[發(fā)明專利]一種一體化步進電機的連接方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611055697.8
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106655645A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉榮
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶譜思機器人控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02K11/30
• 分類號: H02K11/30;H02K11/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及步進電機控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一體化步進電機的連接方法。

技術(shù)背景

步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的精密執(zhí)行元件。由于步進電機具有成本低、易用性高、控制精度高、體積小等特點，在計算機外圍設(shè)備、自動生產(chǎn)線、數(shù)控機床、自動化儀表等領(lǐng)域，得到廣泛應用；

如今，隨著生產(chǎn)效率要求的不斷提高，原始設(shè)備生產(chǎn)廠家對步進電機創(chuàng)新的需求也在不斷提高，集成一體化步進電機的優(yōu)勢開始凸顯。集成一體化步進電機具有易用性高、連線少、外觀整潔、空間占用少、EMC性能好、易于實現(xiàn)可擴展模塊化設(shè)計等優(yōu)點；

一般的步進電機控制系統(tǒng)包括步進電機、編碼器（閉環(huán)控制情境下）、電機驅(qū)動器、控制器、通信接口等。按照傳統(tǒng)的連接方式，一個步進電機、編碼器、驅(qū)動器、控制器的連接線可能需要10根甚至更多，這樣不僅容易導致連接錯誤，影響整機的外觀簡潔，而且會因為過長的線纜造成EMC問題。將步進電機、編碼器、驅(qū)動器、控制器的連接線與接頭內(nèi)置在一體化的步進電機內(nèi)，能極大地減少出錯概率，減輕用戶工作量，并提高整機的EMC性能。因此，設(shè)計出一種最小化連接線的一體化步進電機具有廣泛的應用前景。

根據(jù)力矩大小的不同，步進電機的尺寸各有不同，需設(shè)計出一種一體化步進電機方案，使得固定尺寸的驅(qū)動控制器適配更多型號不同尺寸的步進電機，同時方便用戶裝配。

步進電機控制分為不帶編碼器的開環(huán)控制和帶編碼器的閉環(huán)控制，因此一體化步進電機需支持編碼器是否選裝。帶編碼器的步進電機可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的精密控制，減少失步，達到伺服電機的控制精度。目前市場上，有很多旋轉(zhuǎn)編碼器可用于步進電機的閉環(huán)控制，但是需要耦合器連接旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)軸與步進電機轉(zhuǎn)軸，且需要額外連接編碼器的電源線和信號線，用戶裝配復雜。因此需設(shè)計出一種編碼器可與步進電機同軸安裝、無需耦合器、裝配簡單的編碼器模塊，實現(xiàn)可擴展模塊化的一體化步進電機。

步進電機的實際應用中會遇到多種安裝空間尺寸，如果遇到空間長度有限，就需考慮將驅(qū)動控制器安裝在步進電機側(cè)面，盡量減少一體化步進電機的長度。帶閘步進電機的應用也很廣泛，當電源斷電，電磁閘會抱死步進電機轉(zhuǎn)軸。如果驅(qū)動控制器安裝在步進電機后端，電磁閘將無法安裝，也需要將驅(qū)動控制器安裝在電機側(cè)面，保證這種情況下需要將驅(qū)動控制器安裝在電機側(cè)面，保證電磁閥可安裝在步進電機后端轉(zhuǎn)軸上。因此需設(shè)計出適應更多安裝尺寸空間，同時便于安裝電磁剎車閘的一體化步進電機。

近年來，得益于微電子學的迅速發(fā)展與微型計算機的普及和應用，由龐大復雜的傳統(tǒng)硬件電路構(gòu)成的驅(qū)動器、控制器得以用微型化集成電路加以軟件的方式實現(xiàn)，這極大地縮小了體積，降低了成本，同時也提高了控制的靈活性，可靠性及多功能性。隨著步進電機驅(qū)動控制器逐漸一體化、微型化、智能化，驅(qū)動控制器通信接口一般會支持網(wǎng)絡IP或CAN等主流通信協(xié)議。所以，將驅(qū)動控制器與步進電機集成在一起，將有利于用戶分布式控制和遠程監(jiān)控。

綜上所述，有必要設(shè)計出一種最小化連接線，滿足固定尺寸的驅(qū)動控制器適配更多型號不同尺寸的步進電機，更易于裝配，更節(jié)省空間，適用多種安裝空間尺寸，便于帶閘控制，實現(xiàn)模塊可擴展化，便于用戶分布式控制的一體化步進電機連接方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是：提供一種一體化步進電機的連接方法，該方法裝配簡單且靈活，更加節(jié)省空間，實現(xiàn)可擴展模塊化和最小化連接線的步進電機一體化設(shè)計。

本發(fā)明提供了一種一體化步進電機的連接方法，包括：

通用編碼器盤與步進電機同軸安裝，并由法蘭框包圍，在法蘭框后端加裝一個法蘭片，驅(qū)動控制器安裝在法蘭片上，實現(xiàn)閉環(huán)控制一體化步進電機。

可根據(jù)實際需求，選擇不安裝編碼器、法蘭框，實現(xiàn)開環(huán)一體化步進電機。

可根據(jù)實際空間尺寸，選擇加裝一個L型法蘭片，驅(qū)動控制器可安裝在步進電機側(cè)面，減少一體化步進電機的長度。如需帶閘控制一體化步進電機，可將電磁閘安裝在步進電機后端轉(zhuǎn)軸上。

進一步，所述法蘭框可通過螺絲等連接工具直接安裝在步進電機后端，以包圍編碼器盤。；

進一步，所述法蘭框尺寸可根據(jù)步進電機尺寸選取；

進一步，所述法蘭片可通過螺絲等連接工具直接安裝在法蘭框或步進電機上，中間有采用通孔設(shè)計，并留有固定位置的驅(qū)動控制器連接孔；

進一步，所述法蘭片尺寸可根據(jù)步進電機尺寸選取。通過改變法蘭片的尺寸，驅(qū)動控制器即可適配更多尺寸的步進電機；

進一步，所述驅(qū)動控制器底部開口設(shè)計，留有步進電機驅(qū)動線、編碼器連接線焊點；