控制卡如何控制机头某轴直线运动1mm？
控制卡如何控制机头某轴直线运动1mm？
Part 1：名词概念
脉冲当量：当控制器输出一个定位控制脉冲时，所产生的定位控制移动的位移，对直线运动来说，指的是移动的距离，对圆周来说，是指其转动的角度。脉冲当量越小，定位控制精度越高。
脉冲当量δ计算公式： δ=S/Pm
导程S：电机转动一圈物体的位移量；
编码器分辩率Pm：电机转动一圈编码器会产生多少的脉冲；
开环控制：
图1
对于步进电机（不带编码器），控制卡对其实施的即是开环控制。
如图1所示，将该图实例化如下：
输入：控制卡的控制脉冲输入；
控制器：步进电机驱动器；
执行器：步进电机及其传动机构；
被控对象：工作的机械参数量包括位移，速度，加速度，力，和力矩等。
闭环控制：
图2
输入：控制卡的控制脉冲输入；
控制器：伺服电机驱动器；
执行器：伺服电机及其传动机构；
被控对象：工作的机械参数量包括位移，速度，加速度，力，和力矩等。
检测变送器：磁栅和读数头（有的步进电机在端头有编码器，编码器负责检测变送，形成闭环以提高精度）
注：伺服电机控制其实还有个速度闭环，图2为单闭环负反馈系统
Part 2：电机的控制
步进电机：
①控制输入给步进电机的脉冲数目可以控制步进电机的角位移；
②控制给步进电机的脉冲频率可以控制步进电机的转速；
伺服电机：
与步进电机驱动器不同的是，伺服驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度；
Part 3：控制过程
step1：计算出该电机传动的脉冲当量，如1000个脉冲走直线距离1mm，计算得δ。
step2：控制卡发出1000个脉冲，并设置速度，加速度等参数；
step3：步进电机驱动器放大信号，按照一定的速度规划方法，以某种频率和通电方式，控制电机角位移，
及其角位移的方向、速度加速度；
step4：步进电机及其传动机构运动1mm。
Part 4：速度参数概念及速度规划策略
图3
速度规划策略描述：系统的系统频率是比较低的，而要求的运行速度往往较高。如果系统以要求的速度直接启动，可能发生丢步或根本不运行的情况。系统运行起来后，如果达到终点时立刻停发脉冲串，则会因为系统惯性冲过终点发生偏差。因此在点-位控制过程中，当要求运行的速度大于系统的极限启动频率时，运行速度都需要有一个加速-恒速-减速-低恒速-停止的过程。升速时的起始速度应等于或略小于系统的极限启动频率，而不是从零开始。减速过程结束时的速度一般应等于略低于启动速度，再经数步低速运行后停止。
加减速曲线有T形和S形两种，图3显示为T型速度规划。
起始速度Vs：该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速，能够直接启动工作的最高频率。合理地选取该参数能够提高加工效率，并且能避开步进电机运动特性不好的低速段；但是如果该参数选取大了，就会造成闷车，所以一定要留有余量。在电机的出厂参数中，一般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后，该值可能发生变化，一般要下降，特别是在做带负载运动时。所以，该设定参数最好是在参考电机出厂参数后，再实际测量决定。
结束速度Ve：电机的截止速度，即电机从工作到静止的瞬间速度。
速度Vm：电机的额定速度，不影响电机硬件的情况下最高的转速。
速度Vp：电机的设定速度，即电机的目标工作速度。
单轴加速度：用以描述单个进给轴的加减速能力，单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定，如运动部分的质量、进给电机的扭矩、阻力、负载等。这个值越大，在运动过程中花在加减速过程中的时间越小，效率越高。在设置过程中，开始设置小一点，运行一段时间，重复做各种典型运动，注意观察，如果没有异常情况，然后逐步增加。
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