基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(10)
综上所述， 本设计选用步进电机作为驱动电机。
3.5.1 步进电机的原理
步进电机是一种利用电磁感应原理，将电脉冲型号转换成直线或角位移的执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机的运动是由一系列电脉冲控制，脉冲发生器所产生的电脉冲型号，通过环行分配器按一定的顺序加到电动机的各个绕组上。为了使电动机能够输出足够的功率，通过环行分配器产生的脉冲信号还需要进行功率放大。环行分配器，功率放大器以及其它辅助电路统称为步进电动机的驱动电源。
3.5.2 步进电机的特点
主要特点是能实现精确定位、精确位移，且无积累误差。这是因为步进电机运动受输入脉冲控制，其位移量是断续的，总的位移量严格等于输入的指令脉冲数或其平均转速严格正比于数量输入指令脉冲的频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。
广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
3.5.3 步进电机的选用原则
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到驱动器所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和驱动器要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足快速移动的需要。
3.5.4 本设计的选用
本设计选用57BYG250 系列两相混合式步进电机（如图3.7所示），环境温度：－20℃～＋55℃，绝缘电阻：500V DC 100MΩ Min，等级B，轴向间隙：0.08mm Max (450g 负载)，径向跳动：0.02mm Max (450g 负载)，温 升：80℃ Max，最大受力：径向75N，轴向15N。
该电机技术参数，距频特性，安装外形尺寸如图3.8，图3.9，图3.10所示。
图3.8 57BYG250 系列两相混合式步进电机
图3.9 技术参数图3.10 矩频特性图3.11 安装外形尺寸
3.5.5 本设计选用步进电机的依据
（1）驱动模式的选择
驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。
下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间，驱动和定位时间，电机的选型基于模式图。
图3.12 电机驱动模式图
（2）必要脉冲数的计算
必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算：
必要脉冲数＝ 物体移动的距离
距离电机旋转一周移动的距离
× 360 o
步进角
………………（3-7）
（3）驱动脉冲速度的计算
驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。