本发明专利技术公开了一种避免步进电机失步的方法、系统及装置，包括：接收由上位机所采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息；对所接收的信息进行解析并发送包含行进步数和方向的驱动指令给步进电机，驱动步进电机进行运动；监控每一个光电开关的状态、第一限位器的状态、第二限位器的状态和步进电机的行进位置，接收每一个光电开关、第一限位器和第二限位器所反馈的信息，获取步进电机的最后一段步数；判断步进电机的最后一段步数是否大于加减速的最小步数，完成步进电机的最后一段的运行。本发明专利技术确保步进电机按照加减速进行启动和停止，有效的避免步进电机出现失步的现象。象。象。
【技术实现步骤摘要】
一种避免步进电机失步的方法、系统及装置
[0001]本专利技术属于步进电机控制领域，涉及一种避免步进电机失步的方法、系统及装置。
技术介绍
[0002]步进电机依据脉冲数和脉冲频率来对电机实现开环控制位置和速度，在自动化控制领域得到越来越广泛的应用。正常工作时，每接收一个控制脉冲就移动一个步距角，即前进一步。若连续地输入控制脉冲，电动机就相应地连续转动。但由于步进电机不是闭环控制，选型或者使用不当，也会容易出现步进电机失步，步进电动机失步包括丢步和越步。丢步时，转子前进的步数小于脉冲数，漏掉了脉冲没有运动到指定的位置；越步时，转子前进的步数多于脉冲数，运动到超过了指定的位置。一次丢步和越步的步距数等于运行拍数的整数倍。丢步严重时，将使转子停留在一个位置上或围绕一个位置振动，越步严重时，将发生过冲。
[0003]步进电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
[0004]步进电机失步的原因有很多，一般导致步进电机失步的原因是下面几种：
[0005]1)步进电机本身工作力矩不够，没有足够能力带动负载；
[0006]2)步进电动机及所带负载存在惯性，在起步和停止的加速过程不充分，步进电机在加速过程中丢步，在减速过程中越步；
[0007]3)步进电机的电源功率不够导致步进电机的输入功率不够引起失步，驱动电压不够或者驱动电流设定过低；
[0008]4)驱动器或者控制器收到信号干扰，程序有缺陷，造成步进电机失步；
[0009]5)电机系统持续工作引起系统共振，在控制脉冲和步进电机固有共振频率附近动态误差最大并会导致步进电动机失步；
[0010]6)同步轮或者减速器的背隙或者来回转到的间隙误差没有在程序上补偿或者补偿值不对；
[0011]7)驱动器和控制器的信号不匹配。
[0012]针对步进电机失步，现有的解决方案有：
[0013]1)核算负载的力矩，参考步进电机距频图看看在对应速度下步进电机是不是有足够扭矩能力带动负载。然而扭矩分析涉及加速，减速，负载变换，上升下降重力影响等因素，满足不了不同场景变换需求；
[0014]2)通过步进电机电源电流预留30％以上余量，并提交驱动电压的方式来避免驱动不足造成加速过程中丢步，然后会更容易导致减速过程中出现越步；
[0015]3)在系统中信号干扰和共振是难以避免，长期工作容易反复出现的固有现象；
[0016]4)采用同步轮或者减速箱由于精度问题，会有一定误差累计，在控制程序中无法做出合理补偿；
[0017]5)监测步进电机工作电流，通过分析电流异常变化造成步进电机失步；可以监测到失步现象但是解决不了该故障，无法定量改变失步造成的影响；
[0018]上述的解决方案如调理供电和增加减速器不能解决步进电机的固有弊端，采用电流监测闭环操作可检测步进电机有失步现象，不能确定失步步数和解决问题，完成用户所需的步数。
技术实现思路
[0019]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种避免步进电机失步的方法、系统及装置，能够有效的避免步进电机出现失步的现象。
[0020]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0021]一种避免步进电机失步的方法，包括：
[0022]接收由上位机所采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息；
[0023]对所接收的信息进行解析，确定步进电机的起始位置、步进电机的加减速的最小步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段；
[0024]发送包含行进步数和方向的驱动指令给步进电机，驱动步进电机进行运动；
[0025]基于步进电机的起始位置、步进电机的行进步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段，监控每一个光电开关的状态、第一限位器的状态、第二限位器的状态和步进电机的行进位置，接收每一个光电开关、第一限位器和第二限位器所反馈的信息，获取步进电机的最后一段步数；
[0026]判断步进电机的最后一段步数是否大于加减速的最小步数；如果是，则步进电机完成最后一段的步数；如果否，则步进电机按最后一段步数加上最小步数进行运动，再反转最小步数回到预期位置，步进电机完成最后一段的步数。
[0027]本专利技术的进一步改进在于：
[0028]上位机采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息，具体为：上位机对步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置进行标定，标定后的数值分别存储到上位机的flash中。
[0029]步数的分段具体为：基于每一个光电开关的位置与步进电机的起始位置，获取每一段的步数，并以触发当前段的光电开关响应为当前段完成标识。
[0030]监控每一个光电开关的状态信息，具体为：当步进电机经过光电开关时，光电开关产生开关量信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈。
[0031]监控第一限位器的状态和第二限位器的状态，具体为：当步进电机行进到第一限位器的位置时，第一限位器产生接触信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈，同时步进电机停止运动；当步进电机行进到第二限位器的位置时，第二限位器产生接触信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈，同时步进电机停止运动。
[0032]获取步进电机的最后一段步数，具体为：步进电机的行进步数与步进电机行进方向相反且最接近步进电机的行进位置的光电开关位置的差值。
[0033]一种避免步进电机失步的系统，包括：
[0034]接收模块，所述接收模块用于接收由上位机所采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息；
[0035]解析模块，所述解析模块用于对所接收的信息进行解析，确定步进电机的起始位置、步进电机的加减速的最小步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段；
[0036]驱动模块，所述驱动模块用于发送包含行进步数和方向的驱动指令给步进电机，驱动步进电机进行运动；
[0037]获取模块，所述获取模块基于步进电机的起始位置、步进电机的行进步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段，监控每一个光电开关的状态、第一限位器的状态、第二限位器的状态和步进电机的行进位置，接收每一个光电开关、第一限位器和第二限位器所反馈的信息，获取步进电机的最后一段步数；
[0038]判断模块，所述判断模块用于步进电机完成最后一段的步数，确保步进电机按照加减速进行启动和停止。
[0039本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种避免步进电机失步的方法，其特征在于，包括：接收由上位机所采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息；对所接收的信息进行解析，确定步进电机的起始位置、步进电机的加减速的最小步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段；发送包含行进步数和方向的驱动指令给步进电机，驱动步进电机进行运动；基于步进电机的起始位置、步进电机的行进步数、每一个光电开关的位置、第一限位器的位置、第二限位器的位置和步数的分段，监控每一个光电开关的状态、第一限位器的状态、第二限位器的状态和步进电机的行进位置，接收每一个光电开关、第一限位器和第二限位器所反馈的信息，获取步进电机的最后一段步数；判断步进电机的最后一段步数是否大于加减速的最小步数；如果是，则步进电机完成最后一段的步数；如果否，则步进电机按最后一段步数加上最小步数进行运动，再反转最小步数回到预期位置，步进电机完成最后一段的步数。2.根据权利要求1所述的避免步进电机失步的方法，其特征在于，所述上位机所采集步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置信息，具体为：上位机对步进电机、光电开关、第一限位器和第二限位器的位置进行标定，标定后的数值分别存储到上位机的flash中。3.根据权利要求1所述的避免步进电机失步的方法，其特征在于，所述步数的分段具体为：基于每一个光电开关的位置与步进电机的起始位置，获取每一段的步数，并以触发当前段的光电开关响应为当前段完成标识。4.根据权利要求1所述的避免步进电机失步的方法，其特征在于，所述监控每一个光电开关的状态信息，具体为：当步进电机经过光电开关时，光电开关产生开关量信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈。5.根据权利要求1所述的避免步进电机失步的方法，其特征在于，所述监控第一限位器的状态和第二限位器的状态，具体为：当步进电机行进到第一限位器的位置时，第一限位器产生接触信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈，同时步进电机停止运动；当步进电机行进到第二限位器的位置时，第二限位器产生接触信号，进行步进电机运转至当前位置的反馈，同时步进电机停止运动。6.根据权利要求1所述的避免步进电机失步的方法，其特征在于，所述获取步进电机的最后一段步数，具体为：步进电机的行进步数与步进电机行进方向相反且最接近步进电机的行进位置的光电开关位置的差值。7.一种避免步进...
【专利技术属性】
技术研发人员：段晓峰，贺锐，舒甜，牛雄，严博，贺海滨，
申请(专利权)人：西安瑞峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。