前几篇帖子见:
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步进电机的转子就像一个齿轮,旁边有几组线圈,我给不同的线圈按照顺序通电,就可以让它们以电磁铁的方式轮流吸引齿轮的齿;每吸引一个齿,转子就旋转一个角度,这样一个齿一个齿地吸引,电机就转起来了,而且转过的角度受到我的严格控制。
因此我们常用步进电机带动机床的丝杆,实现行程可控的直线运动。
为了驱动一个步进电机,我们首先要知道它内部线圈的排列组合;下图中的步进电机是从某位kc坛友手上买到的二手货(大家去交易版就看到了),属于两相四线电机(出线有6根,但其中两根是无用的)。两相四线电机是什么意思?其实,电机内部有许多组线圈,其中一半的线圈串联或者并联成为一相,另一半形成另一相,总共两相,对外可视作两个独立的线圈,这就是两相的含义。
(双击看大图)
两个线圈有四个接头,因此称为两相四线步进电机。
步进电机的具体驱动方法,也就是给各相线圈通入电流的强度和顺序等细节,在维基百科等地方可以看到,此处不赘述。
如果我们每次吸引一个齿,步进电机在低速旋转的时候会产生抖动。因此有一种叫做细分驱动的技术,通过每次吸引半个齿,小半个齿……的方法来让运动变得平滑。但要应用这种驱动技术,需要复杂的电路设计,高超的设计水平。因此,我在淘宝上买了基于A4988芯片的步进电机驱动器,它内部的电路实现了细分驱动技术,能完美地驱动两相四线步进电机。当然我自己也做过细分驱动器,为此写过不少代码,而且最后也能用,但是请相信我,凡是淘宝能买到的东西,完全没有必要自己做,除非是为了学习。为什么?因为时间就是金钱,不是铜钱,是金钱。我写这么大一篇文章,同样也是希望节省更多人的时间。
由于步进电机驱动技术的飞速发展,我们不需要再研究对电机线圈电流的控制,只要把希望转过的步数,以数字脉冲信号的形式发给步进电机驱动器就行了。
EN:使能信号,高表示步进电机休息,低表示步进电机工作
DIR:方向信号,高低分别表示正反转
CLK:脉冲信号,每一个上升沿(或者下降沿),电机根据方向信号,正或者反转一步或者一小步。
把这几个信号,用线从mach3控制板连到A4988上,A4988就知道该让电机往哪边走、走多少了。所以我们把mach3软件称为运动控制软件,整个系统称为运动控制系统。
具体接线方法(包括电源线,RST脚信号等等),请认真阅读A4988 datasheet及相关资料。
A4988-Datasheet.pdf
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接好之后(我把驱动器的输入,接在MACH3 X轴的脉冲输出上)可以打开mach3软件,默认界面/诊断界面 里面有一个让轴来回摆动的功能,可以测试电机工作是否正常。
这里的设置:给X轴输出800Hz的脉冲,每2秒钟反向。
效果可以看视频:
点击此处查看视频
视频中,电机工作时基本没有声音的,声音是背景电脑风扇的噪音
视频比较短,后面有一段音乐,我比较喜欢的流派,跟大家分享一下。
嗯,就说这么多吧。
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这个帖子的重点在于:只要掌握了基本概念,并不需要很复杂的工序,并不需要花很多钱,就可以实现一套数控系统。当然,目前只是实现了一部分,钻铣床还在从浙江过来的路上。
在这里提醒某些kc的朋友,应该多了解技术,多掌握概念,多熟悉理论,不要头脑一发热就开干,那样只会事倍功半。
是不是显得mach3控制板比电机贵?这已经是能买到的新的mach3板子的最低价了!电机也是42步进电机的最低价了!虽然都是淘宝货,不过为了低价格还是要花不少时间的,而时间就是金钱,因此自我检讨10秒钟。
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