一体式步进伺服电机在试管液体检测设备的应用案例

在医疗检测设备领域，试管液体检测对运动控制的精度和稳定性要求极高。采用‌STM57‌和‌STM42一体式步进伺服电机，通过CANopen通讯协议实现高精度定位控制，解决了皮带传动结构导致的定位抖动问题，为医疗检测设备的运动控制可靠性提供了创新解决方案。

1.设备简介‌

该试管液体检测设备主要用于医疗行业的液体样本检测，核心需求包括：

1.‌定位精度‌：要求高精度定位，确保检测结果的准确性；

2.‌功能性‌：上电后需进行一次原点回零，并支持位置模式定位；

3.‌稳定性‌：减少到位整定时间，避免抖动影响检测过程。

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‌2.应用方案与产品‌

‌1. 核心产品配置‌

•‌电机型号‌：STM57B5B-CANopen-M（短距离定位）

•‌电机型号‌：STM4260B-CANopen-M（长距离定位）

•‌控制模式‌：CANopen通讯协议，位置模式定位。

‌2. 技术优化‌

•‌加减速度优化‌：短距离加减速度小，长距离加减速度大

•‌PID参数调整‌：减少到位整定时间，提升定位稳定性

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‌3.问题与解决

‌问题1

定位抖动‌：皮带传动结构导致定位抖动

解决方案：调整加减速度参数，短距离加减速度小，长距离加减速度大

‌问题2

‌到位时间长‌：定位到位整定时间过长

解决方案：优化PID参数，减少整定时间

实施效果‌：

•定位稳定性显著提升，抖动问题基本消除；

•到位整定时间缩短，检测效率提高。

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‌4.应用效果‌

1.‌检测精度‌：定位精度满足医疗检测需求；

2.‌可靠性‌：设备运行稳定性显著提升；

3.‌兼容性‌：完美适配客户原有控制系统。

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‌5.总结

本案例通过优化加减速度参数和PID调谐，解决了试管液体检测设备中皮带传动导致的定位抖动和到位时间长问题。该方案验证了：

•‌加减速度参数对定位稳定性的重要性‌

•‌PID调谐对减少整定时间的关键作用‌

为医疗检测设备领域的运动控制提供了以下经验：

•皮带传动结构需特别关注加减速度参数

•PID参数调谐需结合实际运动需求

•CANopen通讯协议在医疗设备中的高可靠性。

未来可拓展至其他高精度医疗检测设备中。

【一体化电机优势】

高集成度提升设备便携性：一体化步进/伺服电机集成了步进(伺服)电机、驱动器、编码器和控制器等功能模块，大大减少了设备的体积和重量。同时，简化系统布线、减少潜在故障点。

灵活性满足多样化需求：一体化步进/伺服电机支持CANopen/Modbus通信，可以根据需要进行灵活的控制和调整，适应不同的工作需求。

高精度定位提升测量精度：一体化步进电机具有较高的定位精度，能够实现移动设备的高精度定位。

多种控制模式：支持 PP、 VM、 PV、 PT、 HM、 IP、 CSP、 CSV、 CST 标准模式；支持NiMotion位置模式、NiMotion速度模式、NiMotion力矩模式。

高速响应提升设备效率：一体化步进/伺服电机具有快速的响应速度，能够快速调整设备的角度和位置。这意味着机器人可以更快速地获取环境信息，提高设备的工作效率和响应能力。

完善的报警功能：一体化步进/伺服电机上电自检诊断，能及时发现硬件故障，避免影响系统运行搭载多种安全保护功能， 通过 LED 闪烁警报，直观显示电机当前状态，同时具备过压/欠压、过热、过流、堵转报警等保护功能。