伺服电子齿轮的设置 点击：4929 | 回复：59
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加TA为好友 发表于：2012-03-24 10:08:06 楼主 在设备电子齿轮时，需要知道脉冲当量（也就是一个脉冲所对应的进给量或角度数），那么这个脉冲当量该怎样计算？还是可以给定？
在J2S的说明书上的例子中：伺服电机的脉冲分辨率是131072，机械一转的进给量是10mm，变速比为1：2，那么这脉冲当量是不是为10/131072*2得到的是0.038um,而给定的一个脉冲为10um的进给量? 有点疑惑。请指教！
谢谢！
脉冲当量分指令脉冲当量和反馈脉冲当量
如果伺服已选定为J2S，则执行端的反馈脉冲当量的确为“10mm/(131072*2)“，按楼主的计算为“0.038um”，而指令脉冲当量为10um，即楼主所说的“给定的一个脉冲为10um的进给量”，如何统一“0.038um”的反馈脉冲当量与“10um”的指令脉冲当量间的不一致性，这就需要用到日系和仿日系通用伺服驱动器的电子齿轮比功能。
“10um”的指令脉冲当量，与“机械一转的进给量是10mm”，就意味着机械每转一圈，需10mm/10um=1000个这样的指令脉冲，而“变速比为1：2”，即伺服电机转过2圈，因而电机每转1圈所需的指令脉冲数为500。
以500的每转指令脉冲数，对131072的单圈反馈分辨率，就可以核算出所需的电子齿轮比=131072/500
當你在規畫電控系統最先要考量的是 設備的產能及精度
机械一转的进给量是10mm，是指一丝的螺距吧，可以先确定机械精度要求，再求脉冲当量，进而计算电子齿轮比设置。共参考。
市面上有一絲螺距的絲桿嗎? !
什麼叫脈衝當量 其實從單位就可看出其定義 步距(mm)/ PLUSE(脈衝)
有些上位控制器 脈衝當量不會自動形成 所以就需要運算 提高系統解析度 再電控的方法有兩種 4倍頻 及電子細分(倍頻) 或機械手段 就是加裝減速機 再高解析度之伺服系統 若不用電子齒輪比 將解析度降下來 設備產能將會受影響 速度會受限制 電子齒輪的設定式在精度與產能下所要考慮兩者的平衡點
此系統最高解析度為18位
不管透過機械 或電子細分 來提高系統之解析度(分辨率) 都不能提高系統的精度
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1、从伺服的框图可以看出，伺服的速度是由驱动器的速度环给定的，伺服的速度给定可以是用户任意给定的；
2、但是，伺服电机的转速n与编码器的周反馈脉冲的乘积，就是位置反馈脉冲的频率，也就是PLC减计数器的计数脉冲频率，这个频率是有限的，超过这个有限频率，反馈脉冲就会丢失，计数器的输出不再是电机的实际角位移；
3、所以，用户不能任意给定伺服电机的速度；
4、伺服说明书中的PLC指令脉冲的额定频率，就是上述的PLC减计数器的计数脉冲的上限频率，就是这个频率限制了伺服电机的运行速度；
5、举例说：当PLC的指令脉冲额定频率是25KHZ时，编码器的周反馈脉冲是10000时：
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=25KHZ/10000
=2.5转/秒
=150转/分
6、举例说：当PLC的指令脉冲额定频率是250KHZ时，编码器的周反馈脉冲是10000时：
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=250KHZ/10000
=25转/秒
=1500转/分
7、由于PLC减计数器的计数脉冲额定频率的限制，伺服电机的速度受到限制，伺服的实际速度不能超过上述的150转/分、1500转/分，超过了，反馈脉冲就会丢失，计数器的输出不再是电机的实际角位移；
8、那么要伺服电机跑起来，有一个办法，就是缩小编码器周反馈脉冲，举例说：
1）将编码器的周反馈脉冲10000缩小10倍，编码器周反馈脉冲是1000:；
2）当PLC的指令脉冲额定频率是25KHZ时，编码器的周反馈脉冲是1000时：
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=25KHZ/1000
=25转/秒
=1500转/分
3）当PLC的指令脉冲额定频率是250KHZ时，编码器的周反馈脉冲是1000时：
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=250KHZ/10000
=250转/秒
=15000转/分
9、上述计算出的伺服速度，是伺服的额定速度，不能超过这个速度，可以低于这个速度；
10、上述，把编码器周反馈脉冲缩小10倍，这个“10倍”就是我们常说的“电子齿轮比”；
11、这样电子齿轮比的实际定义应该是：
∵伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲/电子齿轮比=PLC计数器额定频率
∴电子齿轮比=（伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲）/PLC计数器额定频率
12、电子齿轮比的这个定义才是本质的定义：
1）例如，
已知：PLC计数器的计数脉冲额定频率=25KHZ，编码器的周反馈脉冲数（解析度）10000，要求伺服电机速度是2.5转/秒；
求： 电子齿轮比=？
解：电子齿轮比=（伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲）/PLC计数器额定频率
=2.5×10000/25000
=1
2）例如，
已知：PLC计数器的计数脉冲额定频率=25KHZ，编码器的周反馈脉冲数（解析度）10000，要求伺服电机速度是25转/秒；
求： 电子齿轮比=？
解：电子齿轮比=（伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲）/PLC计数器额定频率
=25×10000/25000
=10
13、电子齿轮比的这个定义才是本质的定义，才真正揭示了电子齿轮比与伺服电机速度的关系，电子齿轮比与PLC计数器的计数脉冲额定频率的关系；
14、我们必须纠正“PLC发指令脉冲的概念”，我们用户只是设定了PLC减计数器的基数，这个基数就是我们要控制的角位移；
15、我们用户要设定伺服电机的速度、工件移动的速度，只能通过电子齿轮比的设定来实现！不能自己在“速度环”上去给定速度；
16、当我们根据工件移动速度、伺服电机的速度的需要，计算出伺服的电子齿轮比，设定了电子齿轮比，就等于我们给“速度环”给定了一个上限速度，就等于给变频器设定了一个上限频率；
17、请记住：电子齿轮比=（伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲）/PLC计数器额定频率
18、说明：
1）伺服电机的速度单位是“转/秒”，如果你用“转/分”，要除以60秒；
2）PLC计数器额定频率，就是说明书中的PLC额定工作频率，单位HZ，如果是KHZ要乘以1000；
3）用户可以根据自己工件移动的速度，计算出伺服电机的速度，
伺服电机的速度=工件移动的速度/螺距 × 减速比
引用 笨鳥慢飛 的回复内容：
哎 編碼器的訊號的接口是驅動器 伺服速度提升 關鍵在驅動器的性能 真是一對寶 搞錯對象還玩得很快樂 還想跟大家分享
1、“伺服速度提升 關鍵在驅動器的性能”，这句话是错误的，应该说伺服速度的提升，是由驱动器的速度环给定的；
2、速度的提升，应该是用户根据工艺的需要，可以自行设定的；
3、编码器的解析度低时，用户可以自由设定伺服速度，解析度高时，用户一样应该自由设定伺服速度；
4、为什么编码器解析度高时，电机的速度跑不起来呢？是谁让驱动器限制了伺服的速度呢？
5、为什么编码器解析度高时，驱动器速度环要限制伺服的速度呢？
6、按照笨鳥慢飛的观点，编码器的解析度高时，驱动器的性能坏了？编码器怎么能影响驱动器的性能呢？
7、这个笨鳥慢飛乱了方位，一会接口，一会儿驱动器的性能，到底是什么？
8、大家看看，电子齿轮比，编码器的解析度，PLC发脉冲的额定频率，这三个怎么与伺服的速度扯上的？原理是什么？
9、我们先看看：电子齿轮比=1时，
伺服的速度=PLC发脉冲的额定频率/编码器的解析度
伺服的速度×编码器的解析度=PLC发脉冲的额定频率
就是说，电子齿轮比=1时，电子齿轮比=伺服的速度×编码器的解析度/PLC发脉冲的额定频率=1
如果电子齿轮比=10，电子齿轮比=伺服的速度×编码器的解析度/PLC发脉冲的额定频率=10
编码器反馈脉冲的频率=伺服的速度×编码器的解析度
PLC发脉冲的额定频率=PLC计数器计数脉冲额定频率
这样，电子齿轮比的定义就是，
电子齿轮比=编码器反馈脉冲的频率/PLC计数器计数脉冲额定频率
10、电子齿轮比=编码器反馈脉冲的频率/PLC计数器计数脉冲额定频率才是编码器的真正的物理定义；
11、当电子齿轮比=10时，其物理意义就是说，编码器反馈脉冲的频率是PLC计数器计数脉冲额定频率的10倍，计数器不能正常计数了，这时用户设定参数电子齿轮比=10，
PLC计数器计数脉冲额定频率=编码器反馈脉冲的频率/电子齿轮比
=伺服的速度×(编码器的解析度/10)
就等于将编码器的解析度缩小10倍，保持伺服电机速度不变！
12、如果用户不设定电子齿轮比等于10，那么伺服电机的速度就会自动缩小10倍，慢慢跑，才不至于计数失败、伺服控制失败！
13、设计者千方百计的，保证编码器的反馈脉冲频率不高于计数器的计数脉冲的额定频率！！！
14、也就是说，设计者一边按装高解析度的编码器，一边用电子齿轮比将编码器的解析度缩小，欺骗广大用户！
15、电子齿轮比是个弥天大谎！
2、用户根据加工精度的要求，用户首先自主确定一个“脉冲对应于加工位移的多少”，即脉冲当量；
3、用户根据自己确定的脉冲当量，用户再自主确定工件移动的速度；
4、用户依据自己确定的脉冲当量、工件移动的速度，对系统分析，如丝杠螺距、减速比等，用户计算出需要的电机转速；
5、然后才根据电机转速、编码器的周反馈脉冲数、PLC计数器脉冲计数额定频率，计算出电子齿轮比，并设定电子齿轮比；
6、设定电子齿轮比，伺服就会按电子齿轮比的设定值确定出用户需要的伺服电机速度；
7、电子齿轮比=电机速度×编码器解析度 / PLC计数器脉冲计数额定频率!
8、用户确定电机速度后，根据 “电机速度×编码器的解析度”得到反馈脉冲的频率；
9、再根据计算出的编码器的反馈脉冲的频率，与PLC计数器计数脉冲的额定频率的比，得到电子齿轮比，目的是，要让编码器的反馈脉冲频率等于或小于PLC计数器计数脉冲额定频率，保证伺服控制不失败！
10、电子齿轮比=编码器的反馈脉冲的频率/ PLC计数器计数脉冲的额定频率
电子齿轮比=电机速度×编码器的解析度/ PLC计数器计数脉冲的额定频率
11、用户本该根据自己的工艺要求，自主直接在速度环上设置电机速度就可以了；
12、之所以要通过电子齿轮比设定电机速度的缘由，就是伺服工作时，计数器的计数功能要正确，否则伺服控制会失败；
13、简单说就是，用户自主决定的电机速度，不能使编码器的反馈脉冲频率大于PLC计数器计数脉冲额定频率！
14、这就是电子齿轮的物理意义！别的什么都不是！
总结一下：
1、运动前用户输入的位移指令脉冲数，它乘以脉冲当量就是距離(脈衝數 X 脈衝當量)，就是PLC的计数器的基数；
2、PLC计数器的计数脉冲额定（最高）频率，例如笨鳥慢飛说的“选200KHZPLC”中的200KHZ，如果在额定情况下计数，200KHZ=周指令脉冲数×电机速度（单位转/秒）；
3、编码器解析度，或者叫编码器周反馈脉冲数；
4、编码器反馈脉冲频率=编码器解析度×电机速度
5、电子齿轮比=编码器反馈脉冲频率/计数器计数脉冲额定频率
=编码器解析度×电机速度/周额定指令脉冲数×电机速度
=编码器周反馈脉冲数/周指令脉冲数
6、笨鳥慢飛 不承认有减计数这个过程；
7、如果没有减计数的过程，就没有加速、匀速、减速命令信号产生的依据；
8、就只剩下启动、停车命令，变成 “位移开关+PLC”控制模式了；
9、因为减计数的输出数的大小，是产生加速、匀速、减速命令的依据！
1、编码器输出的是脉冲；
2、要从这些脉冲中获得电机的角位移、电机的实时速度；
3、电机的一段时间的角位移，就是编码器这段时间 “输出的脉冲数×360°/编码器周反馈脉冲数”；
4、电机的角速度=单位时间编码器输出的脉冲数×360°/编码器周反馈脉冲数”；
5、可以看出编码器输出的反馈脉冲，只有通过计数器才可能从中得到电机的角位移、电机的角速度；
6、否认编码器输出脉冲计数装置的存在，是撒谎或者无知；
7、在伺服控制中，用户根据工艺要求，确定脉冲当量、 确定工件移动的速度→确定指令脉冲频率=工件移动的速度/脉冲当量→根据减速比确定电机的转速=工件移动的速度/螺距×减速比→周指令脉冲数=指令脉冲频率/电机的转速；
8、这个周指令脉冲数，是根据用户自主确定的脉冲当量、工件移动的速度确定的；
9、在伺服控制中，用户根据工艺要求，确定工件移动的速度→根据螺距、减速比确定电机的转速=工件移动的速度/螺距×减速比→周额定指令脉冲数=计数器额定计数频率/电机的转速→额定脉冲当量=螺距 / （减速比×周额定指令脉冲数）→用户设定指令脉冲数=工件的位移量/额定脉冲当量；
10、从9 的计算可以看出，用户根据工艺要求，自主确定的是工件移动的速度，以及工件的位移量；用户根据自己确定的工件移动速度，进一步要确定电机的速度，再根据电机的速度、计数器的额定频率，确定周额定指令脉冲数，再确定脉冲当量，最终求出用户要设定的指令脉冲数；
11、脉冲当量是确定工件完成移动所需要设定的指令脉冲数而需要计算的量；
12、由于伺服电机的运动不是脉冲式步进的，而是连续运转的，所以脉冲当量只是与指令脉冲相对应的位移，不是微步进的微步距！只是计算指令脉冲数需要的一个参数
13、154楼笨鳥慢飛说，“ 歩進有做過 但做的是微步進(12000 步) ”，意思是说伺服是按“周指令脉冲”步进的，“微步距”是“脉冲当量”，在概念上是错误的，周指令脉冲、脉冲当量只是个度量单位，电机的运动是连续的没有步进、没有步距！
14、154楼笨鳥慢飛说，“我的控制器響應太快 ”，“控制器響應太快” 没有用，更重要的是执行开关电器、电机、负载要响应快；
15、154楼笨鳥慢飛说，“我的控制器響應太快 一般的步進受不了會跳舞(抖動) ”，这句话不符合逻辑，步进电机只能安装在步进脉冲驱动器上，如果安装在一般电源上，是连续运行的！安装在伺服驱动器上也是连续运行的！
16、电机速度、脉冲当量，一定要记住，是在计数器额定频率下的值，负载就很麻烦，例如7、8的计算就有问题，可能计数器过载，也可能计数器欠载；
17、那么编码器的反馈脉冲频率，通过电子齿轮比校正，使之也要运行在计数器的额定频率上！
18、这样指令脉冲频率、反馈脉冲频率都必须工作在计数器额定频率上，电机速度就是用户要求的速度，工件运动的速度也是用户要求的速度，而且编码器处在解析度允许的最大值上；
1、电子齿轮比=编码器周反馈脉冲数/周额定指令脉冲数
=编码器周反馈脉冲数×电机速度/周额定指令脉冲数×电机速度
=编码器反馈脉冲频率/计数器额定频率（PLC发脉冲频率）
2、计数器额定频率（PLC发脉冲频率）= 编码器周反馈脉冲数 / 电子齿轮比 × 电机速度
3、电子齿轮比，就是编码器的反馈脉冲频率是计数器额定频率（PLC发脉冲频率）的比值，当电子齿轮比大于1时，说明编码器周反馈脉冲数大于计数器额定频率（PLC发脉冲频率）；
4、这时，用户要设定电子齿轮比参数，其意义是要降低或缩小编码器的周反馈脉冲电子齿轮比倍；
5、用户在计算电子齿轮比时，是根据自己的工件移动速度确定了电机速度后进行的，就是说先有电机速度后有电子齿轮比，而不是笨鳥慢飛说的“最後伺服的速度是由電子齒輪所決定”！
6、 计数器额定频率（PLC发脉冲频率）= 编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比 × 电机速度，这个等式说明，计数器额定频率（PLC发脉冲频率）、编码器周反馈脉冲数（解析度）、电机速度是已知的，电子齿轮比是待解求的量；
7、计数器额定频率（PLC发脉冲频率）= 编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比 × 电机速度，这个等式说明，伺服系统的计数器额定频率（PLC发脉冲频率）是一定的，所以“编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比”与“电机速度”成反比
8、计数器额定频率（PLC发脉冲频率）= 编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比 × 电机速度，这个等式说明，伺服高解析度与电机速度不能兼顾！
9、当用户系统的电子齿轮比设置越大，说明用户选用的伺服系统花的冤枉钱越多！
10、计数器额定频率（PLC发脉冲频率）= 编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比 × 电机速度：
1）计数器额定频率（PLC发脉冲频率）一定；
2）编码器周反馈脉冲数（解析度）一定；
3）用户需要的电机速度越高，电子齿轮比越高，“编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比”需要降得越低！
4）如果编码器的周反馈脉冲有三个例如2500、5000、10000，就可以构成三个电子齿轮比供用户选择；
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