电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义 点击：10223 | 回复：214
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；
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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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
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
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