[实用新型]用于混合式步进电机的丝杠直连闭环系统

说明书

本实用新型公开了一种用于混合式步进电机的丝杠直连闭环系统，包括底座、步进电机、执行元件和控制系统、执行元件丝杠和检测装置；执行元件丝杠穿过所述执行元件、底座和步进电机；执行元件丝杠还包括丝杠螺纹部、丝杠螺母套、丝杠副和丝杠尾轴从左至右依次相连接；丝杠螺纹位于执行元件丝杠表面；丝杠螺母套内部中空且带有螺纹，套接于丝杠螺纹部；丝杠副位于执行元件丝杠的一端，表面光滑且截面直径小于丝杠螺纹部；丝杠尾轴连接丝杠副的部分带有一段螺纹，靠近执行元件丝杠末端部分为光滑表面；检测装置安装于丝杠尾轴。该组件具有结构简洁，安装容易，性价比高，故障率低，性能高、反馈精准等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种电机系统，尤其是一种用于混合式步进电机的丝杠直连闭环系统，属于机电一体化技术领域。

背景技术

步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，步进电机的主要优点之一是近于开环控制。在开环控制下，步进电机受具有规定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。但是，步进电机的开环控制无法避免步进电动机本身所具有的缺点，即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面，开环控制的步进电机系统的精度要高于分级是很困难的，其定位精度比较低。

传统丝杠的伸出部分是直接用胶水与电机转子组件内的轴承套相粘合的，因此在电机运行的时候很容易出现丝杠粘接不牢，并且脱落的现象，此时后端的码盘、读码器组件只能检测到依旧在空转的电机，难以发现前端丝杠已经停止运行，从而无法准确监测到执行元件的运行位置，对于机器故障的发现与排除具有很大的阻碍。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，克服现有的步进电机共振、振荡、失步和难以实现高速运行的情况，以及胶水粘合式丝杠易脱落影响运行的情况，本实用新型提供了一种用于混合式步进电机的丝杠直连闭环系统，包括底座、步进电机、执行元件和控制系统，还包括执行元件丝杠和检测装置；所述执行元件丝杠穿过所述执行元件、底座和步进电机；所述执行元件丝杠还包括丝杠螺纹部、丝杠螺母套、丝杠副和丝杠尾从左至右依次相连接；所述丝杠螺纹位于所述执行元件丝杠表面；所述丝杠螺母套内部中空且带有螺纹，套接于所述丝杠螺纹部；所述丝杠副位于所述执行元件丝杠的一端，表面光滑且截面直径小于所述丝杠螺纹部；所述丝杠尾轴连接所述丝杠副的部分带有一段螺纹，靠近所述执行元件丝杠末端部分为光滑表面；所述检测装置安装于所述丝杠尾轴，还包括码盘、安装架和读码器；所述码盘为圆盘型，圆心处带有通孔，与所述丝杠尾轴截面契合；所述安装架固定所述步进电机和读码器；所述读码器对准所述码盘。

较佳的，还包括后端锁紧螺母，所述后端锁紧螺母安装于所述丝杠尾轴的螺纹上，位于所述步进电机和所述检测装置之间。

较佳的，所述底座还包括安全光栅感应器，所述安全光栅感应器位于所述执行元件丝杠与所述底座连接处的上部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.对步进电机进行闭环控制，采用位置反馈和(或)速度反馈确定与转子位置相适应的相位转换，可大大改进步进电动机的性能。在闭环控制的步进电机系统中，可在具有给定精确度下跟踪和反馈时，扩大工作速度范围，也可在给定速度下提高跟踪和定位精度，可得到极限速度指标和极限精度指标。

2.通过将分体式的丝杠改为一体式，使得尾轴部分由丝杠延伸后得到，可以令闭环系统直接对丝杠的旋转进行检测和反馈，码盘没有通过任何转接所以可以真实有效的反馈执行元件的工作情况，由于减少了结构件的数量，使安装更加简单有效，又杜绝了由于连接件的故障引起的反馈失效等现象。

3.本实用新型在丝杠和执行元件的正上方设置有安全光栅感应器所形成的光幕，以此来即使感应是否有物体从裸露的丝杠上方落下，从而及时反馈给控制系统，停止机器运行，避免有物体卷入丝杠造成卡死、脱落、损坏、断裂等现象，延长丝杠的使用寿命，也保证操作人员的人身安全。

附图说明