2.2.2.1. Giới thiệu động cơ bước
Động cơ bước(stepping motor) là một cơ cấu chấp hành cơ điện dựng để biến đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học. Đặc tớnh chuyển động của động cơ bước là rời rạc, trỏi ngược với đặc tớnh chuyển động liờn tục và trơn của động cơ DC, AC. Mỗi xung dũng cấp cho cuộn dõy stato, trục động cơ thực hiện quay một gúc gọi là bước gúc. Đặc điểm cơ bản của động cơ bước là tốc độ gúc tỷ lệ với tần số xung vào. Động cơ bước điều khiển tớn hiệu số được sử dụng khỏ rộng rói trong cỏc mỏy điều khiển số CNC, mỏy in, robot, mỏy photocopy và cỏc mỏy khỏc. Động cơ bước cú thể điều khiển cả về vị trớ lẫn tốc độ(dải tốc độ từ 0 đến 300v/p) mà khụng cần mạch phản hồi nhưng vẫn đảm bảo được độ chớnh xỏc vị trớ. Tần số cung cấp cho động cơ nằm ở vựng tần số thấp. Độ chớnh xỏc vị trớ trong khoảng 1 đến 5% bước gúc. Với cụng nghệ hiện nay, trong cụng nghiệp đó sản xuất được động cơ bước cú cụng suất lớn nhất là 2kW.
Hỡnh 2.3: Hệ dẫn động Secvo thuỷ lực một trục trong mỏy CNC
Thiết bị phản hồi Động cơ thủy lực Bàn mỏy Van servo Thu hồi dầu Bơm thủy lực Độn g cơ Khuếch đại servo Tớn hiệu điều khiển CNC
Ưu việt của động cơ bước là ở chỗ nú cú khả năng điều khiển trực tiếp bằng mạch số. Vỡ vậy, trong mạch điều khiển khụng cần mạch biến đổi sú tương tự(DAC). Và nú cũng khụng cần cỏc chuyển mạch hoặc chổi than như trong động cơ một chiều(DC) điều khiển servo. Điều khiển vị trớ bằng động cơ bước trỏnh được sai số tớch luỹ chiều dài của chuyển động. Động cơ bước được sử dụng trong cỏc mạch điều khiển hở. Một ưu điểm khỏc của động cơ bước là ớt gõy tiếng ồn.
Động cơ bước được sản xuất theo tiờu chuẩn bước gúc hoặc theo tiờu chuẩn cụng suất. Dải bước gúc của động cơ từ 0,72o đến 90oưtương ứng với 1,8o; 7,5o; 15o; 30o
hoặc 90o.
Động cơ bước cú ba kiểu: Động cơ bước nam chõm vĩnh cửu PM(Permanent Motor), động cơ bước cú từ trở biến đổi VR(Variable – Reluctance stepper motor) và động cơ kết hợp từ hai động cơ PM và VR gọi là động cơ lai(Hybrid stepper motor). Do sự phỏt triển mạch mẽ của hệ thống điều khiển nờn động cơ lai ngày nay đang được sử dụng rất rộng rói. Ngoài cỏc động cơ phổ biến ở trờn trong mỏy CNC cũn cú động cơ bước tuyến tớnh(Linear Stepper Motor).