步进电机让灌装封尾机灵活起来

 

　　步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为"步距角",它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

　　步进电机分三种：永磁式（PM） ,反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用为广泛。

　　随着我国经济迅猛发展，中国逐渐成为世界的加工中心，同时，我国的机械产品也在高速发展。作者主要介绍一下MOTEC步进在灌装封尾机中的应用。

　　灌装封尾机在化妆品、轻工（日用化工）、制药、食品等行业有着很广的应用。这些行业产品一般选以软管为包装容器，该设备可将油膏、乳膏、凝胶剂或粘度流体等物料灌装之软管内部，然后对软管尾部热熔压合并打印字码，同时修剪整形，制出产成品。

　　一、步进电机工作原理

　　步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度。由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步进电机在高定位方面得到了广泛的应用。

　　步进电机的速度控制是通过输入的脉冲频率快慢实现的。当发生脉冲的频率减小时，步进电机的速度就下降；当频率增加时，速度就加快。

　　在包装机械中，用步进电机驱动执行机构，不仅能使包装机械结构变得简单、调节方便、可靠性增加，而且得到很大提高。

　　二、步进电机在灌装封尾机的应用

　　1、工作流程

　　管仓（软管容器） → 自动上管→ 识标定位 →软管内部清洗（选项）→ 充填 → 尾部热熔 → 压合封尾、打字码 →软管定位→剪切→成品排出。

　　2、工作原理

　　采用PLC程序控制。自动上管、色标定位、空气清洗管内空间、注料喷嘴深入管内充填、管尾内壁热气加热、管尾外壁冷却（制冷水机排水循环）、热熔压合打字码、尾部剪切、成品排出。参数数字化显示。

　　在灌装封尾机中，关键的一步就是软管的定位。本款产品选用德国MOTEC步进电机，型号SM285-118H,驱动器选用ST2-80-60.

　　预先设定步进电机转速。色标模式配备有光电开关，光电开关检测色标的位置，当检测到色标时，发出控制开关信号，步进电机按到信号后，停止转动，延时一定时间后，再转动，周而复始，保证按照色标的位置准确定位。

　　步进电机的特点主要归于三个方面，一是过载性好。其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合；二是控制方便。步进电机是以"步"为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就带来了很大的方便；三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。

　　步进电机优点

　　1. 电机旋转的角度正比于脉冲数；

　　2. 电机停转的时候具有的转矩（当绕组激磁时）；

　　3. 由于每步的在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置和运动的重复性；

　　4. 的起停和反转响应；

　　5. 由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；

　　6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控   制成本

　　7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。

　　8. 由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。

　　步进电机缺点

　　1. 如果控制不当容易产生共振；

　　2. 难以运转到较高的转速。

　　3. 难以获得较大的转矩

　　4. 在体积重量方面没有优势，能源利用率低。

　　5. 超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。

　　国内外对细分驱动技术的研究十分活跃，高性能的细分驱动电路，可以细分到上千甚至任意细分。目前已经能够做到通过复杂的计算使细分后的步距角均匀一致，大大提高了步进电机的脉冲分辨率，减小或消除了震荡、噪声和转矩波动，使步进电机更具有"类伺服"特性。   对实际步距角的作用：在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己对步距角的要求。如果使用细分驱动器，则用户只需在驱动器上改变细分数，就可以大幅度改变实际步距角，步进电机的'相数'对改变实际步距角的作用几乎可以忽略不计。