电子齿轮比的计算

电子齿轮比计算样例

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）。

电子齿轮比是伺服中经常要用到的，初学者对这个参数的设置有时会不解，先介绍两个伺服电子齿轮设置方面的2个小例子，供大家参考下。

例子1：已知伺服马达的编码器的分辨率是131072 P/R,额定转速为3000r/min,上位机发送脉冲的能力为200Kpulse/s，要想达到额定转速，那么电子齿轮比至少应该设为多少？

计算如下图所示

根据上图中的算法，可以算出电子齿轮比CMX/CDV的值

例子2：已知伺服马达的分辨率是131072 P/R,滚珠丝杠的进给量为 Pb =8mm。

(1) 计算反馈脉冲的当量（一个脉冲走多少）？

△Lo=

(2) 要求指令脉冲当量为0.1um/p ,电子齿轮比应为多少？

电子齿轮比＝

(3) 电机的额定速度为3000rpm，脉冲频率应为多少？

Fc=

解答：

(1) 计算反馈脉冲的当量（一个脉冲走多少）？

△Lo= 8mm/131072

(2) 要求指令脉冲当量为0.1um/p ,电子齿轮比应为多少？

△Lo×电子齿轮比×1000=0.1

(3) 电机的额定速度为3000rpm，脉冲频率应为多少？

Fc×电子齿轮比=3000/60×131072

电子齿轮比与脉冲当量相关计算

1、什么是机械减速比(m/n)

答：机械减速比的定义是减速器输入转速与输出转速的比值，也等于从动轮齿数与主动轮齿数的比值。在数控机床上为电机轴转速与丝杠转速之比。

2、什么是电子齿轮比

答：电子齿轮比就是对伺服接受到上位机的脉冲频率进行放大或者缩小，其中一个参数为分子，一个为分母。如分子大于分母就是放大，如分子小于分母就是缩小。例如：上位机输入频率100HZ，电子齿轮比分子设为1，分母设为2，那么伺服实际运行速度按照50HZ的脉冲来进行。上位机输入频率100HZ，电子齿轮比分子设为2，分母设为1，那么伺服实际运行速度按照200HZ的脉冲来进行3、怎样计算电子齿轮比（B/A）

明白几个概念：

编码器分辨率(F)：伺服电机轴旋转一圈所需脉冲数。看伺服电机的铭牌，在对驱动器说明书既可确

定编码器的分辨率。

每转脉冲数(f)：丝杠转动一圈所需脉冲数。

脉冲当量(p)：数控系统（上位机）发出一个脉冲时，丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数，也是数控系统所能控制的最小距离。这个值越小，经各种补偿后越容易到更高的加工精度和表面质量。脉冲当量的设定值决定机床的最大进给速度，当进给速度速度满足要求的情况下，可以设定较小的脉冲当量。

螺距(d)：螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离。

电子齿轮比计算公式如下：

4、步进电机脉冲当量和细分数的关系

在实际调整时可先确定脉冲当量，在根据关系式计算细分数。或先确定细分数，在计算脉冲当量。

其中：x表示步进驱动器细分数，θ表示步进电机步距角。

5、关于旋转轴

与直线运动轴相比区别在于：旋转轴的螺距值为360，其它计算相同，只需将螺距值换为360。

框架伺服电机“电子齿轮比”的计算方法

电子齿轮比主要功能：

1、可以任意地设置每单位指令脉冲对应的电机的速度和位移量(脉冲当量)；

2、当上位控制器的脉冲发生能力(最高输出频率)不足以获得所需速度时，可以通过电子齿轮功能(指令脉冲倍频)来对指令脉冲进行×N倍频。

当伺服电机用在电脑绣花机的框架上时，控制上的要求为主控发送1个脉冲框架得移动0.1mm。对电子齿轮比的计算有影响的主要为以下几个因素：电机编码器的分辨率；机械装置的二级传动比；框架皮带齿轮大小。

电机编码器的分辨率：伺服电机的编码器一般为2000线或者是2500线，也就是转一圈能产生2000或者2500个脉冲，而伺服驱动器对此脉冲进行4倍频处理，所以电机转一圈就能产生8000或者10000个脉冲，也就是分辨率为8000或者10000。

电机型号编码器线数电机编码器的分辨率

三洋P2、P5电机2000 8000

大豪伺服2500 10000

以三洋伺服电机为例：当控制器给驱动器发送一个脉冲时，伺服电机转过的角度为

机械装置的二级传动比：机械装置二级传动比为电机轴和传动轴的比值如下图

经过二级传动装置后，框架运动的角度折算到电机上角度和二级传动比是成反比的，比如二级传动比为1/4，那么电机转过的角度就是传动轴转过的4倍。

框架齿轮大小：

目前市场上主要有两种齿轮：绣框移动0.1mm时所需转过的角度为0.36°和0.45°。大部分机器都是采用0.36°的齿轮。

综上所述可以得知电子齿轮比的公式如下

采用丝杆结构的话，电子齿轮比的计算方式稍微有些不同

因为一般的，电机和丝杆轴之间是1：1的皮带传动，丝杆的螺距为M毫米/圈，那么计算公式为

电子齿轮在伺服驱动器上可以设置，运动控制卡上也可以设置。就拿交流伺服电机举例吧，这种伺服电机上有一个编码器，电机每旋转一圈即可输出n个脉冲。把这个脉冲取回来就可以构成一个闭环系统，提高控制精度。这样，你发给驱动器n个脉冲，电机就旋转一圈。

但是这个n有的时候不是100的倍数，比如有可能为720之类的，另外，电机通过丝杠之类的机构驱动执行器时，有一个变速比，也不一定是正好的数。最后会造成，你想让执行器移动1mm，得发送m个脉冲。这个m不是10或100的倍数，甚至不是整数。给你的编程带来了麻烦。

因此在驱动器里设置电子齿轮，把这个比例输进去。你就可以选择任意的1个脉冲对应执行器的移动距离了，比如可以设成1个脉冲对应0.01mm。这样编程就容易多了。

但是这个参数的设置也是有一定范围限制的。