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步进电动机是一种把电脉冲信号转换成机械角位移的控制电机。所谓电脉冲，类似于脉搏，感受到脉搏跳动的时候类似于脉冲的高电平，不跳的时候为低电平，这就是电脉冲信号。角位移单位是弧度。

步进电机可分为反应式，永磁式，混合式。各有优点，按实际需求选择，反应式的步距角小，精度高；永磁式的力矩大。混合式的具有精度高，力矩大的特点，但成本高。下面以反应式为例说明步进电机的结构和工作原理。步进电机主要由两部分构成：

定子和转子。定子和转子在学过直流电机后就不陌生了。步进电机以三相的为例，其定子和转子上分别有六个、四个磁极。上图中，A与A'组成一相；B与B'为一相；C与C'为一相。此步进电机为三相步进电机。

步进电机接收到一个电脉冲信号，就会相应的转动一个固定的角度，这个固定的角度，就是步进电机其中的一个重要参数，步距角。细致来说，当步进电机接收到一个电脉冲信号后，A相通电，A方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子被磁化，吸引转子，使转、定子的齿对齐停止转动。即A相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐；下一个脉冲信号来， B 相通电使转子2、4齿和 BB' 对齐；第三个脉冲信号来后， C相通电使转子3、1齿和 CC' 对齐。这种驱动方式即为三相三拍驱动方式。如下图：

步进电机是靠脉冲数量来转动的，需要转多少圈就给相应个数的脉冲数。步进电机能够达到准确定位的目的；可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，也就是控制多长时间给一个脉冲，从而达到调速的目的。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，控制电机正反转。即如果按照A、B、C相的通电顺序为正转，那么按照C、B、A相的顺序通电则电机就会反转。可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

实现方法：

通过对直流电机的学习，我们知道，电机是电流驱动的元件，需要大电流才能工作。步进电机依然。而单片机输出口的驱动能力是远远不够的，也需要借助另一个元件来实现对步进电机的控制。另一个元件即为步进电机驱动控制器。单片机通过控制驱动器来间接的控制步进电机。这里我们以四相五线制步进电机为例，驱动器选择熟悉的ULN2003元件，在此也是放大驱动电流的作用。该芯片Zui多可一次驱动八线步进电机。实例中采用的是四相无线制24BYJ-48步进电机，驱动电压为5V，驱动方式为四相四拍。电气部篇——以前都不知道电控柜的制作需要哪些流程，于是小编就邀请了电气部门的人来为我们解惑，如果你也不懂请读以下文章吧：

新年伊始，阿童木的员工就投入到紧张忙碌的工作之中，各个部门分工合作，加班加点赶进度，今天就由我来简述一下我们电气控制柜的前期准备工作和安装制作流程：

一、图纸和机型的确定

每一个新的项目，电气设计工程师要根据客户的需求确认控制器、驱动器的选型和具体参数规划初期的方案，与客户对接细节性的问题，双方达成一致，避免更改等问题。根据要求选择合适的控制器、驱动器以及配套的元器件，规划详细的图纸，交接给生产部门进行制作，保证生产进度和生产工艺。

二、电气控制柜的组装及柜内接线

生产人员拿到电气设计图纸后，根据图纸选择配套的电气柜以及所有元器件的型号，方便后续的安装接线。进行柜子外壳部件的组装，安装风扇、脚轮、防尘网等，之后拆掉柜内的电气安装板，选择强弱电零部件规划并且做好安装板的合理布局，防止元器件安装过程中有干涉。根据图纸中的元器件的功率选用不同线径导线、不同规格的线号管连接各个元器件之间的接线，制作过程中保证各元器件线缆折弯弧度、走线方向、线号顺序等工艺统一化，方便检查电路。电气安装板接好后装回电控柜内部，接好跨线和按钮线后就可以进行线缆的制作了。

三、线缆制作

针对不同伺服电机功率的大小，生产人员选择相应线径的线缆和制作工艺。了解电气设计工程师提供的客户现场的情况，选择线缆的长度，确认机架与电控柜线缆之间的连接方式，根据图纸进行接线、焊线等工作，焊线时，焊点要平滑，不要焊连，保证相应点位焊接牢固，必要的地方要套上热缩管，打上热熔胶，防止点位之间短路或铜丝，屏蔽线外露，线缆脱落，以达到保护焊点，保证设备安全运行，焊接完成后，还要检测线缆是否焊牢，相序是否正确，要用标签纸区分电机线缆轴号和连接位置。

四、外部接线与整理

电柜与线缆制作完成后，开始外部接线，将动力线缆与编码器线缆穿入机架当中连接到顶部机械手上，其中还有制作好的多芯线缆，用于连接机架顶部气路盒电磁阀负压表，另一端连接电控柜。连接电控柜与传送带之间的连线，其中有灯箱电源线和相机线和传感器线还有编码器带轮线。外部线缆与电控柜连接完成之后开始整理工作。裁剪大小合适的线槽盖盖在柜内线槽上，用缠绕管将按钮部位的散导线缠绕起来，用扎带把驱动器控制器之间连接的网线扎好，使用吸尘器将散落在电控柜内的线头与灰尘洗干净。

五、电控柜检测与配合调试

电控柜和线缆制作完成后进行上电前的检查工作，准备上电时，打开空开前，要用万用表测量下空开上口电压是否正常，是否缺相，确认无误后打开空开，按下启动按钮，上电后，观察控制器，驱动器指示灯，显示屏是否有显示，风扇是否正常启动。电控柜的初步上电完成后需要联系调试人员，并配合调试人员进行场内调试，在调试前期配合调试人员进行线路故障的问题解决，协助调试人员进行机械手的零点标定，以及物料摆放等工作。

这还不是结束，设备发到客户现场后，还需要去现场进行必要的接线布线等售后服务，还需要应对一些突发状况。当然，想要让机械手满足客户需求只靠电控柜是不可能实现的，还要配套机架，灯箱，传送带等，需要相关人员全程跟踪项目，解决问题。的团队配合，事无巨细的工作态度，是保证项目顺利完成的关键。