电机运行精度测试：步进电机运动控制应用指南—谱思机器人步进电机控制

高速和精准一直是电机运行追求的两个主要目标。无论是工业自动化、精密制造还是高科技应用，电机的高性能都是实现高效生产和高品质产品的关键。高精度运行就是指电机能够准确地按照预定的位置、速度和力矩进行运动。这对于确保产品质量和一致性至关重要。在精密制造领域，比如半导体制造、光学仪器制造等，即使是微小的位置误差也可能导致产品不合格。因此，电机的高精度运行是保证最终产品质量的关键。

为了验证电机运行精度是否满足需求，使用千分表进行定位精度测量是一种有效的方法，并确保其符合设计要求。

准备工作

在进行定位精度测量之前，需要准备以下工具和材料：

• 千分表：一种高精度的长度测量工具。
• 表架或磁性表座：用于固定千分表。
• 标准块：已知尺寸的标准测量件，用于校准千分表。
• 被测设备：重庆谱思机器人PMC007SEP2I+42-47电机.

测量步骤

1. 安装千分表：
   • 将千分表安装到表架或磁性表座上，并确保其牢固稳定。
   • 根据需要调整表杆的伸出长度，确保能接触到被测表面。
2. 校准千分表：
   • 使用标准块或其他已知尺寸的标准件对千分表进行校准。
   • 记录下零点位置，以便之后进行读数比较。
3. 设定基准：
   • 在被测设备上选择一个稳定的参考点作为基准。
   • 将千分表的触针放置在这个基准点上，并记录初始读数。
4. 驱动电机并进行测量：
   • 通过电机驱动器精确控制电机的移动。
   • 在预定位置停止电机，并记录千分表上的读数变化。
   • 重复上述步骤，在不同的位置上进行多次测量。
5. 计算偏差：
   • 对比每个位置的读数与基准点读数的差值，即为该位置的定位偏差。
   • 通过多次测量取平均值来提高准确性。
6. 评估结果：
   • 分析测量数据，确定定位精度是否符合要求。
   • 如果发现偏差超出允许范围，则可能需要调整驱动器参数或检查机械结构。

上右图为运行结构图片，使用PMC007SEP2I作为电机驱动器，电机安装在丝杆滑台工装内，通过转动使滑块进行前后移动，然后撞击千分表的表针，按照运行流程，重复运行读数测试，将数据记录如下表：

序号	基准位置	测量位置	测量读数	偏差
1	0.000	3.10mm	3.12mm	0.02
2	0.000	3.10mm	3.13mm	0.03
3	0.000	3.10mm	3.11mm	0.01
4	0.000	3.10mm	3.13mm	0.03
5	0.000	4.10mm	4.08	-0.02
6	0.000	4.10mm	4.09	-0.01
7	0.000	4.10mm	4.07	-0.03
8	0.000	4.10mm	4.08	-0.01

数据里面分别测试了运行3.10mm和4.10mm的读数，平均值为3.12和4.08。

在本次测试中，我们使用千分表对电机驱动系统的定位精度进行了测量。通过对多个位置的测量，我们发现最大误差为0.02mm，0.02mm的误差在大多数工业应用中被认为是较小的误差，对于某些极端精密的应用可能需要进一步改进，但对于大多数应用需求，0.02mm的误差仍然在可接受范围内。如果需要更高的精度，那么可能需要选择高精度的滚珠丝杆和传动装置，以确保系统的整体误差在可接受的范围内。

另外，本次测试中使用的重庆谱思机器人PMC007SEP2I+42-47电机，采用反射式光学编码器做的闭环应用。众所周知，光学编码器比磁性编码器具有更高的实际分辨率。光学编码器以其高精度和分辨率著称，适用于对位置控制要求较高的应用。相比之下，磁性编码器的精度相对较低，通常无法满足高精度的应用需求。在强磁场环境下，磁性编码器的性能可能会受到影响，出现误差，这进一步证明了光学编码器在精度方面的优势。此外，电机产生的电磁干扰会对磁性编码器造成极大的影响，导致位置漂移，而这种情况在光学编码器中较为少见。因此，如果精度是首要考虑因素，光学编码器是更合适的选择。

对于高精度应用，谱思采用先进的反射式光学编码器，精度高达4000ppr～8000ppr，支持-40～+85度宽温度范围，可以很好的满足工业、航天、军工等领域的高精度定位需求。