参数?

丝杆材料∶303/304不锈钢?丝杆涂覆∶可选铁氟龙涂覆?丝杆精度（线性精度）∶0.18mm~300mm ，跟导程有关丝杆效率∶35%~85%?背隙∶一般为 ± 0.13mm（跟导程有关）?螺母材料∶带自润滑材料的POM或金属螺母?丝杆/螺母寿命∶一般为500万次周期，具体取决于负载、速度和环境。?

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步进电机选型计算负载、需要转矩。确定型号

步进电机需要怎么选型 ?基本思路如

下∶ 1、确定机械传动结构

?如直接接，丝杆传动。皮带传动等等。 议时要考虑到l—些对电机机械上的要求 ，如大概可T接受尺、 安装要求电机径向、轴向受力及窜动要求等等。

?2、确定需要的分辨率?

根据选定的机械结构和整机要求，确定电机的分辨率，即步距角，例如要选用 0.9"或是 1.8 °的电机。

?3、根据机械传动要求，确定运转模式

?也即根据机械移动，定位和时间要求来确定步进电机运转的速度，角度和加减速曲线。?

3.1计算运转脉冲数

计算运转脉冲数

3.2确定运行曲线和计算脉冲频率

一般来说运行曲线使用矩形和梯形两种。

☆矩形曲线

电机直接以运行频率启动，运转到位后直接停止。这种运转方式需要非常大的加速扭矩。

矩形曲线

☆梯形曲线

电机由较低的频率启动，加速到要求速度，运行一定时间后要求再减速然后停止。这样速度变化较为缓慢，对加速扭矩要求可适当降低。通常加减速度时间设定为定位时间的 25%左右。根据实际情况确定启动频率 ，启动时间（也可以考虑在多少个脉冲数后加速到运行频率）

4、计算需要的转矩

4.1 计算负载转矩

这是在机械结构正常运行时电机需要提供的克服各部分摩擦阻力的转矩。负载转矩根据不同的机械结构和负载种类而异，可以进行理论计算和实际测量。

4.2 计算加速度转矩

这是把负载从静止加速到运行速度和把运行负载所停下来需要的转矩。

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无刷驱动器选型、伺服电机驱动器选型方法

1.确定无刷驱动器电压∶

客户根据所使用的电机的额定电压来选择驱动器电压参 数，注意使用的电压在空载与满载过程中不要超出驱动器 所规定的范围。

无刷电机驱动器选型

2.确定无刷驱动器峰值电流∶

如果已知电机的额定输入电流（或最高输入电流）Ir（ A）则峰值电流Ip （ A） 2xr，否则驱动器使用过程中输出电流没有一定的工程余量。

如果已知电机的额定输出功率（或最高输出功率）Pr（ W）和驱动电压Vr（V），则峰值电流Ip（ A ）4xPr/Vr 

3. 确定驱动象限∶

两象限运动控制的速度闭环系统，即正向驱动和反向驱动，转矩与转束同方向，没有动态制动功能（转束与转方向相反，如向下放重物），不能用于四象限的控制领域，这一点务必注意。所以精确定位、急速加减速、快速响应的频繁正反转等四象限运动伺服控制是不适用的。 

4.设置参数∶

可设定参数型，适用于不同参数的电机，灵活方便。 

5.确定使用温度∶

客户根据使用条件合理选择使用温度范围，温度越宽价格越高。 

6.加装散热器∶

驱动器内置了70 ℃或 90℃的温控器，当底板温度超过时，会保护报警。经常发生过温应加装散热器，视使用条件而定。 

7. 脉冲频率驱动∶

本系列驱动器可以另外内置 F-V 频率电压转换模块，在 SV端口上可以直接加载 0-3KHz脉冲频率来做调速指令。 

8．刹车操作∶

本系列驱动器刹车采用电机端短路刹车 ，电机运转就有刹车力，不运转就无刹车力，转速越高刹车力越大。由于刹车电流不通讨电流传感电阳，刹车电流不能控制，因此测车时转速不能超过安全刹车转速（见连接图），否则可能绕坏功率管，此功能请谨慎使用。 

9．引线干扰∶

绕组线可能干扰霍尔信号，因此霍尔线与统组线应分开走线，不能两者缠绕在一起。干扰可以使驱动器工作不正常 ，当电机与驱动器的连线太长时（大于 500mm ），应采用屏蔽线将绕组线与霍尔线分开。 

10.驱动电源∶

用户的供电电源应满足在空载到80%峰值电流负载下，电压必须在规定的范围内。 

11.电机绝缘要求∶

为保证驱动器正常工 作，电机的霍尔线地线与电机绕组 线、霍尔地线绕组线与机壳之间绝缘电阻大于 100兆欧（500VDC ）， 能承受 600VAC/50Hz/1mA/1秒耐压不击穿。

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步进电机遇到故障怎么调试和维护

今天有一个小伙伴遇到了关于步进电机的问题，没想到恰好我对步进电机还熟悉一点点。我陪着他顺便解决了这个问题，现在对步进电机做一个整体的总结。

DMA872H步进驱动器

首先呢，如何去判断步进电机的好坏？

最直接的办法就是用万用表测两项的内阻来判断，但是假如在车间遇到没有万用表的情况，是不是感到头脑发懵，这时呢，我觉得最直接的办法就是将两项短接然后手动转动转子，你会发现明显的费力，说明这个电机是好的。

可能电机还是不转呀，那么继续排查，首先从大的环境来看，plc的输出端子有没有把信号给到步进驱动器，如果plc端子接触不良，我一般的解决办法是拿根导线去别的plc那里“借”信号，特快特方便。

第二倘若电机还是不转，这时我们需要在步进驱动器上做一些处理了。还是重点说一下驱动器吧。

首先对SW1----SW8做一下备注，SW1到SW3是步进驱动控制电机的输出电流，驱动器上第一竖列为额定电流，第二竖列为最大电流。SW1,2,3组成的ON  OFF 数列组合控制电流的大小需要和步进电机的额定电流对应，过小容易导致电机震动且不转，过大容易导致电机发烫甚至烧掉。

SW5---SW8为电机的细分数，与步进角有关系，涉及到计算但售后调试维护不必考虑太多，了解细分数越大电机精度越高，但是实际情况完全达不到图例的精度。

SW4  OFF状态为半电流状态，就是当没有脉冲量的时候，电流自动减半，ON状态就是没有脉冲量的时候电流继续保持SW1,2,3设定的电流运转。

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带编码器的闭环步进电机怎么选型

带编码器的闭环步进电机选择注意事项:

闭环步进电机怎么选型

首先，步进加闭环不能解决步进电机本身随转矩增加而减小的特性，也不能增加步进电机本身的额定电流而增加转矩和转速。一些企业声称步进电机和编码器可以增加步进电机的转矩和转速，这纯属营销策略，属于虚假宣传。

步进电机添加编码器的意义在于将步进的开环控制转化为闭环控制。它是一种介于步进和伺服之前的产品，弥补了一些市场空缺。

带编码器的闭环步进和伺服的区别:

一是转速。

步进电机增加闭环控制后，可以实现高速运行，速度几乎可以与伺服电机匹敌，但也保留了传统步进电机的低速特性。伺服电机在高速下可以表现出它的性能，当高速变成低速或静止时会出现过冲。

二是矩频特性。

闭环步进电机转速越快，扭矩越小，伺服电机的扭矩在额定转速内是恒定的。

三是过载能力。

闭环式步进电机具有短时间(如倍)过载输出能力，提高了步进电机的动态响应能力。伺服电机通常超载3倍。

四是调试难度。

闭环步进电机的调整和使用非常简单，只需调整驱动器的几个电位器的位置。伺服电机有数百个参数，调整复杂，经常需要经验丰富的工程师调整。

五是噪音、发热和振动。

闭环步进电机和伺服电机在应用环境不特别严格的情况下，噪音、发热、振动几乎没有差别，但伺服电机还是有点优秀。

六工作方式。

闭环步进电机的工作模式包括位置模式和速度模式(集成步进电机支持多种远点回归模式)，伺服电机支持位置模式、速度模式和扭矩模式。

七精确度。

增加闭环控制后，闭环步进电机的精度大大提高，但仍低于伺服电机的精度。

八、费用价格。

闭环步进电机在性价比上具有优势。为了实现相同的功能，伺服电机的价格大于同功率的闭环步进电机。伺服电机的高响应、高速、高精度优势决定了产品的高价，这是不可避免的。

综上所述，伺服电机只有在精度高、速度快的情况下才能发挥其应有的速度和精度优势，但在应用环境不是很严格的情况下，闭环步进电机也不差。

总之，你需要根据你的应用场合和预算来选择你的电机。这两种电机各有特点和价值。

带编码器的闭环步进电机应用领域。

医疗、机器人、工业自动化、打印机、雕刻机等。两相步进电机常用于数字控制系统，精度高，运行可靠。如果采用定位检测和速度反馈，也可以实现闭环控制。步进电机现在已经广泛应用于数字控制系统，如数字模具转换装置、数控机床、计算机周边设备、自动记录仪、钟表等。，也用于工业自动化生产线、印刷设备等。

深圳星火自动化科技有限公司，总部位于高新产业云集的深圳市宝安区，在北京设有分公司和生产基地，在无锡、青岛、汕头、浏阳等地设有办事处或分支机构。星火自动化定位于运动控制类产品的研发、生产与销售，主要产品为“STD系列”的数字式步进电机驱动器、伺服电机驱动器、步进电机、专用数控系统等，产品广泛应用于数控机床、医疗设备、纺织印刷、雕刻机、激光打标机、激光内雕机、电子设备、剥线机、包装机械、广告设备、贴标机、恒速应用、机器人等多个行业。

伺服电机驱动器闭环控制与开环控制区别？

随着科学技术的不断进步，伺服电机驱动器的控制模式越来越多，包括模拟量、232、CAN控制、闭环控制、开环控制等。今天，分享伺服电机驱动器的闭环控制和开环控制的区别。

什么是闭环控制？

闭环控制又称闭环反馈控制，将输出反馈(收集)电路和输入重叠，与定量进行比较和校正，然后根据误差值调整输出值，使输出值更加稳定在规定的范围内。目前，我们现有的伺服电机驱动器大多采用内部双闭环，即电压电流闭环，速度控制精度为1%，速度比为1:100。

伺服电机闭环控制

开环控制是什么？

开环，即输入输出没有形成闭环。

什么是开环控制

3.开环控制和闭环控制的区别。

普通开环调速器转速精度不高(最高转速精度可达1%)，对使用场合要求不高。相对来说，闭环速度精度高，控制稳定，动态快，跟踪性好，扭矩可恒。

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步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；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

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