3-2. 运行模式的确认
驱动机构的送量·定位时间条件，以及根据3-1. 必要分辨率的确认所求得必要分辨率，以此为基础确认运行模式。
运行模式由运行脉冲数·运行脉冲速度（电动机转速）·加速（减速）时间·启动脉冲速度构成。
运行模式的各个要素在接下来的选择计算中非常重要。
运行模式的驱动图像
运行脉冲数（A）的求解方法
将机构条件的送量换算到电动机轴上，求出必要的运行脉冲数。
步进角使用实际使用的电动机的步进角值。
直动机构的情况下
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}运行脉冲数\ \text{A}\ = \frac{工作移动量\ [\mathrm{mm}]}{电动机1回转的移动量\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360\ [^{\circ}\ ]}{步距角\ [{^\circ} / \text{step}]}\end{align}
}\)
旋转机构的情况下
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}运行脉冲数\ \text{A} = \frac{位置决定角度\ [{^\circ}\ ]}{分辨率\ [{^\circ} / \text{step}]\ [{^\circ} / \text{step}]}\end{align}
}\)
运行脉冲速度（f2）的求解方法
根据运行脉冲数和定位时间，考虑启动脉冲速度和加速（减速）时间，求出运行脉冲速度。
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}\text { 运行脉冲速度 }\text{f}_2 = \frac{\text { 运行脉冲数 }[\text{脉冲}]-\text{启动脉冲速度}[\text{Hz}]\times \text{加速(减速)时间}[\text{s}]}
{\text{定位时间}[\text{s}] - \text { 加速(减速)时间 }[\text{s}]}\quad\end{align}
}\)
- ※ 自起动运行模式的情况下，加速（减速）时间设为0进行计算。
但是，如果定位时间有富余，请尽量设定加速（减速）时间。
这里设定的值会影响3-6. 加速转矩的计算、5-1. 加减速率的确认 - ※ 如果设定启动脉冲速度，建议将启动脉冲速度设为0进行计算。
因为电动机的速度条件最为严格，所以可以更安心地选择电动机。
电动机转速（N）的求解方法
根据电动机的步进角，将运行脉冲速度转换为电动机转速。
电动机的转速是4-1. 电动机的初步选择所需的要素之一。
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}\text{电动机转速}\ \text{N}= \frac{\text{步距角}\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{脉冲速度}[\text{Hz}] \times 60\end{align}
}\)
运行模式的计算示例
- 步骤
-
① 求出运行脉冲数
② 设定加速（减速）时间
③ 求出运行脉冲速度
④ 将运行脉冲速度转换为电动机转速
求出运行脉冲数（A）
基于机构条件和3-1. 必要分辨率的确认所求得的分辨率（步距角）：0.72 [°/step]，求出运行脉冲数（A）。
\(\begin{aligned}\text{运行脉冲数}\ \text{A}
& = \frac{送量(\text{l})\ [\mathrm{mm}]}{\text{滚珠丝杠的导程(P}{_B})\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360 [^{\circ}\ ]}{\text{步距角}\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{300\ [\text{mm}]}{20\ [\text{mm}]}\times \frac{360 [^{\circ}\ ]}{0.72\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 7500\ [\text{脉冲} ]
\end{aligned}\)
机构条件
- ｌ（送量） ： 300 [mm]
- PB（滚珠丝杠的导程） ： 20 [mm]
设定加速（减速）时间（t1）
使用加减速运行模式。作为参考，将定位时间的25％分配给加速（减速）时间。
\(\text{加速(减速)时间}\ \text{t}{_1}\ =\ 1\ [\text{s}] \times 0.25 = 0.25\ [\text{s}]
\)
机构条件
- t0（定位时间） ： 1 [s]
求运行脉冲速度（f2）
为了使电动机的速度条件最为严格，将启动脉冲速度（f1）设为0[Hz]，求运行脉冲速度（f2）。
\(\begin{aligned}\text { 运行脉冲速度 }\text{f}_2
& = \frac{\text { 运行脉冲数(A) }[\text{脉冲}]-\text{启动脉冲速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(减速)时间}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{定位时间}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(减速)时间 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{7500\ [\text{脉冲}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.25\ [\text{s}]}{1\ [\text{s}] - \text 0.25\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 10000\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
机构条件
- t0（定位时间） ： 1 [s]
将运行脉冲速度（f2）转换为电动机转速（N）
3-1. 必要分辨率の確認中求得的分辨率（步距角） ： 0.72 [°/step]为基础，进行[Hz]⇔[r/min]的速度转换。
\(\begin{aligned}\text{电动机转速}\ \text{N}
& = \frac{\text{步距角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{运行脉冲速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.72\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 10000\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 1200\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
运行脉冲数（A）的求解
根据机构条件以及3-1. 必要分辨率的确认中求得的分辨率（步距角）：0.36 [°/step]，来求解运行脉冲数（A）。
\(\begin{aligned}\text{运行脉冲数}\ \text{A}
& = \frac{送量(\text{l})\ [\mathrm{mm}]}{\text{电动机每转移动量}\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360\ [^{\circ}\ ]}{\text{步距角}\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{200\ [\text{mm}]}{\pi \times 31.85\ [\text{mm}]}\times \frac{360\ [^{\circ}\ ]}{0.36\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 2000\ [\text{脉冲} ]
\end{aligned}\)
机构条件
- ｌ（送量） ： 200 [mm]
- D（皮带轮的直径） ： 31.85 [mm]
加速（减速）时间（t1）的设定
在本次机构条件中，已经设定了加速（减速）时间（t1），因此无需计算。
机构条件
- t1（加速（减速）时间）： 0.1 [s]
求运行脉冲速度（f2）
将启动脉冲速度（f1）设为0[Hz]，来求解运行脉冲速度（f2）。
\(\begin{aligned}\text { 运行脉冲速度 }\text{f}{_2}
& = \frac{\text { 运行脉冲数(A) }[\text{脉冲}]-\text{启动脉冲速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(减速)时间}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{定位时间}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(减速)时间 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{2000\ [\text{脉冲}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.1\ [\text{s}]}{0.4\ [\text{s}] - \text 0.1\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 6667\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
机构条件
- t0（定位时间） ： 0.4 [s]
运行脉冲速度（f2）转换为电动机转速（N）
3-1. 必要分辨率的确认中求得的分辨率（步距角）：0.36 [°/step]为基础，进行[Hz]⇔[r/min]的速度转换。
\(\begin{aligned}\text{电动机转速}\ \text{N}
& = \frac{\text{步距角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{运行脉冲速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.36\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 6667\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 400\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
运行脉冲数（A）的求解
根据机构条件，求解运行脉冲数（A）。
\(\begin{align}\text{运行脉冲数}\ \text{A} & = \frac{\text { 定位角度}\theta\ [^{\circ}\ ]\strut}{\text { 要求分辨率 }\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]\strut}\\[ 6pt ]
& = \frac{10\ [^{\circ}\ ]}{0.1\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 100\ [\text{脉冲}]
\end{align}\)
机构条件
- θ（定位角度） ： 10 [°]
- θs（要求分辨率） ： 0.1 [°/step]
设定加速（减速）时间（t1）
在本次机构条件中，已经设定了加速（减速）时间（t1），因此无需计算。
机构条件
- t1（加速（减速）时间） ： 0.1 [s]
求解运行脉冲速度（f2）
将启动脉冲速度（f1）设为0[Hz]，求解运行脉冲速度（f2）
\(\begin{aligned}\text { 运行脉冲速度 }\text{f}{_2}
& = \frac{\text { 运行脉冲数(A) }[\text{脉冲}]-\text{启动脉冲速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(减速)时间}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{定位时间}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(减速)时间 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{100\ [\text{脉冲}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.1\ [\text{s}]}{0.4\ [\text{s}] - \text 0.1\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 333\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
机构条件
- t0（定位时间） ： 0.4 [s]
- t1（加速（减速）时间） ： 0.1 [s]
- f1（启动脉冲速度） ： 0 [Hz]
将运行脉冲速度（f2）转换为电动机转速（N）
根据机构条件，进行[Hz]⇔[r/min]的速度转换。
\(\begin{aligned}\text{电动机转速}\ \text{N}
& = \frac{\text{步距角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{运行脉冲速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.1\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 333\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 5.55\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
机构条件
- θs（要求分辨率） ： 0.1 [°/step]
根据这里求得的值和选择的系列，在下一页将确认运行模式。
