加工尺寸一点点偏,停机复位又好;往复几次之后,位置回不到原点。步进系统出现这类现象,先别急着换电机 —— 打开编码器反馈,看差值的形状,比看差值的绝对值有用。
三个数就够了
指令脉冲(控制卡发出去的)、反馈脉冲(编码器读回来的)、以及两者的差值。把这三个数按段记录:加速段、匀速段、减速段。只看最终位置,永远分不清是丢在加速时还是丢在匀速时。
| 差值形态 | 归因 | 先做什么 |
|---|---|---|
| 单调增大,增速与加速度相关 | 真丢步:扭矩不够 | 加速度降 20% 复测;检查负载惯量、驱动器电流、细分 |
| 来回抖动,停了又回零 | 干扰吞脉冲,或反馈信号本身有问题 | 查接线与屏蔽;脉冲线与动力线分开;看编码器线是否与电机线同槽 |
| 突变,伴随异响或卡顿 | 机械卡滞、联轴器松动、同步带跳齿 | 手动盘车摸阻力;检查联轴器与带轮 |
做法
- 先复现,再测。空载跑得再准,也不能证明带载不丢。
- 如果是干扰形态,先按脉冲+方向接线那篇查线,再怀疑电机。
- 降加速度 20% 复测:差值消失,说明是扭矩余量不足,不是干扰。
- 调驱动器电流与细分。细分太高会削弱低速扭矩,太高反而不稳。
- 避开共振区。步进电机在中低速某一段抖动最明显,用细分、电流、加减速曲线绕开,别硬顶。
- 编码器装在电机端,只能看电机;装在丝杠端,才能看机构。两种装法看到的是两个世界。
边界
开环步进没装编码器时,只能用外部量具判:千分表打表、激光测距,或者加工一件标准件量回来。编码器装在电机端,看不到丝杠反向间隙和联轴器松动 —— 那部分只能靠外部测量,不要拿电机端的反馈给整机精度背书。
差值的形态决定归因,差值的大小只决定严重程度。