电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义



已知：

1）上位机发出脉冲能力为200Kp/S，200×1000/s，200×1000×60/min；

2）电机额定转速为3000R/ min，3000/60s；

3）伺服电机编码器分辨率是131072；

4）丝杆螺距是10mm；

求：

1、电机额定转速运行时的电子齿轮比？

2、如果电子齿轮比是1，伺服电机的转速？

3、生产时，设定指令脉冲当量，确定电子齿轮比？

解：

1、当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行：

1）电机额定转速为3000r/ min，3000r/60s=50r/s;

2) 伺服电机编码器分辨率是131072；

3）电机额定转速时编码器输出检测反馈脉冲频率是131072×50r/s;；

4）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；

5）当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行，这时的电子齿轮比：

电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率

=（131072×50r/s）/ 200×1000/s

=6553600/200000

=3.2768



2、如果电子齿轮比是1：

1）上位机发出的1个脉冲=编码器输出检测反馈的1个脉冲：

2）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；

3）伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min



3、如果丝杆螺距是10mm，

1）要求上位机每发一个指令脉冲，工件移动0.001mm，即指令脉冲当量为0.001mm，也可以说指令脉冲单位为0.001mm：

2）如果伺服转一周，丝杆转一周，减速比是1；

3）丝杆转一周，上位机应该发出的指令脉冲为10mm/0.001mm=10000（个）；

4）伺服转一周，编码器检测反馈脉冲为131072（个）；

5）电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=131072/10000=13.7012；



反馈脉冲：伺服电机编码器的解析度，伺服本身的脉冲。

指令脉冲：上位机发出的脉冲；也可以说是外部给定脉冲。

脉冲当量：伺服接受上位机发出的每一个脉冲信号的位置移动量，又称作最小指令设定单位。

CMX ：电子齿轮比的分子是电机编码器反馈脉冲。

CDV ：电子齿轮比的分母是上位机的给定脉冲（指令脉冲）。

电子齿轮比：是用来把上位机的给定脉冲要换算成与电机编码器反馈脉冲同等意义，以便控制中心按给定指令要求控制伺服转动定位；

1. 伺服电机转速与给定脉冲频率的关系
台达ASMT07L250BK伺服电机的额定转速为3000rpm，最高转速为5000rpm；编码器分辨率为2500ppr，其AB信号经过伺服驱动器4倍频处理后成为10000ppr。
因此，要达到额定转速3000rpm，给伺服驱动器的脉冲信号应当是：3000转/分钟÷60秒/分钟×10000脉冲/转＝500K脉冲/秒，也就是说输入频率应当是500KHz。由于西门子S7-200系列PLC输出的最大脉冲是20KHz，所以伺服驱动器的电子齿轮应当设定为1:25。
2. 伺服电机转一圈X轴Y轴的移动距离
A. X轴伺服
X轴伺服的传动结构：X轴伺服电机驱动直连在伺服电机上减速比为1:60的减速机，减速机上配节圆为129.23mm的同步带轮，再通过同步带驱动机械手在X轴方向运动。因此X轴伺服电机转1圈，机械手在X轴方向的移动距离为：129.23×π÷60＝6.76646686163mm。也就是说，机械手在X轴方向每行走1mm，需要给伺服电机1477.8761508027339801663557711312个脉冲。
B. Y轴伺服
Y轴伺服的传动结构：Y轴伺服电机驱动直连在伺服电机上减速比为1:4的减速机，减速机上配30齿的同步带轮，通过同步带驱动齿数为28的同步带轮；这个齿数为28的同步带轮与丝杆轴连接，丝杆的螺距为10mm。因此Y轴伺服电机转1圈，机械手在Y轴方向的移动距离为：10×30÷28÷4=2.67857142857mm。也就是说，机械手在Y轴方向每行走1mm，需要给伺服电机3733.3333333353244444444455063704个脉冲。

本人经多次研究总结了一下经验：得出一种简单的电子齿轮设定方法，适用于初学者，高手请勿见笑！请大家支持原创，水平有限，不正之处请各位不吝指教！
这种简单的电子齿轮设定方法为 “将伺服马达编码器的分辨率设为分子，马达转一圈所需的脉冲数设为分母”
如果再装减速器的话，PLC原来所发脉冲数再乘以减比。
以三菱MR-J2-S举个例子：
伺服马达编码器的分辨率131072，我设计为PLC每发一个脉冲伺服马达转0.5度，那么伺服马达转一圈（360。）需要720个脉冲，
电子齿轮就设为 131072 / 720   化简分数后为 8192 / 45  这样PLC每次发720个脉冲伺服马达转一圈
如果还想接个减速器，举个例子接个减比为5比1的减速器时，原来电子齿轮所设分数不变，PLC原来所发脉冲数再乘以5（720*5=3600），即现在伺服马达转一圈PLC发3600个脉冲就可以了。
  
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“将伺服马达编码器的分辨率设为分子，马达转一圈所需的脉冲数设为分母，如果再装减速器的话，PLC原来所发脉冲数再乘以减比”

10000/3600=25/9 ，

所以按我的方法：
1，没接减速器之前你的电子齿轮应该设为25/9，这样你每3600个脉冲转一圈。
2，接减速器之后你的电子齿轮25/9不变，PLC原来发3600转一圈现在就要发3600*5=18000转一圈。

        要驱动步进电机转一圈PLC应发脉冲数=（360 。/ 步距角） * 所设细分数的值
一般二相步进电机的步距角为1.8。  三相步进电机的步距角为1.2。
以二相步距角为1.8。的步进电机为例：
假设驱动器细分数设为10，那么要驱动步进电机转一圈PLC应向驱动器发出的脉冲数为：
（360/1.8）*10=2000 个