Động cơ bước là gì? Ứng dụng và ví dụ sử dụng động cơ bước

1. Động cơ bước là gì?

Động cơ bước là loại động cơ điều khiển có thể thực hiện việc định vị mà không cần cảm biến. Còn được gọi là động cơ xung, động cơ bước, động cơ bước, v.v.
Mặc dù có những nhược điểm như nguy cơ bước ra so với động cơ servo có cảm biến, việc định vị có thể đạt được với chi phí thấp và điều khiển đơn giản. Vì lý do này, chúng ngày càng được lắp đặt nhiều hơn trong các thiết bị yêu cầu định vị tương đối đơn giản với chi phí thấp.
Một động cơ bước ``quay theo một góc cố định (bước)'' giống như ``kim giây của đồng hồ.'' Việc định vị được thực hiện bằng cách chuyển đổi (điều khiển) góc này.
Động cơ bước tận dụng lợi thế của chúng là “điều khiển định vị đơn giản và rẻ tiền”, và chúng làm phong phú thêm cuộc sống của chúng ta trong nhiều tình huống khác nhau.

Bài viết liên quan: Kiến thức “Động cơ bước là gì? Giải thích cơ chế, chủng loại, cách sử dụng (phương pháp truyền động/phương pháp điều khiển), lợi ích và đặc điểm”
Giải thích chi tiết hơn về cơ chế và tính năng của động cơ bước.

2. Các ứng dụng chính và ví dụ sử dụng của động cơ bước

Mặc dù động cơ bước không được nhìn thấy trực tiếp trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nhưng chúng hoạt động trong nhiều máy móc hỗ trợ cuộc sống của chúng ta trong nhiều tình huống khác nhau.
Nó thực sự được sử dụng ở đâu? Chúng tôi sẽ giới thiệu một số trong số đó làm ví dụ tiêu biểu.

Động cơ bước sử dụng trong robot

Do tình trạng thiếu lao động, tầm quan trọng của cơ giới hóa và tự động hóa ngày càng tăng lên hàng năm. Động cơ bước đóng vai trò tích cực trong “robot nhà máy” giúp giải quyết những vấn đề như vậy.
Một ví dụ điển hình là robot SCARA (robot khớp nối ngang). Robot SCARA, chủ yếu thực hiện các chuyển động ngang, thực hiện tốt các nhiệm vụ tương đối đơn giản như “vận chuyển, lắp ráp và siết vít”. Ví dụ, có thể dễ dàng tưởng tượng ra cảnh sôcôla được đóng gói trong những chiếc hộp đặc biệt.
Tương tự, động cơ bước không có cảm biến có ưu điểm là có thể thực hiện các chuyển động tương đối đơn giản, lặp đi lặp lại. Hơn nữa, vì có thể đạt được khả năng định vị với chi phí thấp nên điều này lý tưởng cho các robot SCARA có mục đích chính là chuyển động theo chiều ngang.

Mặt khác, động cơ servo có cảm biến được sử dụng cho những robot yêu cầu chuyển động phức tạp hơn (dọc hoặc cong).

Bằng cách này, động cơ bước và các động cơ khác đang góp phần lớn vào việc sản xuất về mặt tiết kiệm lao động, cải thiện chất lượng và giảm chi phí.

Động cơ bước dùng trong máy in 3D

Máy in 3D là một thiết bị tạo ra các vật thể rắn (vật thể ba chiều) bằng cách phun và xếp lớp nhựa. Vì bạn có thể tạo ra bất kỳ thiết kế nào bạn nghĩ ra, nên bạn có thể tạo ra những ý tưởng tốt hơn, giảm thời gian và chi phí phát triển, đồng thời mang lại những đổi mới lớn trong ngành sản xuất và xây dựng. Nhiều người có thể ngạc nhiên khi biết rằng thời gian xây dựng Sagrada Familia đã được rút ngắn hơn 150 năm nhờ áp dụng công nghệ CNTT như máy in 3D.

Bây giờ, động cơ bước được sử dụng ở bộ phận nào của máy in 3D?
Câu trả lời chính là bộ phận truyền động của vòi phun nhựa. Như thể hiện trong sơ đồ bên dưới, động cơ bước được sử dụng để định vị vòi phun.

Bằng cách sử dụng động cơ 3 trục (trục XYZ), vòi phun được di chuyển theo ba chiều để tích tụ nhựa và tạo ra vật thể 3D.
Định vị chính xác bằng cách sử dụng động cơ điều khiển là điều cần thiết để in các vật thể 3D phức tạp.

Động cơ bước dùng trong máy photocopy

Ngày nay, chỉ riêng ở Nhật Bản mỗi năm có gần 500.000 máy photocopy và thiết bị đa chức năng được xuất xưởng. Mặc dù được khuyến khích sử dụng hệ thống không cần giấy tờ nhưng chúng vẫn là thiết bị văn phòng cần thiết để hoạt động kinh doanh hiệu quả. Gần đây, các cửa hàng tiện lợi chứng kiến sự gia tăng số lượng máy photocopy đa chức năng có thể xuất dữ liệu từ điện thoại thông minh và nhiều người thấy điều này thật tiện lợi.
Giờ đây, thao tác ''đọc thông tin và xuất ra giấy'' là một thao tác rất đơn giản. Động cơ bước được sử dụng ở đâu trong quá trình đó?
Đây có thể là những gì bạn tưởng tượng. Động cơ bước phát huy sức mạnh của nó trong các hoạt động ``quét tài liệu'' và ''nạp giấy.''
Đầu tiên là thao tác scan bản gốc. Việc kiểm soát và định vị được thực hiện để đọc tài liệu một cách mượt mà và không bị biến dạng. Tiếp theo là thao tác nạp giấy. Nhiều con lăn nạp giấy được sử dụng bên trong máy photocopy. Vai trò của động cơ bước là di chuyển con lăn và nạp giấy nhanh chóng và chính xác.
Động cơ bước được sử dụng để tạo ra các bản sao rõ ràng, không bị biến dạng mà không mắc lỗi in.

Động cơ bước dùng trong thiết bị kiểm tra bo mạch

Đầu tiên, thiết bị kiểm tra bo mạch là loại máy gì? Chúng tôi muốn giới thiệu với bạn Thiết bị kiểm tra bo mạch, đúng như tên gọi, là một thiết bị ''kiểm tra'' bo mạch. Bảng mạch điện tử được sử dụng trong tất cả các sản phẩm điện tử và ô tô xung quanh chúng ta. Một số lượng lớn các linh kiện điện tử được lắp ráp trên một bảng điện tử và sản phẩm hoạt động bình thường khi làm việc cùng nhau.
Nếu có một khiếm khuyết nhỏ nhất trên bo mạch (ví dụ: một phần của vật hàn bị chập), sản phẩm sẽ không thể hoạt động. Để tránh những khiếm khuyết như vậy, "thiết bị kiểm tra bảng" được sử dụng trong quá trình kiểm tra.
Kiểm tra bảng bao gồm nhiều quy trình như ``kiểm tra quy trình in'', ``kiểm tra quy trình lắp đặt'' và ``kiểm tra quy trình chỉnh lại dòng chảy'' và thông thường, việc kiểm tra được thực hiện bằng mắt người. Tuy nhiên, do sự thu nhỏ của bảng mạch và sự thiếu hụt nhân lực nên vai trò của việc kiểm tra bằng “thiết bị kiểm tra bảng mạch” ngày càng tăng.
Động cơ bước hoạt động ở bộ phận nào của thiết bị kiểm tra bảng như vậy? Đó chính là phần “căn chỉnh chiều rộng” giúp căn chỉnh vị trí bảng. Tôi nghĩ nó hơi khó hiểu nên tôi sẽ giải thích bằng sơ đồ bên dưới. Bảng được vận chuyển trên dây đai, được kiểm tra ở mỗi bước và sau đó được chuyển sang bước tiếp theo. Nếu bảng bị lệch hoặc bị cong thì việc kiểm tra chính xác sẽ không thể thực hiện được. Bằng cách kiểm soát vị trí điều chỉnh độ rộng, động cơ bước hoạt động để gửi bảng đi kiểm tra ở ``trạng thái căn chỉnh hoàn hảo.''

Động cơ bước dùng trong cổng soát vé tự động

Động cơ bước cũng được sử dụng trong các cổng bán vé tự động dùng để chuyển vé tại các nhà ga.
Nó được sử dụng trong ``phần vận chuyển'' vận chuyển vé từ khe chèn đến lối ra. Bên trong cổng bán vé tự động, vé được vận chuyển bằng dây đai vận chuyển chạy bằng động cơ bước. Trong những giờ cao điểm như buổi sáng, cần vận chuyển đồ đạc từ lối vào đến lối ra trong vòng 1 giây để tránh gây ùn tắc. Ngoài ra, bằng cách dừng chuyển động chính xác ở lối ra, vé có thể được giao chính xác đến tay bạn.

Động cơ bước dùng trong máy gia công dây

Máy xử lý dây là máy xử lý dây.
Thanh dây là một vật liệu thép dài, mỏng trông giống như một sợi dây và sẽ dễ hiểu hơn nếu bạn tưởng tượng nó giống như một sợi dây. Máy xử lý dây là máy xử lý dây theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như cắt thành từng đoạn dài, vặn đầu dây để bọc lại, xoắn thành dây, chế tạo thành ốc vít và lò xo.
Động cơ bước được sử dụng trong ''bộ phận cấp dây'' của máy xử lý dây. Như minh họa trong sơ đồ bên dưới, đưa chiều dài dây cần thiết vào phần xử lý. Lý do tại sao động cơ bước lại hữu ích đến vậy là nhờ tận dụng khả năng quay với tốc độ không đổi của động cơ bước, dây có thể được đưa đến bộ phận xử lý mà không cần nới lỏng.

Động cơ bước được sử dụng trong máy đánh bạc

Động cơ bước được sử dụng ở nhiều nơi không ngờ tới trong các trò chơi mà tất cả chúng ta đều biết và yêu thích. Một ví dụ điển hình là “máy đánh bạc”. Chính xác thì động cơ bước được sử dụng ở đâu trong máy đánh bạc?
Câu trả lời là "Cuộn". Cuộn quay là một phần của slot nơi ba biểu tượng được xếp thẳng hàng và có thể nói là “nhân vật chính” của trò chơi slot. Các cuộn phim sẽ “dừng lại ở một vị trí định trước” ngay khi người chơi nhấn nút. Động cơ bước đang hoạt động để đạt được chuyển động này (xem hình bên dưới). Sự phấn khích và hồi hộp mà bạn cảm thấy khi chơi trò chơi slot thực ra là do động cơ bước.

Động cơ bước được sử dụng trong trò chơi cần cẩu

Tiếp theo tôi xin giới thiệu thêm một điều nữa: động cơ bước được sử dụng trong trò chơi. Đó là “phần cánh tay của trò chơi cần cẩu”.
Chuyển động di chuyển cánh tay tới lui, trái phải được tạo ra bởi một động cơ bước.
Một lần nữa, động cơ bước lại là nguyên nhân tạo nên cảm giác hồi hộp thực sự của trò chơi cần cẩu.
Nó thực sự có thể là động cơ bước tạo ra cảm giác đập mạnh khiến cánh tay “dừng lại ngay lập tức” ngay khi bạn nhả nút.
Bằng cách này, động cơ bước không chỉ được sử dụng trong máy móc công nghiệp mà còn trong những thú vui hàng ngày.

Động cơ bước dùng trong camera giám sát

Camera giám sát bảo vệ sự an toàn của các thành phố của chúng ta mỗi ngày. Trong số này, động cơ bước đang thể hiện sức mạnh của mình ở hậu trường. Bộ phận đang hoạt động là “bộ phận chuyển động (bộ phận dao động)” của máy ảnh. Do tính chất của chúng, camera giám sát không chỉ yêu cầu giám sát trên, dưới, trái và phải mà đôi khi còn yêu cầu giám sát 360°. Động cơ bước thường được sử dụng để di chuyển và định vị. Tuy nhiên, động cơ bước có điểm yếu là tạo ra độ rung nhiều hơn khi quay ở tốc độ thấp nên có thể cần đến các biện pháp đối phó như sử dụng bánh răng (bánh răng) tốc độ thấp hoặc thay thế bằng động cơ servo.

3. Danh sách ví dụ về động cơ bước

Động cơ bước hàng đầu trong ngành giúp thiết bị có tốc độ cao hơn và độ ồn thấp hơn là gì?

Động cơ bước vừa duy trì mô-men xoắn vừa giải quyết vấn đề tiếng ồn là gì?

Động cơ bước nào có cơ chế nhỏ hơn và thời gian chu kỳ được cải thiện?

Động cơ bước vòng kín giúp giảm thời gian chu kỳ của máy phân tích bằng cách ngăn chặn bước ra của động cơ và sinh nhiệt là gì?

Tùy chỉnh động cơ bước để đạt được mô-men xoắn gấp khoảng 1,5 lần ở dải tốc độ cao là gì?

“Hệ thống Stepping khép kín tích hợp 4 trục” thực hiện “những đường cong mượt mà”

Hãy tìm một động cơ bước nhỏ gọn, có độ chính xác cao có thể giảm kích thước máy quang phổ của bạn!

"Động cơ bước tích hợp vít bi" là gì đã tự động hóa cơ cấu kẹp và đạt được "kích thước nhỏ hơn 2/3 so với các mẫu thông thường"?

“Các bộ phận tốt nhất” của động cơ servo và các bước! Di chuyển nhanh chóng và định vị hoàn hảo.

4. Cuối cùng

Trên đây chúng tôi đã giới thiệu vai trò của động cơ bước trong cuộc sống hàng ngày. Động cơ hiếm khi được nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có khả năng chúng sẽ tiếp tục được sử dụng trong nhiều sản phẩm với nhiều ứng dụng khác nhau. Có thể sẽ rất thú vị khi nhìn các sản phẩm xung quanh bạn trong khi tưởng tượng chúng hoạt động.

ngày phát hành: 2021-08-06 00:00