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电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义 点击：10241 | 回复：214



刘志斌

    
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发表于：2012-03-21 00:40:12
楼主

电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义

 

 刘志斌 2012.03.21

 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

=32.768

 

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；

 

说明： 

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；

 

 

 

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 13:14:14
41楼

5、电子齿轮比=1，电机转速91.55r/s 远离额定转速3000r/s，显然是编码器的解析度过高的原因；

6、这就是我16、17楼论述的，将编码器的解析度由131072经过32分频为4096；

7、这样电子齿轮比=1时，电机的速度=200×1000/(131072/32)

                                                       =(200×1000/131072)×32

                                                       =91.55r/s ×32

                                                       =2929.6r/s

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 14:49:46
42楼

8、还可以理解为，这个系统要提高伺服电机的转速，必须设定较高的电子齿轮比；

1）例如当电子齿轮比=1提高到电子齿轮比=32时，上位机额定频率输入，电机速度提高为2929.6r/s；

2）从这个以上说，电子齿轮比增大时，等于将编码器的解析度缩小32，这时电子齿轮比=131072/4096=32；

3）这时电子齿轮比的意义就是编码器输出脉冲（131072）的分、倍频比，或者说编码器输出脉冲数（131072）与编码器的反馈脉冲数（4096）的比，电子齿轮在编码器的输出脉冲（131072）与反馈脉冲（4096）之间；

4）这是两种不同的理解，其实质是一样的，计算结果是一样；

5）如果你没有能力理解它，或者还不熟悉，就按主楼的概念出发，免得混乱！

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 17:24:59
43楼

6）但是作为调试、整定伺服的过程看，主楼的定义要好得多，即：

特定条件下的电子齿轮比=该条件下的编码器输出脉冲/该条件下的指令脉冲数

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-03-28 17:30:29
44楼

你的分頻又從哪裡冒出來 三菱的手冊只有電子齒輪 哪來的分頻

我提個速度需求 原來公式 就解釋不通 就跑出個分頻 那你最早提的公式 不就是錯誤

我若再提高工件的最高線速度 20m/min 定位精度 0.01mm 絲桿螺距 3mm 減速比 5.6 總行程 1.8m PLC頻寬用100KHz 電機用三菱 20位 那你怎設置

呵呵 沒有人可以抄襲 看你怎解 這個程度在伺服

 

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 17:37:41
45楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：……电子齿轮之功能是要降低伺服系统之分辨率来与控制器做匹配此降低系统分辨率 也就是电机转一圈所需的脉冲数 这就电子齿轮真正目的那这样就可算出脉冲当量 ……

1、电子齿轮比是在编码器、上位机、现场工艺需要之间起协调、兼容对接的作用；

2、使得伺服配件兼容性更好，用途更宽泛一些；

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 17:48:20
46楼

3、但是要指出，通过电子齿轮对脉冲数的缩小或扩大是计算机运算的结果：

1）计算机运算的结果，运算的原理不外乎计数器的分、倍频作用原理；

2）运算的结果，与设备实际输出的连续性脉冲数有本质的差别，在一定范围内是可用的；

3）运算的结果，与设备实际输出的连续性脉冲数有本质的差别，超过一定范围内可能出笑话；

4）所以电子齿轮比实际是对脉冲数的加工，会带来方便，也会带来系统的不稳定，或者出现奇怪的异常现象；

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 18:08:55
47楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：……我守口如瓶 是你程度問題!……

1、要参加问题讨论，就把自己的观点说明白，要叫看的人一目了然；

2、可是你的发言，只有你自己明白你在说什么；

3、任何技术都是学来的，不是生来就有的，不用在不懂的人面前耍花腔，在懂的人面前低声下气；

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刘志斌

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发表于：2012-03-28 19:40:47
48楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：……我若再提高工件的最高線速度 20m/min 定位精度 0.01mm 絲桿螺距 10/3mm 減速比 5 總行程 1.8m PLC頻寬用100KHz 電機用三菱 20位 那你怎設置呵呵 沒有人可以抄襲 看你怎解 ……

已知

1）PLC頻寬用100KHz

2）電機用三菱 20位 ，编码器解析度=131072×8=1048576；

3）最高線速度 20m/min ， (1/3)mm/s

4）絲桿螺距 10/3mm

5）減速比 5

6）行程 1.8m

7）定位精度 0.01mm

解

1）电子齿轮比=1048576/65536=16；

2）丝杆转一周的时间=絲桿螺距 10/3mm÷線速度（1/3）mm/s=10s

3）电机转一周的时间=10s÷5=2s ，要求电机转速=0.5r/s

4）上位机工作频率= 0.5r/s×65536=32.768khz

5）指令脉冲单位1/(32768×3)（mm）

7）运行时间 1800mm÷（1/3）mm/s =5400s，运行时间大于5400s

8）定位精度 0.01mm

丝杆控制精度=0.01mm÷10/3mm=0.003周

电机控制精度= 0.003周×5=0.015周

频率控制精度=65536×0.015周=983.04

 

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-03-28 22:55:43
49楼

這麼長的行程 螺距選用3MM 機械專家一看就知道我外行 曲饒度的誤差可能就超過0.01MM 而你又更外行 把我改成10/3 MM 這叫設計變更 你知道這在業界是很大禁忌 你竟然改了兩個規格 還亂買東西 上位机工作频率80khz(??? !!!)

最高線速度 20m/min  1.8 运行时间 1800mm÷（1/3）mm/s =5400s，运行时间大于5400s 你跟烏龜比慢?1

定位精度 0.01mm ，1/60周，65536÷60=1082.8，取1082 這???

你在業界裡 至少該懂些行話 談法律 至少要懂甚麼是善意 什麼是惡意

所以我講的是行話 聽不懂那還是程度的問題

就像賣編碼器不知海德漢

搞檢驗不清楚NASA

搞醫療不知FDA

那還有甚麼資格跟人討論

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-03-28 23:41:54
50楼

老劉 想說你不是抄襲都很難

若我再加個要求 1.8米要在 0.8秒完成 精度改在0.05 MM

呵呵 我再多年前應該有五六年 在工控網出了一個電控系統題目 至今還沒有人答出 上面你能答出來 我就把這題目與你探討 這題的程度在 電子凸輪 1/1000 很高階喔

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 00:53:31
51楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：

這麼長的行程 螺距選用3MM 機械專家一看就知道我外行 曲饒度的誤差可能就超過0.01MM 而你又更外行 把我改成10/3 MM 這叫設計變更 ……

1、你给我出题，你出慢我算慢；

2、“改成10/3 MM 這叫設計變更 ”，我们只是讨论个方法，所以数字改的整齐点好计算；

3、我们只是求计算步骤、方法是否正确而已；

4、本来是想听你对我的计算方法作出指导，可是你全说了些题外话！

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 01:01:17
52楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：老劉 想說你不是抄襲都很難……

1、你有点不讲理，你给我出的题，我抄谁的？抄你的你的答案给我看啦？

2、对我的计算方法看来你没有说什么，那就算可以了；

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 01:09:18
53楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：

……我再加個要求 1.8米要在 0.8秒完成 精度改在0.05 MM呵呵 ……

1、

已知

1）PLC頻寬用100KHz

2）電機用三菱 20位 ，编码器解析度=131072×8=1048576；

3）最高線速度 20m/min ， (1/3)mm/s

4）絲桿螺距 10/3mm

5）減速比 5

6）行程 1.8m

7）定位精度 0.01mm

8）0.8秒完成

2、

你的这个题无解，因为你给了线速度，又给了限定时间，这是个错题！

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 01:29:03
54楼

我还是将题目改动一下：

已知

1）PLC頻寬用100KHz

2）電機用三菱 20位 ，编码器解析度=131072×8=1048576；

3）0.9秒完成

4）絲桿螺距 4mm

5）減速比 5

6）行程 1.8m

7）定位精度 0.01mm

解

1）线速度  1.8m ÷ 0.9秒=2m/s=2000mm/s，

2）丝杠转速  n2= 2000mm/s ÷ 4mm =500r/s=3000r/min;

3）电机转速  n1= 3000r/min×5=15000r/s

此题无解，因为电机的额定转速只有3000r/min！！！

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 02:01:56
55楼

我还是将题目改动一下：

已知

1）PLC頻寬用110KHz

2）電機用三菱 20位 ，编码器解析度=131072×8=1048576；

3）45秒完成

4）絲桿螺距 4mm

5）減速比 5

6）行程 1.8m

7）定位精度 0.01mm

8）电机额定转速3600r/min

解

1）线速度  1.8m ÷ 45秒=0.04m/s=40mm/s，

2）丝杠转速  n2= 40mm/s ÷ 4mm =10r/s=600r/min;

3）电机转速  n1= 600r/min×5=3000r/s

4）编码器反馈脉冲数=100×1000×60/3000=2000，取2048，

5）电子齿轮=1048576/2048；

6）PLC指令脉冲頻率 = 编码器反馈脉冲数×3000/=2048×3000=6144000/60=102.44KHZ；

 

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-03-29 07:52:01
56楼

不笨嗎 是無解 我記錯了

客戶不是用絲桿 是用齒排 模數3  齒輪外徑45

plc 200k

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刘志斌

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发表于：2012-03-29 10:12:59
57楼

7）定位精度 0.01mm ÷ 絲桿螺距 4mm =0.0025

8）0.0025×5=0.0125

9）2048×0.0125=25.6  取25个脉冲；

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刘志斌

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58楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容：不笨嗎 是無解 我記錯了客戶不是用絲桿 是用齒排 模數3  齒輪外徑45plc 200k

1、传动方式不同，计算方式相同，原理相同；

2、你说我的计算程序、步骤、原理有什么错误？

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oken2

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59楼

刘老师你好：

      我以前算电子齿轮比的时候，都要算上编码器的4倍频，为什么你的算法中，没有体现呢？

比如说：伺服电机编码器分辨率是131072     哪么脉冲应该是 131072乘以4.

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-03-29 11:44:17
60楼

你只要告訴我 脈衝當量 電子齒輪比

另外你用的是你的計算公式 還是我寫的

傳動方式不同 計算方式會一樣???

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