电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义（二） 点击：880 | 回复：17
电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义（二）
刘志斌 2012.03.29
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；
5）减速比=5
6）工件移动准确到0.01mm
求：
1、如果电子齿轮比是1，伺服电机的转速？
2、伺服电机的额定转速时，编码器反馈脉冲数=?
3、电子齿轮比？
4、上位机额定频率工作时，工件的移动速度=？
5、脉冲当量=？
6、工件移动准确到0.01mm
解：
1、如果电子齿轮比是1：
1）编码器输出检测反馈脉冲131072；
2）上位机额定频率=200×1000/s；
3）伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min
2、伺服电机额定转速运行：
1）当上位机额定频率发出脉冲时，伺服电机额定速度运行：
2）电机额定转速为3000r/ min，3000r/60s=50r/s;
3）上位机额定脉冲频率=200×1000/s；
4）编码器反馈脉冲 = 上位机额定脉冲频率/电机额定转速×1/60
=200×1000/50
=4000
取等于或大于4000的二进制数 4096；
3、电子齿轮比=编码器输出脉冲/编码器反馈脉冲
=131072/4096
=32
4、上位机额定频率工作时，工件的移动速度：
1）电子齿轮比=32时的电机的转速：
1）电机准确空制到0.01mm /（螺距/减速比 ）=1/200周，
2）脉冲数准确控制到4096×1/200=20.48
编码器输出检测脉冲=编码器的解析度
编码器反馈脉冲=伺服电机编码器的解析度/电子齿轮比。
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编码器的解析度。
CDV ：电子齿轮比的分母是编码器的反馈脉冲；
电子齿轮：是模拟安装在编码器输出脉冲与反馈脉冲之间的一个脉冲变换比值；
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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=1，电机速度是=100×1000×60/1048576=6r/min
2）电机额定转速运行，编码器反馈脉冲=100×1000×60/3000=2000
3）电子齿轮比=1048576/2048
4）丝杆转一周的时间=絲桿螺距 10/3mm÷線速度（1/3）mm/s=10s
5）电机转一周的时间=10s÷5=2s，要求电机转速=0.5r/s
6）上位机工作频率=100×1000，电机转速=0.5r/s，
编码器反馈脉冲=上位机工作频率/电机转速=100×1000/0.5=200000
7）电子齿轮比=1048576/131072=8
8）电机转速=100×1000/131072=0.763 r/s
9）上位机工作频率=电机转速=0.5r/s×131072=65.536Kp/s
10）运行时间 1800mm÷（1/3）mm/s =5400s，运行时间大于5400s
11)指令脉冲单位=1/(65536×3)mm
12）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=132072×0.015周=1966.08
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
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=1，电机速度是=100×1000×60/1048576=6r/min
2）电机额定转速运行，编码器反馈脉冲=100×1000×60/3000=2000
3）电子齿轮比=1048576/2048=512
4）丝杆转一周的时间=絲桿螺距 10/3mm÷線速度（1/3）mm/s=10s
5）电机转一周的时间=10s÷5=2s ，要求电机转速=0.5r/s
6）上位机工作频率=2048/2=1.024 KHz
7）运行时间 1800mm÷（1/3）mm/s =5400s，运行时间大于5400s
8）指令脉冲单位1/(1024×3)（mm）
9）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=2048×0.015周=30.72
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；
引用 adsan 的回复内容：刘老师，您好伺服控制方面有什么书籍可以看的，我是刚要学这方面的，想系统学习学习。希望介绍一下。谢谢！
1、伺服电机在电机学中，属特种电机分类；
2、学校的专业有自动化专业、电机学、电力电子学、数控机床等；
3、书上的知识，大多是普遍遵从的理论知识，或者是广泛流行的常用设备的简单介绍；
4、现在的伺服产品个性化很强，看书不如看说明书；
5、如果你需要基础知识可以找专业书看，如果想知道产品的应用可以找说明书、相关案例等；
6、伺服已经是多学科的综合发展，必须掌握相关的各个专业知识，在实践中根据需要一个一个的攻克；
1、在这个主题下，电子齿轮的比是两个连续二进制整数的比，例如分子、分母都是131072、65536、32768、16384、8192、……它只能是按在编码器上的二进制计数分、倍频器；
2、这样有个缺点，脉冲当量的比不是一个长度计量的最小单位；
3、如果把电子齿轮比看成两个任意数的比，以满足脉冲当量是0.1、0.01、0.001这样的长度计量的最小单位；
4、这样电子齿轮比就是编码器一周输出反馈脉冲与一周指令脉冲的比，这个比的比值不是很整齐，甚至是任意的，但他适应工艺控制的需要，解决了以脉冲当量为主调的计算方法中要求的长度计量的最小单位；
5、这样一来电子齿轮的物理本质有了变化，不再是二进制记数器的分、倍频的关系，而是换算率的关系；
6、实际上是两种不同的设计，是两种不同的构思，是两种不同的伺服产品；
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；
1、上楼就是与主楼的计算方法不同的方法，在这个计算里，电子齿轮比是根据需要任意确定的；
2、虽然在电子齿轮比=1时，电机转的慢，可是当电子齿轮比升高到3.2768时，电机的速度就已经额定速度了；
3、当我们根据加工工艺的需要，任意选用0.1mm、0.01mm、0.001mm、0.0001mm、…… 电子齿轮比分别是1370.12、137.012、13.7012、1.37012 ……跟着变化，电机的速度也会跟着快起来；
4、所以，不能因为电子齿轮比=1时，电机转的慢，误认为电机在其它情况下的速度也很慢；
5、例如本例，电子齿轮比从1增大到32.768，电机的速度就达到额定速度；
6、本例的电子齿轮是一个换算率，不同于电子齿轮是二进制记数分倍频器的概念；
7、本例的电子齿轮是一个换算率，这个概念在设定需要的指令脉冲，给用户提供了很方便的平台；
8、笨鸟慢飞说的“让电机不能转的块一点”，利用电子齿轮直接将编码器的输出脉冲调低成相应的二进制反馈脉冲的方法，是另外一种伺服，与本例伺服不同；
9、用笨鸟慢飞说的安装在编码器上的电子齿轮，计算时脉冲当量是结果，而且计算的脉冲当量不一定就是需要的，更难过的是脉冲当量都不是0.01、0.001、……这样的长度计量的最小单位，伺服工艺操作带来很多麻烦；
10、不过笨鸟慢飞的伺服的设计与本例不同，构思与本例不同，伺服产品不是一种，是多种多样的，不能用一种伺服的方法否定另一种伺服，更不能用一种伺服的方法给另一种伺服上套用，一定要看相关的说明书，说明书怎么说的，你就怎么做！
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