采用一根螺桿和螺母相嚙合，采取某種方法防止螺桿螺母相對轉動(dòng)，從而使螺桿軸向移動(dòng)。一般而言，目前有兩種實(shí)現這種轉化的方式，第一種是在電機內置一個(gè)帶內螺紋的轉子，以轉子的內螺紋和螺桿相嚙合而實(shí)現線(xiàn)性運動(dòng)，第二種是以螺桿作為電機出軸，在電機外部通過(guò)一個(gè)外部驅動(dòng)螺母和螺桿相嚙合從而實(shí)現直線(xiàn)運動(dòng)。這樣做的結果是大大簡(jiǎn)化了設計，使得在許多應用領(lǐng)域中能夠在不安裝外部機械聯(lián)動(dòng)裝置的情況下直接使用直線(xiàn)步進(jìn)電機進(jìn)行精密的線(xiàn)性運動(dòng)。直線(xiàn)步進(jìn)電機被廣泛應用于包括制造、精密校準、精密流體測量、精確位置移動(dòng)等諸多高精度要求領(lǐng)域。

 

　　絲桿步進(jìn)電機的工作原理

 

　　絲桿步進(jìn)電機的轉子為永磁體，當電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì )帶動(dòng)轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當定子的矢量磁場(chǎng)旋轉一個(gè)角度。轉子也隨著(zhù)該磁場(chǎng)轉一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機轉動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。絲桿步進(jìn)電機輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會(huì )反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動(dòng)機各相繞組的通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機的轉動(dòng)。

 

　　

 

絲桿步進(jìn)電機

　　絲桿步進(jìn)電機發(fā)熱原理通常見(jiàn)到的各類(lèi)電機，內部都是有鐵芯和繞組線(xiàn)圈的。繞組有電阻，通電會(huì )產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說(shuō)的銅損，如果電流不是標準的直流或正弦波，還會(huì )產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應，在交變磁場(chǎng)中也會(huì )產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì )以發(fā)熱的形式表現出來(lái)，從而影響電機的效率。絲桿步進(jìn)電機一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉速而變化，因而步進(jìn)電機普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機嚴重。

 

　　絲桿步進(jìn)電機的用途

 

　　1、絲桿步進(jìn)電動(dòng)機工作時(shí)每相繞組不是恒定地通電，而是按一定的規律輪流通電。

 

　　2、每輸入一個(gè)脈沖電信號轉子轉過(guò)的角度稱(chēng)為步距角。

 

　　3、絲桿步進(jìn)電機可以按特定指令進(jìn)行角度控制，也可以進(jìn)行速度控制。角度控制時(shí)，每輸入一個(gè)脈沖，定子繞組就換接一次，輸出軸就轉過(guò)一個(gè)角度，其步數與脈沖數一致，輸出軸轉動(dòng)的角位移量與輸入脈沖成正比。速度控制時(shí)，步進(jìn)電機繞組中送入的是連續脈沖，各相繞組不斷地輪流通電，步進(jìn)電機連續動(dòng)轉，它的轉速與脈沖頻率成正比。改變通電順序，即改變定子磁場(chǎng)旋轉方向，就可以控制電機正轉或是反轉。

 

　　4、絲桿步進(jìn)電機具有自鎖能力。當控制脈沖停止輸入，而讓最后一個(gè)脈沖控制的繞組繼續通直流電時(shí)，則電機可以保持在固定的位置上，即停在最后一個(gè)脈沖控制的角位移的終點(diǎn)位置上，這樣，步進(jìn)電機可以實(shí)現停車(chē)時(shí)轉子定位。

 

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　　線(xiàn)性模組絲桿型可進(jìn)行重復定位，意在準確記錄精度，達到movement效果。接下來(lái)看一下重復定位的精度要求。定位系統的可重復性指企圖連續經(jīng)過(guò)某一特定位置時(shí)實(shí)際定位位置的變化程度。具有高度可重復性的系統(準確性可能高也可能不高)當反復經(jīng)過(guò)同一給定position時(shí)，無(wú)論從哪個(gè)方向，均表現非常低的位置分散性。 從相同方向朝(單一方向可重復性)一點(diǎn)移動(dòng)，與相反方向(雙向可重復性)朝一點(diǎn)移動(dòng)之間的the difference。 一般來(lái)說(shuō)，雙向移動(dòng)的位置變化要比單向移動(dòng)來(lái)的高。只單獨看單向移動(dòng)可重復性數據，不會(huì )發(fā)現齒輪隙的顯著(zhù)influences。

 

　　如果可重復性的要求較高，最好不使用導螺桿而換用直線(xiàn)電機作為carried out元件。盡管這樣作要求增加使用直線(xiàn)編碼器并且滑座與伺服控制器需要工作在閉環(huán)模式，但得到的性能卻會(huì )大大improve，此時(shí)所受的限制僅僅來(lái)自編碼器的分辨率和不可避免的熱效應影響。

 

　　雖然上述為消除熱效應對測量可重復性的影響的做法過(guò)于accurate，但是我們之所以這樣的目的就是要充分展示我們的反背隙螺母(與導螺桿驅動(dòng)的滑座一起使用)設計的高內在可重復性的特點(diǎn)。利用激光干涉儀所作的大量測試表明，典型的單向值低于 0.05 毫米(而許多其他product在 0.01 到 0.02 毫米之間)，雙向值低于±0.01 -0.02毫米(許多其他產(chǎn)品為 0.02 到 0.05 毫米之間)。 除此之外，反背隙螺母設計還具有自我補償characteristic，即使經(jīng)過(guò)長(cháng)期使用，設備的可重復性值的下降也不會(huì )超過(guò) 0.05 毫米。由上可知， 線(xiàn)性模組絲桿型對于重復定位的精度的要求是非常嚴格的，精度越高產(chǎn)品的quality也就越有保障。