如何调整指令脉冲当量、电子齿轮比,整定工件移动速度和精确度 点击:2010 | 回复:5



刘志斌

    
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发表于:2012-03-28 10:12:14
楼主

 已知:

1)上位机发出脉冲能力为200Kp/S200×1000/s200×1000×60/min

2)电机额定转速为3000R/ min3000/60s

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/ min3000r/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

 

 

 

1、从以上计算,现在我们知道:

1)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,

电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=3.2768

2)如果电子齿轮比是1:伺服电机的转速是==91.55 r/min

3)丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=13.7012

 

2、现在我们还想知道,丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,加工时电机额定速度运行时的电子齿轮比?

 

3、丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,加工时电机额定速度运行时的电子齿轮比?

1)丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=13.7012

2)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=3.2768

3)只有1)、2)的电子齿轮比相等时,才可以保证当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm

4)如果我们让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(13.7012/3.2768)额定频率上,而电机工作在额定转速下,这时的电子齿轮比是

电子齿轮比=反馈脉冲频率/【上位机满额发出脉冲频率×1/(13.7012/3.2768)】

                 =3.2768×(13.7012/3.2768)

                 =13.7012

5)这样,我们得出:

a、让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(13.7012/3.2768)额定频率上;

b、而电机工作在额定转速下;

c、丝杆螺距是10mm(减速比等于),指令脉冲当量为0.001mm;

d、电子齿轮比是=13.7012

 

4、如果电子齿轮比是1伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min,怎么能使电子齿轮比=1时,电机转快一点呢?

1)只要将编码器的刻线数降低,即编码器一周的反馈脉冲缩小(分频),电机的转速就会提高;

2)我们只要将编码器的解析度 131072缩小到131072/(3000/91.55);

3)伺服电机的转速=200×1000/s×60/【131072/(3000/91.55)】

                             =(200×1000/s×60/131072)×(3000/91.55)

                =3000r/min

4)我们只要将编码器的解析度 131072缩小到131072/(3000/91.55):

      编码器的解析度 = 131072/(3000/91.55)131072的32分频 = 4096

5)电子齿轮比=1时,编码器的解析度是4096时电机的转速为额定转速3000转/分! 

 

5、我主楼计算的三种数字(a、电机额定转速运行时的电子齿轮比?b、如果电子齿轮比是1伺服电机的转速?c、生产时,设定指令脉冲当量,确定电子齿轮比?)是有关电子齿轮比的三中应用:

1)“b、如果电子齿轮比是1伺服电机的转速?”,指明要提高电机运行速度的方法,就是对编码器的解析度分频;

2)“a、电机额定转速运行时的电子齿轮比?”,要伺服以额定转速,按指令脉冲当量运行,指明了如何调整确定上位机的发出的指令脉冲频率及电子齿轮比;

3)“c、生产时,设定指令脉冲当量,确定电子齿轮比?”是所有计算的基础;

 

1、如果电子齿轮比是1伺服电机的转速=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min;

2、他告诉我们,上位机以额定频率发脉冲工作时,伺服电机的转速很低,远远偏离额定转速;

3、这时我们对编码器的输出反馈脉冲分频,由131072的32分频 = 4096 ;

4、这时我们重新计算一下:

主楼的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4096(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=4096/10000=0.4096

5、这时我们重新计算一下:

主楼的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/ min3000r/60s=50r/s;

2) 伺服电机编码器分辨率是4096

3)电机额定转速时编码器输出检测反馈脉冲频率是4096×50r/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

=4096×50r/s/ 200×1000/s

=204800/200000

=1.024

6、这时我们重新计算一下:

8楼 7、丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,加工时电机额定速度运行时的电子齿轮比?

1)丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=1.024

2)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=0.4096;

3)只有1)、2)的电子齿轮比相等时,才可以保证当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm

4)如果我们让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(0.4096/1.024)额定频率上而电机工作在额定转速下,这时的电子齿轮比是

电子齿轮比=反馈脉冲频率/【上位机满额发出脉冲频率×1/(0.4096/1.024)】

                 =0.4096×(1.024/0.4096)

                 =1.024 

5)这样,我们得出:

a、让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(1.024/0.4096 ) ≈ 0.4  额定频率上;

b、而电机工作在额定转速下;

c、丝杆螺距是10mm(减速比等于1),指令脉冲当量为0.001mm;

d、电子齿轮比是=1.024

7、通过以上计算,我们发现:

1)将编码器的解析度由131072分频4096后,电子齿轮比=1时,电机的运行速度提高到额定速度

2)而上位机的额定频率由200Kp/S,偏高,如果下降到100Kp/S,则工作频率为额定的0.8时,指令脉冲单位为0.001,电机额定转速运行;

3)这时工件的平移速度是,指令脉冲单位0.001mm×80×1000/s=80mm/s;

4)如果用5:1的减速机指令脉冲单位减小到0.0002mm,这时工件的平移速度是,指令脉冲单位0.0002mm×80×1000/s=16mm/s;

 

 

 



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发表于:2012-10-29 17:41:04
1楼

好~~~~~

麻烦啊!精确度伤不起啊!

刘志斌

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发表于:2012-10-30 11:26:14
2楼

“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ”

 

1、主楼关于“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ”的理解有错误;

2、“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ”的真正意义是,伺服位置环计数器的额定工作频率,或者说是位置环的频率上限;

3、编码器的检测反馈脉冲频率,不能超过伺服位置环计数器的额定工作频率,也就是说编码器的检测反馈脉冲频率只能低于“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ”;

 

 

刘志斌

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发表于:2012-10-30 11:33:49
3楼

4、编码器的检测反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲数×电机转速;

5、也就是说,“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ” ≤ 编码器周反馈脉冲数×电机转速;

6、当“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ” > 编码器周反馈脉冲数×电机转速,位置环将控制无效;

7、为避免出现上述情况,所以要设定电子齿轮比,以限定电机转速或降低编码器周反馈脉冲数;

刘志斌

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发表于:2012-10-30 12:15:11
4楼

8、为什么伺服电机的速度不能直接由用户自主设定?

9、原因就是, 编码器周反馈脉冲数×电机的速度“上位机发出脉冲能力为200Kp/S ”

刘志斌

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发表于:2012-10-30 12:22:12
5楼
10、如果设定电子齿轮比后,电机速度一旦超速,位置环就会出错,就是大家常说的指令脉冲数增多或者编码器反馈脉冲丢失的情况!

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