雷賽控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器如何連接

本文主要是關(guān)于雷賽控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)介紹，并著重對雷賽控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的連接進(jìn)行了詳盡的闡述。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。廣泛應(yīng)用于雕刻機(jī)、水晶研磨機(jī)、中型數(shù)控機(jī)床、腦電繡花機(jī)、包裝機(jī)械、噴泉、點(diǎn)膠機(jī)、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設(shè)備上。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器相數(shù)

步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)

不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為1.8度、三相為1.2度、五相的為0.72度。在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則相數(shù)將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。

保持轉(zhuǎn)矩

驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時(shí)，用戶唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變，這一點(diǎn)將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率有影響，因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號的頻率要相應(yīng)提高。以1.8度步進(jìn)電機(jī)為例：驅(qū)動(dòng)器在半步狀態(tài)時(shí)步距角為0.9度，而在十細(xì)分時(shí)步距角為0.18度，這樣在要求電機(jī)轉(zhuǎn)速相同的情況下，控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率在十細(xì)分時(shí)為半步運(yùn)行時(shí)的5倍。

步進(jìn)電機(jī)精度

一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3~5%。步進(jìn)電機(jī)單步的偏差并不會影響到下一步的精度，因此步進(jìn)電機(jī)精度不累積。

外表溫度

步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降甚至于丟失。因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)。一般來說，磁性材料的退磁點(diǎn)都在130攝氏度以上，因此步進(jìn)電機(jī)外表溫度在80~90攝氏度完全正常。

常見問題

問題

噪聲大

解決方法

A、如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度。

B、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的，最簡便的方法。因?yàn)榧?xì)分型驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的相電流變化較半步型平緩。

C、換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)。

D、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高。

E、在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

雷賽控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器如何連接

為了幫助使用者更好地了解雷泰公司運(yùn)動(dòng)控制卡、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)，掌握運(yùn)動(dòng)控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的連接方法，本文主要概述了脈沖輸出模式、脈沖輸出驅(qū)動(dòng)方式的概念，講述了運(yùn)動(dòng)控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的連接方法，并對幾個(gè)典型的故障案例進(jìn)行了分析，指導(dǎo)使用者自行排查問題，完成自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建。

一、脈沖輸出模式與脈沖輸出驅(qū)動(dòng)方式

1、 脈沖輸出模式

雷泰運(yùn)動(dòng)控制卡支持兩種脈沖輸出模式：一是單脈沖（脈沖＋方向），一種是雙脈沖（CW＋CCW），可以通過調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制卡的底層函數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

圖1-2 雙脈沖模式脈沖輸出

2、脈沖輸出驅(qū)動(dòng)方式

雷泰運(yùn)動(dòng)控制卡支持兩種脈沖輸出方式：一是單端輸出，一是差分輸出，可以通過運(yùn)動(dòng)控制卡上的跳線開關(guān)進(jìn)行選擇。

二、雷泰運(yùn)動(dòng)控制卡與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接方法

雷泰運(yùn)動(dòng)控制卡與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接方式只有兩種：一是單端接法；一是差分接法。由于雷泰公司所有的運(yùn)動(dòng)控制卡對單端、差分接法都是支持的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，具體采用哪種接線方法，只取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接口特點(diǎn)。

如雷賽公司步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器M415B只支持單端接法，則運(yùn)動(dòng)控制卡（本文以雷泰運(yùn)動(dòng)控制卡DMC2410為例進(jìn)行說明）與M415B的配線只能如

1、運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部跳線設(shè)置為單端輸出。

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的公共端OPTO、PUL、DIR分別接控制卡的PC+5V（PUL+或DIR+），PUL-、DIR-。

雷賽公司步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器MD556對單端接法、差分接法均支持，則運(yùn)動(dòng)控制卡與MD556的配線可以采用單端接法或差分接法（為了提高抗干擾能力，建議采用差分接法）。

1、運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部跳線設(shè)置為差分輸出。

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分別接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。

1、運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部跳線設(shè)置為單端輸出。

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分別接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。

三、雷泰控制卡與驅(qū)動(dòng)器連接的故障案例分析及其解決辦法

1、 案例一

現(xiàn)象：

無論運(yùn)動(dòng)控制卡給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送正向脈沖還是負(fù)向脈沖，電機(jī)都能跑，但只往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，

原因：

根據(jù)故障現(xiàn)象可以判斷：運(yùn)動(dòng)控制卡的脈沖輸出模式為單脈沖，驅(qū)動(dòng)器為雙脈沖模式。運(yùn)動(dòng)控制卡的脈沖輸出模式與驅(qū)動(dòng)器的脈沖接收模式不一致。因此，當(dāng)控制卡發(fā)正向脈沖，如圖3-1所示，脈沖從控制卡的PUL端輸出，由于控制卡的PUL與驅(qū)動(dòng)器的PUL相連，這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的PUL端有脈沖輸入，則電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)控制卡發(fā)負(fù)向脈沖，如圖3-2所示，脈沖還是從控制卡的PUL端輸出，然后從驅(qū)動(dòng)器的PUL端輸入，則電機(jī)還是按原來的方向運(yùn)動(dòng)。

解決辦法：

把運(yùn)動(dòng)控制卡的脈沖輸出模式改為雙脈沖或把驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式設(shè)置為單脈沖模式。讓控制卡的脈沖模式與驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式保持一致。

2、案例二

現(xiàn)象：

運(yùn)動(dòng)控制卡給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送正向脈沖，電機(jī)正轉(zhuǎn)正常。運(yùn)動(dòng)控制卡給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送負(fù)向脈沖，電機(jī)不能運(yùn)動(dòng)。

原因：

根據(jù)故障現(xiàn)象可以判斷：運(yùn)動(dòng)控制卡的脈沖輸出模式為雙脈沖，驅(qū)動(dòng)器為單脈沖模式。運(yùn)動(dòng)控制卡的脈沖輸出模式與驅(qū)動(dòng)器的脈沖接收模式不一致。因此，當(dāng)控制卡發(fā)正向脈沖，如圖3-3所示，脈沖從控制卡的PUL端輸出，由于控制卡的PUL與驅(qū)動(dòng)器的PUL相連，這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的PUL端有脈沖輸入，則電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)控制卡發(fā)負(fù)向脈沖，如圖3-4所示，脈沖從控制卡的DIR端輸出，然后從驅(qū)動(dòng)器的DIR端輸入，驅(qū)動(dòng)器的PUL端沒有接收到脈沖輸入，則電機(jī)停止不動(dòng)。

解決辦法：

讓控制卡的脈沖模式與驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式保持一致。

3、案例三

現(xiàn)象：

運(yùn)動(dòng)控制卡給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送正向脈沖，電機(jī)抖動(dòng)。運(yùn)動(dòng)控制卡給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送負(fù)向脈沖，電機(jī)反轉(zhuǎn)正常。

原因：

經(jīng)查實(shí)：運(yùn)動(dòng)控制卡與驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式均為單脈沖模式，控制卡的脈沖輸出與驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸入模式是匹配的；但驅(qū)動(dòng)器的需要單端驅(qū)動(dòng)方式輸入，而運(yùn)動(dòng)控制卡的跳線設(shè)置為差分輸出，控制卡與驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸出/輸入驅(qū)動(dòng)方式不一致。因此，當(dāng)控制卡發(fā)正向脈沖時(shí)，如圖3-5所示，驅(qū)動(dòng)器的PUL和DIR都有脈沖輸入，電機(jī)抖動(dòng)。當(dāng)控制卡發(fā)負(fù)向脈沖時(shí)，如圖3-6所示，驅(qū)動(dòng)器的PUL輸入脈沖信號，DIR輸入電平信號，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

解決辦法：

通過板卡上的跳線開關(guān)，把運(yùn)動(dòng)控制卡設(shè)置為單端輸出。

淺談雷賽控制卡應(yīng)用程序開發(fā)

雷賽智能一貫堅(jiān)持“硬件是質(zhì)量的保證，軟件是應(yīng)用的基礎(chǔ)”的準(zhǔn)則，在提高硬件質(zhì)量的同時(shí)，不斷強(qiáng)化軟件系統(tǒng)的完善，不斷加強(qiáng)對客戶開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的支持，努力做到產(chǎn)品的可靠、易用。這里就客戶使用雷賽開發(fā)應(yīng)用軟件過程做以簡單指導(dǎo)，如有更多需求，請與我公司聯(lián)絡(luò)以獲得更好的技術(shù)支持。

使用雷賽運(yùn)動(dòng)控制卡的設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：

圖1 基于雷賽運(yùn)動(dòng)控制卡的設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從上面的結(jié)構(gòu)圖可以看出，控制系統(tǒng)的工作原理可以簡單描述為：

1. 操作員的操作信息通過操作界面（包括顯示屏和鍵盤）傳遞給系統(tǒng)控制軟件；

2. 系統(tǒng)控制軟件將操作信息轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)參數(shù)并根據(jù)這些參數(shù)調(diào)用DLL庫中運(yùn)動(dòng)函數(shù)；

3. 運(yùn)動(dòng)函數(shù)調(diào)用雷賽運(yùn)動(dòng)控制卡驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出控制指令給控制卡；

4. 雷賽運(yùn)動(dòng)控制卡再根據(jù)控制指令發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號（如脈沖、方向信號）給驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)、讀取編碼器數(shù)據(jù)、讀/寫通用輸入/輸出口。

用戶在開發(fā)應(yīng)用軟件（即系統(tǒng)控制軟件）的過程中所需要做的就是針對上面所說的第1步和第2步進(jìn)行編程。雷賽公司已提供支持各款運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件驅(qū)動(dòng)程序和DLL運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫，包括控制卡初始化函數(shù)、單軸及多軸控制函數(shù)、輸入/輸出脈沖模式設(shè)置函數(shù)等許多函數(shù)。這些函數(shù)提供了所有與運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的功能，使用極為方便。用戶不需要更多了解硬件電路的細(xì)節(jié)以及運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)的計(jì)算細(xì)節(jié)，就能夠使用C、C++、Visual Basic等程序語言調(diào)用這些函數(shù)來快速開發(fā)出自己的應(yīng)用軟件。

用戶編寫的系統(tǒng)控制軟件的典型流程如圖3-2所示：

圖2 系統(tǒng)控制軟件的典型流程

我們以雷賽DMC5480卡為例，介紹在VB和VC環(huán)境下針對雷賽運(yùn)動(dòng)控制卡編程方法：（使用雷賽其他型號的控制卡，方法和步驟相同）

Visual Basic 6.0環(huán)境下的軟件開發(fā)介紹

請確保DMC5480運(yùn)動(dòng)控制卡已經(jīng)插入到你的計(jì)算機(jī)插槽中，已安裝好驅(qū)動(dòng)程序，并用Motion5480演示軟件確認(rèn)硬件系統(tǒng)工作正常。

安裝好VB軟件，但在開始編寫DMC5480運(yùn)動(dòng)控制軟件前，需要做下面幾項(xiàng)工作：

1 建立自己的工作目錄，如：d：\vbMotion（此目錄名可以自己指定）。

2 將DMC5480.bas文件拷貝到該目錄下（此文件在軟件CD的module目錄下可以找到）。

3 運(yùn)行VB，并建立一個(gè)工程，然后保存此新建的工程在vbMotion目錄中。

4 按下述步驟，將運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫鏈接到你的工程項(xiàng)目中：

在VB編譯器的“工程（P）”菜單中選擇“添加模塊”；

選擇“現(xiàn)存”；

選擇“DMC5480.bas”；

選擇“確定”。

當(dāng)您將運(yùn)動(dòng)函數(shù)鏈接到你的工程項(xiàng)目中后，就可以象調(diào)用其它API函數(shù)一樣直接調(diào)用運(yùn)動(dòng)函數(shù)，每個(gè)函數(shù)的具體功能，請參考軟件手冊中的 “運(yùn)動(dòng)函數(shù)說明”，當(dāng)然還可以打開模塊文件DMC5480.bas了解每個(gè)函數(shù)的具體定義。

在編程過程中，您可以參閱我們提供的運(yùn)動(dòng)函數(shù)編程實(shí)例：我們提供了VB的編程實(shí)例源代碼，存放在光盤的Samples目錄下（也可以通過網(wǎng)站下載）。只要您將控制卡及其驅(qū)動(dòng)軟件安裝好，即可直接運(yùn)行這些源代碼。

Visual C++ 6.0環(huán)境下的軟件開發(fā)介紹

請確保DMC5480運(yùn)動(dòng)控制卡已經(jīng)插入到你的計(jì)算機(jī)插槽中，安裝好驅(qū)動(dòng)程序，Motion5480演示軟件和VC軟件，在調(diào)用DMC5480運(yùn)動(dòng)函數(shù)之前，需要做下面幾項(xiàng)工作：

1. 啟動(dòng)Motion5480演示軟件，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制卡控制功能的簡單測試，如：單軸定長運(yùn)動(dòng)等，以確定DMC5480運(yùn)動(dòng)控制卡軟硬件安裝正常。

2. 運(yùn)行VC，并建立一工程，將工程命名為vcMotion（注：此工程名可以自己指定）；

3. 將DMC5480.lib和DMC5480.h文件拷貝到該目錄下（此文件在module目錄下）；

4. 將運(yùn)動(dòng)函數(shù)鏈接到你的工程項(xiàng)目中，將DMC5480.lib加入到工程中；

5. 在調(diào)用運(yùn)動(dòng)函數(shù)的文件頭部代碼中加入#include “DMC5480.h”語句。

當(dāng)你將運(yùn)動(dòng)函數(shù)鏈接到你的項(xiàng)目中后，你就可以象調(diào)用其它API函數(shù)一樣，調(diào)用運(yùn)動(dòng)函數(shù)，每個(gè)函數(shù)的具體功能，請軟件手冊中的“運(yùn)動(dòng)函數(shù)說明”。當(dāng)然，還可以打開頭文件DMC5480.h了解每個(gè)函數(shù)的具體定義。

在編程過程中，您可以參閱我們提供的運(yùn)動(dòng)函數(shù)編程實(shí)例。我們提供的VC的編程實(shí)例源代碼，存放在光盤的Samples目錄下（也可以通過網(wǎng)站下載）。只要您將控制卡及其驅(qū)動(dòng)軟件安裝好，即可直接運(yùn)行這些源代碼。

結(jié)語

關(guān)于雷賽控制卡與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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