Рассматриваются способы минимизации вибрации в приборных оптико-механических узлах, использующих шаговые двигатели. Приводятся диффе-ренциальные уравнения колебаний шаговых двигателей при остановке узла для передач без самоторможения. Уменьшение вибрации при остановке двигателя обеспечивается за счет изменения конструктивных параметров узла. Исследует-ся совпадение собственных частот конструкции с частотами работы шаговых двигателей. Приводится пример модального анализа конструкции в конечно-элементном пакете ANSYS. Уменьшение вибрации достигается путем измене-ния собственных частот колебаний конструкции. Все расчеты и исследования производятся на примере модернизации автоматизированного баллистического идентификационного сканера EVOFINDER.
Ключевые слова: колебания, вибрация, шаговый двигатель, оптико-механи-ческий узел, модальный анализ, баллистический сканер, EVOFINDERВведение. С развитием современной техники приборы с ручным приводом заменяются автоматизированными системами. Исполнительные устройства таких систем, как правило, содержат гибридные шаговые двигатели (ШД), широкое распространение которых обуслов-лено точностью позиционирования (дискретные угловые перемещения ротора), большим мо-ментом на малых скоростях и относительно невысокой стоимостью. Одним из недостатков ШД является наличие колебаний во время движения и при переходе в стационарное положе-ние [1]. В известных исследованиях по этой теме [2-4] рассматриваются только колебания самого ШД, а не весь узел в целом. В настоящей статье представлен комплекс практических мер по минимизации вибрации в подобных узлах путем модернизации конструкции.Характерный пример прибора, использующего ШД, -автоматизированная баллисти-ческая идентификационная система EVOFINDER (Санкт-Петербург, ООО "СканнБИ Техно-лоджи") [5][6][7]. Сканер EVOFINDER представляет собой оптико-механический блок, позво-ляющий получать и сохранять изображения объектов в памяти компьютера. Оптико-механический блок, используя исполнительные узлы с гибридными ШД, поэтапно произво-дит съемку поверхности объекта для последующего "сшивания" изображений программой в единую развертку.Применение ШД в оптико-механических блоках связано с некоторыми ограничениями в работе подобных систем. Поскольку перемещения двигателя являются дискретными, то ро-тор совершает колебания при остановке, что сказывается на качестве изображения. В таком случае для затухания колебаний приходится задавать паузу, что негативно влияет на скорость работы системы. Также в силу своей природы ШД обладает неравномерным моментом в пре-делах одного шага, возникает вероятность появления автоколебательного процесса при совпа-дении частоты подачи импульсов на двигатель с собственными частотами конструкции узла.Колебания ШД. При остановке узла поперечного перемещения сканера EVOFINDER были выявлены колебания установленного в нем объекта, которые приводят к смазу изобра-жения. Время затухания колебаний (52 мс) превосходит время единичного перемещения (100 мс). Причиной колебаний являются отклонения ШД и прогиб стоек, в которые установ-