步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
能夠與脈沖信號精確同步，實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制。 具有高轉(zhuǎn)矩、低振動(dòng)特征，適用于短距離的短時(shí)間定位。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
概要?相關(guān)信息
概要
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能輕松實(shí)現(xiàn)精確定位運(yùn)行
作為一種可以通過脈沖信號精確控制旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，它被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中。
精細(xì)、精確的定位運(yùn)行
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是如同時(shí)鐘的秒針一般，每次旋轉(zhuǎn)一定角度的電動(dòng)機(jī)。這個(gè)角度被稱為基本步距角。我們提供基本步距角為0.72°的5相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和基本步距角為1.8°的2相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
通過脈沖信號輕松控制
進(jìn)行高精度定位運(yùn)行的系統(tǒng)配置如下所示。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速可以通過控制器發(fā)出的脈沖信號精確控制。
系統(tǒng)配置
脈沖信號是什么
反復(fù)操作電壓的ON/OFF而產(chǎn)生的電信號。
ON/OFF開關(guān)1周期計(jì)為1脈沖，電動(dòng)機(jī)輸入1個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)輸出軸就旋轉(zhuǎn)1個(gè)步距角。
旋轉(zhuǎn)角度與脈沖數(shù)成正比
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與輸入驅(qū)動(dòng)器的脈沖信號數(shù)（脈沖數(shù)）成正比。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與脈沖數(shù)的關(guān)系如下。
θ = θS × A
-
θ
-
電動(dòng)機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度 [°]
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θS
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步距角（分辨率）[°/step]※
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A
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脈沖數(shù)
轉(zhuǎn)速與脈沖速度成正比
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入驅(qū)動(dòng)器的脈沖信號速度（脈沖頻率）成正比。
脈沖速度[Hz]與轉(zhuǎn)速[r/min]的關(guān)系如下。
N = θS／ 360 × f × 60
-
N
-
電動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速 [r/min]
-
θS
-
步距角（分辨率）[°/step]※
-
f
-
脈沖速度 [Hz]
（1秒內(nèi)輸入的脈沖數(shù)）
- ※ 對于減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)，是指減速機(jī)輸出軸上的步距角（分辨率）
小型、高轉(zhuǎn)矩
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)小機(jī)型高轉(zhuǎn)矩。
因此，其卓越的加速性和響應(yīng)性在需要頻繁起動(dòng)/停止的用途中能發(fā)揮巨大威力。
此外，通過使用減速電動(dòng)機(jī)，可以得到更大的轉(zhuǎn)矩。
可以實(shí)現(xiàn)頻繁的啟動(dòng)和停止
轉(zhuǎn)速－轉(zhuǎn)矩特性（電動(dòng)機(jī)安裝尺寸60mm的情況）
轉(zhuǎn)速－轉(zhuǎn)矩特性的查看方法請點(diǎn)擊這里
可以保持停止位置
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在停止時(shí)也具有保持力，因此即使在沒有機(jī)械制動(dòng)的情況下，也能保持停止位置。
可以驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載
與同等安裝尺寸的伺服電動(dòng)機(jī)相比，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)更大的慣性負(fù)載。
以30倍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量作比較
-
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量22.4×10-4kg?m2
（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的30倍）-
慣性負(fù)載
-
直徑169mm、厚度10mm、材質(zhì)鋁
-
電動(dòng)機(jī)
-
安裝尺寸60mm
長度90mm
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-
原有產(chǎn)品伺服電動(dòng)機(jī)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量4.0×10-4kg?m2
（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的30倍）-
慣性負(fù)載
-
直徑110mm、厚度10mm、材質(zhì)鋁
-
電動(dòng)機(jī)
-
安裝尺寸60mm
長度96.5mm
-
用途例
X-Y軸的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)
定量注入機(jī)的送料
堆料機(jī)的上下驅(qū)動(dòng)
定量涂布
電動(dòng)機(jī)的種類
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類以標(biāo)準(zhǔn)類型為基礎(chǔ)，備有帶電磁制動(dòng)型和各種減速機(jī)型。您可以根據(jù)用途所需的功能和性能進(jìn)行選擇。以下介紹一些代表性示例。
標(biāo)準(zhǔn)型
使用簡單的基本型。
備有各種尺寸的電動(dòng)機(jī)。
高轉(zhuǎn)矩型
通過在轉(zhuǎn)子與定子的小齒間插入永久磁鐵，實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)矩和高響應(yīng)。與同等尺寸的標(biāo)準(zhǔn)類型相比，實(shí)現(xiàn)了大幅度的轉(zhuǎn)矩提升。
高分辨率型
將電動(dòng)機(jī)的基本分辨率提高到標(biāo)準(zhǔn)型的2倍的產(chǎn)品。
可以獲得更高的定位精度和減振效果。
帶編碼器型
可以監(jiān)視當(dāng)前位置和檢測位置偏移等。
例如，通過比較當(dāng)前位置和指令位置，可以確認(rèn)電動(dòng)機(jī)的正常動(dòng)作。
帶電磁制動(dòng)型
內(nèi)置無勵(lì)磁動(dòng)作型電磁制動(dòng)器的產(chǎn)品。
在發(fā)生停電等意外情況時(shí)，可以保持負(fù)載，防止下降。
- 電動(dòng)機(jī)在斷電后失去自保持力，在上下驅(qū)動(dòng)或外力作用下無法保持停止位置。請使用帶電磁制動(dòng)型的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于升降裝置等用途。
減速機(jī)型
這些電動(dòng)機(jī)采用了減少齒隙的專用位置控制減速機(jī)，以充分利用電動(dòng)機(jī)的高可控性。
即使在承受大負(fù)載轉(zhuǎn)矩的用途中，減速機(jī)也能進(jìn)行高精度、平滑的運(yùn)行。
減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一種類型，我們提供了安裝有減速機(jī)的減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)。使用減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)減速、高轉(zhuǎn)矩和高分辨率，還具有以下優(yōu)點(diǎn)。
可以驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載
使用減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)相比，可旋轉(zhuǎn)的慣性負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨著減速比的平方成正比增加。因此，可以驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載。
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| 電動(dòng)機(jī)類型 | 減速機(jī)型 （Gear ratio5） | 標(biāo)準(zhǔn)類型 |
| 品名 | AZM66AC-PS5 | AZM66AC |
| 慣性負(fù)載轉(zhuǎn)矩 （轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)矩的30倍） |
277.5×10-4kg?m2 | 11.1×10-4kg?m2 |
| 慣性負(fù)載直徑 （厚度20mm，材料鋁合金） |
317mm | 142mm |
| 速度范圍 | 0～600r/min | 0～6000r/min |
可以改善啟動(dòng)和停止時(shí)的阻尼特性
在慣性負(fù)載較大或加減速時(shí)間較短的情況下，與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)相比，減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)更能抑制阻尼，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。特別適合于需要在短時(shí)間內(nèi)對大慣性進(jìn)行定位的用途，如分度臺(tái)或機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)。
可以實(shí)現(xiàn)小型化
在比較勵(lì)磁最大靜止轉(zhuǎn)矩相等的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)時(shí)，減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸更小，因此可以減輕質(zhì)量和體積。在要求設(shè)備小型化、輕量化的情況下非常有效。
剛性高，抗扭曲性強(qiáng)
減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)剛性高，抗扭曲性強(qiáng)，與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)相比，受負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的影響較小。因此，即使負(fù)載大小發(fā)生變化，也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高精度定位。
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應(yīng)用示例：升降機(jī)
在升降機(jī)這樣的上下驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，即使工件數(shù)量或重量發(fā)生變化，也能高精度地停止。
-
應(yīng)用示例：監(jiān)視攝像頭
即使在強(qiáng)風(fēng)使攝像頭搖晃的情況下，也能保持穩(wěn)定的位置。
可以直接在負(fù)載面上安裝（諧波減速機(jī)型、HPG減速機(jī)型）
諧波減速機(jī)型（除安裝尺寸90mm外）和HPG減速機(jī)型可以直接在與軸一體化的旋轉(zhuǎn)面上安裝負(fù)載。
外觀和安裝示例
應(yīng)用示例：分度盤
不僅有助于削減零件、節(jié)省工時(shí)，還提高了可靠性。此外也適用于加載慣性力矩負(fù)荷的運(yùn)行場合。
減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)的種類和特征
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有各種類減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)可以用。
您可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩、精度（齒隙）等選擇最合適的類型。
請點(diǎn)擊右圖以確認(rèn)各類型的特征和主要規(guī)格。
- 請參考以了解各類型的差異。
- 相應(yīng)的減速機(jī)型電動(dòng)機(jī)根據(jù)系列而不同。
?| 減速機(jī)種類 | 平行軸 | 直交軸 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SH (直齒輪 機(jī)構(gòu)) |
CS (直齒輪 機(jī)構(gòu)) |
TH (直齒輪 機(jī)構(gòu)) |
TS (直齒輪 機(jī)構(gòu)) |
PS (行星齒輪 機(jī)構(gòu)) |
PN (行星齒輪 機(jī)構(gòu)) |
HPG (諧波行星?  ) |
諧波 (諧波 驅(qū)動(dòng)? ) |
FC (面齒輪機(jī)構(gòu)) |
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| 外觀 |  |
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| 特征 | |||||||||||
| 精度 | 適用于2相 | 小齒隙 | 無齒隙 | 小齒隙 | |||||||
| ★ | ★ | ★★ | ★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | |||
| 高轉(zhuǎn)矩 | ★ | ★★ | ★ | ★★ | ★★ | ★★ | ★★ | ★★ | ★★ | ||
| 可使用瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩 | - | - | - | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | - | ||
| 負(fù)載面安裝 | - | - | - | - | - | - | - | ○ | ○ | - | |
| 中心軸 | - | ○ | - | - | ○ | ○ | ○ | - | ○ | ○ | |
| 主要規(guī)格 | |||||||||||
| 減速比的種類 | 3.6、7.2、9、10、18、36 | 5、10、15、20 | 3.6、7.2、10、20、30 | 3.6、7.2、10、20、30 | 5、7.2、10、25、36、50 | 5、7.2、10、25、36、50 | 5、15 | 50、100 | 7.2、10、20、30 | ||
| 速度範(fàn)囲[r/min] | ～833 | ～600 | ～500 | ～833 | ～600 | ～600 | ～900 | ～70 | ～416 | ||
| 容許轉(zhuǎn)矩[N?m] | ～4 | ～4.5 | ～4 | ～6 | ～8 | ～8 | ～9 | ～10 | ～10.5 | ||
| 瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩[N?m] | - | - | - | ～10 | ～20 | ～20 | ～19 | ～36 | - | ||
| 齒隙[arcmin] | 45～70 | 45～70 | 10～35 | 10～35 | 7～9 | 2～3 | 3 | 0 | 10～15 | ||
| 齒輪的種類 | SH | CS | TH | TS | PS | PN | HPG | 諧波 | FC | ||
- ※ 上述值作為了解各類型差異的參考。根據(jù)安裝角尺寸、減速比而變化。
- ※ 主要規(guī)格值為安裝角尺寸60mm中找到最佳實(shí)踐。
- ※ 諧波行星?、諧波傳動(dòng)?單擊功能區(qū)上是諧波傳動(dòng)系統(tǒng)株式會(huì)社的注冊商標(biāo)或商標(biāo)。
- 關(guān)于每種類型的原理和結(jié)構(gòu)，請看技術(shù)資料。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)用齒輪
驅(qū)動(dòng)器的種類
內(nèi)藏定位型
將運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)定為驅(qū)動(dòng)器，從上級開始選擇運(yùn)行數(shù)據(jù)并執(zhí)行的類型。與上級的連接、控制I/O、Modbus（RTU） / RS-485通信、FA可以在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。通過使用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器（另售）CC-Link通訊和MECHATROLINK通信、EtherCAT可以通過通信控制。
- FLEX（彈性）是指I/O控制Modbus（RTU）控制、通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器FA是支持網(wǎng)絡(luò)控制的產(chǎn)品的總稱。
帶RS-485通信的脈沖列輸入型（僅AZ系列）
是通過對驅(qū)動(dòng)器輸入脈沖來執(zhí)行運(yùn)行的類型。由客戶準(zhǔn)備的定位單元（脈沖振蕩器）進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的控制。通過使用RS-485通信，可監(jiān)控電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信息（位置、速度、扭矩、警報(bào)、溫度等）。
脈沖列輸入型
是通過對驅(qū)動(dòng)器輸入脈沖來執(zhí)行運(yùn)行的類型。由客戶準(zhǔn)備的定位單元（脈沖振蕩器）進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的控制。支援軟件（MEXE02）可確認(rèn)警報(bào)履歷及監(jiān)控各種狀態(tài)。
網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)驅(qū)動(dòng)器（僅AZ系列）
EtherNet/IP、EtherCAT支持通信的驅(qū)動(dòng)程序。可以從網(wǎng)絡(luò)上直接控制。通過1根通信電纜連接上級控制機(jī)器和驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)省接線。
多軸驅(qū)動(dòng)器（AZ系列，系列DC僅限電源輸入）
SSCNETⅢ/H、MECHATROLINK-Ⅲ、EtherCAT對應(yīng)的多軸驅(qū)動(dòng)器。
AZ系列，系列DC可以連接電源輸入的電動(dòng)機(jī)和搭載它們的電動(dòng)執(zhí)行器。
準(zhǔn)備了可以連接2軸、3軸、4軸的驅(qū)動(dòng)器。
- ※ EtherCAT?表示Beckhoff Automation GmbH（德國）授權(quán)的專利技術(shù)，注冊商標(biāo)。
- ※ EtherNet/IP?表示ODVA的商標(biāo)。
- ※ MECHATROLINK表示MECHATROLINK是協(xié)會(huì)的注冊商標(biāo)。
- ※ SSCNETⅢ/H是三菱電機(jī)株式會(huì)社的注冊商標(biāo)。
- ※ CC-Link表示CC-Link是協(xié)會(huì)的注冊商標(biāo)。
- ※ Modbus（RTU）單擊功能區(qū)上Schneider Automation Inc. 的明細(xì)欄樣式中定義的設(shè)置。
- ※ 支援軟件MEXE02表示、從這里開始可以下載。
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